JP2006015558A - インクジェットヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 流路ユニットとアクチュエータユニットの共通電極とを高い信頼性で接続する。
【解決手段】 インクジェットヘッドは、流路ユニットとアクチュエータユニット２１とが積層されたヘッド本体７０を含んでいる。流路ユニットの上面には、複数の圧力室１０と凹部３０とが形成されている。アクチュエータユニット２１は流路ユニットの上面に固定され、複数の圧力室１０を跨るように配置されたコモン電極２７と各圧力室１０に対応する複数の個別電極２６とを有している。コモン電極２７は、アクチュエータユニット２１の上面に形成された表面電極２９とスルーホール６１内の導体６４を介して電気的に接続されている。流路ユニットの凹部３０内には、表面電極２９と流路ユニットとを電気的に接続する導電性部材９０が配置されている。
【選択図】 図７

Description

本発明は、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に関する。

インクジェットヘッドは、インクジェットプリンタ等において、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。

かかるインクジェットヘッドの一例として、連続平板状の圧電シートを、複数の圧力室に跨って形成されたコモン電極（共通電極）と、各圧力室に対向して配置された複数の個別電極とで挟み込んだ圧電アクチュエータ（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）。このインクジェットヘッドにおいて、圧電アクチュエータの側面には、キャビティユニット（流路ユニット）の上面から圧電アクチュエータの積層方向に沿って導電性接着剤が塗布されている。この導電性接着剤によってキャビティユニット（流路ユニット）と圧電アクチュエータのコモン電極とが電気的に接続され、さらにフレキシブルフラットケーブルによってグランドに接続されている。

特開２００３−８０７０９号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載のインクジェットヘッドにおいては、圧電アクチュエータとキャビティユニットとが接着剤によって固定されるので、接着剤が圧電アクチュエータに隣接するキャビティユニットの上面上に流れ出す可能性がある。流れ出た接着剤はキャビティユニットの上面を被覆するので、導電性接着剤を後から塗布してもコモン電極とキャビティユニットとが電気的に接続されないという問題が生じる。これに対して、被覆した接着剤を削ってキャビティユニットの上面に無垢の面を露出し、その無垢面とコモン電極とを接続するように導電性接着剤を塗布することは可能であるが、接着剤を削る作業が煩雑であるばかりか、無垢面を露出させるときの接着剤の除去作業において、接着剤の滓が発生し、ヘッドや製造設備を汚してしまう。

そこで、本発明の目的は、製造過程において異物を発生させることがなく、流路ユニットとアクチュエータユニットの共通電極とが高い信頼性で接続された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

本発明のインクジェットヘッドは、複数のプレートが積層された積層構造体であって、それぞれがノズルに連通した複数の圧力室が形成された流路ユニットと、前記複数の圧力室に跨って延在した圧電シート、それぞれが前記圧電シート上において各圧力室に対向する位置に配置された複数の個別電極、及び、前記複数の個別電極と共に前記圧電シートを挟む共通電極を含み、前記流路ユニットの一表面に固定されて各圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えている。そして、前記流路ユニットを構成する前記複数のプレートのうち、少なくとも前記一表面を含み最外層に積層された最外層プレートが導電性を有しており、前記一表面において、前記アクチュエータユニットが固定されていない領域には、凹部が形成されており、前記凹部内には、前記最外層プレートを介して前記流路ユニットと前記共通電極とを電気的に接続する導電性部材の一部が固定されている。

これによると、流路ユニットの凹部内には、接着剤などによって被覆されていない無垢の面が存在する。その凹部内に導電性部材の一部が固定されているので、異物の発生をなくしつつ、流路ユニットと共通電極とを電気的に接続することが可能になる。

本発明において、前記凹部が、前記最外層プレートの厚さ以上の深さを有していることが好ましい。これにより、凹部内の表面積が比較的大きくなる。そのため、アクチュエータユニットと流路ユニットとを固定する接着剤が凹部に流れ込んでも、凹部内に残る無垢の面が大きくなる。したがって、流路ユニットと共通電極との電気的接続の信頼性が向上する。

また、このとき、前記凹部が、前記最外層プレートの厚さと前記最外層プレートに隣接したプレートの厚さとを足し合わせた以上の深さを有していてもよい。これにより、凹部内の表面積がさらに大きくなる。したがって、流路ユニットと共通電極との電気的接続の信頼性がより向上する。

また、本発明は、前記凹部の底面において、少なくとも前記アクチュエータユニットに隣接した周縁近傍には、溝が形成されていることが好ましい。これにより、アクチュエータユニットと流路ユニットとを固定する接着剤及び／又は流路ユニットを構成する複数のプレートどうしを固定する接着剤が、凹部内に流れ込んでも凹部の底面が接着剤によって被覆されにくくなる。

また、このとき、前記溝が、前記底面の中央領域を囲むように延在していてもよい。これにより、凹部の底面の中央領域には、無垢の面が確実に存在する。したがって、流路ユニットと共通電極との電気的接続が確実なものとなる。

また、このとき、前記最外層プレートが、当該プレートの厚さ方向の中央部において、前記凹部の内側に突出する凸部を有していてもよい。これにより、アクチュエータユニットと流路ユニットとを固定する接着剤が凹部に流れ込んでも、凸部が接着剤の流れを堰き止める。そのため、凹部内が接着剤によって被覆されにくくなる。

また、このとき、前記導電性部材が、前記アクチュエータユニットの前記共通電極に電気的に接続されていると共に、前記最外層プレートの前記凸部と前記凹部の前記中央領域とに固定されていてもよい。これにより、流路ユニットと共通電極との電気的接続がより確実なものとなる。

また、本発明において、各圧力室の容積を変化させるための駆動信号を供給する複数の個別配線と、基準となる一定電位を供給する基準配線と、前記複数の個別配線及び前記基準配線を支持する絶縁フレキシブル層とを有する平型柔軟ケーブルをさらに備えている。そして、前記複数の個別配線がそれぞれ対応する前記個別電極に固定され、且つ、前記基準配線が前記共通電極に固定されていることが好ましい。これにより、平型柔軟ケーブルを介して共通電極及び流路ユニットを一定電位とすることが可能になる。

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。

図１は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッド１の斜視図である。図２は、図１のII−II線における断面図であり、インクジェットヘッドを構成するホルダにヘッド本体が組み付けられた状態を示している。図３は、図２に示すヘッド本体にフレームが接着された状態を示す斜視図である。図４は、図２に示すヘッド本体とフレキシブルプリント回路とを分離させた状態の斜視図である。インクジェットヘッド１は、シリアル式のインクジェットプリンタ（図示略）に用いられて、副走査方向に平行に搬送されてきた用紙に対してマゼンタ、イエロー、シアン及びブラックの４色のインクを吐出して記録するものである。図１及び図２に示すようにインクジェットヘッド１は、４色のインクをそれぞれ貯溜する４つのインク室３が形成されたインクタンク７１と、このインクタンク７１の下方に配置されたヘッド本体７０とを備えている。

インクタンク７１の内部には、４つのインク室３が主走査方向に並んで形成されており、図２中左方のインク室３からマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックのインクが順に貯溜されている。これら４つのインク室３は、対応するインクカートリッジ（図示せず）がチューブ４０（図１参照）によってそれぞれ接続されており、インクカートリッジからインク室３に各色のインクが供給されるようになっている。また、図２に示すようにインクタンク７１が、平面矩形形状のフレーム４１に組み付けられている。このフレーム４１は、略直方体形状を有するホルダ７２に紫外線型硬化剤４３で固着されている。さらに、このフレーム４１には図３に示すように、平面形状が長方形形状の開口部４２が形成されており、この開口部４２内に後述のアクチュエータユニット２１を配置するようにしてヘッド本体７０が接着固定されている。インクタンク７１の下端部には、４つのインク室３にそれぞれ連通する４つのインク導出口３ａが形成されている。一方、フレーム４１には、図３に示すように、４つのインク導出口３ａとそれぞれ連なる平面形状が楕円形状の４つの貫通孔４１ａが形成されている。

ヘッド本体７０は、それぞれの色ごとに複数のインク流路が形成された流路ユニット４と、流路ユニット４の上面にエポキシ系の熱硬化性接着剤によって接着されたアクチュエータユニット２１とを含んでいる。図４に示すように、流路ユニット４及びアクチュエータユニット２１は、長方形平面形状を有する複数の薄板を積層して互いに接着させた構成であり、これら流路ユニット４及びアクチュエータユニット２１はインクタンク７１の下方に配置されている。流路ユニット４の上面には、平面形状が楕円形状の４つのインク供給口４ａ（図５参照）が形成されており、４つのインク供給口４ａを覆う位置には、各インク供給口４ａと対向する位置に複数の微小孔が形成されたフィルタ４５が配置されている。こうして、インク供給口４ａから流路ユニット４内に流入するインク内のゴミなどがフィルタ４５によって捕獲される。

また、図３に示すようにフレーム４１には、フレーム４１に形成された貫通孔４１ａと流路ユニット４に形成されたインク供給口４ａとがそれぞれ連なるようにして流路ユニット４が接着されている。この構成により、インクタンク７１内の４種類のインクが、インクタンク７１に形成された４つのインク導出口３ａ及びフレーム４１に形成された４つの貫通孔４１ａを通ってそれぞれに対応する流路ユニット４の４つのインク供給口４ａから流路ユニット４内に供給されている。

ヘッド本体７０は、ホルダ７２の下面に形成された段付き状の開口部７２ａに配置されるとともにインク吐出面７０ａが外部に露出するようにフレーム４１を介してホルダ７２に装着されている。ホルダ７２と流路ユニット４との間には、シール剤７３が配置されている。なお、インク吐出面７０ａはヘッド本体７０の底面でもあり、微小径を有する多数のノズル８（図６参照）が配列されている。また、アクチュエータユニット２１の上面には、給電部材であるフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）５０が接合され主走査方向の一方に引き出されるとともに、屈曲しながら上方に引き出されている。ＦＰＣ５０のアクチュエータユニット２１と対向する部分における上面には、ＦＰＣ５０及びアクチュエータユニット２１を保護しつつ、アクチュエータユニット２１の個別電極２６（図７参照）毎に発する熱を放散するアルミプレート４４が貼付されている。アルミプレート４４は、アクチュエータユニット２１の個別電極２６毎に発する熱によって、個別電極２６近傍部分ごとの温度に大きなバラツキが生じないにように、その熱を放散して均一にしている。

アクチュエータユニット２１に接合されたＦＰＣ５０は、スポンジなどの弾性部材７４を介してインクタンク７１の側面に沿うように引き出され、このＦＰＣ５０上にドライバＩＣ７５が設置されている。一方で、ＦＰＣ５０は、ドライバＩＣ７５から出力された駆動信号をヘッド本体７０のアクチュエータユニット２１（後に詳述）に伝達するように、ハンダ付けによって電気的に接合されている。

図２において、ホルダ７２のドライバＩＣ７５に対向する側壁には、ドライバＩＣ７５の熱を外部に放散する為の開口部７２ｂが形成されている。さらに、ドライバＩＣ７５とホルダ７２の開口部７２ｂとの間には、略直方体形状のアルミ板からなるヒートシンク７６が配置されている。さらに、ドライバＩＣ７５は、間にＦＰＣ５０を挟んで弾性部材７４によりヒートシンク７６に対して押圧されている。これらヒートシンク７６及び開口部７２ｂにより、ドライバＩＣ７５で発生した熱を効率的に散逸させることができる。また、開口部７２ｂ内には、ホルダ７２の側壁とヒートシンク７６の隙間を埋めるためのシール剤７７が配置されており、インクジェットヘッド１の本体にゴミやインクが侵入することを防いでいる。

図５は、図４に示すＦＰＣ５０及びヘッド本体７０の分解斜視図である。図６は、図４に示すVI−VI線における断面図である。図５から分かるように、ヘッド本体７０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１８、サプライプレート１７、アパーチャプレート１６、２枚のマニホールドプレート１４，１５、ダンパプレート１３、カバープレート１２、ノズルプレート１１の計９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８枚のプレートから流路ユニット４が構成されている。本実施の形態において、流路ユニット４を構成する８枚のプレート１１〜１８のうち、ノズルプレート１１を除く７枚のプレート１２〜１８が導電性のステンレス鋼からなり、ノズルプレート１１が絶縁性のポリイミド樹脂からなる。

アクチュエータユニット２１は、後で詳述するように、２枚の絶縁シート２２，２３（図７参照）と２枚の圧電シート２４，２５（図７参照）とが積層され、活性部となる部分を有する１つの活性層（以下、単に「活性部を有する層」というように記する）と活性部を有しない３つの非活性層とを有している。

ノズルプレート１１には、図５及び図６に示すように、微小径のノズル８が微小な間隔をおいて複数形成されている。これらノズル８は、ノズルプレート１１における長手方向に沿って、千鳥状の５列に配列されている。

図５に示すように、キャビティプレート１８には、複数の圧力室１０がキャビティプレート１８の長手方向に沿って千鳥状配列で５列に穿設されている。各圧力室１０は、その長手方向がキャビティプレート１８の長手方向に対して直交するように、細幅に形成されている。各圧力室１０の一端部は、図５及び図６に示すように、サプライプレート１７、アパーチャプレート１６、２枚のマニホールドプレート１４，１５、ダンパプレート１３及びカバープレート１２に千鳥状配列で穿設されている微小径の貫通孔３１を介して、ノズルプレート１１におけるノズル８に連通している。キャビティプレート１８の長手方向の一端部側には、インク供給口４ａとなる４つの孔３５がキャビティプレート１８の短手方向に沿って互いに離隔して形成されている。

図６に示すようにキャビティプレート１８には、キャビティプレート１８のアクチュエータユニット２１と対向する領域と孔３５との間の領域に厚み方向に貫通した貫通孔１９がエッチングにより形成されている。この貫通孔１９は、キャビティプレート１８とサプライプレート１７とが積層することで、一方の開口が塞がれることになる。これによって、流路ユニット４には、貫通孔１９の形成位置に凹部３０が形成されることになる。

図５に示すように、２枚のマニホールドプレート１４，１５のうち、アパーチャプレート１６に近い側のマニホールドプレート１５には、５つのインク室半部２０ａが貫通状に形成されている。これら５つのインク室半部２０ａは、マニホールドプレート１５の長手方向に沿って延在されつつ、マニホールドプレート１５の短手方向に互いに離隔している。

一方、ダンパプレート１３側のマニホールドプレート１４にも、５つのインク室半部２０ａと同様の５つのインク室半部２０ｂが形成されている。図６に示すように、この構成で２枚のマニホールドプレート１４，１５、アパーチャプレート１６及びダンパプレート１３の計４枚を積層することにより、対向する上下のインク室半部２０ａ，２０ｂが相互に接合されて、貫通孔３１の列の間及び貫通孔３１の列の外側に計５つの共通インク室５が形成される。なお、５つの共通インク室５の一端部がインク供給口４ａとそれぞれ対向している。

サプライプレート１７には、複数の貫通孔３１の他に、一方の開口において圧力室１０と連通し他方の開口において後述のアパーチャ３３と連通する複数の連絡孔３２が形成されている。複数の連絡孔３２は、各圧力室１０に対応するようにサプライプレート１７の長手方向に沿って千鳥状の５列に配列されている。また、サプライプレート１７には、キャビティプレート１８の４つの孔３５とそれぞれ対向する位置に孔３６が形成されている。

アパーチャプレート１６には、複数の貫通孔３１の他に、アパーチャプレート１６の短手方向に沿って延在した略長方形平面形状のアパーチャ３３が、アパーチャプレート１６の長手方向に沿って千鳥状の５列に配列されている。アパーチャ３３は、一端部において連絡孔３２と連通し、他端部において共通インク室５と連通している。アパーチャ３３は、インク流動方向と直交する方向であってアパーチャプレート１６の厚み方向の断面積が若干小さくなっており、ノズル８からのインク吐出時に圧力室１０から共通インク室５側に逆流しようとするインクの流れを制限するものである。また、アパーチャプレート１６には、キャビティプレート１８の４つの孔３５とそれぞれ対向する位置に孔３７が形成されており、各孔３７が一方の開口において孔３６とそれぞれ連通し、他方の開口において対応する共通インク室５とそれぞれ連通している。

なお、４つの孔３７のうち、図５中最も奥に位置する１つの孔３７は、図５中奥の２つの共通インク室５と連通しており、他の３つの孔３７は、図５中手前の３つの共通インク室５とそれぞれ連通している。つまり、５つの共通インク室５のうち、図５中奥に位置する２つの共通インク室５には、１つのインク供給口４ａからのインクがそれぞれに供給され、他の３つの共通インク室５には、他の３つのインク供給口４ａからのインクがそれぞれに供給される。本実施の形態において、図５中奥の２つの共通インク室５には、ブラックのインクが供給され、図５中手前から奥に向かって配置する３つの共通インク室５には、マゼンタ、イエロー及びシアンの順にインクが供給されている。

ダンパプレート１３には、図５及び図６に示すように５列のダンパ溝３８が凹設されている。これらダンパ溝３８は、カバープレート１２に向けてのみ開放するように形成され、その位置及び形状は共通インク室５と同形状となっている。したがって、マニホールドプレート１４，１５及びダンパプレート１３を接合したときは、ダンパプレート１３の共通インク室５と対向する部分には、ダンパ部３９が位置する。ここで、ダンパプレート１３は、適宜弾性変形し得るステンレス鋼で構成されているので、ダンパ部３９は、共通インク室５側及びダンパ溝３８側に自由に振動することができる。このような構成により、インク吐出時に圧力室１０で発生した圧力変動が共通インク室５に伝播しても、ダンパ部３９が弾性変形して振動することによってその圧力変動を吸収減衰させることができる。

このような流路ユニット４の構成により、流路ユニット４の内部には、インク供給口４ａから順に共通インク室５、アパーチャ３３、連絡孔３２、圧力室１０及び貫通孔３１を通ってノズル８に至るインク流路が構成されている。インク供給口４ａから共通インク室５内に流入したインクは、アパーチャ３３を経由して、各圧力室１０に供給される。そして、各圧力室１０において、アクチュエータユニット２１により容積が変化することで圧力が付与されたインクが、圧力室１０から各貫通孔３１を経由した後、対応するノズル８に至って吐出される。

図７は、図６に示す一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図８は、図４に示すヘッド本体７０の拡大平面図である。図７に示すように、アクチュエータユニット２１は、２枚の絶縁シート２２，２３と２枚の圧電シート２４，２５とが積層されて構成されている。圧電シート２５の上面には、流路ユニット４における各圧力室１０に対向した細幅の複数の個別電極２６が、圧電シート２５の長手方向に沿って千鳥状の５列に配列されている。各個別電極２６は圧電シート２５の短手方向に細長く形成され、その一端部には圧電シート２５の長手方向に沿って延出した引き出し部２６ａが形成されている。本実施の形態において、この引き出し部２６ａは、対応する圧力室１０を区画する隔壁に対向する位置まで個別電極２６から引き出されている。

圧電シート２４の上面には、複数の圧力室１０に対応して共通のコモン電極（共通電極）２７が設けられている。コモン電極２７は、複数の圧力室１０に跨るように形成されているが、個別電極２６の引き出し部２６ａに対向する位置にはコモン電極２７が形成されない非形成領域（不図示）が存在する。これは、後述のスルーホール６２及び貫通孔６３内に存在する導体とコモン電極２７とが電気的に接続しないようにするためである。この構成で、各個別電極２６とコモン電極２７とに挟まれる圧電シート２４における夫々の領域は、圧力室１０毎に対応した活性部となる。つまり、圧電シート２４は、活性部を有する層となり、それ以外の２枚の絶縁シート２２，２３及び圧電シート２５は、活性部を有しない非活性層となる。また、圧電シート２４，２５は、図７のように１枚ずつ交互に積層するだけでなく、要求される変位量に応じて交互に複数枚積層することもできる。

最上段の絶縁シート２２の上面（すなわち、アクチュエータユニット２１の上面）には、各個別電極２６の夫々に対する表面電極２８と、コモン電極２７に対する表面電極２９とが設けられている。表面電極２８は、図８に示すように、流路ユニット４の各圧力室１０を区画する隔壁と対向する位置に配置されており、各個別電極２６に対応するようにアクチュエータユニット２１の長手方向に沿って千鳥状の５列に配列されている。表面電極２８は、アクチュエータユニット２１の短手方向に沿って延在した長方形平面形状を有しており、各表面電極２８の一端部において、各個別電極２６の引き出し部２６ａと対向する位置にＦＰＣ５０と電気的に接続されるランド２８ａが設けられている。ランド２８ａは、表面電極２８の列に沿って千鳥状に配置されている。

図８に示すように、表面電極２９は、絶縁シート２２の一端部上において、アクチュエータユニット２１の短手方向に沿って延在している。表面電極２９上には、ＦＰＣ５０と電気的に接続されるランド２９ａが設けられている。

絶縁シート２２，２３には、ランド２９ａと対向する位置及びランド２８ａと対向する位置に複数のスルーホール６１，６２が形成されている。また、圧電シート２４には、各スルーホール６２とそれぞれ連通した貫通孔６３が複数形成されている。各スルーホール６１，６２及び貫通孔６３には、導体６４が配置されており、表面電極２９がコモン電極２７と、表面電極２８が引き出し部２６ａを介して個別電極２６と電気的に接続されている。

図７に示すように、キャビティプレート１８に形成された貫通孔１９の内壁には、内側に向かって突出する凸部１９ａが形成されている。凸部１９ａは、キャビティプレート１８の上下面側からのエッチングにより貫通孔１９を形成する際に、貫通孔１９の内壁中央部分に形成される。こうして、凹部３０には、内壁に凸部１９ａを有することになる。また、凹部３０は、図８に示すように、アクチュエータユニット２１の短手方向に沿って延在した略長方形平面形状を有している。凹部３０の底面を構成するサプライプレート１７には、平面形状が環状の溝９１が形成されている。つまり、流路ユニット４を構成するサプライプレート１７には、キャビティプレート１８に形成された貫通孔１９によって露出する位置に溝９１が形成されている。これらキャビティプレート１８とサプライプレート１７とが積層することで、凹部３０の底面に溝９１が存在することになる。このような流路ユニット４の凹部３０内には、銀ペーストからなる導電性部材９０が配置されている。導電性部材９０は、凹部３０からアクチュエータユニット２１の上面の表面電極２９かけて配置されており、流路ユニット４と表面電極２９とを電気的に接続している。なお、凹部３０内における導電性部材９０は、その大半が溝９１に囲まれた凹部３０の底面と凹部３０の突出部１９ａ近傍の内壁と密着している。

アクチュエータユニット２１の上方には、各表面電極２８，２９のランド２８ａ，２９ａと位置合わせして接続されたＦＰＣ５０が配置されている。ＦＰＣ５０は、ベースフィルム８１と、その下面に形成された２種類の導体パターン８２ａ，８２ｂと、ベースフィルム８１の下面のほぼ全体を覆うカバーフィルム（絶縁フレキシブル層）８３とを含む。カバーフィルム８３には、導体パターン８２ａ，８２ｂの幅より小さな径の貫通孔８４が、各導体パターン８２ａ，８２ｂの夫々に対応するように、複数形成されている。ベースフィルム８１、導体パターン８２ａ，８２ｂ及びカバーフィルム８３は、各貫通孔８４の中心と導体パターン８２ａ，８２ｂの中心とが対応し、導体パターン８２ａ，８２ｂの外周縁部分がカバーフィルム８３に覆われるよう、互いに位置合わせして積層される。

ＦＰＣ５０の端子８５ａ，８５ｂは、貫通孔８４を介して対応する各導体パターン８２ａ，８２ｂと接続されている。端子８５ａ，８５ｂは、例えば、ニッケル等の導電性材料から構成されている。端子８５ａ，８５ｂは、貫通孔８４を塞ぐと共に、貫通孔８４の外側周縁を覆い、カバーフィルム８３の下面より突出して形成されている。端子８５ａ，８５ｂは、対向するランド２８ａ，２９ａとそれぞれ半田８８を介して電気的に接続されている。

導体パターン８２ａ，８２ｂは、銅箔により形成されている。導体パターン８２ａ，８２ｂは、ベースフィルム８１の下面において所定のパターンを形成している。本実施の形態において、導体パターン（個別配線）８２ａはドライバＩＣ７５と接続されており、個別電極２６が表面電極２８のランド２８ａ及び端子８５ａを介してドライバＩＣ７５に接続されている。一方、導体パターン（基準配線）８２ｂはグランドと接続されており、コモン電極２７が表面電極２９のランド２９ａ及び端子８５ｂを介してグランドに接続されている。これにより、コモン電極２７を一定電位（すなわち、グランド電位）にしつつ、アクチュエータユニット２１の各個別電極２６のうち任意の個別電極２６とコモン電極２７との間にドライバＩＣ７５からの駆動電圧（駆動信号）を印加することが可能となる。このとき、流路ユニット４もアクチュエータユニット２１内で広い面積を有するコモン電極２７と同じグランド電位とすることが可能となる。こうして、所望の個別電極２６に対応する活性部に、積層方向の歪みを発生させ、この個別電極２６に対応するノズル８からインクを吐出させることで、用紙への所定の印字が行われる。

以上のように、本実施の形態のインクジェットヘッド１によると、流路ユニット４のキャビティプレート１８には、キャビティプレート１８とサプライプレート１７とが積層したときに凹部３０となる貫通孔１９が形成されているので、流路ユニット４の上面（アクチュエータユニット２１が接着される面）に流路ユニット４とアクチュエータユニット２１とを固定する接着剤が流れ出てきても、凹部３０内が接着剤などによって被覆されていない無垢の面となる。この凹部３０内に導電性部材９０の一部が配置されているので、異物の発生を防ぎつつ、流路ユニット４とコモン電極２７とを電気的に接続することが可能になる。つまり、流路ユニット４に凹部３０による無垢の面があることで、流路ユニット４とアクチュエータユニット２１との間から流出した接着剤を除去する除去作業の必要がなくなる。そのため、接着剤の滓などの異物が発生しない。したがって、異物によってインクジェットヘッドを汚すこともなく、また異物の清掃メンテナンスもする必要がなくなる。

さらに、本実施の形態では、使用するインクの種類にもよるが、絶縁部材であるノズルプレート１１を除いて、流路ユニット４のほとんど全てがコモン電極２７と同電位に保たれることになる。そのため、流路ユニット４と帯電した用紙とが接触して流路ユニット４に電荷が蓄積したとしても、相変わらず流路ユニット４の大部分とアクチュエータユニット２１のコモン電極２７とは同電位に保たれているので、蓄積した電荷による不具合が生じにくくなる。すなわち、本実施の形態では、一種の絶縁体である圧電シート２５は、圧力室１０においてインクと接触するが、圧電シート２５を取り囲むように配設されているコモン電極２７及び圧力室１０が形成されている流路ユニット４の大部分とはインクも含めてコモン電極２７と同電位にある。そのため、圧電シート２５と接触しているインクがコモン電極２７と異なる電位にあるときに起こることがある、例えば、インク成分の分解や生成物等の圧電シート２５内への侵入によるアクチュエータユニット２１の電気的構造的な破損が生じない。このような不具合を極力少なくするという観点からは、電荷を蓄積することがあるノズルプレート１１も導電性の材料で形成することが有効である。また、流路ユニット４が導体パターン８２ｂを介してグランドに接続されグランド電位とされているので、流路ユニット４と帯電した用紙とが接触して流路ユニット４に電荷が蓄積しようとしても、ＦＰＣ５０のドライバＩＣ７５を迂回するようにＦＰＣ５０の導体パターン８２ｂを介してグランドに電荷が流れてしまい、ドライバＩＣ７５はこのような電荷の移動に伴う電気的な損傷を免れることができる。

また、凹部３０の底面には、溝９１が形成されているので、キャビティプレート１８とサプライプレート１７とを接着する接着剤が凹部３０の底面に流れ出て、凹部３０の底面を被覆するのを抑制することができる。つまり、図９（ａ）に示すように、キャビティプレート１８の下面に接着剤９７を塗布し、キャビティプレート１８の貫通孔１９とサプライプレート１７の溝９１とが対向するように配置させつつ、キャビティプレート１８とサプライプレート１７とを近づける方向に移動させる。そして、図９（ｂ）に示すようにキャビティプレート１８とサプライプレート１７とを加圧しつつ加熱して接着剤９７を硬化させる。このとき、図９（ｂ）に示すようにキャビティプレート１８とサプライプレート１７との間の接着剤９７が、凹部３０の底面縁から中央に向かって流れ出てきても溝９１内に流入するので、凹部３０の底面が接着剤９７によって被覆されにくくなる。加えて、凹部３０の内壁には、突出部１９ａが形成されているので、凹部３０内にアクチュエータユニット２１と流路ユニット４とを接着する接着剤９６が流れ込んできても、その接着剤９６は突出部１９ａによって堰き止められる。そのため、凹部３０の底面が接着剤９６によって被覆されにくくなる。さらに溝９１の平面形状が環状に形成されているので、凹部３０の底面中央領域には、確実に導電性の高い無垢の面が存在することになる。したがって、流路ユニット４とコモン電極２７との電気的接続が確実なものとなる。また、導電性部材９０が、凹部３０の底面中央部分と凸部１９ａ近傍部分に固定されているので、流路ユニット４とコモン電極２７との電気的接続がより確実なものとなる。

また、凹部３０がキャビティプレート１８の厚さと同じ深さを有しているので、凹部３０内の表面積が比較的に大きくなる。そのため、アクチュエータユニット２１と流路ユニット４とを固定する接着剤が凹部３０に流れ込んでも、凹部３０内には接着剤に被覆されていない無垢の面が残る。したがって、流路ユニット４とコモン電極２７との電気的接続の信頼性が向上する。

本実施の形態においては、キャビティプレート１８に凹部３０となる貫通孔１９が形成されているが、図１０に示すようにサプライプレート１７にも貫通孔１９と連通することで凹部９８となる同様の貫通孔９９が形成されていてもよい。図１０は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの変形例を示す拡大断面図である。なお、上述したインクジェットヘッド１と同様なものについては、同符号を示し説明を省略する。図１０に示すように、サプライプレート１７のキャビティプレート１８の貫通孔１９に対向する位置には、サプライプレート１７の厚み方向に貫通し、突出部１９ａと同様の突出部９９ａを有する貫通孔９９が形成されている。そして、アパーチャプレート１６の上面であって、貫通孔９９と対向する位置に上述の溝９１が形成されている。これらキャビティプレート１８、サプライプレート１７及びアパーチャプレート１６の３枚のプレートが積層することで、流路ユニット４に凹部９８が形成される。これにより、凹部９８は、上述した凹部３０よりも内部の表面積が大きくなる。そのため、流路ユニット４とコモン電極２７との電気的接続の信頼性がより向上する。加えて、凹部９８内には、２つの突出部１９ａ，９９ａが存在するので、凹部９８内にアクチュエータユニット２１と流路ユニット４とを接着する接着剤が流れ込んできても、その接着剤は突出部１９ａ，９９ａによって２段階で堰き止められることになる。そのため、凹部９８の底面が接着剤によってより被覆されにくくなる。

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変更が可能なものである。例えば、上述した本実施の形態における流路ユニット４には、溝９１及び突出部１９ａ，９９ａが形成されていなくてもよい。また、溝９１が断続的に形成されていてもよい。また、凹部３０が貫通孔１９によって構成されていなくてもよく、キャビティプレート１８に貫通しない穴（凹部）を形成し、その穴内に表面電極２９に接続した導電性部材の一部を配置すればよい。この場合、アクチュエータユニット２１をキャビティプレート１８に固定するために、キャビティプレート１８に塗布される接着剤はこの凹部内には塗布されないので、両者の接合後にも、この凹部内に導電性の高い無垢の面を残すことができる。そのため、導電性材料との良好な電気的接続が確保される。また、凹部の深さがカバープレート１２に達する深さを有していてもよい。これにより、さらに凹部内の表面積が大きくなる。

また、本実施の形態における流路ユニット４は、ノズルプレート１１を除くプレート１２〜１８がすべて金属製からなり導電性を有しているが、キャビティプレート１８だけが導電性を有していればよい。このような構成であっても、キャビティプレート１８がＦＰＣ５０の導体パターン８２ｂを介してグランドに接続されておれば、圧力室１０の壁部として働く圧電シート２５は、相変わらずその大部分がグランド電位にあるコモン電極２７とキャビティプレート１８で取り囲まれた状態にあるので、圧電シート２５自体が直接帯電するようなことはない。また、圧力室１０内にあるインクも、グランド電位にあるキャビティプレート１８が隣接することから、他の部位における電荷の蓄積により生じる電位差の影響も少ない。

本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの斜視図である。 図１のII−II線に沿った断面図である。 図２に示すヘッド本体にフレームが接着された状態を示す斜視図である。 図２に示すヘッド本体とフレキシブルプリント回路とを分離させた状態の斜視図である。 図４に示すＦＰＣ及びヘッド本体の分解斜視図である。 図４に示すVI−VI線に沿った断面図である。 図６に示す一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。 図４に示すヘッド本体の拡大平面図である。 （ａ）は図５に示すキャビティプレートとサプライプレートとを接着する前の状況を示す図である。（ｂ）は図５に示すキャビティプレートとサプライプレートとを固定したときの状況を示す図である。 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの変形例を示す拡大断面図である。

符号の説明

１ インクジェットヘッド
４ 流路ユニット
８ ノズル
１０ 圧力室
１７ サプライプレート
１８ キャビティプレート
１９ａ，９９ａ 突出部
２４，２５ 圧電シート
２６ 個別電極
２７ コモン電極（共通電極）
３０，９８ 凹部
８２ａ 導体パターン（個別配線）
８２ｂ 導体パターン（基準配線）
９３ カバーフィルム（絶縁フレキシブル層）
９０ 導電性部材
９１ 溝

Claims (8)

1. 複数のプレートが積層された積層構造体であって、それぞれがノズルに連通した複数の圧力室が形成された流路ユニットと、
   前記複数の圧力室に跨って延在した圧電シート、それぞれが前記圧電シート上において各圧力室に対向する位置に配置された複数の個別電極、及び、前記複数の個別電極と共に前記圧電シートを挟む共通電極を含み、前記流路ユニットの一表面に固定されて各圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えており、
   前記流路ユニットを構成する前記複数のプレートのうち、少なくとも前記一表面を含み最外層に積層された最外層プレートが導電性を有しており、
   前記一表面において、前記アクチュエータユニットが固定されていない領域には、凹部が形成されており、
   前記凹部内には、前記最外層プレートを介して前記流路ユニットと前記共通電極とを電気的に接続する導電性部材の一部が固定されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記凹部が、前記最外層プレートの厚さ以上の深さを有し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。
3. 前記凹部が、前記最外層プレートの厚さと前記最外層プレートに隣接したプレートの厚さとを足し合わせた以上の深さを有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. 前記凹部の底面において、少なくとも前記アクチュエータユニットに隣接した周縁近傍には、溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
5. 前記溝が、前記底面の中央領域を囲むように延在していることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッド。
6. 前記最外層プレートが、
   当該プレートの厚さ方向の中央部において、前記凹部の内側に突出する凸部を有していることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
7. 前記導電性部材が、
   前記アクチュエータユニットの前記共通電極に電気的に接続されていると共に、前記最外層プレートの前記凸部と前記凹部の前記中央領域とに固定されていることを特徴とする請求項６に記載のインクジェットヘッド。
8. 各圧力室の容積を変化させるための駆動信号を供給する複数の個別配線と、基準となる一定電位を供給する基準配線と、前記複数の個別配線及び前記基準配線を支持する絶縁フレキシブル層とを有する平型柔軟ケーブルをさらに備え、
   前記複数の個別配線がそれぞれ対応する前記個別電極に固定され、且つ、前記基準配線が前記共通電極に固定され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。

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