JP3874712B2 - インクジェットヘッド - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電シートの駆動電極の近傍に接点ランドを設けたインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインクジェットヘッドの一つでは、図３４に示すように、各加圧室１００１ごとに分離形成された上部電極１００２が、圧電膜１００３と平行な面方向において、対応する加圧室１００１よりも小さく形成された本体１００４と、この本体１００４から加圧室１００１の領域外に延設された延設部１００５とを備え、この延設部１００５の、加圧室１００１の領域外の位置に、他部材との接点１００６を設けて、この接点１００６に、配線などの他の部材が、従来同様にハンダ付けや接点部材の圧接などによって接続される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３４３２３号公報（第３頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この点、上部電極１００２においては、図３４に示すように、接点１００６を設けた延設部１００５が本体１００４の近傍に設けられており、延設部１００５が短くなっていることから、上部電極１００２の高密度配置の可能性を高めたと言うことができる。しかしながら、接点１００６に接続される配線などの他の部材として、例えば、フレキシブルプリント配線基板においては、接点１００６に接続される接点ランドが端部に一列に設けられているので、接点１００６も端部に一列に並べる必要があり、そのためには、接点１００６が設けられた延設部１００５を長く引き出す必要があることから、上部電極１００２の高密度配置を行うことができなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した点を鑑みてなされたものであり、圧電シートの駆動電極の高密度配置を図ったインクジェットヘッドを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために成された請求項１に係る発明は、複数のインク圧力室が相互に隣接してマトリクス配置されたキャビティプレートと、前記キャビティプレートに積層された圧電シートと、前記キャビティプレートの各インク圧力室に対向して前記圧電シートの上面に配設された複数の駆動電極と、前記圧電シートの各駆動電極から引き出され各駆動電極の近傍に形成された複数の第１接点ランド部と、外部から電力を導入するための基板とを備え、前記第１接点ランド部が、前記駆動電極から引き出された部分電極上からそれぞれ所定高さの凸状に形成され、前記基板には、前記第１接点ランド部の頭頂部と接触する接触部と当該接触部を覆う導電性部材とから構成され、且つ前記各第１接点ランド部に電気的に接続される複数の第２接点ランド部が形成され、前記第２接点ランド部の接触部が、それぞれ対応する前記圧電シートの各第１接点ランド部の頭頂部に当接して配設され、且つ前記接触部と前記頭頂部との当接部分が前記導電性部材によって覆われているとともに、前記圧電シートと前記基板との間には、少なくとも前記駆動電極から前記頭頂部までの前記所定高さ以上の間隙が形成されていること、を特徴としている。
【０００７】
このような特徴を有する本発明のインクジェットヘッドでは、外部から電力を導入するための基板の各第２接点ランド部に対し、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部が電気的に接続されることによって、圧電シートの各駆動電極に対向した位置にあるキャビティプレートの各インク圧力室内のインクに圧力を及ぼすものである。
【０００８】
この点、基板の各第２接点ランド部は、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部に対向して配設されていることから、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部が圧電シートの各駆動電極から引き出され各駆動電極の近傍に形成されていても、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部と基板の各第２接点ランド部とを電気的に接続することができる。しかも、圧電シートの各駆動電極は、相互に隣接してマトリクス配置されたキャビティプレートの各インク圧力室に対向して配設されており、従来技術とは異なって、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部も相互に隣接したマトリクス配置となっていることから、圧電シートの各駆動電極の高密度配置を可能にする。
【０００９】
すなわち、本発明のインクジェットヘッドでは、圧電シートの各駆動電極から引き出され各駆動電極の近傍に形成された複数の第１接点ランド部を、外部から電力を導入するための基板の各第２接点ランド部に電気的に接続することができ、しかも、圧電シートの各駆動電極が相互に隣接したマトリクス配置になっていることから、圧電シートの駆動電極の高密度配置を図ったものと言うことができる。
【００１０】
尚、「駆動電極の近傍に形成された」とは、マトリスク配置された複数の駆動電極において、当該駆動電極に隣接する２つの駆動電極の間に形成されたことをいう。
【００１１】
【００１２】
また、本発明のインクジェットヘッドでは、基板の各第２接点ランド部が、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部に対向して配設されていることから、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部と基板の各第２接点ランド部とが電気的に接続された際には、圧電シートと基板とが対向することになるが、この点、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部を凸状に形成すれば、圧電シートと基板との間にクリアランスを確保することができるので、圧電シートの各駆動電極に外力が及ぶのを防止することができるとともに、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部の凸状の形状により、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部と基板の各第２接点ランド部との接合を安定させることができる。
【００１３】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載するインクジェットヘッドであって、前記圧電シートの各第１接点ランド部が、第１段面と前記第１段面より高位置に配置され前記頭頂部を備えた第２段面とを含む２段以上の凸状に形成されること、を特徴としている。
【００１４】
すなわち、本発明のインクジェットヘッドでは、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部が２段以上の凸状に形成されていることから、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部と基板の各第２接点ランド部とを接合させた際に、圧電シートの各駆動電極に対して、接合材が直接に浸食・拘束することがないことから、圧電シートの各駆動電極が損なうことがない。
また、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載するインクジェットヘッドであって、請求項１又は請求項２に記載するインクジェットヘッドであって、前記駆動電極と前記インク圧力室とは略同じ外形形状を有し、前記駆動電極は前記インク圧力室の領域内に配置され、前記駆動電極の部分電極は、前記インク圧力室の領域から引き出されて配置されること、を特徴としている。
また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載するインクジェ ットヘッドであって、前記駆動電極と前記インク圧力室とは略菱形の外形形状を有し、前記駆動電極の部分電極は菱形の鋭角部から引き出され、前記頭頂部は前記駆動電極の部分電極上であってインク圧力室と反対側に配置されること、を特徴としている。
また、請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載するインクジェットヘッドであって、前記圧電シートは複数の圧電層と圧電層同士の間に形成された内部電極とが積層した積層構造体であって、前記駆動電極と内部電極との間に駆動電圧を印加したときに撓み変形を起こす活性部を含む活性層とこの活性層の撓み変形の方向をインク圧力室側に規制する拘束層とから構成され、前記活性層が複数の駆動電極及び内部電極に挟まれ、且つ前記キャビティプレートから一番離れた圧電層からなること、を特徴としている。
また、請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載するインクジェットヘッドであって、前記駆動電極の部分電極上において、前記第１接点ランドが前記インク圧力室の領域の境界を跨いで形成されること、を特徴としている。
更に、請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載するインクジェットヘッドであって、前記第１接点ランドは３段以上の凸状に形成されること、を特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。先ず、本実施形態のインクジェットヘッドの概略構成について説明する。
図１に示すように、インクジェットヘッド１は、略長方形に形成された複数の薄い金属板を積層した構造からなり、さらに、平面視略台形状のプレート型の４枚の各圧電シート１０を互い違いに積層している。そして、この各圧電シート１０の上側には、フレキシブルプリント配線基板（以下、「ＦＰＣ基板」という）５０の延出部５１が載置され、後述のように電気的に接続される。尚、積層された各圧電シート１０の周囲には、インク供給口９０１が設けられている。
【００１６】
ここで、インクジェットヘッド１の積層構造を具体的に説明すると、略長方形の薄い金属板を９枚積層した９層構造になっており、図１及び図２に示すように、下層から、ノズルプレート１００及び、カバープレート２００、第一マニホールドプレート３００、第二マニホールドプレート４００、第三マニホールドプレート５００、サプライプレート６００、アパーチャプレート７００、ベースプレート８００、キャビティプレート９００を積層した構造となっている。
【００１７】
この点、ノズルプレート１００には、図２に示すように、平面視略台形状の４つの領域１１０をそれぞれ一群にして、図３に示すように、微小径のインク噴出用のノズル１１１が、要求される印字密度に対応して、多数個穿設されている。
【００１８】
また、カバープレート２００の上側には、図２に示すように、平面視略台形状の４つの領域２１０をそれぞれ一群にして、図４に示すように、微小径のインク通路用の貫通孔２１１が多数穿設されている。そして、カバープレート２００の各貫通孔２１１は、ノズルプレート１００の各ノズル１１１に対向する位置に配設されており、カバープレート２００とノズルプレート１００とが積層された際に、ノズルプレート１００の各ノズル１１１と連通する（図２７参照）。
【００１９】
尚、カバープレート２００の下側には、図５に示すように、２つの溝凹設部２１２が長手方向に形成されている。そして、溝凹設部２１２の外周及び、溝凹設部２１２に囲まれた複数の浮島部２１３には、各貫通孔２１１が配設されている。
【００２０】
また、第一マニホールドプレート３００には、図６に示すように、微小径のインク通路用の貫通孔３１１が多数穿設されている。そして、第一マニホールドプレート３００の各貫通孔３１１は、カバープレート２００の各貫通孔２１１に対向する位置に配設されており、第一マニホールドプレート３００とカバープレート２００とが積層された際に、カバープレート２００の各貫通孔２１１と連通する（図２７参照）。
【００２１】
さらに、第一マニホールドプレート３００には、図６に示すように、インクマニホールド流路２（図２７参照）を構成する２つの溝貫通部３１２が長手方向に形成されている。そして、溝貫通部３１２の外周及び、溝貫通部３１２に囲まれた複数の浮島部３１３には、各貫通孔３１１が配設されている。また、複数の浮島部３１３は、下側をハーフエッチングされた複数の連結片３１４によって支持された構造になっている。各連結片３１４は、第一マニホールドプレート３００の約半分程度の厚みで形成されている。
また、溝貫通部３１２には、複数のインク供給部３１５が延び出ている。
【００２２】
また、第二マニホールドプレート４００には、図７に示すように、微小径のインク通路用の貫通孔４１１が多数穿設されている。そして、第二マニホールドプレート４００の各貫通孔４１１は、第一マニホールドプレート３００の各貫通孔３１１に対向する位置に配設されており、第二マニホールドプレート４００と第一マニホールドプレート３００とが積層された際に、第一マニホールドプレート３００の各貫通孔３１１と連通する（図２７参照）。
【００２３】
さらに、第二マニホールドプレート４００には、図７に示すように、インクマニホールド流路２（図２７参照）を構成する２つの溝貫通部４１２が長手方向に形成されている。そして、第二マニホールドプレート４００の各溝貫通部４１２は、第一マニホールドプレート３００の各溝貫通部３１２に対向する位置に配設されており、第二マニホールドプレート４００と第一マニホールドプレート３００とが積層された際に、第一マニホールドプレート３００の各溝貫通部３１２と連通する（図２７参照）。また、溝貫通部４１２の外周及び、溝貫通部４１２に囲まれた複数の浮島部４１３には、各貫通孔４１１が配設されている。そして、複数の浮島部４１３は、上側をハーフエッチングされた複数の連結片４１４によって支持された構造になっている。各連結片４１４は、第二マニホールドプレート４００の約半分程度の厚みで形成されている。
また、溝貫通部４１２には、複数のインク供給部４１５が延び出ている。そして、第二マニホールドプレート４００の各インク供給部４１５は、第一マニホールドプレート３００の各インク供給部３１５に対向する位置に配設されており、第二マニホールドプレート４００と第一マニホールドプレート３００とが積層された際に、第一マニホールドプレート３００の各インク供給部３１５と連通する（図２７参照）。
【００２４】
また、第三マニホールドプレート５００には、図８に示すように、微小径のインク通路用の貫通孔５１１が多数穿設されている。そして、第三マニホールドプレート５００の各貫通孔５１１は、おおよそ、第二マニホールドプレート４００の各貫通孔４１１に対向する位置に配設されており、第三マニホールドプレート５００と第二マニホールドプレート４００とが積層された際に、第二マニホールドプレート４００の各貫通孔４１１と連通する（図２７参照）。
【００２５】
さらに、第三マニホールドプレート５００には、図８に示すように、インクマニホールド流路２（図２７参照）を構成する２つの溝貫通部５１２が長手方向に形成されている。そして、第三マニホールドプレート５００の各溝貫通部５１２は、第二マニホールドプレート４００の各溝貫通部４１２に対向する位置に配設されており、第三マニホールドプレート５００と第二マニホールドプレート４００とが積層された際に、第二マニホールドプレート４００の各溝貫通部４１２と連通する（図２７参照）。また、溝貫通部５１２の外周及び、溝貫通部５１２に囲まれた複数の浮島部５１３には、各貫通孔５１１が配設されている。そして、複数の浮島部５１３は、上側をハーフエッチングされた複数の連結片５１４によって支持された構造になっている。各連結片５１４は、第三マニホールドプレート５００の約半分程度の厚みで形成されている。
また、溝貫通部５１２には、複数のインク供給部５１５が延び出ている。そして、第三マニホールドプレート５００の各インク供給部５１５は、第二マニホールドプレート４００の各インク供給部４１５に対向する位置に配設されており、第三マニホールドプレート５００と第二マニホールドプレート４００とが積層された際に、第二マニホールドプレート４００の各インク供給部４１５と連通する（図２７参照）。
【００２６】
また、サプライプレート６００には、図２に示すように、平面視略台形状の４つの領域６１０をそれぞれ一群にして、図９に示すように、微小径のインク通路用の貫通孔６１１が多数個穿設されるとともに、微小径のインク導入用の貫通孔６１２が多数個設けられている。この点、サプライプレート６００の各貫通孔６１１は、おおよそ、第三マニホールドプレート５００の各貫通孔５１１に対向する位置に配設されており、サプライプレート６００と第三マニホールドプレート５００とが積層された際に、第三マニホールドプレート５００の各貫通孔５１１と連通する（図２７参照）。一方、サプライプレート６００の各貫通孔６１２は、第三マニホールドプレート５００の２つの溝貫通部５１２のいずれかに対向する位置に配設されており、サプライプレート６００と第三マニホールドプレート５００とが積層された際に、第三マニホールドプレート５００の２つの溝貫通部５１２のいずれかと連通する（図２７参照）。そして、サプライプレート６００の各貫通孔６１２には、図１０及び図１１に示すように、インク内のゴミが侵入するのを防ぐためのフィルター孔６１３が多数個穿設されている。
【００２７】
さらに、サプライプレート６００には、図２及び図９に示すように、平面視略台形状の４つの領域６１０の外側に、小径のインク供給用のインク供給口６０１が１０個穿設されている。そして、サプライプレート６００の各インク供給口６０１は、第三マニホールドプレート５００の各インク供給部５１５に対向する位置に配設されており、サプライプレート６００と第三マニホールドプレート５００とが積層された際に、第三マニホールドプレート５００の各インク供給部５１５と連通する（図２７参照）。また、サプライプレート６００の各インク供給口６０１には、図１６に示すように、インク内のゴミが侵入するのを防ぐためのフィルター孔６０２が多数個穿設されている。
【００２８】
また、アパーチャプレート７００には、図２に示すように、平面視略台形状の４つの領域７１０をそれぞれ一群にして、図１２に示すように、微小径のインク通路用の貫通孔７１１が多数個穿設されるとともに、微小のインク導入用の絞り部７１２が多数穿設されている。そして、アパーチャプレート７００の各貫通孔７１１は、おおよそ、サプライプレート６００の各貫通孔６１１に対向する位置に配設されており、アパーチャプレート７００とサプライプレート６００とが積層された際に、サプライプレート６００の各貫通孔６１１と連通する（図２７参照）。
【００２９】
一方、アパーチャプレート７００の各絞り部７１２は、図１３に示すように、インク入口７１３及び、インク出口７１４、当該インク入口７１３と当該インク出口７１４を連通させる溝貫通部７１５で構成されており、それらは、プレス加工で貫いて形成されている。そして、アパーチャプレート７００の各絞り部７１２のインク入口７１３は、おおよそ、サプライプレート６００の各貫通孔６１２に対向する位置に配設されており、アパーチャプレート７００とサプライプレート６００とが積層された際に、サプライプレート６００の各貫通孔６１２と連通する（図２７参照）。
【００３０】
さらに、アパーチャプレート７００には、図２及び図１２に示すように、平面視略台形状の４つの領域７１０の外側に、小径のインク供給用のインク供給口７０１が１０個穿設されている。そして、アパーチャプレート７００の各インク供給口７０１は、サプライプレート６００の各インク供給口６０１に対向する位置に配設されており、アパーチャプレート７００とサプライプレート６００とが積層された際に、サプライプレート６００の各インク供給口６０１と連通する（図２７参照）。
【００３１】
また、ベースプレート８００には、図２に示すように、平面視略台形状の４つの領域８１０をそれぞれ一群にして、図１４に示すように、微小径のインク通路用の貫通孔８１１が多数個穿設されるとともに、微小径のインク導入用の貫通孔８１２が多数個設けられている。そして、ベースプレート８００の各貫通孔８１１は、おおよそ、アパーチャプレート７００の各貫通孔７１１に対向する位置に配設されており、ベースプレート８００とアパーチャプレート７００とが積層された際に、アパーチャプレート７００の各貫通孔７１１と連通する（図２７参照）。一方、ベースプレート８００の各貫通孔８１２は、おおよそ、アパーチャプレート７００の各絞り部７１２のインク出口７１４に対向する位置に配設されており、ベースプレート８００とアパーチャプレート７００とが積層された際に、アパーチャプレート７００の各絞り部７１２のインク出口７１４と連通する（図２７参照）。
【００３２】
さらに、ベースプレート８００には、図２及び図１４に示すように、平面視略台形状の４つの領域８１０の外側に、小径のインク供給用のインク供給口８０１が１０個穿設されている。そして、ベースプレート８００の各インク供給口８０１は、アパーチャプレート７００の各インク供給口７０１に対向する位置に配設されており、ベースプレート８００とアパーチャプレート７００とが積層された際に、アパーチャプレート７００の各インク供給口７０１と連通する（図２７参照）。
【００３３】
また、キャビティプレート９００には、図２に示すように、平面視略台形状の４つの領域９１０をそれぞれ一群にして、図１５に示すように、略菱形形状のインク圧力室９１１が、要求される印字密度に対応して、マトリクス状に多数個貫設されている。この点、キャビティプレート９００の各インク圧力室９１１は、隣接する他のインク圧力室９１１の鋭角部の間に、当該インク圧力室９１１の鋭角部を入り込ませるようにして高密度に配置されている。そして、キャビティプレート９００の各インク圧力室９１１の一方の鋭角部は、おおよそ、ベースプレート８００の各貫通孔８１１に対向する位置に配設されており、キャビティプレート９００とベースプレート８００とが積層された際に、ベースプレート８００の各貫通孔８１１と連通する（図２７参照）。一方、キャビティプレート９００の各インク圧力室９１１の他方の鋭角部は、おおよそ、ベースプレート８００の各貫通孔８１２に対向する位置に配設されており、キャビティプレート９００とベースプレート８００とが積層された際に、ベースプレート８００の各貫通孔８１２と連通する（図２７参照）。
【００３４】
さらに、キャビティプレート９００には、図２及び図１５に示すように、平面視略台形状の４つの領域９１０の外側に、小径のインク供給用のインク供給口９０１が１０個設けられている。そして、キャビティプレート９００の各インク供給口９０１は、ベースプレート８００の各インク供給口８０１に対向する位置に配設されており、キャビティプレート９００とベースプレート８００とが積層された際に、ベースプレート８００の各インク供給口８０１と連通する（図２７参照）。
【００３５】
尚、キャビティプレート９００には、図２及び図１５に示すように、平面視略台形状の４つの領域９１０の両側に、圧電シート１０を積層する際に使用する位置決め孔９０３が設けられている。
【００３６】
次に、圧電シート１０及びＦＰＣ基板５０の概略構造、並びに、圧電シート１０とＦＰＣ基板５０との電気的な接続構造について説明する。
先ず、圧電シート１０の概略構造について説明すると、圧電シート１０には、図１７に示すように、略菱形形状の駆動電極１１が、要求される印字密度に対応して、マトリクス状に多数個形成されている。そして、圧電シート１０の各駆動電極１１は、おおよそ、キャビティプレート９００の各インク圧力室９１１に対向する位置に配設されており、圧電シート１０がキャビティプレート９００に積層され、キャビティプレート９００の各インク圧力室９１１の上面部が圧電シート１０によって塞がれた際には、キャビティプレート９００の各インク圧力室９１１の上面に位置する。
【００３７】
また、圧電シート１０の各駆動電極１１には、図１８及び図１９に示すように、その鋭角部から引き出された部分の上に接点ランド部１４が形成されている。そして、各駆動電極１１の接点ランド部１４は、第一段面１２及び第二段面１３を有する２段になっている。
【００３８】
また、圧電シート１０は、図１９に示すように、第１圧電層２１及び、第２圧電層２３、第３圧電層２４、第４圧電層２６を積層した構造になっており、第１圧電層２１と第２圧電層２３の間に内部電極２２が形成され、第３圧電層２４と第４圧電層２６の間に内部電極２５が形成されている。この点、内部電極２２，２５の端部は、圧電シート１０の両斜辺の端面部に露出するように形成されている（図１，図１７参照）。尚、各圧電シート１０の両斜辺の端面部は、各圧電シート１０がキャビティプレート９００に積層された際に、隣接する他の圧電シート１０の両斜辺の端面部に接触することから、各圧電シート１０がキャビティプレート９００に積層された際には、各圧電シート１０の内部電極２２，２５は電気的にそれぞれ接続される。
【００３９】
また、圧電シート１０には、図１７に示すように、両斜辺の縁辺部に２種類の共通電極３１，３６が交互に形成されている。そして、一方の共通電極３１は、図２０に示すように、スルーホール３２を介して、第３圧電層２４と第４圧電層２６の間に形成された内部電極２５に電気的に接続されている。また、他方の共通電極３６は、図２１に示すように、スルーホール３７を介して、第１圧電層２１と第２圧電層２３の間に形成された内部電極２２に電気的に接続されている。尚、一方の共通電極３１には、図２０に示すように、凸状の接点ランド部３３が形成されている。同様にして、他方の共通電極３６には、図２１に示すように、凸状の接点ランド部３８が形成されている。
【００４０】
また、圧電シート１０には、図１７に示すように、平行対向辺（上辺及び下辺）の縁辺部の仮想線Ｌ１，Ｌ２上に、円形状の複数のダミー電極４１が形成されている。この点、各ダミー電極４１は、上述した共通電極３１，３６とは異なり、図２２に示すように、内部電極２２，２５のいずれにも電気的に接続されていない。
【００４１】
尚、圧電シート１０には、図１７に示すように、両斜辺の縁辺部に、ＦＰＣ基板５０を載置する際に使用する位置決めマーク４６が設けられている。
【００４２】
次に、ＦＰＣ基板５０の概略構造について説明すると、ＦＰＣ基板５０は、図２３に示すように、延出部５１において、多数の接点ランド部５２が形成されている。そして、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２は、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４の第二段面１３に対向する位置に配設されており、ＦＰＣ基板５０が圧電シート１０に載置された際には、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４の第二段面１３に接触する。さらに、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２には、図２４に示すように、銅箔より構成される導体パターン５３が配線されている。
【００４３】
また、ＦＰＣ基板５０は、図２３に示すように、延出部５１の上辺及び両斜辺の縁辺部においても、多数の接点ランド部５４が形成されている。そして、延出部５１の上辺の縁辺部の各接点ランド部５４は、圧電シート１０の上辺の端縁部の仮想線Ｌ１（図１７参照）上に形成された各ダミー電極４１に対向する位置に配設されており、ＦＰＣ基板５０が圧電シート１０に載置された際には、圧電シート１０の上辺の端縁部の仮想線Ｌ１（図１７参照）上に形成された各ダミー電極４１に接触する。また、延出部５１の両斜辺の各接点ランド部５４は、圧電シート１０の両斜辺の縁辺部に交互に形成された２種類の各共通電極３１，３６の接点ランド部３３，３８に対向する位置に配設されており、ＦＰＣ基板５０が圧電シート１０に載置された際には、圧電シート１０の両斜辺の縁辺部に交互に形成された２種類の各共通電極３１，３６の接点ランド部３３，３８に接触する。さらに、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５４には、図２４に示すように、銅箔より構成される導体パターン５５が配線されており、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５４は電気的に接続されている。
【００４４】
また、ＦＰＣ基板５０は、図２５に示すように、ポリイミドフィルムなどのベースフィルム６１と、上述した導体パターン５３、カバーコート６２、Ｎｉメッキ６３、半田６４などから構成されている。この点、Ｎｉメッキ６３及び半田６４は、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２を構成する。尚、図２５に示す構造は、延出部５１の上辺及び両斜辺の縁辺部において形成・配線された接点ランド部５４や導体パターン５５についても、同様である。
【００４５】
さらに、ＦＰＣ基板５０には、図２３に示すように、両斜辺の縁辺部に、圧電シート１０に載置される際に使用する位置決めマーク５６が設けられている。
【００４６】
従って、ＦＰＣ基板５０の位置決めマーク５６と圧電シート１０の位置決めマーク４６を重ねて、ＦＰＣ基板５０を圧電シート１０に載置すれば、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２が圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４の第二段面１３に重なり合うので、熱圧着などによって加熱接合すれば、図２６に示すように、ＦＰＣ基板５０のＮｉメッキ６３と圧電シート１０の接点ランド部１４の第二段面１３とが接触した状態で固定されるので、ＦＰＣ基板５０の各導体パターン５３と圧電シート１０の各駆動電極１１が電気的に接続される。
【００４７】
尚、このとき、図２６に示すように、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４の第二段面１３に塗布されたＮ．Ｃ．Ｐ１５により、ＦＰＣ基板５０のＮｉメッキ６３と圧電シート１０の接点ランド部１４の第二段面１３とを覆うことになるが、溶融した半田６４が圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４の第二段面１２にまで垂れてくることがある。
【００４８】
また、ＦＰＣ基板５０の位置決めマーク５６と圧電シート１０の位置決めマーク４６を重ねて、ＦＰＣ基板５０を圧電シート１０に載置すれば、さらに、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５４が、圧電シート１０の上辺の縁辺部の仮想線Ｌ１（図１７参照）上に形成された各ダミー電極４１又は、圧電シート１０の両斜辺の縁辺部に交互に形成された２種類の各共通電極３１，３６の接点ランド部３３，３８に重なり合うので、熱圧着などによって加熱接合することにより、各ダミー電極４１又は、２種類の各共通電極３１，３６に電気的に接続される。
【００４９】
従って、ＦＰＣ基板５０を介して、駆動電極１１と内部電極２２，２５との間に駆動電圧を印可すれば、当該駆動電極１１の真下に位置する、圧電シート１０の第１圧電層２１及び、第２圧電層２３、第３圧電層２４、第４圧電層２６を変形させることができる。
【００５０】
すなわち、駆動電極１１の真下に位置する第１圧電層２１の部分は、電圧印可時に撓む活性部を構成することになる。また、第１圧電層２１及び、第２圧電層２３、第３圧電層２４、第４圧電層２６を焼成する場合には、圧電セラミックスと電極を構成する金属材料では焼成した場合の収縮率が異なるので、圧電シート１０の全体が反ったり波打ったりすることがある。よって、第４圧電層２６の上面部に形成される内部電極２５は、焼成後に、第１圧電層２１及び、第２圧電層２３、第３圧電層２４、第４圧電層２６が反ったり、あるいは波打ったりしてその平面性が損なわれないようにするための拘束層として機能する。さらに、第２圧電層２３及び、第３圧電層２４、第４圧電層２６は、第１圧電層２１の活性部が下方向（キャビティプレート９００側）へのみ変形するようにするための拘束層として機能する。
【００５１】
次に、上記のように構成されるインクジェットヘッド１のインクの流れについて説明する。図１に示すように、下層から、ノズルプレート１００及び、カバープレート２００、第一マニホールドプレート３００、第二マニホールドプレート４００、第三マニホールドプレート５００、サプライプレート６００、アパーチャプレート７００、ベースプレート８００、キャビティプレート９００、圧電シート１０を積層すると、ノズルプレート１００の一つのノズル１１１から吐出されるインクの流路は、図２７の断面図で示すことができる。また、図２８に、ノズルプレート１００の一つのノズル１１１から吐出されるインクの流路の一部を斜視図で示す。
【００５２】
この点、ノズルプレート１００の一つのノズル１１１から吐出されるインクは、先ず、インクマニホールド流路２にインクタンク（不図示）から供給される。尚、インクマニホールド流路２にインクをインクタンク（不図示）から供給するには、図２７及び図２８には示されていないが、キャビティプレート９００のインク供給口９０１（図１参照）及び、ベースプレート８００のインク供給口８０１（図１参照）、アパーチャプレート７００のインク供給口７０１（図１参照）、サプライプレート６００のインク供給口６０１（図１参照）、第三マニホールドプレート５００の溝貫通部５１２のインク供給部５１５（図８参照）、第二マニホールドプレート４００の溝貫通部４１２のインク供給部４１５（図７参照）、第一マニホールドプレート３００の溝貫通部３１２のインク供給部３１５（図６参照）が連通してなるインク供給路を介して行われる。このとき、サプライプレート６００のインク供給口６０１をインクが通過する際は、フィルター孔６０２により（図１６参照）、インク内のゴミが侵入するのを防いでいる。
【００５３】
ここで、インクマニホールド流路２の概略構成について説明すると、インクマニホールド流路２は、図２７に示すように、第三マニホールドプレート５００の溝貫通部５１２（図８参照）及び、第二マニホールドプレート４００の溝貫通部４１２（図７参照）、第一マニホールドプレート３００の溝貫通部３１２（図６参照）が連通することにより側壁面が構成されており、さらに、上壁面がサプライプレート６００で構成され、下壁面がカバープレート２００で構成されている。
【００５４】
また、インクマニホールド流路２は、図３０に示すように、２つ形成されている。すなわち、図３１に示すように、長手方向の上半分に一つのインクマニホールド流路２が形成されるとともに、図３２に示すように、長手方向の下半分に一つのインクマニホールド流路２が形成されている。そして、各インクマニホールド流路２には、第三マニホールドプレート５００の溝貫通部５１２のインク供給部５１５（図８参照）及び、第二マニホールドプレート４００の溝貫通部４１２のインク供給部４１５（図７参照）、第一マニホールドプレート３００の溝貫通部３１２のインク供給部３１５（図６参照）が連通してなるインク供給路の一部が５つ形成されている。
【００５５】
また、各インクマニホールド流路２では、図３３に示すように、第三マニホールドプレート５００の溝貫通部５１２の浮島部５１３（図８参照）及び、第二マニホールドプレート４００の溝貫通部４１２の浮島部４１３（図７参照）、第一マニホールドプレート３００の溝貫通部３１２の浮島部３１３（図６参照）が互いに重なり合うように配置される一方で（図３１，図３２参照）、第三マニホールドプレート５００の溝貫通部５１２の浮島部５１３を支持する連結片５１４（図８参照）及び、第二マニホールドプレート４００の溝貫通部４１２の浮島部４１３を支持する連結片４１４（図７参照）、第一マニホールドプレート３００の溝貫通部３１２の浮島部３１３を支持する連結片３１４（図６参照）が互いに重なり合うことがないように配置される（図３１，図３２参照）。
【００５６】
従って、各インクマニホールド流路２には、図３１及び図３２に示すように、各浮島部５１５，４１３，３１３が重なり合ったものが４つ内在するので、各インクマニホールド流路２は閉ループ状となり、各浮島部５１５，４１３，３１３の周囲をインクが流れることになる。このとき、各浮島部５１５，４１３，３１３を支持する連結片５１４，４１４，３１４は、図３３に示すように、互いに重なり合うことがないように配置されるとともに、上述したようにハーフエッチングされたものであることから、各浮島部５１５，４１３，３１３の周囲をインクがスムーズに流れることができる。
【００５７】
そして、インクマニホールド流路２を流れるインクは、図２７に示すように、サプライプレート６００の貫通孔６１２、アパーチャプレート７００の絞り部７１２のインク入口７１３・溝貫通部７１５・インク出口７１４、ベースプレート８００の貫通孔８１２を経て、キャビティプレート９００のインク圧力室９１１に導入される。このとき、サプライプレート６００の貫通孔６１２をインクが通過する際は、フィルター孔６１３により（図１０，図１１参照）、インク内のゴミが侵入するのを防いでいる。
【００５８】
一方、キャビティプレート９００のインク圧力室９１１は、圧電シート１０がキャビティプレート９００に積層されることにより、図２７及び図２９に示すように、その上面部が圧電シート１０によって塞がれるとともに、その上面部に圧電シート１０の駆動電極１１が配置される。このとき、図２９に示すように、略菱形形状の駆動電極１１の投影部は、同じく略菱形形状のインク圧力室１９Ａの内側にある。一方、圧電シート１０の駆動電極１１の鋭角部から引き出された部分の上に形成された接点ランド部１４の投影部は、キャビティプレート９００のインク圧力室９１１の外側にある。
【００５９】
そして、ＦＰＣ基板５０を介して、圧電シート１０の駆動電極１１と内部電極２２，２５（図１９参照）との間に駆動電圧を印可すると、キャビティプレート９００のインク圧力室９１１側に圧電シート１０が変形するので、キャビティプレート９００のインク圧力室９１１内のインクは、ベースプレート８００の貫通孔８１１に押し出される。その後、ベースプレート８００の貫通孔８１１に押し出されたインクは、ベースプレート８００の貫通孔８１１及び、アパーチャプレート７００の貫通孔７１１、サプライプレート６００の貫通孔６１１、第三マニホールドプレート５００の貫通孔５１１、第二マニホールドプレート４００の貫通孔４１１、第一マニホールドプレート３００の貫通孔３１１、カバープレート２００の貫通孔２１１を経て、ノズルプレート１００のノズル１１１から吐出される。
【００６０】
尚、一つのインクマニホールド流路２には、サプライプレート６００の長手方向の上半分又は下半分に設けられた全ての貫通孔６１２が連通しており、ひいては、キャビティプレート９００の長手方向の上半分又は下半分に設けられた全てのインク圧力室９１１に連通しているので、一つのインクマニホールド流路２に供給されたインクは、ノズルプレート１００の長手方向の上半分又は下半分に設けられた全てのノズル１１１のいずれかから吐出されることになる。
【００６１】
以上詳細に説明したように、本実施の形態のインクジェットヘッド１では、外部から電力を導入するためのＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２に対し、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４が電気的に接続されることによって（図２６参照）、圧電シート１０の各駆動電極１１に対向した位置にあるキャビティプレート９００の各インク圧力室９１１内のインクに圧力を及ぼすものである（図２７参照）。
【００６２】
この点、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２は、図２３に示すように、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４に対向して配設されていることから、図１７，図１８に示すように、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４が圧電シート１０の各駆動電極１１から引き出され各駆動電極１１の近傍に形成されていても、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４とＦＰＣ基板の各接点ランド部５２とを電気的に接続することができる。しかも、圧電シート１０の各駆動電極１１は、相互に隣接してマトリクス配置されたキャビティプレート９００の各インク圧力室９１１に対向して配設されており（図１５，図１８参照）、従来技術とは異なって、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４も相互に隣接したマトリクス配置となっていることから、圧電シート１０の各駆動電極１１は高密度配置されている（図１７，図１８参照）。
【００６３】
すなわち、本実施の形態のインクジェットヘッド１では、圧電シート１０の各駆動電極１１から引き出され各駆動電極１１の近傍に形成された複数の接点ランド部１４を、外部から電力を導入するためのＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２に電気的に接続することができ、しかも、圧電シート１０の各駆動電極１１が相互に隣接したマトリクス配置になっていることから、圧電シート１０の駆動電極１１の高密度配置を図ったものと言うことができる。
【００６４】
また、本実施の形態のインクジェットヘッド１では、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２が、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４に対向して配設されていることから、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４とＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２とが電気的に接続された際には、圧電シート１０とＦＰＣ基板５０とが対向することになる。この点、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４は、図１９に示すように、第一段面１２及び第二段面１３を有する凸状に形成されており、図２６に示すように、圧電シート１０とＦＰＣ基板５０との間にクリアランスを確保することができるので、圧電シート１０の各駆動電極１１に外力が及ぶのを防止することができる。さらに、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４の凸状の形状により、熱圧着などによる加熱接合の際にスポット的な押圧が小さな圧力で可能となることから、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４とＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２との接合を安定させることができる。
【００６５】
また、本実施の形態のインクジェットヘッド１では、図１９に示すように、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４が第一段面１２及び第二段面１３を有する２段の凸状に形成されていることから、図２６に示すように、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４とＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２とを接合させた際に、圧電シート１０の各駆動電極１１に対して、接合材であるＮ．Ｃ．Ｐ１５が直接に浸食・拘束することがないことから、圧電シート１０の各駆動電極１１が損なうことがない。
【００６６】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施の形態のインクジェットヘッド１では、図１９に示すように、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４が第一段面１２及び第二段面１３を有する２段の凸状に形成されているが、３段以上の凸状に形成しても、上述した効果を発揮することができる。
【００６７】
【発明の効果】
本発明のインクジェットヘッドでは、圧電シートの各駆動電極から引き出され各駆動電極の近傍に形成された複数の第１接点ランド部を、外部から電力を導入するための基板の各第２接点ランド部に電気的に接続することができる、しかも、圧電シートの各駆動電極が相互に隣接したマトリクス配置になっていることから、圧電シートの駆動電極の高密度配置を図ったものと言うことができる。
【００６８】
また、本発明のインクジェットヘッドでは、基板の各第２接点ランド部が、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部に対向して配設されていることから、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部と基板の各第２接点ランド部とが電気的に接続された際には、圧電シートと基板とが対向することになるが、この点、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部を凸状に形成すれば、圧電シートと基板との間にクリアランスを確保することができるので、圧電シートの各駆動電極に外力が及ぶのを防止することができるとともに、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部の凸状の形状により、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部と基板の各第２接点ランド部との接合を安定させることができる。
【００６９】
また、本発明のインクジェットヘッドにおいて、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部が２段以上の凸状に形成すれば、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部と基板の各第２接点ランド部とを接合させた際に、圧電シートの各駆動電極に対して、接合材が直接に浸食・拘束することがないことから、圧電シートの各駆動電極が損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの概略構成を示した分解斜視図である。
【図２】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの積層構造を示した分解斜視図である。
【図３】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ノズルプレートに設けられた微小径のインク噴出用のノズルの一群を示した平面図である。
【図４】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、カバープレートに設けられた微小径のインク通路用の貫通孔の一群を示した平面図である。
【図５】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、カバープレートの下側の一部を示した平面図である。
【図６】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、第一マニホールドプレートの表側の一部を示した平面図である。
【図７】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、第二マニホールドプレートの表側の一部を示した平面図である。
【図８】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、第三マニホールドプレートの表側の一部を示した平面図である。
【図９】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、サプライプレートに設けられた微小径のインク通路用の貫通孔及び微小径のインク導入用の貫通孔の一群及び、小径のインク供給口を示した平面図である。
【図１０】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、サプライプレートに設けられた微小径のインク導入用の貫通孔を拡大した平面図である。
【図１１】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、サプライプレートに設けられた微小径のインク導入用の貫通孔を拡大した断面図である。
【図１２】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、アパーチャプレートに設けられた微小径のインク通路用の貫通孔及び微小のインク導入用の絞り部の一群及び、小径のインク供給口を示した平面図である。
【図１３】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、アパーチャプレートに設けられた微小のインク導入用の絞り部を拡大した平面図である。
【図１４】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ベースプレートに設けられた微小径のインク通路用の貫通孔及び微小径のインク導入用の貫通孔の一群及び、小径のインク供給口を示した平面図である。
【図１５】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、キャビティプレートに設けられたインク圧力室の一群及び、小径のインク供給口を示した平面図である。
【図１６】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、キャビティプレートに設けられた小径のインク供給口を拡大した平面図である。
【図１７】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、圧電シートを示した平面図である。
【図１８】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、圧電シートの駆動電極を拡大した平面図である。
【図１９】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、圧電シート及び駆動電極を拡大した断面図である。
【図２０】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、圧電シートの一方の共通電極を拡大した断面図である。
【図２１】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、圧電シートの他方の共通電極を拡大した断面図である。
【図２２】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、圧電シートのダミー電極を拡大した断面図である。
【図２３】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ＦＰＣ基板の延出部の平面図である。
【図２４】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ＦＰＣ基板の延出部の部分拡大図である。
【図２５】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ＦＰＣ基板の延出部の接点ランド部の断面図である。
【図２６】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ＦＰＣ基板と圧電シートが接続された際の断面図である。
【図２７】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ノズルプレートの一つのノズルから吐出されるインクの流路を示した断面図である。
【図２８】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ノズルプレートの一つのノズルから吐出されるインクの流路の一部を示した斜視図である。
【図２９】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ノズルプレートの一つのノズルから吐出されるインクの流路の一部を示した平面図である。
【図３０】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、第三マニホールドプレートの表側からインクマニホールド流路を示した平面図である。
【図３１】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、第三マニホールドプレートの表側からインクマニホールド流路を示した平面図であって、長手方向の上半分に形成されたインクマニホールド流路のみを示したものである。
【図３２】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、第三マニホールドプレートの表側からインクマニホールド流路を示した平面図であって、長手方向の下半分に形成されたインクマニホールド流路のみを示したものである。
【図３３】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、インクマニホールド流路の一部を示した斜視図である。
【図３４】 従来のインクジェットヘッドの要部を拡大した図面である。
【符号の説明】
１ インクジェットヘッド
１０ 圧電シート
１１ 圧電シートの駆動電極
１４ 圧電シートの駆動電極の接点ランド部
５０ ＦＰＣ基板
５２ ＦＰＣ基板の第２接点ランド部
９００ キャビティプレート
９１１ キャビティプレートのインク圧力室
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電シートの駆動電極の近傍に接点ランドを設けたインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインクジェットヘッドの一つでは、図３４に示すように、各加圧室１００１ごとに分離形成された上部電極１００２が、圧電膜１００３と平行な面方向において、対応する加圧室１００１よりも小さく形成された本体１００４と、この本体１００４から加圧室１００１の領域外に延設された延設部１００５とを備え、この延設部１００５の、加圧室１００１の領域外の位置に、他部材との接点１００６を設けて、この接点１００６に、配線などの他の部材が、従来同様にハンダ付けや接点部材の圧接などによって接続される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３４３２３号公報（第３頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この点、上部電極１００２においては、図３４に示すように、接点１００６を設けた延設部１００５が本体１００４の近傍に設けられており、延設部１００５が短くなっていることから、上部電極１００２の高密度配置の可能性を高めたと言うことができる。しかしながら、接点１００６に接続される配線などの他の部材として、例えば、フレキシブルプリント配線基板においては、接点１００６に接続される接点ランドが端部に一列に設けられているので、接点１００６も端部に一列に並べる必要があり、そのためには、接点１００６が設けられた延設部１００５を長く引き出す必要があることから、上部電極１００２の高密度配置を行うことができなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した点を鑑みてなされたものであり、圧電シートの駆動電極の高密度配置を図ったインクジェットヘッドを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために成された請求項１に係る発明は、複数のインク圧力室が相互に隣接してマトリクス配置されたキャビティプレートと、前記キャビティプレートに積層された圧電シートと、前記キャビティプレートの各インク圧力室に対向して前記圧電シートの上面に配設された複数の駆動電極と、前記圧電シートの各駆動電極から引き出され各駆動電極の近傍に形成された複数の第１接点ランド部と、外部から電力を導入するための基板とを備え、前記第１接点ランド部が、前記駆動電極から引き出された部分電極上からそれぞれ所定高さの凸状に形成され、前記基板には、前記第１接点ランド部の頭頂部と接触する接触部と当該接触部を覆う導電性部材とから構成され、且つ前記各第１接点ランド部に電気的に接続される複数の第２接点ランド部が形成され、前記第２接点ランド部の接触部が、それぞれ対応する前記圧電シートの各第１接点ランド部の頭頂部に当接して配設され、且つ前記接触部と前記頭頂部との当接部分が前記導電性部材によって覆われているとともに、前記圧電シートと前記基板との間には、少なくとも前記駆動電極から前記頭頂部までの前記所定高さ以上の間隙が形成されていること、を特徴としている。
【０００７】
このような特徴を有する本発明のインクジェットヘッドでは、外部から電力を導入するための基板の各第２接点ランド部に対し、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部が電気的に接続されることによって、圧電シートの各駆動電極に対向した位置にあるキャビティプレートの各インク圧力室内のインクに圧力を及ぼすものである。
【０００８】
この点、基板の各第２接点ランド部は、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部に対向して配設されていることから、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部が圧電シートの各駆動電極から引き出され各駆動電極の近傍に形成されていても、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部と基板の各第２接点ランド部とを電気的に接続することができる。しかも、圧電シートの各駆動電極は、相互に隣接してマトリクス配置されたキャビティプレートの各インク圧力室に対向して配設されており、従来技術とは異なって、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部も相互に隣接したマトリクス配置となっていることから、圧電シートの各駆動電極の高密度配置を可能にする。
【０００９】
すなわち、本発明のインクジェットヘッドでは、圧電シートの各駆動電極から引き出され各駆動電極の近傍に形成された複数の第１接点ランド部を、外部から電力を導入するための基板の各第２接点ランド部に電気的に接続することができ、しかも、圧電シートの各駆動電極が相互に隣接したマトリクス配置になっていることから、圧電シートの駆動電極の高密度配置を図ったものと言うことができる。
【００１０】
尚、「駆動電極の近傍に形成された」とは、マトリスク配置された複数の駆動電極において、当該駆動電極に隣接する２つの駆動電極の間に形成されたことをいう。
【００１１】
【００１２】
また、本発明のインクジェットヘッドでは、基板の各第２接点ランド部が、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部に対向して配設されていることから、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部と基板の各第２接点ランド部とが電気的に接続された際には、圧電シートと基板とが対向することになるが、この点、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部を凸状に形成すれば、圧電シートと基板との間にクリアランスを確保することができるので、圧電シートの各駆動電極に外力が及ぶのを防止することができるとともに、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部の凸状の形状により、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部と基板の各第２接点ランド部との接合を安定させることができる。
【００１３】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載するインクジェットヘッドであって、前記圧電シートの各第１接点ランド部が、第１段面と前記第１段面より高位置に配置され前記頭頂部を備えた第２段面とを含む２段以上の凸状に形成されること、を特徴としている。
【００１４】
すなわち、本発明のインクジェットヘッドでは、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部が２段以上の凸状に形成されていることから、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部と基板の各第２接点ランド部とを接合させた際に、圧電シートの各駆動電極に対して、接合材が直接に浸食・拘束することがないことから、圧電シートの各駆動電極が損なうことがない。
また、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載するインクジェットヘッドであって、請求項１又は請求項２に記載するインクジェットヘッドであって、前記駆動電極と前記インク圧力室とは略同じ外形形状を有し、前記駆動電極は前記インク圧力室の領域内に配置され、前記駆動電極の部分電極は、前記インク圧力室の領域から引き出されて配置されること、を特徴としている。
また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載するインクジェ ットヘッドであって、前記駆動電極と前記インク圧力室とは略菱形の外形形状を有し、前記駆動電極の部分電極は菱形の鋭角部から引き出され、前記頭頂部は前記駆動電極の部分電極上であってインク圧力室と反対側に配置されること、を特徴としている。
また、請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載するインクジェットヘッドであって、前記圧電シートは複数の圧電層と圧電層同士の間に形成された内部電極とが積層した積層構造体であって、前記駆動電極と内部電極との間に駆動電圧を印加したときに撓み変形を起こす活性部を含む活性層とこの活性層の撓み変形の方向をインク圧力室側に規制する拘束層とから構成され、前記活性層が複数の駆動電極及び内部電極に挟まれ、且つ前記キャビティプレートから一番離れた圧電層からなること、を特徴としている。
また、請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載するインクジェットヘッドであって、前記駆動電極の部分電極上において、前記第１接点ランドが前記インク圧力室の領域の境界を跨いで形成されること、を特徴としている。
更に、請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載するインクジェットヘッドであって、前記第１接点ランドは３段以上の凸状に形成されること、を特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。先ず、本実施形態のインクジェットヘッドの概略構成について説明する。
図１に示すように、インクジェットヘッド１は、略長方形に形成された複数の薄い金属板を積層した構造からなり、さらに、平面視略台形状のプレート型の４枚の各圧電シート１０を互い違いに積層している。そして、この各圧電シート１０の上側には、フレキシブルプリント配線基板（以下、「ＦＰＣ基板」という）５０の延出部５１が載置され、後述のように電気的に接続される。尚、積層された各圧電シート１０の周囲には、インク供給口９０１が設けられている。
【００１６】
ここで、インクジェットヘッド１の積層構造を具体的に説明すると、略長方形の薄い金属板を９枚積層した９層構造になっており、図１及び図２に示すように、下層から、ノズルプレート１００及び、カバープレート２００、第一マニホールドプレート３００、第二マニホールドプレート４００、第三マニホールドプレート５００、サプライプレート６００、アパーチャプレート７００、ベースプレート８００、キャビティプレート９００を積層した構造となっている。
【００１７】
この点、ノズルプレート１００には、図２に示すように、平面視略台形状の４つの領域１１０をそれぞれ一群にして、図３に示すように、微小径のインク噴出用のノズル１１１が、要求される印字密度に対応して、多数個穿設されている。
【００１８】
また、カバープレート２００の上側には、図２に示すように、平面視略台形状の４つの領域２１０をそれぞれ一群にして、図４に示すように、微小径のインク通路用の貫通孔２１１が多数穿設されている。そして、カバープレート２００の各貫通孔２１１は、ノズルプレート１００の各ノズル１１１に対向する位置に配設されており、カバープレート２００とノズルプレート１００とが積層された際に、ノズルプレート１００の各ノズル１１１と連通する（図２７参照）。
【００１９】
尚、カバープレート２００の下側には、図５に示すように、２つの溝凹設部２１２が長手方向に形成されている。そして、溝凹設部２１２の外周及び、溝凹設部２１２に囲まれた複数の浮島部２１３には、各貫通孔２１１が配設されている。
【００２０】
また、第一マニホールドプレート３００には、図６に示すように、微小径のインク通路用の貫通孔３１１が多数穿設されている。そして、第一マニホールドプレート３００の各貫通孔３１１は、カバープレート２００の各貫通孔２１１に対向する位置に配設されており、第一マニホールドプレート３００とカバープレート２００とが積層された際に、カバープレート２００の各貫通孔２１１と連通する（図２７参照）。
【００２１】
さらに、第一マニホールドプレート３００には、図６に示すように、インクマニホールド流路２（図２７参照）を構成する２つの溝貫通部３１２が長手方向に形成されている。そして、溝貫通部３１２の外周及び、溝貫通部３１２に囲まれた複数の浮島部３１３には、各貫通孔３１１が配設されている。また、複数の浮島部３１３は、下側をハーフエッチングされた複数の連結片３１４によって支持された構造になっている。各連結片３１４は、第一マニホールドプレート３００の約半分程度の厚みで形成されている。
また、溝貫通部３１２には、複数のインク供給部３１５が延び出ている。
【００２２】
また、第二マニホールドプレート４００には、図７に示すように、微小径のインク通路用の貫通孔４１１が多数穿設されている。そして、第二マニホールドプレート４００の各貫通孔４１１は、第一マニホールドプレート３００の各貫通孔３１１に対向する位置に配設されており、第二マニホールドプレート４００と第一マニホールドプレート３００とが積層された際に、第一マニホールドプレート３００の各貫通孔３１１と連通する（図２７参照）。
【００２３】
さらに、第二マニホールドプレート４００には、図７に示すように、インクマニホールド流路２（図２７参照）を構成する２つの溝貫通部４１２が長手方向に形成されている。そして、第二マニホールドプレート４００の各溝貫通部４１２は、第一マニホールドプレート３００の各溝貫通部３１２に対向する位置に配設されており、第二マニホールドプレート４００と第一マニホールドプレート３００とが積層された際に、第一マニホールドプレート３００の各溝貫通部３１２と連通する（図２７参照）。また、溝貫通部４１２の外周及び、溝貫通部４１２に囲まれた複数の浮島部４１３には、各貫通孔４１１が配設されている。そして、複数の浮島部４１３は、上側をハーフエッチングされた複数の連結片４１４によって支持された構造になっている。各連結片４１４は、第二マニホールドプレート４００の約半分程度の厚みで形成されている。
また、溝貫通部４１２には、複数のインク供給部４１５が延び出ている。そして、第二マニホールドプレート４００の各インク供給部４１５は、第一マニホールドプレート３００の各インク供給部３１５に対向する位置に配設されており、第二マニホールドプレート４００と第一マニホールドプレート３００とが積層された際に、第一マニホールドプレート３００の各インク供給部３１５と連通する（図２７参照）。
【００２４】
また、第三マニホールドプレート５００には、図８に示すように、微小径のインク通路用の貫通孔５１１が多数穿設されている。そして、第三マニホールドプレート５００の各貫通孔５１１は、おおよそ、第二マニホールドプレート４００の各貫通孔４１１に対向する位置に配設されており、第三マニホールドプレート５００と第二マニホールドプレート４００とが積層された際に、第二マニホールドプレート４００の各貫通孔４１１と連通する（図２７参照）。
【００２５】
さらに、第三マニホールドプレート５００には、図８に示すように、インクマニホールド流路２（図２７参照）を構成する２つの溝貫通部５１２が長手方向に形成されている。そして、第三マニホールドプレート５００の各溝貫通部５１２は、第二マニホールドプレート４００の各溝貫通部４１２に対向する位置に配設されており、第三マニホールドプレート５００と第二マニホールドプレート４００とが積層された際に、第二マニホールドプレート４００の各溝貫通部４１２と連通する（図２７参照）。また、溝貫通部５１２の外周及び、溝貫通部５１２に囲まれた複数の浮島部５１３には、各貫通孔５１１が配設されている。そして、複数の浮島部５１３は、上側をハーフエッチングされた複数の連結片５１４によって支持された構造になっている。各連結片５１４は、第三マニホールドプレート５００の約半分程度の厚みで形成されている。
また、溝貫通部５１２には、複数のインク供給部５１５が延び出ている。そして、第三マニホールドプレート５００の各インク供給部５１５は、第二マニホールドプレート４００の各インク供給部４１５に対向する位置に配設されており、第三マニホールドプレート５００と第二マニホールドプレート４００とが積層された際に、第二マニホールドプレート４００の各インク供給部４１５と連通する（図２７参照）。
【００２６】
また、サプライプレート６００には、図２に示すように、平面視略台形状の４つの領域６１０をそれぞれ一群にして、図９に示すように、微小径のインク通路用の貫通孔６１１が多数個穿設されるとともに、微小径のインク導入用の貫通孔６１２が多数個設けられている。この点、サプライプレート６００の各貫通孔６１１は、おおよそ、第三マニホールドプレート５００の各貫通孔５１１に対向する位置に配設されており、サプライプレート６００と第三マニホールドプレート５００とが積層された際に、第三マニホールドプレート５００の各貫通孔５１１と連通する（図２７参照）。一方、サプライプレート６００の各貫通孔６１２は、第三マニホールドプレート５００の２つの溝貫通部５１２のいずれかに対向する位置に配設されており、サプライプレート６００と第三マニホールドプレート５００とが積層された際に、第三マニホールドプレート５００の２つの溝貫通部５１２のいずれかと連通する（図２７参照）。そして、サプライプレート６００の各貫通孔６１２には、図１０及び図１１に示すように、インク内のゴミが侵入するのを防ぐためのフィルター孔６１３が多数個穿設されている。
【００２７】
さらに、サプライプレート６００には、図２及び図９に示すように、平面視略台形状の４つの領域６１０の外側に、小径のインク供給用のインク供給口６０１が１０個穿設されている。そして、サプライプレート６００の各インク供給口６０１は、第三マニホールドプレート５００の各インク供給部５１５に対向する位置に配設されており、サプライプレート６００と第三マニホールドプレート５００とが積層された際に、第三マニホールドプレート５００の各インク供給部５１５と連通する（図２７参照）。また、サプライプレート６００の各インク供給口６０１には、図１６に示すように、インク内のゴミが侵入するのを防ぐためのフィルター孔６０２が多数個穿設されている。
【００２８】
また、アパーチャプレート７００には、図２に示すように、平面視略台形状の４つの領域７１０をそれぞれ一群にして、図１２に示すように、微小径のインク通路用の貫通孔７１１が多数個穿設されるとともに、微小のインク導入用の絞り部７１２が多数穿設されている。そして、アパーチャプレート７００の各貫通孔７１１は、おおよそ、サプライプレート６００の各貫通孔６１１に対向する位置に配設されており、アパーチャプレート７００とサプライプレート６００とが積層された際に、サプライプレート６００の各貫通孔６１１と連通する（図２７参照）。
【００２９】
一方、アパーチャプレート７００の各絞り部７１２は、図１３に示すように、インク入口７１３及び、インク出口７１４、当該インク入口７１３と当該インク出口７１４を連通させる溝貫通部７１５で構成されており、それらは、プレス加工で貫いて形成されている。そして、アパーチャプレート７００の各絞り部７１２のインク入口７１３は、おおよそ、サプライプレート６００の各貫通孔６１２に対向する位置に配設されており、アパーチャプレート７００とサプライプレート６００とが積層された際に、サプライプレート６００の各貫通孔６１２と連通する（図２７参照）。
【００３０】
さらに、アパーチャプレート７００には、図２及び図１２に示すように、平面視略台形状の４つの領域７１０の外側に、小径のインク供給用のインク供給口７０１が１０個穿設されている。そして、アパーチャプレート７００の各インク供給口７０１は、サプライプレート６００の各インク供給口６０１に対向する位置に配設されており、アパーチャプレート７００とサプライプレート６００とが積層された際に、サプライプレート６００の各インク供給口６０１と連通する（図２７参照）。
【００３１】
また、ベースプレート８００には、図２に示すように、平面視略台形状の４つの領域８１０をそれぞれ一群にして、図１４に示すように、微小径のインク通路用の貫通孔８１１が多数個穿設されるとともに、微小径のインク導入用の貫通孔８１２が多数個設けられている。そして、ベースプレート８００の各貫通孔８１１は、おおよそ、アパーチャプレート７００の各貫通孔７１１に対向する位置に配設されており、ベースプレート８００とアパーチャプレート７００とが積層された際に、アパーチャプレート７００の各貫通孔７１１と連通する（図２７参照）。一方、ベースプレート８００の各貫通孔８１２は、おおよそ、アパーチャプレート７００の各絞り部７１２のインク出口７１４に対向する位置に配設されており、ベースプレート８００とアパーチャプレート７００とが積層された際に、アパーチャプレート７００の各絞り部７１２のインク出口７１４と連通する（図２７参照）。
【００３２】
さらに、ベースプレート８００には、図２及び図１４に示すように、平面視略台形状の４つの領域８１０の外側に、小径のインク供給用のインク供給口８０１が１０個穿設されている。そして、ベースプレート８００の各インク供給口８０１は、アパーチャプレート７００の各インク供給口７０１に対向する位置に配設されており、ベースプレート８００とアパーチャプレート７００とが積層された際に、アパーチャプレート７００の各インク供給口７０１と連通する（図２７参照）。
【００３３】
また、キャビティプレート９００には、図２に示すように、平面視略台形状の４つの領域９１０をそれぞれ一群にして、図１５に示すように、略菱形形状のインク圧力室９１１が、要求される印字密度に対応して、マトリクス状に多数個貫設されている。この点、キャビティプレート９００の各インク圧力室９１１は、隣接する他のインク圧力室９１１の鋭角部の間に、当該インク圧力室９１１の鋭角部を入り込ませるようにして高密度に配置されている。そして、キャビティプレート９００の各インク圧力室９１１の一方の鋭角部は、おおよそ、ベースプレート８００の各貫通孔８１１に対向する位置に配設されており、キャビティプレート９００とベースプレート８００とが積層された際に、ベースプレート８００の各貫通孔８１１と連通する（図２７参照）。一方、キャビティプレート９００の各インク圧力室９１１の他方の鋭角部は、おおよそ、ベースプレート８００の各貫通孔８１２に対向する位置に配設されており、キャビティプレート９００とベースプレート８００とが積層された際に、ベースプレート８００の各貫通孔８１２と連通する（図２７参照）。
【００３４】
さらに、キャビティプレート９００には、図２及び図１５に示すように、平面視略台形状の４つの領域９１０の外側に、小径のインク供給用のインク供給口９０１が１０個設けられている。そして、キャビティプレート９００の各インク供給口９０１は、ベースプレート８００の各インク供給口８０１に対向する位置に配設されており、キャビティプレート９００とベースプレート８００とが積層された際に、ベースプレート８００の各インク供給口８０１と連通する（図２７参照）。
【００３５】
尚、キャビティプレート９００には、図２及び図１５に示すように、平面視略台形状の４つの領域９１０の両側に、圧電シート１０を積層する際に使用する位置決め孔９０３が設けられている。
【００３６】
次に、圧電シート１０及びＦＰＣ基板５０の概略構造、並びに、圧電シート１０とＦＰＣ基板５０との電気的な接続構造について説明する。
先ず、圧電シート１０の概略構造について説明すると、圧電シート１０には、図１７に示すように、略菱形形状の駆動電極１１が、要求される印字密度に対応して、マトリクス状に多数個形成されている。そして、圧電シート１０の各駆動電極１１は、おおよそ、キャビティプレート９００の各インク圧力室９１１に対向する位置に配設されており、圧電シート１０がキャビティプレート９００に積層され、キャビティプレート９００の各インク圧力室９１１の上面部が圧電シート１０によって塞がれた際には、キャビティプレート９００の各インク圧力室９１１の上面に位置する。
【００３７】
また、圧電シート１０の各駆動電極１１には、図１８及び図１９に示すように、その鋭角部から引き出された部分の上に接点ランド部１４が形成されている。そして、各駆動電極１１の接点ランド部１４は、第一段面１２及び第二段面１３を有する２段になっている。
【００３８】
また、圧電シート１０は、図１９に示すように、第１圧電層２１及び、第２圧電層２３、第３圧電層２４、第４圧電層２６を積層した構造になっており、第１圧電層２１と第２圧電層２３の間に内部電極２２が形成され、第３圧電層２４と第４圧電層２６の間に内部電極２５が形成されている。この点、内部電極２２，２５の端部は、圧電シート１０の両斜辺の端面部に露出するように形成されている（図１，図１７参照）。尚、各圧電シート１０の両斜辺の端面部は、各圧電シート１０がキャビティプレート９００に積層された際に、隣接する他の圧電シート１０の両斜辺の端面部に接触することから、各圧電シート１０がキャビティプレート９００に積層された際には、各圧電シート１０の内部電極２２，２５は電気的にそれぞれ接続される。
【００３９】
また、圧電シート１０には、図１７に示すように、両斜辺の縁辺部に２種類の共通電極３１，３６が交互に形成されている。そして、一方の共通電極３１は、図２０に示すように、スルーホール３２を介して、第３圧電層２４と第４圧電層２６の間に形成された内部電極２５に電気的に接続されている。また、他方の共通電極３６は、図２１に示すように、スルーホール３７を介して、第１圧電層２１と第２圧電層２３の間に形成された内部電極２２に電気的に接続されている。尚、一方の共通電極３１には、図２０に示すように、凸状の接点ランド部３３が形成されている。同様にして、他方の共通電極３６には、図２１に示すように、凸状の接点ランド部３８が形成されている。
【００４０】
また、圧電シート１０には、図１７に示すように、平行対向辺（上辺及び下辺）の縁辺部の仮想線Ｌ１，Ｌ２上に、円形状の複数のダミー電極４１が形成されている。この点、各ダミー電極４１は、上述した共通電極３１，３６とは異なり、図２２に示すように、内部電極２２，２５のいずれにも電気的に接続されていない。
【００４１】
尚、圧電シート１０には、図１７に示すように、両斜辺の縁辺部に、ＦＰＣ基板５０を載置する際に使用する位置決めマーク４６が設けられている。
【００４２】
次に、ＦＰＣ基板５０の概略構造について説明すると、ＦＰＣ基板５０は、図２３に示すように、延出部５１において、多数の接点ランド部５２が形成されている。そして、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２は、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４の第二段面１３に対向する位置に配設されており、ＦＰＣ基板５０が圧電シート１０に載置された際には、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４の第二段面１３に接触する。さらに、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２には、図２４に示すように、銅箔より構成される導体パターン５３が配線されている。
【００４３】
また、ＦＰＣ基板５０は、図２３に示すように、延出部５１の上辺及び両斜辺の縁辺部においても、多数の接点ランド部５４が形成されている。そして、延出部５１の上辺の縁辺部の各接点ランド部５４は、圧電シート１０の上辺の端縁部の仮想線Ｌ１（図１７参照）上に形成された各ダミー電極４１に対向する位置に配設されており、ＦＰＣ基板５０が圧電シート１０に載置された際には、圧電シート１０の上辺の端縁部の仮想線Ｌ１（図１７参照）上に形成された各ダミー電極４１に接触する。また、延出部５１の両斜辺の各接点ランド部５４は、圧電シート１０の両斜辺の縁辺部に交互に形成された２種類の各共通電極３１，３６の接点ランド部３３，３８に対向する位置に配設されており、ＦＰＣ基板５０が圧電シート１０に載置された際には、圧電シート１０の両斜辺の縁辺部に交互に形成された２種類の各共通電極３１，３６の接点ランド部３３，３８に接触する。さらに、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５４には、図２４に示すように、銅箔より構成される導体パターン５５が配線されており、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５４は電気的に接続されている。
【００４４】
また、ＦＰＣ基板５０は、図２５に示すように、ポリイミドフィルムなどのベースフィルム６１と、上述した導体パターン５３、カバーコート６２、Ｎｉメッキ６３、半田６４などから構成されている。この点、Ｎｉメッキ６３及び半田６４は、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２を構成する。尚、図２５に示す構造は、延出部５１の上辺及び両斜辺の縁辺部において形成・配線された接点ランド部５４や導体パターン５５についても、同様である。
【００４５】
さらに、ＦＰＣ基板５０には、図２３に示すように、両斜辺の縁辺部に、圧電シート１０に載置される際に使用する位置決めマーク５６が設けられている。
【００４６】
従って、ＦＰＣ基板５０の位置決めマーク５６と圧電シート１０の位置決めマーク４６を重ねて、ＦＰＣ基板５０を圧電シート１０に載置すれば、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２が圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４の第二段面１３に重なり合うので、熱圧着などによって加熱接合すれば、図２６に示すように、ＦＰＣ基板５０のＮｉメッキ６３と圧電シート１０の接点ランド部１４の第二段面１３とが接触した状態で固定されるので、ＦＰＣ基板５０の各導体パターン５３と圧電シート１０の各駆動電極１１が電気的に接続される。
【００４７】
尚、このとき、図２６に示すように、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４の第二段面１３に塗布されたＮ．Ｃ．Ｐ１５により、ＦＰＣ基板５０のＮｉメッキ６３と圧電シート１０の接点ランド部１４の第二段面１３とを覆うことになるが、溶融した半田６４が圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４の第二段面１２にまで垂れてくることがある。
【００４８】
また、ＦＰＣ基板５０の位置決めマーク５６と圧電シート１０の位置決めマーク４６を重ねて、ＦＰＣ基板５０を圧電シート１０に載置すれば、さらに、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５４が、圧電シート１０の上辺の縁辺部の仮想線Ｌ１（図１７参照）上に形成された各ダミー電極４１又は、圧電シート１０の両斜辺の縁辺部に交互に形成された２種類の各共通電極３１，３６の接点ランド部３３，３８に重なり合うので、熱圧着などによって加熱接合することにより、各ダミー電極４１又は、２種類の各共通電極３１，３６に電気的に接続される。
【００４９】
従って、ＦＰＣ基板５０を介して、駆動電極１１と内部電極２２，２５との間に駆動電圧を印可すれば、当該駆動電極１１の真下に位置する、圧電シート１０の第１圧電層２１及び、第２圧電層２３、第３圧電層２４、第４圧電層２６を変形させることができる。
【００５０】
すなわち、駆動電極１１の真下に位置する第１圧電層２１の部分は、電圧印可時に撓む活性部を構成することになる。また、第１圧電層２１及び、第２圧電層２３、第３圧電層２４、第４圧電層２６を焼成する場合には、圧電セラミックスと電極を構成する金属材料では焼成した場合の収縮率が異なるので、圧電シート１０の全体が反ったり波打ったりすることがある。よって、第４圧電層２６の上面部に形成される内部電極２５は、焼成後に、第１圧電層２１及び、第２圧電層２３、第３圧電層２４、第４圧電層２６が反ったり、あるいは波打ったりしてその平面性が損なわれないようにするための拘束層として機能する。さらに、第２圧電層２３及び、第３圧電層２４、第４圧電層２６は、第１圧電層２１の活性部が下方向（キャビティプレート９００側）へのみ変形するようにするための拘束層として機能する。
【００５１】
次に、上記のように構成されるインクジェットヘッド１のインクの流れについて説明する。図１に示すように、下層から、ノズルプレート１００及び、カバープレート２００、第一マニホールドプレート３００、第二マニホールドプレート４００、第三マニホールドプレート５００、サプライプレート６００、アパーチャプレート７００、ベースプレート８００、キャビティプレート９００、圧電シート１０を積層すると、ノズルプレート１００の一つのノズル１１１から吐出されるインクの流路は、図２７の断面図で示すことができる。また、図２８に、ノズルプレート１００の一つのノズル１１１から吐出されるインクの流路の一部を斜視図で示す。
【００５２】
この点、ノズルプレート１００の一つのノズル１１１から吐出されるインクは、先ず、インクマニホールド流路２にインクタンク（不図示）から供給される。尚、インクマニホールド流路２にインクをインクタンク（不図示）から供給するには、図２７及び図２８には示されていないが、キャビティプレート９００のインク供給口９０１（図１参照）及び、ベースプレート８００のインク供給口８０１（図１参照）、アパーチャプレート７００のインク供給口７０１（図１参照）、サプライプレート６００のインク供給口６０１（図１参照）、第三マニホールドプレート５００の溝貫通部５１２のインク供給部５１５（図８参照）、第二マニホールドプレート４００の溝貫通部４１２のインク供給部４１５（図７参照）、第一マニホールドプレート３００の溝貫通部３１２のインク供給部３１５（図６参照）が連通してなるインク供給路を介して行われる。このとき、サプライプレート６００のインク供給口６０１をインクが通過する際は、フィルター孔６０２により（図１６参照）、インク内のゴミが侵入するのを防いでいる。
【００５３】
ここで、インクマニホールド流路２の概略構成について説明すると、インクマニホールド流路２は、図２７に示すように、第三マニホールドプレート５００の溝貫通部５１２（図８参照）及び、第二マニホールドプレート４００の溝貫通部４１２（図７参照）、第一マニホールドプレート３００の溝貫通部３１２（図６参照）が連通することにより側壁面が構成されており、さらに、上壁面がサプライプレート６００で構成され、下壁面がカバープレート２００で構成されている。
【００５４】
また、インクマニホールド流路２は、図３０に示すように、２つ形成されている。すなわち、図３１に示すように、長手方向の上半分に一つのインクマニホールド流路２が形成されるとともに、図３２に示すように、長手方向の下半分に一つのインクマニホールド流路２が形成されている。そして、各インクマニホールド流路２には、第三マニホールドプレート５００の溝貫通部５１２のインク供給部５１５（図８参照）及び、第二マニホールドプレート４００の溝貫通部４１２のインク供給部４１５（図７参照）、第一マニホールドプレート３００の溝貫通部３１２のインク供給部３１５（図６参照）が連通してなるインク供給路の一部が５つ形成されている。
【００５５】
また、各インクマニホールド流路２では、図３３に示すように、第三マニホールドプレート５００の溝貫通部５１２の浮島部５１３（図８参照）及び、第二マニホールドプレート４００の溝貫通部４１２の浮島部４１３（図７参照）、第一マニホールドプレート３００の溝貫通部３１２の浮島部３１３（図６参照）が互いに重なり合うように配置される一方で（図３１，図３２参照）、第三マニホールドプレート５００の溝貫通部５１２の浮島部５１３を支持する連結片５１４（図８参照）及び、第二マニホールドプレート４００の溝貫通部４１２の浮島部４１３を支持する連結片４１４（図７参照）、第一マニホールドプレート３００の溝貫通部３１２の浮島部３１３を支持する連結片３１４（図６参照）が互いに重なり合うことがないように配置される（図３１，図３２参照）。
【００５６】
従って、各インクマニホールド流路２には、図３１及び図３２に示すように、各浮島部５１５，４１３，３１３が重なり合ったものが４つ内在するので、各インクマニホールド流路２は閉ループ状となり、各浮島部５１５，４１３，３１３の周囲をインクが流れることになる。このとき、各浮島部５１５，４１３，３１３を支持する連結片５１４，４１４，３１４は、図３３に示すように、互いに重なり合うことがないように配置されるとともに、上述したようにハーフエッチングされたものであることから、各浮島部５１５，４１３，３１３の周囲をインクがスムーズに流れることができる。
【００５７】
そして、インクマニホールド流路２を流れるインクは、図２７に示すように、サプライプレート６００の貫通孔６１２、アパーチャプレート７００の絞り部７１２のインク入口７１３・溝貫通部７１５・インク出口７１４、ベースプレート８００の貫通孔８１２を経て、キャビティプレート９００のインク圧力室９１１に導入される。このとき、サプライプレート６００の貫通孔６１２をインクが通過する際は、フィルター孔６１３により（図１０，図１１参照）、インク内のゴミが侵入するのを防いでいる。
【００５８】
一方、キャビティプレート９００のインク圧力室９１１は、圧電シート１０がキャビティプレート９００に積層されることにより、図２７及び図２９に示すように、その上面部が圧電シート１０によって塞がれるとともに、その上面部に圧電シート１０の駆動電極１１が配置される。このとき、図２９に示すように、略菱形形状の駆動電極１１の投影部は、同じく略菱形形状のインク圧力室１９Ａの内側にある。一方、圧電シート１０の駆動電極１１の鋭角部から引き出された部分の上に形成された接点ランド部１４の投影部は、キャビティプレート９００のインク圧力室９１１の外側にある。
【００５９】
そして、ＦＰＣ基板５０を介して、圧電シート１０の駆動電極１１と内部電極２２，２５（図１９参照）との間に駆動電圧を印可すると、キャビティプレート９００のインク圧力室９１１側に圧電シート１０が変形するので、キャビティプレート９００のインク圧力室９１１内のインクは、ベースプレート８００の貫通孔８１１に押し出される。その後、ベースプレート８００の貫通孔８１１に押し出されたインクは、ベースプレート８００の貫通孔８１１及び、アパーチャプレート７００の貫通孔７１１、サプライプレート６００の貫通孔６１１、第三マニホールドプレート５００の貫通孔５１１、第二マニホールドプレート４００の貫通孔４１１、第一マニホールドプレート３００の貫通孔３１１、カバープレート２００の貫通孔２１１を経て、ノズルプレート１００のノズル１１１から吐出される。
【００６０】
尚、一つのインクマニホールド流路２には、サプライプレート６００の長手方向の上半分又は下半分に設けられた全ての貫通孔６１２が連通しており、ひいては、キャビティプレート９００の長手方向の上半分又は下半分に設けられた全てのインク圧力室９１１に連通しているので、一つのインクマニホールド流路２に供給されたインクは、ノズルプレート１００の長手方向の上半分又は下半分に設けられた全てのノズル１１１のいずれかから吐出されることになる。
【００６１】
以上詳細に説明したように、本実施の形態のインクジェットヘッド１では、外部から電力を導入するためのＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２に対し、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４が電気的に接続されることによって（図２６参照）、圧電シート１０の各駆動電極１１に対向した位置にあるキャビティプレート９００の各インク圧力室９１１内のインクに圧力を及ぼすものである（図２７参照）。
【００６２】
この点、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２は、図２３に示すように、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４に対向して配設されていることから、図１７，図１８に示すように、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４が圧電シート１０の各駆動電極１１から引き出され各駆動電極１１の近傍に形成されていても、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４とＦＰＣ基板の各接点ランド部５２とを電気的に接続することができる。しかも、圧電シート１０の各駆動電極１１は、相互に隣接してマトリクス配置されたキャビティプレート９００の各インク圧力室９１１に対向して配設されており（図１５，図１８参照）、従来技術とは異なって、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４も相互に隣接したマトリクス配置となっていることから、圧電シート１０の各駆動電極１１は高密度配置されている（図１７，図１８参照）。
【００６３】
すなわち、本実施の形態のインクジェットヘッド１では、圧電シート１０の各駆動電極１１から引き出され各駆動電極１１の近傍に形成された複数の接点ランド部１４を、外部から電力を導入するためのＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２に電気的に接続することができ、しかも、圧電シート１０の各駆動電極１１が相互に隣接したマトリクス配置になっていることから、圧電シート１０の駆動電極１１の高密度配置を図ったものと言うことができる。
【００６４】
また、本実施の形態のインクジェットヘッド１では、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２が、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４に対向して配設されていることから、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４とＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２とが電気的に接続された際には、圧電シート１０とＦＰＣ基板５０とが対向することになる。この点、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４は、図１９に示すように、第一段面１２及び第二段面１３を有する凸状に形成されており、図２６に示すように、圧電シート１０とＦＰＣ基板５０との間にクリアランスを確保することができるので、圧電シート１０の各駆動電極１１に外力が及ぶのを防止することができる。さらに、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４の凸状の形状により、熱圧着などによる加熱接合の際にスポット的な押圧が小さな圧力で可能となることから、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４とＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２との接合を安定させることができる。
【００６５】
また、本実施の形態のインクジェットヘッド１では、図１９に示すように、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４が第一段面１２及び第二段面１３を有する２段の凸状に形成されていることから、図２６に示すように、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４とＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２とを接合させた際に、圧電シート１０の各駆動電極１１に対して、接合材であるＮ．Ｃ．Ｐ１５が直接に浸食・拘束することがないことから、圧電シート１０の各駆動電極１１が損なうことがない。
【００６６】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施の形態のインクジェットヘッド１では、図１９に示すように、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４が第一段面１２及び第二段面１３を有する２段の凸状に形成されているが、３段以上の凸状に形成しても、上述した効果を発揮することができる。
【００６７】
【発明の効果】
本発明のインクジェットヘッドでは、圧電シートの各駆動電極から引き出され各駆動電極の近傍に形成された複数の第１接点ランド部を、外部から電力を導入するための基板の各第２接点ランド部に電気的に接続することができる、しかも、圧電シートの各駆動電極が相互に隣接したマトリクス配置になっていることから、圧電シートの駆動電極の高密度配置を図ったものと言うことができる。
【００６８】
また、本発明のインクジェットヘッドでは、基板の各第２接点ランド部が、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部に対向して配設されていることから、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部と基板の各第２接点ランド部とが電気的に接続された際には、圧電シートと基板とが対向することになるが、この点、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部を凸状に形成すれば、圧電シートと基板との間にクリアランスを確保することができるので、圧電シートの各駆動電極に外力が及ぶのを防止することができるとともに、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部の凸状の形状により、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部と基板の各第２接点ランド部との接合を安定させることができる。
【００６９】
また、本発明のインクジェットヘッドにおいて、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部が２段以上の凸状に形成すれば、圧電シートの各駆動電極の第１接点ランド部と基板の各第２接点ランド部とを接合させた際に、圧電シートの各駆動電極に対して、接合材が直接に浸食・拘束することがないことから、圧電シートの各駆動電極が損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの概略構成を示した分解斜視図である。
【図２】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの積層構造を示した分解斜視図である。
【図３】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ノズルプレートに設けられた微小径のインク噴出用のノズルの一群を示した平面図である。
【図４】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、カバープレートに設けられた微小径のインク通路用の貫通孔の一群を示した平面図である。
【図５】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、カバープレートの下側の一部を示した平面図である。
【図６】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、第一マニホールドプレートの表側の一部を示した平面図である。
【図７】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、第二マニホールドプレートの表側の一部を示した平面図である。
【図８】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、第三マニホールドプレートの表側の一部を示した平面図である。
【図９】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、サプライプレートに設けられた微小径のインク通路用の貫通孔及び微小径のインク導入用の貫通孔の一群及び、小径のインク供給口を示した平面図である。
【図１０】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、サプライプレートに設けられた微小径のインク導入用の貫通孔を拡大した平面図である。
【図１１】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、サプライプレートに設けられた微小径のインク導入用の貫通孔を拡大した断面図である。
【図１２】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、アパーチャプレートに設けられた微小径のインク通路用の貫通孔及び微小のインク導入用の絞り部の一群及び、小径のインク供給口を示した平面図である。
【図１３】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、アパーチャプレートに設けられた微小のインク導入用の絞り部を拡大した平面図である。
【図１４】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ベースプレートに設けられた微小径のインク通路用の貫通孔及び微小径のインク導入用の貫通孔の一群及び、小径のインク供給口を示した平面図である。
【図１５】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、キャビティプレートに設けられたインク圧力室の一群及び、小径のインク供給口を示した平面図である。
【図１６】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、キャビティプレートに設けられた小径のインク供給口を拡大した平面図である。
【図１７】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、圧電シートを示した平面図である。
【図１８】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、圧電シートの駆動電極を拡大した平面図である。
【図１９】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、圧電シート及び駆動電極を拡大した断面図である。
【図２０】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、圧電シートの一方の共通電極を拡大した断面図である。
【図２１】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、圧電シートの他方の共通電極を拡大した断面図である。
【図２２】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、圧電シートのダミー電極を拡大した断面図である。
【図２３】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ＦＰＣ基板の延出部の平面図である。
【図２４】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ＦＰＣ基板の延出部の部分拡大図である。
【図２５】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ＦＰＣ基板の延出部の接点ランド部の断面図である。
【図２６】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ＦＰＣ基板と圧電シートが接続された際の断面図である。
【図２７】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ノズルプレートの一つのノズルから吐出されるインクの流路を示した断面図である。
【図２８】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ノズルプレートの一つのノズルから吐出されるインクの流路の一部を示した斜視図である。
【図２９】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ノズルプレートの一つのノズルから吐出されるインクの流路の一部を示した平面図である。
【図３０】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、第三マニホールドプレートの表側からインクマニホールド流路を示した平面図である。
【図３１】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、第三マニホールドプレートの表側からインクマニホールド流路を示した平面図であって、長手方向の上半分に形成されたインクマニホールド流路のみを示したものである。
【図３２】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、第三マニホールドプレートの表側からインクマニホールド流路を示した平面図であって、長手方向の下半分に形成されたインクマニホールド流路のみを示したものである。
【図３３】 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、インクマニホールド流路の一部を示した斜視図である。
【図３４】 従来のインクジェットヘッドの要部を拡大した図面である。
【符号の説明】
１ インクジェットヘッド
１０ 圧電シート
１１ 圧電シートの駆動電極
１４ 圧電シートの駆動電極の接点ランド部
５０ ＦＰＣ基板
５２ ＦＰＣ基板の第２接点ランド部
９００ キャビティプレート
９１１ キャビティプレートのインク圧力室
Claims (7)
- 複数のインク圧力室が相互に隣接してマトリクス配置されたキャビティプレートと、
前記キャビティプレートに積層された圧電シートと、
前記キャビティプレートの各インク圧力室に対向して前記圧電シートの上面に配設された複数の駆動電極と、
前記圧電シートの各駆動電極から引き出され各駆動電極の近傍に形成された複数の第１接点ランド部と、
外部から電力を導入するための基板とを備え、
前記第１接点ランド部が、前記駆動電極から引き出された部分電極上からそれぞれ所定高さの凸状に形成され、
前記基板には、前記第１接点ランド部の頭頂部と接触する接触部と当該接触部を覆う導電性部材とから構成され、且つ前記各第１接点ランド部に電気的に接続される複数の第２接点ランド部が形成され、
前記第２接点ランド部の接触部が、それぞれ対応する前記圧電シートの各第１接点ランド部の頭頂部に当接して配設され、且つ前記接触部と前記頭頂部との当接部分が前記導電性部材によって覆われているとともに、前記圧電シートと前記基板との間には、少なくとも前記駆動電極から前記頭頂部までの前記所定高さ以上の間隙が形成されていること、を特徴とするインクジェットヘッド。 - 請求項１に記載するインクジェットヘッドであって、
前記圧電シートの各第１接点ランド部が、第１段面と前記第１段面より高位置に配置され前記頭頂部を備えた第２段面とを含む２段以上の凸状に形成されること、を特徴とするインクジェットヘッド。 - 請求項１又は請求項２に記載するインクジェットヘッドであって、
前記駆動電極と前記インク圧力室とは略同じ外形形状を有し、
前記駆動電極は前記インク圧力室の領域内に配置され、
前記駆動電極の部分電極は、前記インク圧力室の領域から引き出されて配置されること、を特徴とするインクジェットヘッド。 - 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載するインクジェットヘッドであって、
前記駆動電極と前記インク圧力室とは略菱形の外形形状を有し、
前記駆動電極の部分電極は菱形の鋭角部から引き出され、
前記頭頂部は前記駆動電極の部分電極上であってインク圧力室と反対側に配置されること、を特徴とするインクジェットヘッド。 - 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載するインクジェットヘッドであって、
前記圧電シートは複数の圧電層と圧電層同士の間に形成された内部電極とが積層した積層構造体であって、前記駆動電極と内部電極との間に駆動電圧を印加したときに撓み変形を起こす活性部を含む活性層とこの活性層の撓み変形の方向をインク圧力室側に規制する拘束層とから構成され、
前記活性層が複数の駆動電極及び内部電極に挟まれ、且つ前記キャビティプレートから一番離れた圧電層からなること、を特徴とするインクジェットヘッド。 - 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載するインクジェットヘッドであって、
前記駆動電極の部分電極上において、前記第１接点ランドが前記インク圧力室の領域の境界を跨いで形成されること、を特徴とするインクジェットヘッド。 - 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載するインクジェットヘッドであって、
前記第１接点ランドは３段以上の凸状に形成されること、を特徴とするインクジェットヘッド。
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