JP3925648B2 - Inkjet printer head - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタヘッドに係り、より詳しくは、列状に並ぶノズルの数を多くした大型のインクジェットプリンタヘッドの構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
先行技術のオンディマンド型のインクジェットプリンタヘッドにおいては、特許文献１等に開示されているように、複数枚のプレートを積層して、インク流路を有するキャビティユニットが構成され、これらのプレートは複数個のノズルを備えたノズルプレートと、この各ノズルごとの圧力室を備えたベースプレートと、インク供給源に接続され、且つ前記各圧力室に接続する共通インク室としてのマニホールド室を有するマニホールドプレート等とから構成されている。圧電アクチュエータは、圧電セラミックス板を挟んで内部電極としてのコモン電極と個別電極とを交互に積層して構成され、前記個別電極とコモン電極との重なり部である活性部が前記圧力室と対応するように、圧電アクチュエータとキャビティユニットとが接合されている。
【０００３】
ところで、通常のインクジェットプリンタ装置においては、そのインクジェットプリンタヘッドを備えたキャリッジを、用紙搬送方向（副走査方向という）と直交する方向（主走査方向）に往復移動させながら、前記用紙の幅方向に印刷作業するとき、前記インクジェットプリンタヘッドのノズル列方向は、用紙搬送方向（副走査方向）と平行状に並べられている。従って、前記１回の主走査方向のキャリッジの移動により印刷できる、副走査方向の印刷範囲（印刷長さ）は、前記各ノズルの列の長さに略対応することになる。例えば、前記副走査方向に、１インチ（２５．４ｍｍ）の長さに、７２個のノズルを千鳥配列させたインクジェットプリンタヘッドでは、１回の主走査方向の移動にて、副走査方向に印刷できる範囲（長さ）は１インチということになる。
【０００４】
そして、最近のプリンタの印字速度の高速化、及び高品質化に伴い、同じ短いノズルの間隔（ドット間隔）で前記副走査方向のノズル数を増大させて、ノズル列の長さを２インチ程度にする等、ノズル列を長くすることが要望されている。その場合、キャビティユニットにおけるプレートにノズルや圧力室を形成する場合、レーザ加工またはエッチング加工等の製法によることと、プレートの材質（金属製または合成樹脂製）から、ノズルや圧力室の間隔は、その個数に関係なくほぼ設計値どおり正確に得ることができる。
【０００５】
他方、１つの圧電アクチュエータの圧電セラミックス板に、前記ノズルの数と同じだけの数の活性部を形成するには、当該アクチュエータセラミックス板の長さも必然的に長くする必要があった。
【０００６】
周知のように、圧電アクチュエータの製作に際しては、前記コモン電極がパターン形成された圧電セラミックス板と、個別電極がパターン形成された圧電セラミックス板とを交互に積層プレスした後、焼成するものであるから、その焼成により圧電セラミックス板は、長さ方向、幅方向及び厚さ方向の夫々の寸法が収縮するのが通常であり、特に長さ方向（ノズルの列方向）の収縮量が大きいので、その収縮量（収縮率）を見込んで、前記パターン形成される個別電極の間隔を設定する。
【０００７】
しかしながら、圧電セラミックス板の製作精度のバラツキ、及び焼成温度のバラツキ等により、圧電セラミックス板の長さが長い程、仕上がった状態での前記個別電極の配置間隔を圧力室の間隔に合わせることが困難になり、製品歩留りが悪化するという問題があった。
【０００８】
そこで、圧電アクチュエータのノズル列の方向の長さを長くする代わりに、圧電アクチュエータをノズル列方向に複数に分割して配置することで、個別電極の配列間隔と圧力室の間隔との位置ずれの問題を解決することが考えられた。
【０００９】
一方、圧電アクチュエータの各活性部に電圧印加するために、各圧電セラミックス板間の個別電極及びコモン電極とを導電性スルーホールを介して圧電アクチュエータ表面における外部電極に引き出し、その外部電極に、外部からの制御信号を伝達するためのフラットケーブルの各信号線の接合電極部を対応させて接合することは、特許文献２に開示されている。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−５９５４７号公報
【特許文献２】
特開２００２−１９１０２号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ノズル列の方向に圧電アクチュエータを分割して、直列状に配置し、その各圧電アクチュエータのトップ面にフラットケーブルを接合するときには、次のような問題が招来した。
【００１２】
すなわち、圧電アクチュエータをノズル列方向に複数に分割して形成すると、圧電アクチュエータどうしが隣接する端部では、その端部から個別電極をある程度の寸法だけ離れた位置に形成しなければならず、それにともない、圧力室も圧電アクチュエータの分割数と同じ数だけグループ分けして、そのグループ間に上記寸法に対応する間隔をあける必要がある。しかし、ノズルの列方向の長さを短くしてインクジェットプリンタヘッドをコンパクトに設計するためには、上記間隔をできるだけ小さくする必要がある。
【００１３】
一方、フラットケーブルは、樹脂シート上に信号線、接合電極部を印刷形成し、その樹脂シートから所定の輪郭に沿って打ち抜き形成される。接合電極部の列のうちフラットケーブルの左右両側縁部近傍に位置するものは、打ち抜き精度や、接合作業時の取り扱い性から、その側縁部からある程度の離れた位置に形成される。
【００１４】
この状態で、前記各圧電アクチュエータごとに、フラットケーブルを前記外部電極に電気的に接続できるように接合すると、隣接するフラットケーブルの側縁同士が互いに重なってしまい、前記接合が不十分になって、電気的導通不良などのトラブルの原因になるという問題があった。
【００１５】
本発明は、前記従来の問題を解決しながら、大型のインクジェットプリンタヘッドをコンパクトに形成することを技術的課題とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明のインクジェットプリンタヘッドは、平面上に列状に配置された複数個のノズルと該各ノズル毎に対応する圧力室とが形成されたキャビティユニットに、前記圧力室毎に選択的に駆動可能な活性部を有してインクを噴射させるための圧電アクチュエータを接合してなるインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記圧電アクチュエータは圧電シートを含む複数枚のシートを積層して形成されており、前記圧電アクチュエータを、前記ノズル列方向に並ぶ圧力室の適宜数毎に複数に分割し、且つ隣接する圧電アクチュエータの端部を相互に対向させて配置し、前記圧電シートの広幅面を挟んで形成されている個別電極とコモン電極との平面視重複部が前記各圧力室に対応する活性部となるように構成する一方、各圧電アクチュエータにおける最上層のシートの上面に、前記各個別電極から内部接続電極を介して導通された外部電極を前記ノズルの列方向に沿って適宜間隔にて列状に形成し、前記各外部電極と電気的に接続する配線パターンを有するフラットケーブルを前記各圧電アクチュエータの上面に平面視で重ねて配置し、前記外部電極のうち、少なくとも前記相互に隣接する圧電アクチュエータの端部に位置する外部電極を、当該端部からその端部に最も接近する位置の活性部までの距離より大きい距離だけ前記端部から偏倚させて配置したものである。
【００１７】
そして、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記各外部電極の列方向の間隔が一定にして形成されているものである。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記各内部接続電極は各シートの積層方向に貫通するスルーホール内に形成したものである。
【００１９】
さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記各外部電極は、前記最上層のシートの上面に予め印刷形成された導電層に対して付加的に印刷形成したものである。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記複数のノズルからなる列を４列とし、前記各ノズルの列に対応させて配置する前記圧電アクチュエータには、前記各ノズルの列に対応するように４列の活性部が形成されているものである。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記各外部電極は、前記圧力室を相互に隔てる隔壁の上方に対応して配置したものである。
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記複数のノズルはその列方向に一定ピッチで配置され、前記複数の圧力室は、前記各圧電アクチュエータに対向して複数のグループに分割され、前記圧力室のグループの間は、前記ノズルのピッチよりも大きい間隔を置いているものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面について説明する。図１は本発明の実施の形態による圧電式のインクジェットプリンタヘッド１０におけるキャビティユニット１１と圧電アクチュエータ１２との斜視図、図２はキャビティプレートとその下面側に隣接する第３スペーサプレート２１、第２スペーサプレート２０の一部切欠き拡大斜視図、図３は図１の III−III 線矢視拡大断面図、図４は図１のIV−IV線矢視拡大断面図、図６〜図１２は圧電アクチュエータ１２における各層の電極パターンを示す図、図１３〜図１５は電極パターンの重なり状態を示す平面図である。図１において、金属板製のキャビティユニット１１の上面に対して接合されるプレート積層型の圧電アクチュエータ１２の上面には、外部機器との接続のために、可撓性を有するフラットケーブル１３（個別には１３ａ，１３ｂで示す、図１、図３及び図４（ａ）参照）が接着剤にて重ね接合されている。
【００２２】
前記キャビティユニット１１は図２〜図４に示すように構成されている。すなわち、下層から順にノズルプレート１４、カバープレート１５、ダンパープレート１６、二枚のマニホールドプレート１７，１８、３枚のスペーサプレート１９，２０，２１及び圧力室２３が形成されているベースプレート２２の合計９枚の薄い板をそれぞれ接着剤にて重ね接合して積層した構成であり、実施形態では、合成樹脂製のノズルプレート１４を除き、各プレート１５〜２２は、４２％ニッケル合金鋼板製で、５０μｍ〜１５０μｍ程度の厚さを有する。
【００２３】
前記ノズルプレート１４には、微小径（実施形態では２５μｍ程度）の多数のインク噴出用のノズル２４が、当該ノズルプレート１４における第１の方向（キャビティユニット１１の長辺方向であり、図１及び図３において、Ｘ軸方向）に沿ってなした列が４列千鳥配列状に設けられている。
【００２４】
即ち、キャビティユニット１１を図１のＹ軸方向（短辺方向）に沿って切断し、且つ前記短辺の中央線Ｃより右側のみ示す図４（ａ）において、右側位置の第１列のノズル２４−１と、前記中央線Ｃに近い側の第２列のノズル２４−２とは、ノズルプレート１４の前記第１の方向に延びる２つの平行状の近接した基準線（図示せず）に沿って各々微小ピッチＰの間隔で千鳥状配列にて多数個穿設されており、同様に、前記中央線Ｃより左側においても、第３列のノズル２４−３と第４列のノズル２４−４（但し、図３及び図４には図示せず）とは、同じく前記第１の方向に延びる２つの平行状の近接した基準線に沿って、各々微小ピッチＰの間隔で千鳥状配列にて多数個穿設されている。また、第１列のノズル２４−１と第２列のノズル２４−２との組と、第３列のノズル２４−３と第４列のノズル２４−４との組は、キャビティユニット１１の短辺方向（第２の方向、図１において、Ｙ軸方向）に間隔をおいて平行に配置されている。実施例では、第１列〜第４列の各々のノズル列の長さは２インチ、各々のノズル２４の数は１５０個で、つまり配列密度は７５（ｄｐｉ［ドット・パー・インチ］）である。
【００２５】
図２に示すキャビティユニット１１の最上層であるベースプレート２２における圧力室２３の第１列２３−１は前記第１列のノズル２４−１と対応する。同様にして、第２列の圧力室２３−２は第２列のノズル２４−２と、第３列の圧力室２３−３は第３列のノズル２４−３と、第４列の圧力室２３−４は第４列のノズル２４−４と、各々対応関係にある。
【００２６】
次に、キャビティユニット１１の最上層であるベースプレート２２における圧力室２３の配置関係を、その上に前記ノズル２４の列方向（第１の方向）に縦列させて配置する２つの圧電アクチュエータ１２（個別には符号１２ａ、１２ｂを付する）における活性部の配置との関係から説明する。
【００２７】
１つの圧電アクチュエータ１２ａ（または１２ｂ）が、前記４列のノズル２４の個数のうちの列方向の半数（１列につき７５個）の圧力室２３を作動させるように７５個の活性部を有して配置される。従って、図１及び図３に示すように、キャビティユニット１１の上面のうち長手方向（前記第１の方向）の前半部に一方の圧電アクチュエータ１２ａが配置され、後半部に他方の圧電アクチュエータ１２ｂが配置される。
【００２８】
そして、各圧電アクチュエータ１２ａ（または１２ｂ）は、後に図５、図７及び図１３等を参照して詳述するように、コモン電極３７と、前記各圧力室２３の位置毎に対応させて配置された個別電極３６とが圧電シートを挟んで交互に積層され、任意の個別電極３６とコモン電極３７との間に電圧を印加することにより、その印加された個別電極３６に対応した圧電シートの活性部に、当該積層方向に圧電縦効果による歪みが発生するものである。該活性部は、圧力室２３の数と同一の数で同一の列にてその対応する位置に形成されている。
【００２９】
即ち、前記活性部は、ノズル２４（圧力室２３）の列方向（第１の方向）に沿って並べられ、且つ前記ノズルの列の数（４つ）と同じ数だけ、第２の方向に並べられている。また、各活性部は、前記第２の方向（キャビティユニット１１の幅方向、Ｙ方向）に圧力室２３の長手方向に長く形成され、且つ隣接する活性部の配置間隔（ピッチＰ）も後述する圧力室２３の配置と同様であって、千鳥状配列されることになる（図３参照）。
【００３０】
前記圧力室２３は、２つの圧電アクチュエータ１２ａ、１２ｂと対応してベースプレート２２の長手方向に２グループに分けて配置される。つまり、一方のアクチュエータ１２ａに対応するグループの圧力室２３は、ノズル２４の列方向（第１の方向）の前半部のものに対応し、他方のアクチュエータ１２ｂに対応するグループの圧力室２３は、ノズル２４の列方向（第１の方向）の後半部のものに対応して、それぞれノズル２４の配置間隔（ピッチＰ）と同じ間隔で、且つ２列の千鳥状配列を２組、計４列をなして配置されている（図１参照）。
【００３１】
前記各圧力室２３は、ベースプレート２２の幅方向（第２の方向）に長く、且つベースプレート２２を厚さ方向に貫通して形成され、隣接する圧力室２３間は隔壁７０によって隔てられている。その各圧力室２３の入口端２３ｂは、スペーサプレート１９、２０、２１に形成された第２インク通路３０、絞り部２８、第１インク通路２９を介して後述するマニホールド室２６に連通する（図２及び図４参照）。
【００３２】
また、各圧力室２３の流出端２３ａは、ベースプレート２２とノズルプレート１４との間に位置するスペーサプレート１９、２０、２１、マニホールドプレート１７、１８、ダンパープレート１６及び中間プレート１５に形成されたインク流通路としての各連通路２５を介して各ノズル２４に連通するが、この連通路２５の一部は、ベースプレート２２とノズルプレート１４との間の積層されるプレート１５〜２１のうち少なくとも１枚（１層）のプレートにはその広幅面（表面または裏面）と略平行状の凹溝状流通路５０を備えることにより、前記各圧力室２３に対応するノズル２４の位置を、前記各圧力室２３の流出端２３ａ（インク流出部）から、ベースプレート２２の表面と直交する直線（垂線）がノズルプレート１４に至る個所より、横方向（プレートの第１方向に沿った方向、Ｘ方向）に距離Ｌ３だけずれた位置に設定することができるものである（図２及び図３参照）。
【００３３】
つまり、図１及び図３に示すごとく、２つのグループの圧力室２３の間は、ベースプレート２２の長手方向に圧力室２３の配置間隔（ピッチＰ）よりも広い間隔Ｌ２に設定されている。これは、各圧電アクチュエータ１２ａ，１２ｂの製作上、最列端の個別電極３６、３６とそれに近接する圧電アクチュエータ１２ａの一端部４４（他方の圧電アクチュエータ１２ｂの一端部４５）との距離Ｌ１を、個別電極３６のピッチＰの１／２以下に製作することが困難なため、距離Ｌ１を圧電アクチュエータ１２ａ，１２ｂの製作しやすい大きさとして、それよりも大きい間隔Ｌ２を設定したのである。
【００３４】
そして、一方の圧電アクチュエータ１２ａの一端部４４と、これに隣接する他方の圧電アクチュエータ１２ｂの一端部４５とを相対向させて、且つ該対向する両端部４４、４５の間隔を距離Ｌ４だけ隔てて、両圧電アクチュエータ１２ａ，１２ｂを直列状に配置することになる（図１及び図３参照）。
【００３５】
これにより、ノズル２４のピッチＰは、その列方向に一定に設定されているが、対応する圧力室２３の位置とはプレートの板厚に垂直な線（垂線）に対して横方向に距離Ｌ３だけずれているから、対応する各圧力室２３の流出端２３ａからノズル２４に接続する連通路２５のうち少なくとも一部を、上記したように、プレートの広幅面と平行な凹溝状連通路５０にて構成することにより、その他のプレートにおける連通路２５は各プレートの板厚方向に垂直に貫通させて、この凹溝状連通路５０の一端部及び他端部に連通させるだけで、前記横ずれに対応させることができる。なお、前記凹溝状連通路５０は前記横ずれとともに圧力室２３の延長方向にも延び、２グループの圧力室２３の間隔Ｌ２の中央を境にして対称に傾斜している。
【００３６】
本実施形態では、圧力室２３が設けられたベースプレート２２の下面側に隣接する第３スペーサプレート２１に凹溝状連通路５０が設けられるものであって、この凹溝状連通路５０の構成をさらに詳述すると、図５及び図６に示すように、第３スペーサプレート２１の表面（上面）側に開放された第１の凹溝状連通路５０ａと、第３スペーサプレート２１の裏面（下面）側に開放された第２の凹溝状連通路５０ｂとの２種類が交互に設けられている。
【００３７】
前記第１凹溝状連通路５０ａは、第３スペーサプレート２１の上面に開放され、当該第３スペーサプレート２１の板厚のうち下半部を残してエッチングにより凹み形成された凹溝状で、その上方開放面は、一端５１ａを、対応する圧力室２３の流出端２３ａに連通させて、上面に隣接するベースプレート２２にて密閉されている。この凹溝状連通路５０ａの他端開口部５２ａは、第３スペーサプレート２１の下面側に貫通して、下側に隣接する第２スペーサプレート２０に貫通穿設された連通路２５に対して連通している。
【００３８】
前記一方の圧力室２３に隣接する他方の圧力室２３の流出端２３ａに連通する第２凹溝状連通路５０ｂは、第３スペーサプレート２１の下面に開放され、当該第３スペーサプレート２１の板厚のうち上半部を残してエッチングにより凹み形成された凹溝状で、その下方開放面は、その端部５２ｂを下側に隣接する第２スペーサプレート２０に貫通穿設された連通路２５に連通させて、その第２スペーサプレート２０にて密閉されている。この第２凹溝状連通路５０ｂの一端５１ｂは第３スペーサプレート２１の上面側に貫通し、対応する圧力室２３の流出端２３ａに連通している。
【００３９】
実施形態では圧力室２３の流出端２３ａに連通する第１開口部５１ａ（５１ｂ）の平面積が、連通路２５に連通する第２開口部５２ａ（５２ｂ）の平面積よりも大きく設定されている。
【００４０】
このように、第３スペーサプレート２１に形成する複数の凹溝状連通路５０を、当該第３スペーサプレート２１の表面側に開放される第１凹溝状連通路５０ａと裏面側に開放される第２凹溝状連通路５０ｂとが交互に形成されるように構成すれば、第１凹溝状連通路５０ａと、第２凹溝状連通路５０ｂに対応するものとが、キャビティユニット１１の平面視において、近接して配置されるように設計していても、第３スペーサプレート２１の表裏にて隔絶されて互いに連通することがないから、インク流通路としての連通路２５の設計の自由度が大幅に向上できる。
【００４１】
特に、キャビティユニット１１において、積層すべきプレートの枚数が多い場合には、圧力室２３から対応するノズル２４までのインク流通路としての連通路２５のうちの一部をプレートの平面と平行状に延びる凹溝状連通路５０ｂに形成し、その他の連通路２５をプレートの平面と垂直な方向に貫通させる形状を採用することにより、圧力室２３と対応するノズル２４の位置が平面視で大きくずれていても、その両者を簡単に連通させるようなインク流通路の設計ができる。また、各圧力室２３から対応するノズル２４までのインク流通路としての連通路２５の全長（凹溝状連通路５０ａまたは凹溝状連通路５０ｂを含む距離）を等しくなるように制御することも至極簡単となる。
【００４２】
前記二枚のマニホールドプレート１７、１８には、マニホールド室２６が、前記ノズル２４の列に沿って延びるように穿設されている。さらに詳述すると、各マニホールド室２６の長さは、前記各ノズル列方向に並ぶ圧力室２３を適宜数毎に分割した長さであり、実施例では、圧力室２３の１グループ（１グループの１列の圧力室２３の数が７５）の長さにわたった長さを有し、且つキャビティユニット１１には、圧力室２３の列が４列あるので、その１つの列毎に配置する。従って、実施例では、８本のマニホールド室２６が形成されている。各マニホールド室２６の長手方向一端部は、その上方の積層されたスペーサプレート１９〜２１及びベースプレート２２の端部に穿設されたインク供給孔３１に連通する。図示しないインクタンク等のインク供給源から供給されるインク中の塵を除去するためのフィルタ３２が、最上のベースプレート２２の端部に穿設されたインク供給孔３１の上面に張設されている。
【００４３】
また、各マニホールド室２６の深さはマニホールドプレート１７、１８の板厚さ全体にわたるようエッチング加工等にて穿設形成され、この二枚を合わせたマニホールドプレート１７、１８の上層の第一スペーサプレート１９と、下層のダンパープレート１６とにより積層されることにより密閉される構造となっている。なお、ダンパープレート１６には、前記マニホールド室２６と平面視形状が同じで下面側をエッチング加工により板厚を薄くしたダンパー室２７を形成する。
【００４４】
圧電アクチュエータ１２の駆動により圧力室２３に作用する圧力波のうち、マニホールド室２６の方向に向かう後退成分を、板厚の薄いダンパープレート１６の振動により吸収し、いわゆるクロストークが発生することを防止するのである。
【００４５】
また、第２スペーサプレート２０には、インク流の絞り部２８を、前記各圧力室２３毎に対応させて形成する。この絞り部２８の平面視形状は、図４（ｂ）に示すように、長手方向の両端部２８ａ，２８ｂの面積が大きく、その中間の面積が小さく形成されている。また、各絞り部２８の長手方向を前記圧力室２３の長手方向と平行状になるように形成されている。そして、第２スペーサプレート２０の下面側に前記第１スペーサプレート１９を、上面側に第３スペーサプレート２１をそれぞれ積層することにより、前記絞り部２８が密閉されている。第１スペーサプレート１９に穿設された第１インク通路２９は、前記マニホールド室２６を前記絞り部２８における一端部２８ａに連通させている。他方、第３スペーサプレート２１に穿設された第２インク通路３０は、前記絞り部２８における他端部２８ｂを圧力室２３の入口端２３ｂに連通させている（図２及び図４（ａ）参照）。
【００４６】
一方、前記各圧電アクチュエータ１２は、図５に示すように、１枚の厚さが３０μｍ程度の圧電セラミックス板からなる複数枚（実施形態では７枚）の圧電シート３３、３４とが交互に積層された群と、該群の上面に２枚のシート４６、４７からなる拘束層を積層し、さらにその上面にトップシート３５を積層した構造である。拘束層のシ−ト及びトップシ−トは圧電セラミックス板でも良いし、他の材料でも良く、電気的絶縁性を有すれば良い。
【００４７】
コモン電極３７を有する最下層の圧電シート３４から上方へ数えて偶数番目の圧電シート３３の上面（広幅面）には、図８に示すように、前記キャビティユニット１１における各圧力室２３（点線で示す）に対応した箇所ごとに細幅の個別電極３６−１，３６−２，３６−３，３６−４が、第１の方向（圧電シート３３の長辺方向、図３のＸ方向、各ノズル２４の列方向）に沿って列状に形成される。
【００４８】
そして、第１列目の個別電極３６−１と第４列目の個別電極３６−４とは、各圧電シート３３のー対の長辺の側縁に近い側に各々配置されている。また、第２列目の個別電極３６−２と第３列目の個別電極３６−３とは、各圧電シート３３の短辺方向の中央寄り部位に配置されている。
【００４９】
各個別電極３６−１，３６−２，３６−３，３６−４は、前記第１の方向と直交する第２の方向（Ｙ軸方向）に沿って各圧電シート３３の短辺と平行状に延びる。その場合、各個別電極３６−１，３６−２，３６−３，３６−４における直線部３６ｂは、前記各圧力室２３−１，２３−２，２３−３，２３−４（図８の点線参照）とほぼ同じ長さで平面視で重複しており、且つ各圧力室よりもやや狭い幅の直線状に形成されている。第１列目の個別電極３６−１と第２列目の個別電極３６−２とが対向する端部３６ａ及び第３列目の個別電極３６−３と第４列目の個別電極３６−４とが対向する端部３６ａは、それぞれ平面視で傾斜状に屈曲形成されている。その屈曲方向は、平面視で前記２つの圧電アクチュエータ１２ａ，１２ｂの相対向する一端部４４（４５）から離れる方向であり、且つ両端部３６ａ，３６ａ同士が互いに近づく方向に延びている（図８参照）。
【００５０】
また、圧電シート３３には、後述するコモン電極３７と平面視で重複する個所であって、前記個別電極３６−１と３６−２との列を囲み、且つ個別電極３６−３及び３６−４の列を囲むようにダミーコモン電極４３が形成されている。
【００５１】
前記コモン電極３７は、最下層の圧電シート３４とそれから上方へ数えて奇数番目の圧電シート３４の各表面に印刷形成されるものである（図７参照）。コモン電極３７は、各圧電シート３４の第１の方向（Ｘ軸方向、圧電シート３４の長辺に沿う方向）に長い３本の幹部３７ａ，３７ｂ，３７ｃと、これらに接続し、且つ圧電シート３４の短辺縁に沿って伸びる連接部３７ｅ等とからなる。３本の幹部３７ａ，３７ｂ，３７ｃは、圧電シート３４の相対峙する一対の長辺縁に接近した位置と、圧電シート３４の短辺方向（Ｙ軸方向）の中途部とに形成される。そして、前記幹部３７ａは、前記第１列目の個別電極３６−１における直線部３６ｂの大部分に平面視で重複する位置に配置されている。幹部３７ｃは、前記第４列目の個別電極３６−４における直線部３６ｂの大部分に平面視で重複する位置に配置されている。他方、中央側の幹部３７ｂは、第２列目の個別電極３６−２及び第３列目の個別電極３６−３の各直線部３６ｂの大部分に平面視で重複する位置に配置されている。
【００５２】
さらに、各幹部３７ａ，３７ｂ，３７ｃには、Ｙ軸方向に延びる複数の櫛歯部３７ｄを接続させている。櫛歯部３７ｄの配置間隔Ｐは各個別電極３６−１，３６−２，３６−３，３６−４の配置間隔Ｐひいては圧力室２３の配置間隔Ｐと等しく設定され、且つ各個別電極の直線部３６ｂの残りの部分と平面視で重複するように配置されている（図７参照）。
【００５３】
前記櫛歯部３７ｄの列が相対向する間の部位には、平面視で略小判型のダミー電極３８（個別には３８−１，３８−２，３８−３，３８−４で示す）が前記各個別電極３６−１，３６−２，３６−３，３６−４における各端部３６ａの少なくとも一部と平面視で重複するように一定間隔で配置形成されている。
【００５４】
そして、最下層の圧電シート３４を除き、それより上層の圧電シート３４、３３には、幹部３７ａ，３７ｂ，３７ｃ等のコモン電極３７とダミーコモン電極４３との複数箇所を上下方向に電気的に接続するために、電極３７、４３の位置において、各圧電シート３４、３３の板厚さを貫通するように穿設された複数のスルーホール内にそれぞれ充填した導電部材（導電性ペースト）にて内部導通電極４１を形成する。同様に、複数枚の圧電シート３３における各個別電極３６−１，３６−２，３６−３，３６−４の端部３６ａと、圧電シート３４における各ダミー電極３８−１，３８−２，３８−３，３８−４とには、それぞれを上下方向に電気的に接続するために、端部３６ａとダミー電極３８の位置において、各圧電シート３３、３４の板厚さを貫通するように穿設された複数のスルーホール内にそれぞれ充填した導電部材（導電性ペースト）にて内部導通電極４２ａ，４２ｂが形成されている。その場合、圧電シート３３における内部導通電極４２ａと圧電シート３４における内部導通電極４２ｂとは、平面視で上下に重複しない位置に適宜距離ｅ１だけ隔てて形成されている（図６参照）。
【００５５】
前記拘束層としての２枚のシート４６、４７のうちの下層シート４６の上面には、図９に示すように、平面視で略小判型の第１接続用パターン５３（個別には５３−１，５３−２，５３−３，５３−４で示す）が前記圧電シート３４における各ダミー電極３８−１，３８−２，３８−３，３８−４の少なくとも一部と平面視で重複するように一定間隔で配置形成されている。また、前記下層シ−ト４６の上面の４隅等には、前記圧電シ−ト３４におけるコモン電極３７の一部にそれぞれ平面視で重複する位置に連絡用パターン５４が形成されている。
【００５６】
他方、図１０に示すように、上層シ−ト４７の上面には、前記圧電シ−ト３４におけるコモン電極３７と平面視でほぼ同じ大きさで重複するような連絡用パターン５５と、前記下層シ−ト４６における第１接続用パターン５３（個別には５３−１，５３−２，５３−３，５３−４で示す）の少なくとも一部と平面視で重複するように、第２接続用パターン５６（個別には５６−１，５６−２，５６−３，５６−４で示す）が一定間隔で配置形成されている。
【００５７】
さらに、図１１に示すように、トップシ−ト３５の上面には、前記上層シ−ト４７における連絡用パターン５５の一部に平面視で重複するようにコモン用外部電極５７が複数形成されている。また、トップシ−ト３５の上面には、前記上層シ−ト４７における各第２接続用パターン５６−１，５６−２，５６−３，５６−４にそれぞれ平面視で重複するように、個別用外部電極５８（個別には５８−１，５８−２，５８−３，５８−４で示す）が一定間隔で配置形成されている（図１４参照）。この各個別用外部電極５８−１，５８−２，５８−３，５８−４は、図１１に示すように、トップシ−ト３５の短辺縁（Ｙ軸方向）ひいては各個別電極３６−１，３６−２，３６−３，３６−４と略平行であって、その各個別電極の直線部３６ｂの部位方向に伸びる直線状に形成されるが、各個別電極の直線部３６ｂよりは短い（図８と図１１とを比較参照）。さらに、このトップシート２３５の上面に形成される各個別用外部電極５８−１，５８−２，５８−３，５８−４は、図１４及び図１５に示すように、その各下方に並列状に位置する相隣接する圧力室２３、２３の間の隔壁７０の上方に位置させる。図１４では、隔壁７０の中心からわずかずれているが、その中心に一致させても良い。
【００５８】
そして、前記下層シ−ト４６の各第１接続用パターン５３−１，５３−２，５３−３，５３−４の箇所には、下側にて隣接する圧電シ−ト３４の各ダミー電極３８−１，３８−２，３８−３，３８−４とそれぞれを上下方向に電気的に接続するために、下層シ−ト４６の板厚さを貫通するように穿設された複数のスルーホール内にそれぞれ充填した導電部材（導電性ペースト）にて内部導通電極６０が形成されている（図９参照）。
【００５９】
また、下層シート４６における連絡用パターン５４の箇所には、前記下側にて隣接する圧電シート３４のコモン電極３７と上下方向に電気的に接続するために、前記と同様の複数のスルーホール内にそれぞれ充填した導電部材からなる内部導通電極６１が形成されている（図９参照）。
【００６０】
同様に、上層シート４７には、その第２接続用パターン５６−１，５６−２，５６−３，５６−４の箇所と下層シート４６の第１接続用パターン５３−１，５３−２，５３−３，５３−４の箇所とを個別的に電気的に接続するためにスルーホール内に内部導通電極６２、及び連絡用パターン５５と連絡用パターン５４とを電気的に接続するためにスルーホール内に内部導通電極６３がそれぞれ形成されている（図１０参照）。
【００６１】
トップシート３５にも、前記と同様にして、個別用外部電極５８−１，５８−２，５８−３，５８−４の箇所と、下に隣接する上層シート４７における第２接続用パターン５６−１，５６−２，５６−３，５６−４の箇所とを個別的に電気的に接続するためにスルーホール内に内部導通電極６４が設けられ、また、トップシート３５には、そのコモン用外部電極５７と下に隣接する上層シート４７における連絡用パターン５５とを電気的に接続するためにスルーホール内に内部導通電極６５がそれぞれ形成されている（図１１参照）。
【００６２】
数枚のシートを積層した場合、その上下に隣接するシートにおける個別電極３６及びそれに対応するダミー電極３８、第１接続用パターン５３、第２接続用パターン５６の間を上下に接続するための内部導通電極４２ａ，４２ｂ，６０，６２，６４同士を平面視で重複しない位置に配置させることが好ましい。
【００６３】
本発明では、各圧電アクチュエータ１２ａ，１２ｂにおける個別電極３６から各フラットケーブル１３ａ，１３ｂの接続電極７１までを電気的に接続するための内部接続電極は、拘束層としての下層シート４６及び上層シート４７、並びにトップシート３５の各平面に沿って形成される第１接続用パターン５３、第２接続パターン５６、個別用外部電極５８と、各シート４６，４７，３５を上下方向（板厚さ）方向に貫通する内部導通電極６０，６２，６４を含む概念とする。
【００６４】
圧電アクチュエータ１２の製造方法の一例として、圧電シート３３，３４と拘束層シート４６、４７及びトップシート３５のすべてをセラミックス板にて構成する。セラミックスからなる大判のグリーンシートの表面に、前記圧電アクチュエータ１２の動作単位の複数個分をマトリクス状にて一体で形成されるように、各動作単位を構成する領域毎に、圧電シート３３、３４では、前記個別電極３６、コモン電極３７、ダミー電極３８，４３の電極パターンを銀−パラジゥム系ペースト等の導電性ペーストにてスクリーン印刷形成する（図７、図８参照）。上下２枚の拘束層のシート４６、４７では、第１、第２接続用パターン５３，５６及び連絡用パターン５４，５５を、同じく前記導電性ペーストにてスクリーン印刷形成する（図９、図１０参照）。そして、トップシート３５に対しては個別用外部電極５８、コモン用外部電極５７の各電極パターンを前記導電性ペーストにてスクリーン印刷形成する（図１１参照）。
【００６５】
なお、最下層の圧電シート３４を除く圧電シート３４、３３及び上下層シート４６、４７、トップシート３５における内部導通電極４１，４２，６０〜６５は板厚さ方向のスルーホールを穿設した後に前記ペーストを流し込む。次いで、各動作単位を構成する領域の位置を上下で一致させた状態で複数枚の素材シートを積層し、次いで積層方向に押圧した後、焼成する。
【００６６】
次いで、前記トップシート３５の上面には、前記フラットケーブル１３ａ，１３ｂの接続電極７１に接続するための後付け電極として、平面視矩形状等の個別用接続電極６６とコモン用接続電極６７とを、トップシート３５における各個別用外部電極５８、コモン用外部電極５７上に重ねて、また、ダミー部６８をコモン電極５７Ｘ軸方向の延長上にそれぞれ厚膜にてスクリーン印刷する（図１２参照）。その場合、図１５に示すように、個別用接続電極６６は、トップシート３５における各個別用外部電極５８−１，５８−２，５８−３，５８−４の長さ方向の適宜部分に島状に形成し、且つ各個別用外部電極の列方向（Ｘ軸方向）に隣接する箇所では、Ｙ軸方向にずれるように千鳥状に配置形成する。
【００６７】
さらに、図３及び図１５に示すように、直列状に配置される圧電アクチュエータ１２ａ，１２ｂの相対向する一端部４４、４５に最接近する位置の前記個別用接続電極６６は、前記一端部４４、４５からの距離Ｌ５は、対応する活性部ひいては圧力室２３の前記一端部４４、４５からの距離Ｌ１より大きくなるように偏倚させて配置するものである。
【００６８】
なお、実施形態では、前記各個別用接続電極６６も、隣接する圧力室２３，２３の間の隔壁７０の上方に配置するものとし、且つ隣接する個別用接続電極６６の配置間隔は圧力室２３のＸ軸方向での配置間隔Ｐと同じに設定されている。
【００６９】
そして、このような構成のプレート型の圧電アクチュエータ１２における下面（圧力室２３と対面する広幅面）全体に、接着剤層としてのインク非浸透性の合成樹脂材からなる接着剤シート（図示せず）を予め貼着、または熱硬化性接着剤を塗布し、次いで、前記キャビティユニット１１に対して、圧電アクチュエータ１２ａ，１２ｂが、その各個別電極３６を前記キャビティユニット１１における各圧力室２３の各々に対応させて、一端部４４，４５の間を距離Ｌ４だけ隔てて接着・固定される（図４（ａ）及び図３参照）。
【００７０】
このとき、平面状のジグを圧電アクチュエータ１２ａ，１２ｂの上面に当ててその圧電アクチュエータ１２ａ，１２ｂをキャビティユニット１１に向け押すことになるが、圧電アクチュエータ１２ａ，１２ｂの上面に突出している電極６６、６７及びダミー部６８が、図１２に示すように圧力室２３間の隔壁７０に対応しているため、その電極６６を介して作用した押圧力によって、隔壁７０上の接着剤が圧電アクチュエータ１２ａ，１２ｂを隔壁７０に確実に接着させる。
【００７１】
また、この各圧電アクチュエータ１２ａ，１２ｂにおける上側の表面には、前記各フラットケーブル１３ａ，１３ｂが重ね押圧されることにより、このフラットケーブル１３ａ，１３ｂにおける各種の配線パターン（図示せず）が、前記各個別用接続電極６６及びコモン用接続電極６７にそれぞれ電気的に接合される。
【００７２】
その場合、前記実施形態では、個別電極３６の端部３６ａを傾斜させることで、各圧電アクチュエータにおける最上層のシートの上面の個別用接続電極６６と前記各個別電極３６とを接続するための第１接続パターン５３、第２接続パターン５６、及び個別用外部電極５８とそれらを上下に接続するための内部導通電極６０，６２，６４を、それぞれ個別的に前記一端部４４（４５）からＸ軸方向に離れるように横にずらせる設計が簡単にできるから、前記個別用接続電極６６の位置も前記一端部４４（４５）からＸ軸方向に大きく離れるように偏倚でき、配列するフラットケーブル１３ａ，１３ｂの隣接箇所の間隔も簡単に離すことで互いに干渉させない設計が容易にできる。
【００７３】
また、図１５に示すように、トップシート３５の上面に形成した島状の個別用外部電極５８に対して個別用接続電極６６を後付け形成することにより、前記Ｘ軸方向（ノズル２４の列方向）で、前記一端部４４（４５）から離れるように配置する個別用接続電極６６の配置位置をさらに所定範囲でずらせるように設計できる。従って、Ｘ軸方向に直列状に配置した圧電アクチュエータ１２ａ，１２ｂの上面にそれぞれ形成された外部電極上の個別用接続電極６６、６６の前記相対向する一端部４４（４５）からの距離Ｌ５を、同じく一端部４４（４５）から活性部（圧力室２３）までの距離Ｌ１より大きく隔てるように偏倚させて形成しておけば、各フラットケーブルにおける側縁から、接合電極７１までの距離が従来通りの大きいものであっても、当該両フラットケーブル１３ａ，１３ｂを、前記相対向する一端部４４，４５で互いに重複しない状態（互いに干渉しない状態）で、圧電アクチュエータ１２ａ，１２ｂと接合させるように配置することができる。
【００７４】
前記個別用接続電極６６及びコモン用接続電極６７を省略して、前記トップシート３５の上面に露出している個別用外部電極５８及びコモン用外部電極５７に直接フラットケーブル１３ａ，１３ｂの接続電極７１を接合させても良い。
【００７５】
この構成において、各圧電アクチュエータ１２ａ，１２ｂにおける前記各個別用接続電極６６及びコモン用接続電極６７を介して全個別電極３６とコモン電極３７との間に分極用の高電圧を印加することで、各個別電極３６とコモン電極３７との間に挟まれた圧電シート３３、３４の部分を分極処理する。これにより、各個別電極３６とコモン電極３７との間に挟まれた圧電シート３３、３４の部分を活性部とする。そして、任意の個別用接続電極６６とコモン用接続電極６７とを介して個別電極３６とコモン電極３７との間に駆動電圧を印加して、対応する活性部に分極方向と平行な電界を発生させると、その活性部が積層方向に伸長し、対応する圧力室２３の内容積が縮小され、この圧力室２３内のインクが、対応するノズル２４から液滴状に噴出して、所定の印字が行われる。
【００７６】
カラー印刷する場合に、４色のインク（ブラック、シアン、イエロー、マゼンタ）を使用する時には、例えば、前記第１列のノズル２４−１をブラックインクの吐出用とし、第２列のノズル２４−２をシアンインク、第３列のノズル２４−３をイエローインク、第４列のノズル２４−４をマゼンタインクの吐出用にそれぞれ設定すると、対応するマニホールドプレート１７（１８）に形成された第１列目のマニホールド室２６にはブラックインクが充填され、第２列目のマニホールド室２６にはシアンインクが充填され、第３列目のマニホールド室２６にはイエローインクが充填され、第４列目のマニホールド室２６にはマゼンタインクが充填されるのである。
【００７７】
上記のように本実施の形態においては、圧力室２３をノズル２４の列方向に沿って２つのグル−プに分け、そのグル−プの間隔をＬ２と広くする一方、圧力室２３からノズル２４まで連通する連通路２５のうち少なくとも一部には、一枚のプレートの広幅面と略平行状の凹溝状流通路５０にて構成したものであるから、ノズル２４の配置間隔（ピッチ）を従前のものと同一にしたままノズル数の多いヘッドを製作する場合、圧電アクチュエータ１２ａ、１２ｂはノズル２４の列方向の長さの短いものをその列方向に並べて使用できる。
【００７８】
従って、圧電アクチュエータを製造したときの各アクチュエータの焼成時の収縮量が少なくなるから、活性部の間隔のバラツキも少なくでき、寸法精度の良い圧電アクチュエータを効率良く製造できる。
【００７９】
また、既に開発されたインクジェットプリンタヘッドで、長手方向（列方向）のノズル２４（圧力室２３）の個数が７５個で、その個数を長さ１インチに配列したものがある場合、そのための圧電アクチュエータ１２を複数使用することで、ノズル列の長さが２インチまたは数インチのものが容易に製造できる。
【００８０】
しかも、隣接する圧力室２３の流出端２３ａとノズル２４とが平面視で近接している場合であっても、前記プレートの表面（裏面）に沿って形成される凹溝状流通路５０の平面視形状を湾曲させる等して、隣接するノズル２４への縦方向の連通路２５に対して凹溝状流通路５０を迂回させる設計の自由度が大きくなるという効果を奏する。
【００８１】
また、上記実施形態では、ノズルの列は４列であったが、本発明では１列以上のノズル列に対して適用できる。
【００８２】
【発明の作用・効果】
以上に説明したように、請求項１に記載の発明のインクジェットプリンタヘッドは、平面上に列状に配置された複数個のノズルと該各ノズル毎に対応する圧力室とが形成されたキャビティユニットに、前記圧力室毎に選択的に駆動可能な活性部を有してインクを噴射させるための圧電アクチュエータを接合してなるインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記圧電アクチュエータは圧電シートを含む複数枚のシートを積層して形成されており、前記圧電アクチュエータを、前記ノズル列方向に並ぶ圧力室の適宜数毎に複数に分割し、且つ隣接する圧電アクチュエータの端部を相互に対向させて配置し、前記圧電シートの広幅面を挟んで形成されている個別電極とコモン電極との平面視重複部が前記各圧力室に対応する活性部となるように構成する一方、各圧電アクチュエータにおける最上層のシートの上面に、前記各個別電極から内部接続電極を介して導通された外部電極を前記ノズルの列方向に沿って適宜間隔にて列状に形成し、前記各外部電極と電気的に接続する配線パターンを有するフラットケーブルを前記各圧電アクチュエータの上面に平面視で重ねて配置し、前記外部電極のうち、少なくとも前記相互に隣接する圧電アクチュエータの端部に位置する外部電極を、当該端部からその端部に最も接近する位置の活性部までの距離より大きい距離だけ前記端部から偏倚させて配置したものである。
【００８３】
従って、ノズル数の多いキャビティユニットを製作したとしても、アクチュエータを圧力室の適数ごとに複数に分割したことで、アクチュエータの活性部と圧力室とを正確に位置対応させることができる。また、このようにしたとき、アクチュエータを分割した位置で活性部の間隔が広くなるが、その広がりの程度が少ないため、その活性部の真上にフラットケーブルに電気的に接続するための外部電極を設けると、これに接続する圧電アクチュエータの隣接部の間隔が狭過ぎて互いに干渉し合うことになる。
【００８４】
本発明のように、各圧電アクチュエータにおける最上層のシートの上面の個別用外部電極と前記各個別電極とを接続するための内部接続電極を、圧電アクチュエータの隣接部から離れるように横にずらせることができるから、前記個別用外部電極の位置も同じく大きく離れるように偏倚でき、配列するフラットケーブルの隣接箇所の間隔も簡単に離すことで互いに干渉させない設計が容易にできる。
【００８５】
そして、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記各外部電極の列方向の間隔が一定にして形成されているものであるから、フラットケーブルにおける接続電極も同じく一定間隔に形成された既製品を使用することができる。
【００８６】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記各内部接続電極は各シートの積層方向に貫通するスルーホール内に形成したものであるから、その設置の選択が容易となり、内部接続電極ひいては外部電極の配置の設計の自由度が大幅に向上するという効果を奏する。
【００８７】
さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記各外部電極は、前記最上層のシートの上面に予め印刷形成された導電層に対して付加的に印刷形成したものである。このように外部電極を付加的に形成することで、当該外部電極の配置位置の設計の自由度が一層向上するという効果を奏する。
【００８８】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記複数のノズルからなる列を４列とし、前記各ノズルの列に対応させて配置する前記圧電アクチュエータには、前記各ノズルの列に対応するように４列の活性部が形成されているものであるから、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明による効果に加えて、カラー用のインクジェットプリンタをコンパクトに製造できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による圧電式インクジェットプリンタヘッドのキャビティユニットと圧電アクチュエータと、フラットケーブルとを分離して示す斜視図である。
【図２】キャビティユニットの一部分解斜視図である。
【図３】図１の III−III 線矢視拡大断面図である。
【図４】（ａ）は図１のIV−IV線矢視拡大断面図、（ｂ）は絞り部の拡大平面図である。
【図５】圧電アクチュエータの部分拡大断面図である。
【図６】圧電シートにおける個別電極とダミー電極とそれらの内部導通電極の位置を示す部分拡大斜視図である。
【図７】コモン電極等のパターンを示す圧電シートの一部切欠き拡大平面図である。
【図８】個別電極等のパターンを示す圧電シートの一部切欠き拡大平面図である。
【図９】下層シートにおけるパターンを示す一部切欠き拡大平面図である。
【図１０】上層シートにおけるパターンを示す一部切欠き拡大平面図である。
【図１１】トップシートにおける個別用外部電極等のパターンを示す一部切欠き拡大平面図である。
【図１２】トップシートにおける個別用接続電極等のパターンを示す一部切欠き拡大平面図である。
【図１３】活性部における圧力室に対する個別電極とダミー電極との重なり関係を示す一部切欠き拡大平面図である。
【図１４】トップシートの平面視における圧力室に対する個別電極と第１及び第２接続用パターンと個別用外部電極との重なり関係を示す一部切欠き拡大平面図である。
【図１５】トップシートの平面視における圧力室に対する個別電極と個別用外部電極と個別用接続電極との重なり関係を示す一部切欠き拡大平面図である。
【符号の説明】
１０ インクジェットプリンタヘッド
１１ キャビティユニット
１２ 圧電アクチュエータ
１３ フラットケーブル
２２ ベースプレート
２３ 圧力室
２４ ノズル
３３，３４ 圧電シート
３６ 個別電極
３７ コモン電極
３８ ダミー電極
４１，４２，６０〜６５ 内部導通電極
４３ ダミーコモン電極
５３ 第１接続用パターン
５４，５５ 連絡用パターン
５６ 第２接続用パターン
５７ コモン用外部電極
５８ 個別用外部電極
６６ 個別用接続電極
６７ コモン用接続電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an ink jet printer head, and more particularly to a configuration of a large ink jet printer head in which the number of nozzles arranged in a line is increased.
[0002]
[Prior art]
  In the prior art on-demand type ink jet printer head, as disclosed in Patent Document 1 and the like, a plurality of plates are stacked to form a cavity unit having an ink flow path. A nozzle plate having a nozzle chamber, a base plate having a pressure chamber for each nozzle, a manifold plate connected to an ink supply source and having a manifold chamber as a common ink chamber connected to each pressure chamber, and the like It is composed of The piezoelectric actuator is configured by alternately stacking common electrodes and individual electrodes as internal electrodes with a piezoelectric ceramic plate interposed therebetween, and an active portion that is an overlapping portion of the individual electrodes and the common electrode corresponds to the pressure chamber. As described above, the piezoelectric actuator and the cavity unit are joined.
[0003]
  By the way, in a normal ink jet printer apparatus, a carriage having the ink jet printer head is moved back and forth in a direction (main scanning direction) perpendicular to the paper transport direction (sub scanning direction) in the width direction of the paper. When performing a printing operation, the nozzle row direction of the inkjet printer head is aligned in parallel with the paper transport direction (sub-scanning direction). Therefore, the printing range (printing length) in the sub-scanning direction, which can be printed by the carriage movement in the main scanning direction, substantially corresponds to the length of each nozzle row. For example, an inkjet printer head in which 72 nozzles are staggered in a length of 1 inch (25.4 mm) in the sub-scanning direction prints in the sub-scanning direction by one movement in the main scanning direction. The possible range (length) is 1 inch.
[0004]
  And with recent increase in printing speed and quality of printers, the number of nozzles in the sub-scanning direction is increased at the same short nozzle interval (dot interval), and the length of the nozzle row is about 2 inches. For example, it is desired to lengthen the nozzle row. In that case, when forming nozzles and pressure chambers on the plate in the cavity unit, due to the manufacturing method such as laser processing or etching processing, and the material of the plate (made of metal or synthetic resin), the interval between the nozzles and pressure chambers is: Regardless of the number, it can be obtained almost exactly as designed.
[0005]
  On the other hand, in order to form as many active portions as the number of the nozzles on the piezoelectric ceramic plate of one piezoelectric actuator, it is necessary to increase the length of the actuator ceramic plate.
[0006]
  As is well known, when a piezoelectric actuator is manufactured, a piezoelectric ceramic plate with the common electrode patterned and a piezoelectric ceramic plate with the individual electrodes patterned are alternately stacked and pressed, and then fired. In general, the piezoelectric ceramic plate shrinks in the length direction, the width direction, and the thickness direction due to the firing, and the shrinkage amount in the length direction (nozzle row direction) is particularly large. In consideration of the amount of contraction (contraction rate), the interval between the individual electrodes to be patterned is set.
[0007]
  However, due to variations in manufacturing accuracy of piezoelectric ceramic plates and variations in firing temperature, the longer the length of the piezoelectric ceramic plates, the more difficult it is to adjust the spacing between the individual electrodes in the finished state to the pressure chamber spacing. As a result, there was a problem that the product yield deteriorated.
[0008]
  Therefore, instead of increasing the length of the piezoelectric actuator in the nozzle row direction, the piezoelectric actuator is divided into a plurality of portions in the nozzle row direction, so that the positional deviation between the arrangement interval of the individual electrodes and the interval of the pressure chambers can be reduced. It was thought to solve the problem.
[0009]
  On the other hand, in order to apply a voltage to each active part of the piezoelectric actuator, the individual electrode and the common electrode between the piezoelectric ceramic plates are drawn out to the external electrode on the surface of the piezoelectric actuator through the conductive through hole, and the external electrode is connected to the external electrode. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 discloses that the bonding electrode portions of the signal lines of the flat cable for transmitting the control signal from the cable are bonded in correspondence with each other.
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2002-59547 A
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-19102
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
  However, when the piezoelectric actuators are divided in the direction of the nozzle rows and arranged in series, and a flat cable is joined to the top surface of each piezoelectric actuator, the following problems have been caused.
[0012]
  That is, when the piezoelectric actuator is divided into a plurality in the nozzle row direction, the individual electrodes must be formed at a certain distance from the ends of the adjacent ends of the piezoelectric actuators. Along with this, it is necessary to group the pressure chambers by the same number as the number of divisions of the piezoelectric actuator, and to provide an interval corresponding to the above dimension between the groups. However, in order to design the ink jet printer head compactly by reducing the length of the nozzles in the row direction, it is necessary to make the interval as small as possible.
[0013]
  On the other hand, the flat cable is formed by printing a signal line and a bonding electrode portion on a resin sheet, and punching out the resin sheet along a predetermined contour. Of the rows of bonding electrode portions, those located in the vicinity of the left and right side edge portions of the flat cable are formed at a certain distance from the side edge portions in terms of punching accuracy and handling at the time of bonding work.
[0014]
  In this state, for each of the piezoelectric actuators, if the flat cable is joined so that it can be electrically connected to the external electrode, the side edges of the adjacent flat cables overlap each other, and the joining becomes insufficient. There was a problem of causing troubles such as poor electrical continuity.
[0015]
  An object of the present invention is to form a large-sized inkjet printer head in a compact manner while solving the conventional problems.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, an ink jet printer head according to claim 1 is a cavity unit in which a plurality of nozzles arranged in a line on a plane and pressure chambers corresponding to the nozzles are formed. In addition, in the ink jet printer head formed by joining the piezoelectric actuator for ejecting ink having an active portion that can be selectively driven for each pressure chamber, the piezoelectric actuator includes a plurality of sheets including a piezoelectric sheet. The piezoelectric actuator is divided into a plurality of appropriate pressure chambers arranged in the nozzle row direction, and the piezoelectric actuators are arranged so that the ends of the adjacent piezoelectric actuators face each other, and the piezoelectric actuators are stacked. An overlapping portion in plan view of the individual electrode and the common electrode formed across the wide surface of the sheet is an active portion corresponding to each pressure chamber. While formed, the upper surface of the uppermost sheet in each of the piezoelectric actuatorIn addition,Conduction from each individual electrode through internal connection electrodeExternal electrodeAre formed in rows at appropriate intervals along the row direction of the nozzles,A flat cable having a wiring pattern that is electrically connected to each external electrode is disposed on the top surface of each piezoelectric actuator in a plan view,Out of the external electrodes, at least the external electrodes positioned at the ends of the piezoelectric actuators adjacent to each other are larger than the distance from the end to the active portion at the position closest to the end.Placed offset from the endIt is a thing.
[0017]
  According to a second aspect of the present invention, in the ink jet printer head according to the first aspect, the external electrodes are formed with a constant interval in the column direction.
[0018]
  According to a third aspect of the present invention, in the ink jet printer head according to the first or second aspect, each of the internal connection electrodes is formed in a through hole penetrating in the stacking direction of the sheets.
[0019]
  Furthermore, the invention according to claim 4 is the ink jet printer head according to any one of claims 1 to 3, wherein each of the external electrodes is applied to a conductive layer preliminarily printed on the upper surface of the uppermost sheet. In addition, it is printed.
[0020]
  According to a fifth aspect of the present invention, in the ink jet printer head according to any one of the first to fourth aspects, the plurality of nozzles are arranged in four rows, and the piezoelectric elements are arranged corresponding to the rows of the nozzles. The actuator is formed with four rows of active portions so as to correspond to the rows of the nozzles.
  A sixth aspect of the present invention is the ink jet printer head according to any one of the first to fifth aspects, wherein each of the external electrodes is disposed so as to correspond to an upper side of a partition wall that separates the pressure chambers. .
  According to a seventh aspect of the present invention, in the ink jet printer head according to any one of the first to sixth aspects, the plurality of nozzles are arranged at a constant pitch in the row direction, and the plurality of pressure chambers are arranged on the piezoelectric elements. The actuator is divided into a plurality of groups facing the actuator, and the pressure chamber groups are spaced apart from each other by a larger interval than the nozzle pitch.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a cavity unit 11 and a piezoelectric actuator 12 in a piezoelectric inkjet printer head 10 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a third spacer plate 21 adjacent to the cavity plate and its lower surface side. FIG. 3 is an enlarged perspective view taken along the line III-III in FIG. 1, FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 1, and FIGS. The figure which shows the electrode pattern of each layer in the piezoelectric actuator 12, and FIGS. 13-15 are top views which show the overlapping state of an electrode pattern. In FIG. 1, a flat cable 13 having flexibility (individually connected to an external device) is provided on the upper surface of a plate laminate type piezoelectric actuator 12 bonded to the upper surface of a cavity unit 11 made of a metal plate. 1a, 13b, and 4a) are overlap-bonded with an adhesive.
[0022]
  The cavity unit 11 is configured as shown in FIGS. That is, a total of 9 base plates 22 in which the nozzle plate 14, the cover plate 15, the damper plate 16, the two manifold plates 17, 18, the three spacer plates 19, 20, 21 and the pressure chamber 23 are formed in order from the lower layer. In this embodiment, each of the plates 15 to 22 is made of 42% nickel alloy steel plate and has a thickness of 50 μm, except for the nozzle plate 14 made of synthetic resin. It has a thickness of about ~ 150 μm.
[0023]
  The nozzle plate 14 has a large number of nozzles 24 for ejecting ink having a small diameter (in the embodiment, about 25 μm) in the first direction (the long side direction of the cavity unit 11) in FIG. In FIG. 3, four rows formed along the X-axis direction) are provided in a four-row staggered arrangement.
[0024]
  That is, the cavity unit 11 is cut along the Y-axis direction (short side direction) in FIG. 1, and only the right side of the center line C of the short side is shown in FIG. 24-1 and the second row of nozzles 24-2 closer to the center line C are connected to two parallel adjacent reference lines (not shown) of the nozzle plate 14 extending in the first direction. A large number of holes are formed in a staggered arrangement at intervals of a minute pitch P along the same line. Similarly, on the left side of the center line C, the third row of nozzles 24-3 and the fourth row of nozzles 24- 4 (not shown in FIGS. 3 and 4) is a staggered arrangement at intervals of a minute pitch P along two parallel adjacent reference lines extending in the first direction. Many are drilled. Further, the set of the first row nozzle 24-1 and the second row nozzle 24-2 and the set of the third row nozzle 24-3 and the fourth row nozzle 24-4 are the same as those of the cavity unit 11. They are arranged in parallel in the short-side direction (second direction, Y-axis direction in FIG. 1) at intervals. In the embodiment, the length of each nozzle row of the first row to the fourth row is 2 inches, and the number of each nozzle 24 is 150, that is, the arrangement density is 75 (dpi [dot per inch]). is there.
[0025]
  The first row 23-1 of the pressure chambers 23 in the base plate 22 that is the uppermost layer of the cavity unit 11 shown in FIG. 2 corresponds to the nozzle 24-1 in the first row. Similarly, the second row of pressure chambers 23-2 is the second row of nozzles 24-2, and the third row of pressure chambers 23-3 is the third row of nozzles 24-3, and the fourth row of pressure chambers. 23-4 has a corresponding relationship with the nozzle 24-4 in the fourth row.
[0026]
  Next, two piezoelectric actuators 12 (individually arranged) are arranged so that the pressure chambers 23 are arranged in the column direction (first direction) of the nozzles 24 on the base plate 22 which is the uppermost layer of the cavity unit 11. Will be described from the relationship with the arrangement of the active portion in the reference numerals 12a and 12b).
[0027]
  One piezoelectric actuator 12a (or 12b) has 75 active portions so as to actuate half (75 per row) of pressure chambers 23 in the row direction out of the number of nozzles 24 in the four rows. Arranged. Accordingly, as shown in FIGS. 1 and 3, one piezoelectric actuator 12a is disposed in the front half of the upper surface of the cavity unit 11 in the longitudinal direction (the first direction), and the other piezoelectric actuator 12b is disposed in the rear half. Be placed.
[0028]
  Each piezoelectric actuator 12a (or 12b) is arranged corresponding to each position of the common electrode 37 and each pressure chamber 23, as will be described in detail later with reference to FIGS. The individual electrodes 36 are alternately stacked with the piezoelectric sheet interposed therebetween, and a voltage is applied between the arbitrary individual electrode 36 and the common electrode 37, so that the piezoelectric sheet corresponding to the applied individual electrode 36 is formed. In the active portion, distortion due to the piezoelectric longitudinal effect occurs in the stacking direction. The active portions are formed in the same number in the same row with the same number as the number of pressure chambers 23.
[0029]
  That is, the active portions are arranged along the row direction (first direction) of the nozzles 24 (pressure chambers 23) and in the second direction by the same number as the number of the nozzle rows (four). Are lined up. Each active part is formed long in the longitudinal direction of the pressure chamber 23 in the second direction (width direction of the cavity unit 11, Y direction), and the arrangement interval (pitch P) between adjacent active parts is also described later. It is the same as the arrangement of the pressure chambers 23 and is arranged in a staggered manner (see FIG. 3).
[0030]
  The pressure chambers 23 are arranged in two groups in the longitudinal direction of the base plate 22 corresponding to the two piezoelectric actuators 12a and 12b. In other words, the pressure chambers 23 of the group corresponding to one actuator 12a correspond to those in the first half of the row direction (first direction) of the nozzles 24, and the pressure chambers 23 of the group corresponding to the other actuator 12b are Corresponding to the latter half of the nozzle 24 in the row direction (first direction), two sets of two staggered arrays each having the same interval as the arrangement interval (pitch P) of the nozzles 24, for a total of four rows (See FIG. 1).
[0031]
  Each of the pressure chambers 23 is long in the width direction (second direction) of the base plate 22 and penetrates the base plate 22 in the thickness direction, and the adjacent pressure chambers 23 are separated by a partition wall 70. An inlet end 23b of each pressure chamber 23 communicates with a manifold chamber 26 described later via a second ink passage 30, a throttle portion 28, and a first ink passage 29 formed in the spacer plates 19, 20, and 21 (FIG. 2 and FIG. 4).
[0032]
  In addition, the outflow end 23 a of each pressure chamber 23 is ink formed on the spacer plates 19, 20, 21, the manifold plates 17, 18, the damper plate 16, and the intermediate plate 15 positioned between the base plate 22 and the nozzle plate 14. Each of the communication passages 25 is communicated with each nozzle 24 via each communication passage 25 as a flow passage. A part of this communication passage 25 is at least one of the plates 15 to 21 stacked between the base plate 22 and the nozzle plate 14. The (one layer) plate is provided with a concave groove-like flow passage 50 substantially parallel to the wide surface (front surface or back surface) thereof, so that the position of the nozzle 24 corresponding to each pressure chamber 23 can be determined. From the outflow end 23a (ink outflow portion) of 23,Base plate 22The straight line (perpendicular line) orthogonal to the surface of the plate can be set at a position shifted by a distance L3 in the lateral direction (direction along the first direction of the plate, X direction) from the point where the nozzle plate 14 is reached. (See FIGS. 2 and 3).
[0033]
  That is, as shown in FIGS. 1 and 3, the distance L2 between the two groups of pressure chambers 23 is set to be larger than the arrangement interval (pitch P) of the pressure chambers 23 in the longitudinal direction of the base plate 22. This is because, in manufacturing each piezoelectric actuator 12a, 12b, the distance L1 between the individual electrodes 36, 36 at the end of the row and the one end 44 (one end 45 of the other piezoelectric actuator 12b) of the piezoelectric actuator 12a adjacent to it. Since it is difficult to manufacture the individual electrodes 36 to be equal to or less than ½ of the pitch P, the distance L1 is set to a size that facilitates the manufacture of the piezoelectric actuators 12a and 12b, and a larger interval L2 is set.
[0034]
  Then, one end 44 of one piezoelectric actuator 12a and one end 45 of the other piezoelectric actuator 12b adjacent to each other are opposed to each other, and the distance between the opposing ends 44, 45 is separated by a distance L4. Both piezoelectric actuators 12a and 12b are arranged in series (see FIGS. 1 and 3).
[0035]
  As a result, the pitch P of the nozzles 24 is set to be constant in the row direction, but the distance L3 in the lateral direction is perpendicular to the line (perpendicular line) perpendicular to the plate thickness of the corresponding pressure chamber 23. As described above, at least a part of the communication passage 25 connected to the nozzle 24 from the outflow end 23a of each corresponding pressure chamber 23 is in a groove-shaped communication passage 50 parallel to the wide surface of the plate. With this configuration, the lateral passages 25 in the other plates are vertically penetrated in the plate thickness direction of each plate, and are simply communicated with one end portion and the other end portion of the concave groove communication passage 50. It can be made to correspond. The groove-shaped communication path 50 extends in the extending direction of the pressure chamber 23 together with the lateral displacement and is inclined symmetrically with respect to the center of the interval L2 between the two groups of pressure chambers 23.
[0036]
  In the present embodiment, the groove-shaped communication path 50 is provided in the third spacer plate 21 adjacent to the lower surface side of the base plate 22 provided with the pressure chamber 23. More specifically, as shown in FIGS. 5 and 6, the first concave groove-shaped communication path 50 a opened to the front surface (upper surface) side of the third spacer plate 21, and the rear surface (lower surface) of the third spacer plate 21. ) And the second groove-shaped communication path 50b opened on the side are alternately provided.
[0037]
  The first groove-shaped communication path 50a is open on the upper surface of the third spacer plate 21, and has a groove shape formed by etching by leaving the lower half of the plate thickness of the third spacer plate 21. The upper open surface is sealed with a base plate 22 adjacent to the upper surface, with one end 51 a communicating with the outflow end 23 a of the corresponding pressure chamber 23. The other end opening 52a of the concave groove-shaped communication path 50a penetrates the lower surface side of the third spacer plate 21 and is connected to the communication path 25 formed through and penetrating the second spacer plate 20 adjacent to the lower side. Communicate.
[0038]
  A second groove-shaped communication path 50 b communicating with the outflow end 23 a of the other pressure chamber 23 adjacent to the one pressure chamber 23 is opened to the lower surface of the third spacer plate 21, and the plate of the third spacer plate 21. Of the thickness, it is a concave groove formed by etching so as to leave the upper half, and its lower open surface has a communicating path 25 that is formed by penetrating through the second spacer plate 20 adjacent to the lower end 52b. And is sealed by the second spacer plate 20. One end 51 b of the second groove-shaped communication path 50 b penetrates the upper surface side of the third spacer plate 21 and communicates with the outflow end 23 a of the corresponding pressure chamber 23.
[0039]
  In the embodiment, the plane area of the first opening 51 a (51 b) communicating with the outflow end 23 a of the pressure chamber 23 is set larger than the plane area of the second opening 52 a (52 b) communicating with the communication path 25. .
[0040]
  As described above, the plurality of groove-shaped communication paths 50 formed in the third spacer plate 21 are opened to the first groove-shaped communication path 50a opened to the front surface side of the third spacer plate 21 and the back surface side. If the second concave groove-shaped communication paths 50b are alternately formed, the first concave groove-shaped communication paths 50a and the one corresponding to the second concave groove-shaped communication paths 50b of the cavity unit 11 Even when designed to be arranged close to each other in plan view, the third spacer plate 21 is isolated from the front and back surfaces and does not communicate with each other. Therefore, the communication path 25 as an ink flow path can be freely designed. The degree can be greatly improved.
[0041]
  In particular, when the number of plates to be stacked in the cavity unit 11 is large, a part of the communication path 25 as an ink flow path from the pressure chamber 23 to the corresponding nozzle 24 is parallel to the plane of the plate. The position of the nozzle 24 corresponding to the pressure chamber 23 is greatly displaced in plan view by adopting a shape that is formed in the extending groove-shaped communication passage 50b and that the other communication passage 25 is penetrated in a direction perpendicular to the plane of the plate. Even so, it is possible to design an ink flow path that allows both to communicate easily. Further, it is also possible to control so that the total length (the distance including the concave groove-shaped communication path 50a or the concave groove-shaped communication path 50b) of the communication path 25 as the ink flow path from each pressure chamber 23 to the corresponding nozzle 24 is equal. It becomes extremely easy.
[0042]
  A manifold chamber 26 is formed in the two manifold plates 17 and 18 so as to extend along the row of the nozzles 24. More specifically, the length of each manifold chamber 26 is a length obtained by dividing the pressure chambers 23 arranged in the direction of each nozzle row into appropriate numbers. In the embodiment, one group (one group of pressure chambers 23) is provided. The number of the pressure chambers 23 in one row is 75), and the cavity unit 11 has four rows of the pressure chambers 23, and is arranged for each row. Therefore, in the embodiment, eight manifold chambers 26 are formed. One end portion in the longitudinal direction of each manifold chamber 26 communicates with the ink supply holes 31 formed in the end portions of the spacer plates 19 to 21 and the base plate 22 stacked thereabove. A filter 32 for removing dust in ink supplied from an ink supply source such as an ink tank (not shown) is stretched on the upper surface of the ink supply hole 31 formed in the end of the uppermost base plate 22. .
[0043]
  Further, the depth of each manifold chamber 26 is formed by etching or the like so as to cover the entire plate thickness of the manifold plates 17 and 18, and the first spacer plate on the upper layer of the manifold plates 17 and 18 obtained by combining these two plates. 19 and a lower damper plate 16 are stacked so as to be hermetically sealed. The damper plate 16 is formed with a damper chamber 27 having the same shape as the manifold chamber 26 in plan view and having a plate thickness reduced by etching on the lower surface side.
[0044]
  Of the pressure waves acting on the pressure chamber 23 by driving the piezoelectric actuator 12, the retreat component toward the manifold chamber 26 is absorbed by the vibration of the damper plate 16 having a thin plate thickness to prevent so-called crosstalk. To do.
[0045]
  The second spacer plate 20 is formed with an ink flow restricting portion 28 corresponding to each pressure chamber 23. As shown in FIG. 4B, the diaphragm portion 28 is formed so that the area of both end portions 28a and 28b in the longitudinal direction is large and the intermediate area is small. In addition, the longitudinal direction of each throttle portion 28 is formed to be parallel to the longitudinal direction of the pressure chamber 23. Then, the first spacer plate 19 is laminated on the lower surface side of the second spacer plate 20, and the third spacer plate 21 is laminated on the upper surface side, whereby the narrowed portion 28 is sealed. A first ink passage 29 formed in the first spacer plate 19 communicates the manifold chamber 26 with one end portion 28 a of the throttle portion 28. On the other hand, the second ink passage 30 formed in the third spacer plate 21 communicates the other end portion 28b of the throttle portion 28 with the inlet end 23b of the pressure chamber 23 (FIGS. 2 and 4A). reference).
[0046]
  On the other hand, as shown in FIG. 5, each of the piezoelectric actuators 12 is composed of a plurality of (seven in the embodiment) piezoelectric sheets 33 and 34 made of piezoelectric ceramic plates each having a thickness of about 30 μm. In this structure, a constraining layer composed of two sheets 46 and 47 is laminated on the upper surface of the group, and a top sheet 35 is further laminated on the upper surface. The sheet and the top sheet of the constraining layer may be piezoelectric ceramic plates or other materials as long as they have electrical insulation.
[0047]
  On the upper surface (wide surface) of the even-numbered piezoelectric sheet 33 counted upward from the lowermost piezoelectric sheet 34 having the common electrode 37, as shown in FIG. The narrow individual electrodes 36-1, 36-2, 36-3, 36-4 are provided in the first direction (the long side direction of the piezoelectric sheet 33, the X direction in FIG. The nozzles 24 are formed in a row along the row direction.
[0048]
  The individual electrodes 36-1 in the first row and the individual electrodes 36-4 in the fourth row are respectively arranged on the sides close to the side edges of the long sides of each pair of the piezoelectric sheets 33. Further, the individual electrode 36-2 in the second row and the individual electrode 36-3 in the third row are disposed at the central portion in the short side direction of each piezoelectric sheet 33.
[0049]
  Each individual electrode 36-1, 36-2, 36-3, 36-4 is parallel to the short side of each piezoelectric sheet 33 along a second direction (Y-axis direction) orthogonal to the first direction. It extends to. In that case, the straight portions 36b of the individual electrodes 36-1, 36-2, 36-3, 36-4 are respectively connected to the pressure chambers 23-1, 23-2, 23-3, 23-4 (FIG. 8). It is substantially the same length as that of the dotted line) and overlaps in a plan view, and is formed in a straight line having a slightly narrower width than each pressure chamber. The end 36a where the individual electrode 36-1 in the first row and the individual electrode 36-2 in the second row face each other, the individual electrode 36-3 in the third row, and the individual electrode 36-4 in the fourth row. The end portions 36a facing each other are bent and formed in an inclined shape in plan view. The bending direction is a direction away from the opposite one end 44 (45) of the two piezoelectric actuators 12a and 12b in a plan view and extends in a direction in which both ends 36a and 36a approach each other (FIG. 8). reference).
[0050]
  The piezoelectric sheet 33 overlaps with a common electrode 37 to be described later in plan view, surrounds the row of the individual electrodes 36-1 and 36-2, and the individual electrodes 36-3 and 36-4. A dummy common electrode 43 is formed so as to surround this column.
[0051]
  The common electrode 37 is printed on each surface of the lowermost piezoelectric sheet 34 and the odd-numbered piezoelectric sheets 34 counted upward (see FIG. 7). The common electrode 37 is connected to the three trunk portions 37a, 37b, and 37c that are long in the first direction (X-axis direction, the direction along the long side of the piezoelectric sheet 34) of each piezoelectric sheet 34, and is connected to the piezoelectric sheet. 34, and a connecting portion 37e extending along the short side edge. The three trunk portions 37a, 37b, and 37c are formed at positions close to the pair of long side edges of the piezoelectric sheet 34 that are opposed to each other and at a midway portion in the short side direction (Y-axis direction) of the piezoelectric sheet 34. The trunk portion 37a is arranged at a position that overlaps most of the straight portion 36b of the individual electrode 36-1 in the first row in plan view. The trunk portion 37c is arranged at a position overlapping with most of the straight portion 36b in the individual electrode 36-4 in the fourth row in plan view. On the other hand, the trunk 37b on the center side is arranged at a position that overlaps most of the straight portions 36b of the individual electrode 36-2 in the second row and the individual electrode 36-3 in the third row in plan view. .
[0052]
  Further, a plurality of comb teeth portions 37d extending in the Y-axis direction are connected to the trunk portions 37a, 37b, and 37c. The arrangement interval P of the comb-tooth portion 37d is set equal to the arrangement interval P of the individual electrodes 36-1, 36-2, 36-3, 36-4, and hence the arrangement interval P of the pressure chamber 23, and the straight line of each individual electrode. It arrange | positions so that the remaining part of the part 36b may overlap with planar view (refer FIG. 7).
[0053]
  In a portion between the rows of the comb teeth portions 37d facing each other, there are substantially oval dummy electrodes 38 (indicated individually by 38-1, 38-2, 38-3, 38-4) in plan view. The individual electrodes 36-1, 36-2, 36-3, 36-4 are arranged and formed at regular intervals so as to overlap with at least a part of each end portion 36a in plan view.
[0054]
  Except for the lowermost piezoelectric sheet 34, the upper piezoelectric sheets 34 and 33 are electrically connected to a plurality of locations of the common electrode 37 such as the trunks 37a, 37b, and 37c and the dummy common electrode 43 in the vertical direction. In order to connect, at the positions of the electrodes 37 and 43, conductive members (conductive paste) filled in a plurality of through-holes drilled so as to penetrate the thickness of the piezoelectric sheets 34 and 33, respectively. The internal conduction electrode 41 is formed. Similarly, the end portions 36 a of the individual electrodes 36-1, 36-2, 36-3, and 36-4 in the plurality of piezoelectric sheets 33 and the dummy electrodes 38-1, 38-2, 38 in the piezoelectric sheet 34. -3 and 38-4 are drilled through the thickness of each piezoelectric sheet 33 and 34 at the positions of the end 36a and the dummy electrode 38 in order to electrically connect each of them in the vertical direction. Internal conductive electrodes 42a and 42b are formed of conductive members (conductive paste) filled in the plurality of through holes provided. In that case, the internal conductive electrode 42a in the piezoelectric sheet 33 and the internal conductive electrode 42b in the piezoelectric sheet 34 are formed by appropriately separating the distance e1 at a position that does not overlap vertically in a plan view (see FIG. 6).
[0055]
  On the upper surface of the lower layer sheet 46 of the two sheets 46 and 47 as the constraining layer, as shown in FIG. , 53-2, 53-3, 53-4) overlap with at least a part of each of the dummy electrodes 38-1, 38-2, 38-3, 38-4 in the piezoelectric sheet 34 in plan view. Are arranged at regular intervals. Further, at four corners on the upper surface of the lower layer sheet 46, contact patterns 54 are formed at positions overlapping with a part of the common electrode 37 in the piezoelectric sheet 34 in plan view.
[0056]
  On the other hand, as shown in FIG. 10, on the upper surface of the upper layer sheet 47, a contact pattern 55 that overlaps with the common electrode 37 of the piezoelectric sheet 34 in the same size in plan view, and the lower layer For the second connection so as to overlap with at least a part of the first connection pattern 53 (individually indicated by 53-1, 53-2, 53-3, 53-4) on the sheet 46 in plan view. Patterns 56 (individually indicated by 56-1, 56-2, 56-3, 56-4) are arranged and formed at regular intervals.
[0057]
  Further, as shown in FIG. 11, a plurality of common external electrodes 57 are formed on the top surface of the top sheet 35 so as to overlap a part of the contact pattern 55 in the upper layer sheet 47 in plan view. Yes. Further, on the top surface of the top sheet 35, the second connection patterns 56-1, 56-2, 56-3, and 56-4 in the upper layer sheet 47 are individually overlapped with each other in plan view. External electrodes 58 (indicated individually by 58-1, 58-2, 58-3, 58-4) are arranged and formed at regular intervals (see FIG. 14). As shown in FIG. 11, the individual external electrodes 58-1, 58-2, 58-3, and 58-4 are connected to the short edge (in the Y-axis direction) of the top sheet 35 and the individual electrodes 36-1. , 36-2, 36-3, 36-4 and is formed in a straight line extending in the direction of the portion of the straight line portion 36b of each individual electrode, but shorter than the straight line portion 36b of each individual electrode. (Refer to FIG. 8 and FIG. 11 for comparison). Further, the individual external electrodes 58-1, 58-2, 58-3, 58-4 formed on the top surface of the top sheet 235 are arranged in parallel below each other as shown in FIGS. Is positioned above the partition wall 70 between the pressure chambers 23 adjacent to each other. In FIG. 14, it is slightly shifted from the center of the partition wall 70, but it may be matched with the center.
[0058]
  Then, the dummy electrodes of the piezoelectric sheet 34 adjacent on the lower side are provided at the positions of the first connection patterns 53-1, 53-2, 53-3, 53-4 of the lower layer sheet 46, respectively. 38-1, 38-2, 38-3, 38-4 and a plurality of through holes drilled to penetrate through the thickness of the lower layer sheet 46 in order to electrically connect each of them in the vertical direction. Internal conductive electrodes 60 are formed of conductive members (conductive paste) filled in the holes (see FIG. 9).
[0059]
  Further, in order to make an electrical connection in the vertical direction with the common electrode 37 of the piezoelectric sheet 34 adjacent on the lower side, the connection pattern 54 in the lower layer sheet 46 has a plurality of through holes similar to those described above. The internal conduction electrode 61 made of a conductive member filled in each is formed (see FIG. 9).
[0060]
  Similarly, in the upper layer sheet 47, the locations of the second connection patterns 56-1, 56-2, 56-3, 56-4 and the first connection patterns 53-1, 53-2 of the lower layer sheet 46, The internal conductive electrode 62 and the through pattern 55 for electrically connecting the contact pattern 55 and the contact pattern 54 are electrically connected to the through holes in order to electrically connect the portions 53-3 and 53-4 individually. Internal conduction electrodes 63 are respectively formed in the holes (see FIG. 10).
[0061]
  In the same manner as described above, the top sheet 35 is provided with the positions of the individual external electrodes 58-1, 58-2, 58-3, 58-4 and the second connection pattern 56- in the upper layer sheet 47 adjacent to the bottom sheet 35-. An internal conduction electrode 64 is provided in the through hole in order to individually electrically connect the locations of 1, 56-2, 56-3, and 56-4. In order to electrically connect the external electrode 57 and the connecting pattern 55 in the upper layer sheet 47 adjacent below, an internal conductive electrode 65 is formed in each through hole (see FIG. 11).
[0062]
  When several sheets are stacked, the interior for vertically connecting between the individual electrodes 36 and the corresponding dummy electrodes 38, the first connection pattern 53, and the second connection pattern 56 in the adjacent sheets above and below It is preferable to arrange the conductive electrodes 42a, 42b, 60, 62, 64 at positions that do not overlap each other in plan view.
[0063]
  In the present invention, the internal connection electrodes for electrically connecting the individual electrodes 36 of the piezoelectric actuators 12a and 12b to the connection electrodes 71 of the flat cables 13a and 13b are the lower layer sheet 46 and the upper layer sheet 47 as the constraining layers. In addition, the first connection pattern 53, the second connection pattern 56, the individual external electrode 58, and the sheets 46, 47, and 35 formed along each plane of the top sheet 35 are arranged in the vertical direction (plate thickness) direction. The internal conduction electrodes 60, 62, and 64 penetrating through are considered as a concept.
[0064]
  As an example of the manufacturing method of the piezoelectric actuator 12, the piezoelectric sheets 33 and 34, the constraining layer sheets 46 and 47, and the top sheet 35 are all made of a ceramic plate. On the surface of a large green sheet made of ceramics, the piezoelectric sheets 33 and 34 are formed for each region constituting each operation unit so that a plurality of operation units of the piezoelectric actuator 12 are integrally formed in a matrix. Then, the electrode patterns of the individual electrode 36, the common electrode 37, and the dummy electrodes 38, 43 are formed by screen printing using a conductive paste such as a silver-palladium paste (see FIGS. 7 and 8). On the upper and lower two constraining layer sheets 46 and 47, the first and second connection patterns 53 and 56 and the contact patterns 54 and 55 are similarly formed by screen printing using the conductive paste (FIGS. 9 and 10). reference). On the top sheet 35, the electrode patterns of the individual external electrodes 58 and the common external electrodes 57 are formed by screen printing using the conductive paste (see FIG. 11).
[0065]
  Note that the internal conductive electrodes 41, 42, 60 to 65 in the piezoelectric sheets 34 and 33, the upper and lower layer sheets 46 and 47, and the top sheet 35 excluding the lowermost piezoelectric sheet 34 are formed after the through holes in the plate thickness direction are formed. Pour the paste. Next, a plurality of material sheets are laminated in a state where the positions of the regions constituting the respective operation units are aligned vertically, and then pressed in the laminating direction and then fired.
[0066]
  Next, on the upper surface of the top sheet 35, as a retrofit electrode for connecting to the connection electrode 71 of the flat cable 13a, 13b, an individual connection electrode 66 having a rectangular shape in plan view and a common connection electrode 67 are provided. Overlaying on each individual external electrode 58 and common external electrode 57 in the top sheet 35, and a dummy portion 68 is screen-printed with a thick film on the extension in the X-axis direction of the common electrode 57 (see FIG. 12). In that case, as shown in FIG. 15, the individual connection electrodes 66 are arranged at appropriate portions in the length direction of the individual external electrodes 58-1, 58-2, 58-3 and 58-4 in the top sheet 35. In a portion adjacent to the column direction (X-axis direction) of each individual external electrode, the electrodes are arranged in a staggered manner so as to be displaced in the Y-axis direction.
[0067]
  Further, as shown in FIGS. 3 and 15, the individual connection electrode 66 at a position closest to the opposing end portions 44 and 45 of the piezoelectric actuators 12 a and 12 b arranged in series is connected to the one end portion 44. , 45 is arranged so as to be biased so as to be larger than the distance L1 from the corresponding active portion and thus from the one end portion 44, 45 of the pressure chamber 23.
[0068]
  In the embodiment, each of the individual connection electrodes 66 is also disposed above the partition wall 70 between the adjacent pressure chambers 23, 23, and the interval between the adjacent individual connection electrodes 66 is set to the pressure chamber 23. Is set to be the same as the arrangement interval P in the X-axis direction.
[0069]
  An adhesive sheet (not shown) made of an ink-impermeable synthetic resin material as an adhesive layer is formed on the entire lower surface (the wide surface facing the pressure chamber 23) of the plate-type piezoelectric actuator 12 having such a configuration. ) Is applied in advance, or a thermosetting adhesive is applied, and then the piezoelectric actuators 12a and 12b are attached to the cavity unit 11 by attaching the individual electrodes 36 to the pressure chambers 23 in the cavity unit 11, respectively. Are bonded and fixed with a distance L4 between the one end portions 44 and 45 (see FIG. 4A and FIG. 3).
[0070]
  At this time, a planar jig is applied to the upper surfaces of the piezoelectric actuators 12a and 12b to push the piezoelectric actuators 12a and 12b toward the cavity unit 11, but the electrodes 66 projecting from the upper surfaces of the piezoelectric actuators 12a and 12b, Since the 67 and the dummy portion 68 correspond to the partition wall 70 between the pressure chambers 23 as shown in FIG. 12, the adhesive on the partition wall 70 causes the piezoelectric actuator 12a, 12b is securely bonded to the partition wall 70.
[0071]
  The flat cables 13a and 13b are pressed against each other on the upper surfaces of the piezoelectric actuators 12a and 12b.Wiring pattern(Not shown) are electrically joined to the individual connection electrodes 66 and the common connection electrodes 67, respectively.
[0072]
  In that case, in the embodiment, the end 36a of the individual electrode 36 is inclined, so that the individual connection electrode 66 on the upper surface of the uppermost sheet of each piezoelectric actuator is connected to the individual electrode 36. The first connection pattern 53, the second connection pattern 56, and the individual external electrodes 58 and the internal conduction electrodes 60, 62, and 64 for connecting them vertically are individually connected from the one end 44 (45) to the X axis. Since the design can be easily made to shift laterally away from each other, the position of the individual connection electrode 66 can also be biased so as to be far away from the one end 44 (45) in the X-axis direction, and the flat cables 13a, A design that does not interfere with each other can be facilitated by easily separating the interval between adjacent portions of 13b.
[0073]
  Further, as shown in FIG. 15, the individual connection electrodes 66 are retrofitted to the island-shaped individual external electrodes 58 formed on the upper surface of the top sheet 35, whereby the X-axis direction (the row direction of the nozzles 24). ), The arrangement position of the individual connection electrode 66 arranged so as to be separated from the one end 44 (45) can be designed to be further shifted within a predetermined range. Therefore, the distance L5 from the opposing one end 44 (45) of the individual connection electrodes 66, 66 on the external electrode formed on the upper surface of each of the piezoelectric actuators 12a, 12b arranged in series in the X-axis direction is set as follows. Similarly, if the first end portion 44 (45) and the active portion (pressure chamber 23) are biased so as to be separated from the active portion (pressure chamber 23), the distance from the side edge of each flat cable to the bonding electrode 71 is conventionally increased. Even if the road is large, both the flat cables 13a and 13b are joined to the piezoelectric actuators 12a and 12b in a state where they do not overlap with each other at the opposite ends 44 and 45 (a state where they do not interfere with each other). Can be arranged.
[0074]
  The individual connection electrode 66 and the common connection electrode 67 are omitted, and the connection electrodes 71 of the flat cables 13a and 13b are directly connected to the individual external electrode 58 and the common external electrode 57 exposed on the upper surface of the top sheet 35. May be joined.
[0075]
  In this configuration, by applying a high voltage for polarization between all the individual electrodes 36 and the common electrode 37 via the individual connection electrodes 66 and the common connection electrodes 67 in the piezoelectric actuators 12a and 12b, The portions of the piezoelectric sheets 33 and 34 sandwiched between the individual electrodes 36 and the common electrode 37 are polarized. As a result, the portions of the piezoelectric sheets 33 and 34 sandwiched between the individual electrodes 36 and the common electrode 37 serve as active portions. Then, a drive voltage is applied between the individual electrode 36 and the common electrode 37 via any individual connection electrode 66 and common connection electrode 67 to generate an electric field parallel to the polarization direction in the corresponding active portion. As a result, the active portion extends in the stacking direction, the internal volume of the corresponding pressure chamber 23 is reduced, and the ink in the pressure chamber 23 is ejected from the corresponding nozzle 24 in the form of droplets, and a predetermined printing is performed. Is done.
[0076]
  When four colors of ink (black, cyan, yellow, magenta) are used in color printing, for example, the first row of nozzles 24-1 is used for discharging black ink, and the second row of nozzles 24- When 2 is set to discharge cyan ink, the third row nozzle 24-3 is set to discharge yellow ink, and the fourth row nozzle 24-4 is set to discharge magenta ink, the first formed on the corresponding manifold plate 17 (18). The manifold chamber 26 in the row is filled with black ink, the manifold chamber 26 in the second row is filled with cyan ink, the manifold chamber 26 in the third row is filled with yellow ink, and the fourth row The manifold chamber 26 is filled with magenta ink.
[0077]
  As described above, in the present embodiment, the pressure chamber 23 is divided into two groups along the row direction of the nozzles 24, and the interval between the groups is increased to L2. Since at least a part of the communication path 25 communicating with each other is constituted by a groove-shaped flow path 50 substantially parallel to the wide surface of one plate, the arrangement interval (pitch) of the nozzles 24 is set. When a head having a large number of nozzles is manufactured while keeping the same as the conventional one, the piezoelectric actuators 12a and 12b can be used by arranging the nozzles 24 having a short length in the row direction.
[0078]
  Accordingly, since the amount of contraction when firing each actuator when the piezoelectric actuator is manufactured is reduced, the variation in the interval between the active portions can be reduced, and a piezoelectric actuator with high dimensional accuracy can be manufactured efficiently.
[0079]
  Further, in the case of an inkjet printer head that has already been developed and has 75 nozzles 24 (pressure chambers 23) in the longitudinal direction (row direction) arranged in a length of 1 inch, piezoelectrics for that purpose are available. By using a plurality of actuators 12, a nozzle array having a length of 2 inches or several inches can be easily manufactured.
[0080]
  Moreover, even if the outflow end 23a of the adjacent pressure chamber 23 and the nozzle 24 are close to each other in plan view, the plane of the concave groove-like flow passage 50 formed along the front surface (back surface) of the plate. For example, by curving the visual shape, there is an effect that the degree of freedom of design for bypassing the groove-shaped flow passage 50 with respect to the longitudinal communication passage 25 to the adjacent nozzle 24 is increased.
[0081]
  Moreover, in the said embodiment, although the row | line | column of the nozzle was 4 rows, it can apply with respect to 1 or more nozzle rows in this invention.
[0082]
[Operation and effect of the invention]
  As described above, the ink jet printer head according to the first aspect of the present invention is a cavity unit in which a plurality of nozzles arranged in a line on a plane and a pressure chamber corresponding to each nozzle are formed. In addition, in the ink jet printer head formed by joining the piezoelectric actuator for ejecting ink having an active portion that can be selectively driven for each pressure chamber, the piezoelectric actuator includes a plurality of sheets including a piezoelectric sheet. The piezoelectric actuator is divided into a plurality of appropriate pressure chambers arranged in the nozzle row direction, and the piezoelectric actuators are arranged so that the ends of the adjacent piezoelectric actuators face each other, and the piezoelectric actuators are stacked. A plan view overlapping portion of the individual electrode and the common electrode formed across the wide surface of the sheet is an active portion corresponding to each pressure chamber. To one, the upper surface of the uppermost sheet in each of the piezoelectric actuatorIn addition,Conduction from each individual electrode through internal connection electrodeExternal electrodeAre formed in rows at appropriate intervals along the row direction of the nozzles,A flat cable having a wiring pattern that is electrically connected to each external electrode is disposed on the top surface of each piezoelectric actuator in a plan view,Out of the external electrodes, at least the external electrodes positioned at the ends of the piezoelectric actuators adjacent to each other are larger than the distance from the end to the active portion at the position closest to the end.Placed offset from the endIt is a thing.
[0083]
  Therefore, even if a cavity unit with a large number of nozzles is manufactured, the active part of the actuator and the pressure chamber can be accurately positioned by dividing the actuator into a plurality of appropriate pressure chambers. Also, when this is done, the distance between the active portions is widened at the position where the actuator is divided, but since the extent of the spread is small, the external electrode for electrically connecting to the flat cable directly above the active portion If this is provided, the distance between adjacent portions of the piezoelectric actuator connected thereto is too narrow to interfere with each other.
[0084]
  As in the present invention, the internal connection electrodes for connecting the individual external electrodes on the upper surface of the uppermost sheet in each piezoelectric actuator and the individual electrodes are shifted laterally away from the adjacent portions of the piezoelectric actuator. Therefore, the positions of the individual external electrodes can also be biased so as to be largely separated from each other, and the distance between adjacent portions of the flat cable to be arranged can be easily separated so that a design that does not interfere with each other can be facilitated.
[0085]
  According to a second aspect of the present invention, in the ink jet printer head according to the first aspect of the present invention, the intervals in the column direction of the external electrodes are formed constant. Similarly, off-the-shelf products formed at regular intervals can be used.
[0086]
  According to a third aspect of the present invention, in the ink jet printer head according to the first or second aspect, each of the internal connection electrodes is formed in a through hole penetrating in the stacking direction of the sheets. The installation can be easily selected, and the degree of freedom in designing the arrangement of the internal connection electrodes and the external electrodes can be greatly improved.
[0087]
  Furthermore, the invention according to claim 4 is the ink jet printer head according to any one of claims 1 to 3, wherein each of the external electrodes is applied to a conductive layer preliminarily printed on the upper surface of the uppermost sheet. In addition, it is printed. By additionally forming the external electrode in this way, there is an effect that the degree of freedom in designing the arrangement position of the external electrode is further improved.
[0088]
  According to a fifth aspect of the present invention, in the ink jet printer head according to any one of the first to fourth aspects, the plurality of nozzles are arranged in four rows, and the piezoelectric elements are arranged corresponding to the rows of the nozzles. Since the actuator is formed with four rows of active portions so as to correspond to the rows of the nozzles, in addition to the effect of the invention according to any one of claims 1 to 4, for the color, There is an effect that the inkjet printer can be manufactured in a compact manner.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a cavity unit, a piezoelectric actuator, and a flat cable separately of a piezoelectric inkjet printer head according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially exploded perspective view of a cavity unit.
3 is an enlarged cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
4A is an enlarged cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 1, and FIG. 4B is an enlarged plan view of a diaphragm portion.
FIG. 5 is a partially enlarged sectional view of the piezoelectric actuator.
FIG. 6 is a partially enlarged perspective view showing positions of individual electrodes, dummy electrodes and their internal conduction electrodes in the piezoelectric sheet.
FIG. 7 is a partially cutaway enlarged plan view of a piezoelectric sheet showing a pattern of common electrodes and the like.
FIG. 8 is a partially cutaway enlarged plan view of a piezoelectric sheet showing a pattern of individual electrodes and the like.
FIG. 9 is a partially cutaway enlarged plan view showing a pattern in a lower layer sheet.
FIG. 10 is an enlarged plan view partially cut away showing a pattern in the upper layer sheet.
FIG. 11 is a partially cut-out enlarged plan view showing patterns of individual external electrodes and the like on the top sheet.
FIG. 12 is a partially cut-out enlarged plan view showing patterns of individual connection electrodes and the like on the top sheet.
FIG. 13 is a partially cut-out enlarged plan view showing an overlapping relationship between an individual electrode and a dummy electrode with respect to a pressure chamber in an active portion.
FIG. 14 is a partially cutaway enlarged plan view showing an overlapping relationship among the individual electrode, the first and second connection patterns, and the individual external electrode with respect to the pressure chamber in a plan view of the top sheet.
FIG. 15 is a partially cutaway enlarged plan view showing an overlapping relationship among an individual electrode, an individual external electrode, and an individual connection electrode with respect to a pressure chamber in a plan view of the top sheet.
[Explanation of symbols]
10 Inkjet printer head
11 Cavity unit
12 Piezoelectric actuator
13 Flat cable
22 Base plate
23 Pressure chamber
24 nozzles
33, 34 Piezoelectric sheet
36 Individual electrodes
37 Common electrode
38 Dummy electrode
41, 42, 60-65 Internal conduction electrode
43 Dummy common electrode
53 First connection pattern
54,55 Contact pattern
56 Second connection pattern
57 External electrode for common
58 Individual external electrodes
66 Connection electrode for individual
67 Connection electrode for common

Claims (7)

平面上に列状に配置された複数個のノズルと該各ノズル毎に対応する圧力室とが形成されたキャビティユニットに、前記圧力室毎に選択的に駆動可能な活性部を有してインクを噴射させるための圧電アクチュエータを接合してなるインクジェットプリンタヘッドにおいて、
前記圧電アクチュエータは圧電シートを含む複数枚のシートを積層して形成されており、
前記圧電アクチュエータを、前記ノズル列方向に並ぶ圧力室の適宜数毎に複数に分割し、且つ隣接する圧電アクチュエータの端部を相互に対向させて配置し、
前記圧電シートの広幅面を挟んで形成されている個別電極とコモン電極との平面視重複部が前記各圧力室に対応する活性部となるように構成する一方、
各圧電アクチュエータにおける最上層のシートの上面に、前記各個別電極から内部接続電極を介して導通された外部電極を前記ノズルの列方向に沿って適宜間隔にて列状に形成し、
前記各外部電極と電気的に接続する配線パターンを有するフラットケーブルを前記各圧電アクチュエータの上面に平面視で重ねて配置し、
前記外部電極のうち、少なくとも前記相互に隣接する圧電アクチュエータの端部に位置する外部電極を、当該端部からその端部に最も接近する位置の活性部までの距離より大きい距離だけ前記端部から偏倚させて配置したことを特徴とするインクジェットプリンタヘッド。A cavity unit in which a plurality of nozzles arranged in a row on a plane and a pressure chamber corresponding to each nozzle are formed has an active portion that can be selectively driven for each pressure chamber. In an inkjet printer head formed by bonding a piezoelectric actuator for jetting
The piezoelectric actuator is formed by laminating a plurality of sheets including a piezoelectric sheet,
The piezoelectric actuator is divided into a plurality of appropriate number of pressure chambers arranged in the nozzle row direction, and the ends of the adjacent piezoelectric actuators are arranged facing each other,
While the planar view overlapping portion of the individual electrode and the common electrode formed across the wide surface of the piezoelectric sheet is configured to be an active portion corresponding to each pressure chamber,
The upper surface of the uppermost sheet in each piezoelectric actuator to form external electrodes, wherein is conducted through the internal connection electrodes from each individual electrode in a row at appropriate intervals along the column direction of the nozzle,
A flat cable having a wiring pattern that is electrically connected to each external electrode is disposed on the top surface of each piezoelectric actuator in a plan view,
Out of the external electrodes, at least the external electrodes located at the ends of the piezoelectric actuators adjacent to each other are separated from the end by a distance larger than the distance from the end to the active portion at the position closest to the end. An ink jet printer head characterized by being arranged in a biased manner . 前記各外部電極の列方向の間隔を一定にして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プリンタヘッド。  2. The ink jet printer head according to claim 1, wherein the external electrodes are formed at a constant interval in the column direction. 前記各内部接続電極は各シートの積層方向に貫通するスルーホール内に形成したこと特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットプリンタヘッド。  3. The ink jet printer head according to claim 1, wherein each of the internal connection electrodes is formed in a through hole penetrating in the stacking direction of the sheets. 前記各外部電極は、前記最上層のシートの上面に予め印刷形成された導電層に対して付加的に印刷形成したものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッド。  4. The inkjet according to claim 1, wherein each of the external electrodes is formed by additionally printing on a conductive layer preliminarily printed on the upper surface of the uppermost sheet. 5. Printer head. 前記複数のノズルからなる列を４列とし、前記各ノズルの列に対応させて配置する前記圧電アクチュエータには、前記各ノズルの列に対応するように４列の活性部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッド。  Four rows of the plurality of nozzles are arranged, and the piezoelectric actuators arranged corresponding to the respective nozzle rows are formed with four rows of active portions so as to correspond to the respective nozzle rows. The ink jet printer head according to claim 1, wherein 前記各外部電極は、前記圧力室を相互に隔てる隔壁の上方に対応して配置したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッド。6. The ink jet printer head according to claim 1, wherein each of the external electrodes is disposed corresponding to an upper portion of a partition wall that separates the pressure chambers from each other. 前記複数のノズルはその列方向に一定ピッチで配置され、前記複数の圧力室は、前記各圧電アクチュエータに対向して複数のグループに分割され、前記圧力室のグループの間は、前記ノズルのピッチよりも大きい間隔を置いていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッド。The plurality of nozzles are arranged at a constant pitch in the row direction, the plurality of pressure chambers are divided into a plurality of groups facing the piezoelectric actuators, and the pitch of the nozzles is between the groups of pressure chambers. The ink jet printer head according to claim 1, wherein a larger interval is provided.
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