JP4035722B2 - Inkjet printer head and manufacturing method thereof - Google Patents

Inkjet printer head and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP4035722B2
JP4035722B2 JP2003035690A JP2003035690A JP4035722B2 JP 4035722 B2 JP4035722 B2 JP 4035722B2 JP 2003035690 A JP2003035690 A JP 2003035690A JP 2003035690 A JP2003035690 A JP 2003035690A JP 4035722 B2 JP4035722 B2 JP 4035722B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
individual
electrode
electrodes
piezoelectric
printer head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2003035690A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004243648A (en
Inventor
純 磯野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP2003035690A priority Critical patent/JP4035722B2/en
Priority to US10/777,625 priority patent/US7073894B2/en
Publication of JP2004243648A publication Critical patent/JP2004243648A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4035722B2 publication Critical patent/JP4035722B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

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、複数の圧力室を有するキャビティユニットに圧電アクチュエータを接合したインクジェットプリンタヘッドの構成及びその製造方法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や特許文献２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の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の上方にて平面視で重なるように、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】
そして、圧電アクチュエータの各活性部に電圧印加するために、圧電アクチュエータの上面に、前記個別電極及びコモン電極とそれぞれ電気的に導通した複数の表面電極を設け、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等のケーブル部材における接合端子部を、その表面電極に半田等で接合させている。
【０００４】
その場合、前記特許文献１及び特許文献２に記載の構成では、個別電極に対応する表面電極は、前記圧力室から外方へ延長する方向に延びる個別電極の端部の上方に位置する。つまり、複数の圧力室がなす列の外側に隣接して、複数の表面電極が同列と平行に列をなすことになる。コモン電極に対応する表面電極は、その列の端に位置する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２４６７４４公報
【特許文献２】
特開２００２−１９１０２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
これらの表面電極は、その厚みの分だけ圧電アクチュエータの上面から突出しており、圧電アクチュエータをキャビティユニットに接着剤で接合するとき、圧電アクチュエータを押す力は、表面電極に対応する箇所で強く作用することになる。つまり、個別電極の端部が延出する圧力室の一端近傍では、強く接着されるが、圧力室周囲の他の部分では、接着力が十分でなく、圧力室間でインクが漏れるおそれがある。
【０００７】
また、個別電極の端部が圧力室から外方へ延長する方向に延びているため、圧電アクチュエータの各圧力室の長手方向の長さを、前記表面電極の配置のために長く形成しなければならず、圧電アクチュエータ及びキャビティユニットの両方をコンパクトにできないという問題があった。
【０００８】
この問題を解決すべく、圧力室から外方へ延長した個別電極の端部を短くすることが考えられるが、そうすると、活性部の大きさが制限されるだけでなく、個別電極と表面電極とを導通させる導電材料が活性部に近接し、活性部の動きを制限することになる。さらに、圧電アクチュエータの平面視において、表面電極が圧力室の一部に重なるように位置することになると、上記のように圧電アクチュエータをキャビティユニットに接着剤で接合するとき、その押圧箇所はその下方の圧力室、つまり空所となるから、圧電セラミックス板がひび割れしたり、前記押圧作用が不十分になったり、部分的にバラツキが生じて、前記接合が不十分になるという問題があった。
【０００９】
また、前記押圧力にて圧力室の初期形状が変形してしまい、当該圧力室の平面視形状や断面積が設計値から変化してしまうので、インクジェットプリンタヘッドの印字品質が設計とおりにならないという問題が発生するのであった。
【００１０】
本発明は、前記従来の問題を解決しながら、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。
【００１１】
【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し、隔壁を隔てて配列された複数の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が接着接合され、前記圧電アクチュエータに外部信号源から駆動信号を供給するケーブル部材が接合されてい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いるとともに、前記圧電シートを積層方向に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の前記圧電シートが前記各圧力室に対応する前記活性部となるように構成され、前記圧電アクチュエータにおける最上層のシートの上面には、前記各個別電極と内部接続電極を介して導通され、且つ前記ケーブル部材と電気的に接合される各個別用表面電極が設けられ、前記各個別用表面電極が、前記圧力室の間の各隔壁に対応する上方に位置されているものである。
【００１２】
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、前記各個別用表面電極は、前記各隔壁の長さより短く形成されているものである。
【００１３】
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、前記各個別用表面電極は、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。
【００１４】
さらに、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記導電層は、前記内部接続電極を介して前記個別電極と接続され、且つ前記圧力室と平行状に延びるように形成され、前記各個別用表面電極は、前記導電層に対して平面視で部分的に重合するように形成されているものである。
【００１５】
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、前記個別電極は、前記各圧力室に対応してその上方に配列され、前記個別用表面電極は、平面視、前記個別電極の配列方向においてその個別電極とずれて位置するものである。
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、前記各圧力室に対応してその上方に配置される前記各個別電極における内部接続電極と接続する部分を、平面視において、前記各圧力室の外側に外れ、且つ前記各個別用表面電極と対応する位置へ屈曲形成したものである。
【００１６】
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、前記圧電アクチュエータにおける最上層のシートの上面には、前記コモン電極から内部導通電極を介して導通され、且つ前記ケーブル部材に電気的に接合するためのコモン用表面電極を前記隔壁に対応する上方位置に設けたものである。
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７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９に記載の発明のインクジェットプリンタヘッドの製造方法は、平面上に列状に配置された複数個のノズル、及び該各ノズル毎に対応し、隔壁を隔てて配列された複数の圧力室を備えるキャビティユニットと、圧電シートを含む複数枚の積層されたシート、前記各圧力室と対応して配列された個別電極、及びその個別電極とともに前記圧電シートを積層方向に挟むコモン電極を備え、その最上層のシートの上面に、前記各個別電極とはその配列方向にずれて配置され各個別電極と内部接続電極を介して導通された個別用表面電極を有する圧電アクチュエータと、前記個別用表面電極と電気的に接合され、外部信号源から駆動信号を供給するケーブル部材とを備えるインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記圧力室と前記個別電極とを対応させ、かつ前記隔壁と前記個別用表面電極とを対応させた状態で、前記圧電アクチュエータと前記キャビティユニットとを、押圧力をかけて接着することを特徴とするものである。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記圧電アクチュエータと前記キャビティユニットとを、接着した後、前記個別用表面電極と前記ケーブル部材とを接合するものである。
【００１７】
【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、ケーブル部材の一例としての可撓性を有するフラットケーブル１３（個別には符号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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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（ａ）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。
【００２１】
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には、圧力室２３が、前記各ノズル２４に対応して同じピッチＰだけ隔てて板厚さ方向に貫通するように設けられ、且つキャビティユニット１１の短辺と略平行状に細長く形成され、圧力室２３の列はキャビティユニット１１の長辺方向（Ｘ軸方向）に列状に配置される。従って、隣接する圧力室２３の間は、キャビティユニット１１の短辺と略平行状の細長い隔壁７０にて隔絶されている（図２、図３、図１３等を参照）。該各隔壁７０の幅寸法Ｗ２は、圧力室２３の幅寸法１よりも若干小さく設定されている（図２及び図１３を参照）。
【００２２】
そして、第１列の圧力室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。
【００２３】
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、Ｘ軸方向）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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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軸方向）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）。
【００２７】
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）。
【００２８】
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ている。その各圧力室２３の入口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）。
【００２９】
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平板面（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２４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軸方向）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）。
【００３０】
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。
【００３１】
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）。
【００３２】
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、プレートの平板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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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）。
【００４３】
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。
【００４４】
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（平板面）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軸方向、各ノズル２４の列方向）に沿って列状に形成される。
【００４５】
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。
【００４６】
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）。
【００４７】
また、この各端部３６ａは、上下に隣接する圧電シート３４におけるダミー電極３８及び後述する下層シート４６における第１接続パターン５３（図９参照）と少なくとも一部が平面視で重なり、当該圧電シート３４及び下層シート４６を貫通する内部導通電極４２ａ，４２ｂ，６０とそれぞれ電気的に接続可能な位置に配置される（図１３参照）。
【００４８】
さらに、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。
【００４９】
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。
【００５０】
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）。
【００５１】
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（個別には符号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。
【００５２】
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と電極３８との位置において、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）。
【００５３】
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（個別には符号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。
【００５４】
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（個別には符号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（個別には符号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。
【００５５】
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導電層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、個別用導電層５８（個別には符号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）。この各個別用導電層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３５の上面に形成される各個別用導電層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。
【００５６】
さらに、図１１に示すように、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表面電極６６とコモン用表面電極６７とダミー部６８とが形成されている（図１２参照）。その場合、図１５に示すように、個別用表面電極６６は、トップシート３５における各個別用導電層５８−１，５８−２，５８−３，５８−４の長さ方向の適宜部分に平面視で一部だけ重複して電気的に接続するように島状に形成し、且つ各個別用導電層５８−１，５８−２，５８−３，５８−４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。
【００５７】
換言すると、図示実施形態では、各個別用表面電極６６は、対応する圧力室２３ひいては活性部に対して平面視で、それらの配置間隔（ピッチ）Ｐの略半分だけずれた位置に配置され、且つ隣接する圧力室２３，２３の間の隔壁７０の上方に配置されることになる（図１５参照）。
【００５８】
なお、この実施形態の変形例として、隣接する圧力室２３の間の隔壁７０の上方に配置する前記各個別用表面電極６６は、対応する圧力室２３（活性部）に対して、前記配置間隔（ピッチＰ）の１．５倍の距離ずつＸ軸方向にずらして配置しても良い。
【００５９】
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表面電極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。
【００６０】
また、コモン用表面電極６７は、トップシート３５の上面に形成されたコモン用導電層５７の一部に平面視で重複するように、島状に後付けされるものである。ダミー部６８は、コモン用導通層５７のＸ軸方向の延長上に島状に後付けされる。その電極６７及びダミー部６８も図１２に示すように、隔壁７０の上方に位置されている。
【００６１】
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）。
【００６２】
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）。
【００６３】
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）。
【００６４】
トップシート３５にも、前記と同様にして、個別用導電層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、そのコモン用導電層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）。
【００６５】
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。
【００６６】
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から各個別用表面電極６６にそれぞれ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、個別用導電層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。
【００６７】
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。セラミックス板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に対しては個別用導電層５８、コモン用導電層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）。
【００６８】
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。
【００６９】
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表面電極６６とコモン用表面電極６７とダミー部６８とをそれぞれ厚膜にてスクリーン印刷した後乾燥させる（図１２参照）。この電極６６、６７は、焼成されないから、後でフラットケーブル１３ａ，１３ｂの接続電極７１との半田付け性が良いものにすることができる。
【００７０】
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と対面する平板面）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）。
【００７１】
このとき、平面状の治具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の上方の接着剤が圧電アクチュエータ１２ａ，１２ｂを隔壁７０の上方位置に確実に接着させる。従って、接着不良によりインクが漏れたり、空洞である圧力室上に直接押圧力が作用しないから、圧力室が変形したり、圧電アクチュエータがひび割れすることを防ぐことができる。
【００７２】
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、前記各フラットケーブル１３ａ，１３ｂを重ね押圧して接着させて、このフラットケーブル１３ａ，１３ｂにおける各種の接続電極７１が、前記各個別用表面電極６６及びコモン用表面電極６７にそれぞれ電気的に接合させる。
【００７３】
その場合、上記圧電アクチュエータとキャビティユニットとを接着する場合と同様に、前記各個別用表面電極６６が隣接する圧力室２３，２３の間の隔壁７０の上方に位置するので、フレキシブルフラットケーブル１３ａ，１３ｂを各圧電アクチュエータ１２ａ，１２ｂ上面に押圧する力を大きくできて、前記接続電極７１と各個別用表面電極６６及びコモン用表面電極６７と電気的導通を完全にできる。
【００７４】
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表面電極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、及び個別用導電層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、前記個別用表面電極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。
【００７５】
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導電層５８に対して個別用表面電極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表面電極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導電層上の個別用表面電極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。
【００７６】
前記個別用表面電極６６及びコモン用表面電極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導電層５８及びコモン用導電層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。
【００７７】
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表面電極６６及びコモン用表面電極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、任意の個別用表面電極６６とコモン用表面電極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。
【００７８】
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。
【００７９】
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、一枚のプレートの平板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。
【００８０】
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。
【００８１】
また、前記実施形態では、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。また、単一の圧電アクチュエータと単一のケーブル部材との接合に対して適用できることはいうまでもない。
【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し、隔壁を隔てて配列された複数の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が接着接合され、前記圧電アクチュエータに外部信号源から駆動信号を供給するケーブル部材が接合されてい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いるとともに、前記圧電シートを積層方向に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の前記圧電シートが前記各圧力室に対応する前記活性部となるように構成され、前記圧電アクチュエータにおける最上層のシートの上面には、前記各個別電極と内部接続電極を介して導通され、且つ前記ケーブル部材と電気的に接合される各個別用表面電極が設けられ、前記各個別用表面電極が、前記圧力室の間の各隔壁に対応する上方に位置されているものである。
【００８３】
従って、圧電アクチュエータをキャビティユニットに接合した状態で、圧力室間の隔壁の上方位置に対し圧電アクチュエータが確実に接合されており、圧力室間でインクが漏れることを少なくできる。また、上記の接合をする際、空洞である各圧力室上に直接押圧力が作用しないから、当該各圧力室が変形したり、圧電アクチュエータがひび割れすることがなく、製品としてのインクジェットプリンタヘッドの印字品質を設計通りにすることができるという効果を奏するのである。
【００８４】
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、前記各個別用表面電極は、前記各隔壁の長さより短く形成されているものであり、これにより、各個別用表面電極を圧電アクチュエータの平板面内に多数形成することができる。
【００８５】
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、前記各個別用表面電極は、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。このように各個別用表面電極を付加的に形成することで、ケーブル部材との接合性の良いものにすることができ、また、当該各個別用表面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。
【００８６】
さらに、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記導電層は、前記内部接続電極を介して前記個別電極と接続され、且つ前記圧力室と平行状に延びるように形成され、各個別用表面電極は、前記導電層に対して平面視で部分的に重合するように形成されているものであるから、導電層の配置位置の自由度と各個別用表面電極の配置位置の自由度が一層向上するという効果を奏する。
【００８７】
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、前記各圧力室に対応してその上方に配置される各個別電極における内部接続電極と接続する部分を、平面視において、各圧力室の外側に外れ、且つ各個別用表面電極と対応する位置へ屈曲形成したものであるから、各個別電極が圧力室ひいては活性部の上方に重なった状態の元で、シートの板厚さ方向に貫通させる内部接続電極の位置を圧力室ひいては活性部の上方から外れた位置に設定でき、各個別用表面電極の配置位置を容易にずらせることができるという効果を奏する。
【００８８】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７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７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導電層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表面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導電層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導電層と個別用表面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 コモン用導電層
５８ 個別用導電層
６６ 個別用表面電極
６７ コモン用表面電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an ink jet printer head, and more particularly, a structure of an ink jet printer head in which a piezoelectric actuator is joined to a cavity unit having a plurality of pressure chambers.And its manufacturing methodIt is about.
[0002]
[Prior art]
  In the on-demand type ink jet printer head of the prior art, as disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, etc., a plurality of plates are stacked to form a cavity unit having an ink flow path. The plate is a manifold as a nozzle plate having a plurality of nozzles, a base plate having a pressure chamber for each nozzle, and a common ink chamber connected to the ink supply source and connected to each pressure chamber. It is comprised from the manifold plate etc. which have a chamber. The piezoelectric actuator is configured by alternately stacking common electrodes and individual 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 is seen in a plan view above the pressure chamber. The piezoelectric actuator and the cavity unit are joined so as to overlap.
[0003]
  In order to apply a voltage to each active part of the piezoelectric actuator, a plurality of surface electrodes electrically connected to the individual electrode and the common electrode are provided on the upper surface of the piezoelectric actuator to transmit a control signal from the outside. The joining terminal portion of the cable member such as the flat cable is joined to the surface electrode with solder or the like.
[0004]
  In that case, in the configuration described in Patent Document 1 and Patent Document 2, the surface electrode corresponding to the individual electrode is located above the end portion of the individual electrode extending in the direction extending outward from the pressure chamber. That is, the plurality of surface electrodes are arranged in parallel to the same row adjacent to the outside of the row formed by the plurality of pressure chambers. The surface electrode corresponding to the common electrode is located at the end of the column.
[0005]
[Patent Document 1]
      JP 2001-246744 A
[Patent Document 2]
      Japanese Patent Laid-Open No. 2002-19102
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
  These surface electrodes protrude from the upper surface of the piezoelectric actuator by the thickness, and when the piezoelectric actuator is bonded to the cavity unit with an adhesive, the force pushing the piezoelectric actuator acts strongly at the location corresponding to the surface electrode. It will be. In other words, it is strongly bonded in the vicinity of one end of the pressure chamber where the end portion of the individual electrode extends, but the adhesive force is not sufficient in other portions around the pressure chamber, and there is a possibility that ink leaks between the pressure chambers. .
[0007]
  In addition, since the end portion of the individual electrode extends in the direction extending outward from the pressure chamber, the length in the longitudinal direction of each pressure chamber of the piezoelectric actuator must be long for the arrangement of the surface electrode. In other words, there is a problem that both the piezoelectric actuator and the cavity unit cannot be made compact.
[0008]
  In order to solve this problem, it is conceivable to shorten the end portion of the individual electrode extended outward from the pressure chamber. However, in this case, not only the size of the active portion is limited, but also the individual electrode and the surface electrode The conductive material that conducts the current is close to the active part and restricts the movement of the active part. Further, when the surface electrode is positioned so as to overlap with a part of the pressure chamber in a plan view of the piezoelectric actuator, when the piezoelectric actuator is bonded to the cavity unit with an adhesive as described above, the pressed portion is below that There are problems that the piezoelectric ceramic plate is cracked, the pressing action is insufficient, the variation is partially generated, and the joining becomes insufficient.
[0009]
  In addition, the initial shape of the pressure chamber is deformed by the pressing force, and the planar view shape and cross-sectional area of the pressure chamber are changed from the design values, so that the print quality of the inkjet printer head is not as designed. There was a problem.
[0010]
  An object of the present invention is to form an ink jet printer head in a compact manner while solving the conventional problems.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, an ink jet printer head according to a first aspect of the present invention includes a plurality of nozzles arranged in a line on a plane, and corresponding to each of the nozzles, with a partition wall therebetween.ArrangedPiezoelectric actuator for ejecting ink having an active part that can be selectively driven for each pressure chamber in a cavity unit in which a plurality of pressure chambers are formedIs adhesively bondedIn the inkjet printer head in which a cable member for supplying a drive signal from an external signal source is joined to the piezoelectric actuator, the piezoelectric actuator is formed by laminating a plurality of sheets including a piezoelectric sheet.AndThe piezoelectric sheet in a plan view overlapping portion of the individual electrode and the common electrode formed by sandwiching the piezoelectric sheet in the stacking direction is configured to be the active portion corresponding to each pressure chamber.Is,SaidOn the upper surface of the uppermost sheet of the piezoelectric actuator, each individual electrode isWhenConducted through an internal connection electrode, and the cable memberWhenElectricallyJoinedEach individual surface electrodeIs provided,The individual surface electrodes are positioned above corresponding to the partition walls between the pressure chambers.Is.
[0012]
  According to a second aspect of the present invention, in the ink jet printer head according to the first aspect, each individual surface electrode is formed shorter than the length of each partition wall.
[0013]
  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 individual surface electrodes is formed on a conductive layer preliminarily printed on the upper surface of the uppermost sheet. On the other hand, it is additionally printed.
[0014]
  Furthermore, the invention according to claim 4 is the ink jet printer head according to claim 3, wherein the conductive layer is interposed via the internal connection electrode.The individual electrodes andConnected, andSaidFormed to extend parallel to the pressure chamber,SaidEach individual surface electrode is formed so as to be partially polymerized with respect to the conductive layer in plan view.
[0015]
  According to a fifth aspect of the present invention, in the inkjet printer head according to any one of the first to fourth aspects, the individual electrodes are arranged above the corresponding pressure chambers, and the individual surface electrodes are In a plan view, the individual electrodes are shifted from the individual electrodes in the arrangement direction.
  Claim6The invention described in claim 1 to claim 15The ink jet printer head according to any one of the above, wherein the head is disposed above the pressure chamber corresponding to each pressure chamber.SaidThe part connected to the internal connection electrode in each individual electrode, in plan view,SaidOutside of each pressure chamber, andSaidIt is formed by bending to a position corresponding to each individual surface electrode.
[0016]
  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 upper surface of the uppermost sheet of the piezoelectric actuator is electrically connected to the upper surface of the piezoelectric actuator via the internal conductive electrode. In addition, a common surface electrode for electrical connection to the cable member is provided at an upper position corresponding to the partition wall.
  Claim8The invention described in claim 1 to claim 17In the inkjet printer head according to any one of the above, the rows of the plurality of nozzles are four rows.And saidIn the piezoelectric actuator, four rows of active portions are formed so as to correspond to the rows of the nozzles.
  According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an ink jet printer head, comprising: a plurality of nozzles arranged in a line on a plane; and a plurality of pressure chambers corresponding to each nozzle and arranged with a partition wall therebetween. A plurality of stacked sheets including a piezoelectric sheet, individual electrodes arranged corresponding to each pressure chamber, and a common electrode sandwiching the piezoelectric sheet together with the individual electrodes in the stacking direction, A piezoelectric actuator having an individual surface electrode disposed on the upper surface of the uppermost sheet so as to be shifted from the individual electrodes in the arrangement direction and conducted through the individual electrodes and the internal connection electrodes; In a method of manufacturing an ink jet printer head, comprising: a cable member electrically connected to an electrode and supplying a drive signal from an external signal source; Is associated with a separate electrode, and in a state of being associated with said individual for surface electrodes and the partition wall, the said piezoelectric actuator and the cavity unit, is characterized in that the bonding by applying a pressing force.
  According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an ink jet printer head manufacturing method according to the ninth aspect.InAfter the piezoelectric actuator and the cavity unit are bonded, the individual surface electrode and the cable member are bonded.
[0017]
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, the plate laminated piezoelectric actuator 12 joined to the upper surface of the cavity unit 11 made of a metal plate has flexibility as an example of a cable member for connection to an external device. The flat cable 13 (individually indicated by reference numerals 13a and 13b, see FIGS. 1, 3 and 4A) is lap-joined with an adhesive.
[0018]
  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.
[0019]
  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.
[0020]
  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 4A) is a staggered pattern at intervals of a minute pitch P along two parallel adjacent reference lines extending in the first direction. A large number of holes are drilled in an array. 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.
[0021]
  In the base plate 22 which is the uppermost layer of the cavity unit 11 shown in FIG. 2, pressure chambers 23 are provided so as to penetrate the plate thickness direction with the same pitch P corresponding to the nozzles 24. The unit 11 is formed in an elongated shape substantially parallel to the short side of the unit 11, and the rows of pressure chambers 23 are arranged in a row in the long side direction (X-axis direction) of the cavity unit 11.Be placed. Therefore, the adjacent pressure chambers 23 are isolated by the elongated partition wall 70 that is substantially parallel to the short side of the cavity unit 11 (see FIGS. 2, 3, and 13). The width dimension W2 of each partition wall 70 is set slightly smaller than the width dimension 1 of the pressure chamber 23 (see FIGS. 2 and 13).
[0022]
  The first row of pressure chambers 23-1 corresponds to the first row of nozzles 24-1. 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.
[0023]
  Next, two piezoelectric elements are arranged such that the arrangement relationship of the pressure chambers 23 in the base plate 22 which is the uppermost layer of the cavity unit 11 is arranged in the column direction (first direction, X-axis direction) of the nozzles 24 thereon. This will be described from the relationship with the arrangement of the active portion in the actuator 12 (indicated by reference numerals 12a and 12b individually).
[0024]
  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.
[0025]
  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.
[0026]
  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 (the width direction of the cavity unit 11, the Y-axis direction), and the arrangement interval (pitch P) between adjacent active parts is also described later. The pressure chambers 23 are arranged in a staggered manner (see FIG. 3).
[0027]
  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).
[0028]
  Each of the pressure chambers 23 is formed so as to be long in the width direction (second direction) of the base plate 22 and penetrate the base plate 22 in the thickness direction. An inlet 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).
[0029]
  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 flat plate surface (front surface or back surface), so that the position of the nozzle 24 corresponding to each pressure chamber 23 can be determined. A straight line (perpendicular line) perpendicular to the surface of the base plate 24 extends from the outflow end 23a (ink outflow portion) of the nozzle plate 14 to the nozzle plate 14. , In which can be set in the lateral direction (direction along the first direction of the plate, X-axis direction) to the distance L3 shifted position (see FIGS. 2 and 3).
[0030]
  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.
[0031]
  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).
[0032]
  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. Therefore, at least a part of the communication passage 25 connected from the outflow end 23a of each corresponding pressure chamber 23 to the nozzle 24 is at least partly connected to the flat plate surface of the plate as described above. With this configuration, the lateral passage 25 in the other plate is vertically penetrated in the plate thickness direction of each plate, and is 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.
[0033]
  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.
[0034]
  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.
[0035]
  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.
[0036]
  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. .
[0037]
  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.
[0038]
  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.
[0039]
  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. .
[0040]
  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.
[0041]
  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.
[0042]
  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).
[0043]
  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.
[0044]
  As shown in FIG. 8, on the upper surface (flat plate surface) of the even-numbered piezoelectric sheet 33 counted upward from the lowermost piezoelectric sheet 34 having the common electrode 37, each pressure chamber 23 (indicated by a dotted line) in the cavity unit 11. 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-axis direction in FIG. It is formed in a row along the row direction of each nozzle 24.
[0045]
  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.
[0046]
  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).
[0047]
  Each of the end portions 36a overlaps at least partly with a dummy electrode 38 in a vertically adjacent piezoelectric sheet 34 and a first connection pattern 53 (see FIG. 9) in a lower layer sheet 46 to be described later in plan view. 34 and the inner conductive electrodes 42a, 42b, and 60 that penetrate the lower sheet 46 are disposed at positions that can be electrically connected to each other (see FIG. 13).
[0048]
  Further, the piezoelectric sheet 33 overlaps with a later-described common electrode 37 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.
[0049]
  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. .
[0050]
  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).
[0051]
  A substantially oval dummy electrode 38 (individually indicated by reference numerals 38-1, 38-2, 38-3, 38-4) in a plan view is provided at a portion between the rows of the comb teeth portions 37d facing each other. Are arranged at regular intervals so as to overlap with at least a part of each end 36a of each individual electrode 36-1, 36-2, 36-3, 36-4 in plan view.
[0052]
  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, 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 and 38 in the piezoelectric sheet 34. -3 and 38-4 are drilled through the thickness of each piezoelectric sheet 33 and 34 at the position of the end 36a and the 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).
[0053]
  On the upper surface of the lower sheet 46 of the two sheets 46, 47 as the constraining layer, as shown in FIG. 9, the first connection pattern 53 (individually, reference numeral 53- 1, 53-2, 53-3, and 53-4) overlap with at least a part of each of the dummy electrodes 38-1, 38-2, 38-3, and 38-4 in the piezoelectric sheet 34 in plan view. In this way, they 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.
[0054]
  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 The second connection so as to overlap at least a part of the first connection pattern 53 (individually indicated by reference numerals 53-1, 53-2, 53-3, 53-4) on the sheet 46 in plan view. The patterns 56 (individually indicated by reference numerals 56-1, 56-2, 56-3, 56-4) are arranged and formed at regular intervals.
[0055]
  As shown in FIG. 11, a plurality of common conductive layers 57 are formed on the upper 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. 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. Conductive layers 58 (indicated individually by reference numerals 58-1, 58-2, 58-3, 58-4) are arranged and formed at regular intervals (see FIG. 14). As shown in FIG. 11, each of the individual conductive layers 58-1, 58-2, 58-3, 58-4 has a short edge (in the Y-axis direction) of the top sheet 35, and further, each individual electrode 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). In addition, thisTop sheet 35As shown in FIGS. 14 and 15, the individual conductive layers 58-1, 58-2, 58-3, 58-4 formed on the upper surface of each of the individual conductive layers are adjacent to each other in parallel. It is located above the partition wall 70 between the pressure chambers 23, 23. In FIG. 14, it is slightly shifted from the center of the partition wall 70, but it may be made coincident with the center.
[0056]
  Furthermore, as shown in FIG. 11, the top sheet 35 has a common surface electrode 66 such as a rectangular shape in plan view as a back-end electrode for connection to the connection electrode 71 of the flat cables 13a and 13b. A front surface electrode 67 and a dummy portion 68 are formed (see FIG. 12). In that case, as shown in FIG. 15, the individual surface electrode 66 is flat on an appropriate portion in the length direction of each individual conductive layer 58-1, 58-2, 58-3, 58-4 in the top sheet 35. It is formed in an island shape so as to be partially and electrically connected partially in view, and the row direction (X-axis direction) of each individual conductive layer 58-1, 58-2, 58-3, 58-4 Are arranged in a zigzag pattern so as to be displaced in the Y-axis direction.
[0057]
  In other words, in the illustrated embodiment, each individual surface electrode 66 is arranged at a position shifted by approximately half of their arrangement interval (pitch) P in plan view with respect to the corresponding pressure chamber 23 and thus the active part, And it will be arrange | positioned above the partition 70 between the adjacent pressure chambers 23 and 23 (refer FIG. 15).
[0058]
  As a modification of this embodiment, the individual surface electrodes 66 arranged above the partition walls 70 between the adjacent pressure chambers 23 are arranged with respect to the corresponding pressure chambers 23 (active portions). The distance may be shifted in the X-axis direction by a distance of 1.5 times (pitch P).
[0059]
  Further, as shown in FIGS. 3 and 15, the individual surface electrode 66 at a position closest to the opposing end portions 44, 45 of the piezoelectric actuators 12 a, 12 b arranged in series is 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.
[0060]
  The common surface electrode 67 is retrofitted in an island shape so as to overlap a part of the common conductive layer 57 formed on the upper surface of the top sheet 35 in a plan view. The dummy portion 68 is retrofitted in an island shape on the extension of the common conductive layer 57 in the X-axis direction. The electrode 67 and the dummy portion 68 are also located above the partition wall 70 as shown in FIG.
[0061]
  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).
[0062]
  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).
[0063]
  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).
[0064]
  In the same manner as described above, the top sheet 35 is also provided with the positions of the individual conductive layers 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. Internal conductive electrodes 65 are formed in the through holes in order to electrically connect the conductive layer 57 and the connecting pattern 55 in the upper layer sheet 47 adjacent below (see FIG. 11).
[0065]
  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.
[0066]
  In the present invention, the internal connection electrodes for electrically connecting the individual electrodes 36 to the individual surface electrodes 66 in the piezoelectric actuators 12a and 12b are the lower layer sheet 46 and the upper layer sheet 47 as a constraining layer, and the top sheet. 35, the first connection pattern 53, the second connection pattern 56, the individual conductive layer 58 formed along each plane, and the interior penetrating each sheet 46, 47, 35 in the vertical direction (plate thickness) direction. The concept includes conduction electrodes 60, 62, and 64.
[0067]
  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 a ceramic plate, a piezoelectric sheet 33, 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. In 34, the electrode patterns of the individual electrode 36, the common electrode 37, and the dummy electrodes 38 and 43 are screen-printed with 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). Then, each electrode pattern of the individual conductive layer 58 and the common conductive layer 57 is screen-printed with the conductive paste on the top sheet 35 (see FIG. 11).
[0068]
  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.
[0069]
  Next, on the upper surface of the top sheet 35, as a retrofitted electrode for connecting to the connection electrode 71 of the flat cables 13a and 13b, the individual surface electrode 66, the common surface electrode 67, and the dummy portion having a rectangular shape in plan view, etc. 68 are each screen-printed with a thick film and then dried (see FIG. 12). Since the electrodes 66 and 67 are not fired, the solderability with the connection electrodes 71 of the flat cables 13a and 13b can be improved later.
[0070]
  An adhesive sheet (not shown) made of an ink non-permeable synthetic resin material as an adhesive layer is formed on the entire lower surface (a flat plate 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 applied to the cavity unit 11 and the individual electrodes 36 are applied to the pressure chambers 23 of the cavity unit 11, respectively. Correspondingly, the one end portions 44 and 45 are bonded and fixed with a distance L4 therebetween (see FIGS. 4A and 3).
[0071]
  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. 67 and the dummy portion 68 correspond to the partition wall 70 between the pressure chambers 23 as shown in FIG.AboveAdhesives piezoactuators 12a and 12b to partition wall 70Above positionMake sure to adhere to. Therefore, ink leaks due to poor adhesion, and the pressing force does not act directly on the pressure chamber that is a cavity, so that the pressure chamber can be prevented from being deformed and the piezoelectric actuator can be prevented from cracking.
[0072]
  Further, the flat cables 13a and 13b are pressed and bonded to the upper surfaces of the piezoelectric actuators 12a and 12b so that the various connection electrodes 71 of the flat cables 13a and 13b are connected to the individual surfaces. The electrode 66 and the common surface electrode 67 are electrically joined to each other.
[0073]
  In this case, as in the case where the piezoelectric actuator and the cavity unit are bonded, each of the individual surface electrodes 66 is located above the partition wall 70 between the adjacent pressure chambers 23, so that the flexible flat cable 13a, The force which presses 13b to each piezoelectric actuator 12a, 12b upper surface can be enlarged, and electrical connection with the said connection electrode 71, each surface electrode 66, and the common surface electrode 67 can be perfected.
[0074]
  In the embodiment, the first connection pattern for connecting the individual surface electrode 66 on the upper surface of the uppermost sheet of each piezoelectric actuator and the individual electrode 36 by inclining the end 36a of the individual electrode 36. 53, the second connection pattern 56, and the individual conductive layer 58 and the internal conduction electrodes 60, 62, 64 for connecting them vertically are individually separated from the one end 44 (45) in the X-axis direction. Thus, the position of the individual surface electrode 66 can also be biased so as to be greatly separated from the one end 44 (45) in the X-axis direction, and adjacent to the flat cables 13a and 13b to be arranged. A design that does not interfere with each other can be easily achieved by easily separating the intervals.
[0075]
  Further, as shown in FIG. 15, by forming the individual surface electrode 66 on the island-shaped individual conductive layer 58 formed on the upper surface of the top sheet 35, the X-axis direction (the row direction of the nozzles 24) is formed. ), The arrangement position of the individual surface electrode 66 arranged so as to be separated from the one end 44 (45) can be further designed to be shifted within a predetermined range. Accordingly, the distance L5 from the opposing one end 44 (45) of the individual surface electrodes 66, 66 on the conductive layer 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.
[0076]
  The individual surface electrode 66 and the common surface electrode 67 are omitted, and the connection electrodes 71 of the flat cables 13 a and 13 b are directly connected to the individual conductive layer 58 and the common conductive layer 57 exposed on the upper surface of the top sheet 35. May be joined.
[0077]
  In this configuration, by applying a high voltage for polarization between all the individual electrodes 36 and the common electrode 37 via the individual surface electrodes 66 and the common surface 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 driving voltage is applied between the individual electrode 36 and the common electrode 37 via an arbitrary individual surface electrode 66 and a common surface 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.
[0078]
  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.
[0079]
  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 passage 25 communicating with each other is constituted by a concave groove-like flow passage 50 substantially parallel to the flat plate 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.
[0080]
  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.
[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. Needless to say, the present invention can be applied to the joining of a single piezoelectric actuator and a single cable member.
[0082]
[Operation and effect of the invention]
  As described above, the ink jet printer head according to the first aspect of the present invention has a plurality of nozzles arranged in a line on a plane, and each of the nozzles is separated by a partition.ArrangedPiezoelectric actuator for ejecting ink having an active part that can be selectively driven for each pressure chamber in a cavity unit in which a plurality of pressure chambers are formedIs adhesively bondedIn the inkjet printer head in which a cable member for supplying a drive signal from an external signal source is joined to the piezoelectric actuator, the piezoelectric actuator is formed by laminating a plurality of sheets including a piezoelectric sheet.AndThe piezoelectric sheet in a plan view overlapping portion of the individual electrode and the common electrode formed by sandwiching the piezoelectric sheet in the stacking direction is configured to be the active portion corresponding to each pressure chamber.Is,SaidOn the upper surface of the uppermost sheet of the piezoelectric actuator, each individual electrode isWhenConducted through an internal connection electrode, and the cable memberWhenElectricallyJoinedEach individual surface electrodeIs provided,The individual surface electrodes are positioned above corresponding to the partition walls between the pressure chambers.Is.
[0083]
  Therefore, the piezoelectric actuator is joined to the cavity unit.In the state, Partition wall between pressure chambersAbove positionAgainst piezoelectric actuatorAre securely joined,Ink leakage between the pressure chambers can be reduced. Also,When joining the above,Since the pressing force does not act directly on each pressure chamber that is a cavity, the pressure chamber does not deform and the piezoelectric actuator does not crack, and the print quality of the product inkjet printer head can be made as designed. It has the effect of being able to do it.
[0084]
  According to a second aspect of the present invention, in the inkjet printer head according to the first aspect, each of the individual surface electrodes is formed shorter than the length of each of the partition walls. A large number of surface electrodes can be formed in the flat plate surface of the piezoelectric actuator.
[0085]
  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 individual surface electrodes is formed on a conductive layer preliminarily printed on the upper surface of the uppermost sheet. On the other hand, it is additionally printed. By additionally forming each individual surface electrode in this way, it is possible to improve the bonding property with the cable member, and the degree of freedom in designing the arrangement position of each individual surface electrode is further increased. There is an effect of improving.
[0086]
  Furthermore, the invention according to claim 4 is the ink jet printer head according to claim 3, wherein the conductive layer is interposed via the internal connection electrode.The individual electrodes andConnected, andSaidEach of the individual surface electrodes is formed so as to partially overlap with the conductive layer in a plan view, so that the position of the conductive layer is arranged. There is an effect that the degree of freedom and the degree of freedom of the arrangement position of each individual surface electrode are further improved.
[0087]
  Claim6The invention described in claim 1 to claim 15In the inkjet printer head according to any one of the above, the portion connected to the internal connection electrode in each individual electrode disposed above and corresponding to each pressure chamber is out of each pressure chamber in plan view, In addition, since each individual electrode is bent to a position corresponding to each individual surface electrode, an internal connection electrode that penetrates in the plate thickness direction of the sheet in a state where each individual electrode overlaps above the pressure chamber and thus the active portion This position can be set to a position deviated from the upper side of the pressure chamber and thus the active portion, and the arrangement position of each individual surface electrode can be easily shifted.
[0088]
  Claim8The invention described in claim 1 to claim 17In the inkjet printer head according to any one of the above, the rows of the plurality of nozzles are four rows.And saidThe piezoelectric actuator is formed with four rows of active portions so as to correspond to the rows of the nozzles.7In addition to the effect of the invention described in any of the above, there is an effect that a color ink jet 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 the aperture 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 conductive layers and the like on the top sheet.
FIG. 12 is a partially cutout enlarged plan view showing patterns of individual surface 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 between individual electrodes, first and second connection patterns, and individual conductive layers with respect to pressure chambers in 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 conductive layer, and an individual surface 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 Common conductive layer
    58 Conductive layer for individual
    66 Individual surface electrodes
    67 Surface electrode for common

Claims (10)

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し、隔壁を隔てて配列された複数の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が接着接合され、前記圧電アクチュエータに外部信号源から駆動信号を供給するケーブル部材が接合されてい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いるとともに、前記圧電シートを積層方向に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の前記圧電シートが前記各圧力室に対応する前記活性部となるように構成され、
前記圧電アクチュエータにおける最上層のシートの上面には、前記各個別電極と内部接続電極を介して導通され、且つ前記ケーブル部材と電気的に接合される各個別用表面電極が設けられ、
前記各個別用表面電極が、前記圧力室の間の各隔壁に対応する上方に位置されている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 line on a plane and a plurality of pressure chambers corresponding to each nozzle and arranged with a partition wall are formed is selectively selected for each pressure chamber. In an inkjet printer head in which a piezoelectric actuator for ejecting ink having an active portion that can be driven is bonded and a cable member that supplies a drive signal from an external signal source is bonded to the piezoelectric actuator.
The piezoelectric actuator with is formed by laminating a plurality of sheets containing a piezoelectric sheet, the piezoelectric sheet in plan view overlapping portions of the formed across the piezoelectric sheets in a stacking direction individual electrodes and the common electrode Is configured to be the active portion corresponding to each pressure chamber,
On the upper surface of the uppermost sheet in the piezoelectric actuator, there are provided individual surface electrodes that are electrically connected to the individual electrode and the internal connection electrode and are electrically joined to the cable member ,
Each of the individual surface electrodes is positioned above corresponding to each partition between the pressure chambers . 前記各個別用表面電極は、前記各隔壁の長さより短く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 each of the individual surface electrodes is formed to be shorter than the length of each of the partition walls. 前記各個別用表面電極は、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 according to claim 1, wherein each of the individual surface electrodes is formed by additionally printing on a conductive layer preliminarily printed on the upper surface of the uppermost sheet. head. 前記導電層は、前記内部接続電極を介して前記個別電極と接続され、且つ前記圧力室と平行状に延びるように形成され、
前記各個別用表面電極は、前記導電層に対して平面視で部分的に重合するように形成されていることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットプリンタヘッド。The conductive layer, the internal connection electrode is connected to the individual electrodes via the formed and so as to extend in the pressure chamber and parallel form,
4. The ink jet printer head according to claim 3, wherein each of the individual surface electrodes is formed so as to partially overlap with the conductive layer in a plan view. 前記個別電極は、前記各圧力室に対応してその上方に配列され、前記個別用表面電極は、平面視、前記個別電極の配列方向においてその個別電極とずれて位置す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。  The individual electrodes are arranged above the pressure chambers corresponding to the pressure chambers, and the individual surface electrodes are shifted from the individual electrodes in a plan view in the arrangement direction of the individual electrodes. Item 5. The inkjet printer head according to any one of Items 1 to 4. 前記各圧力室に対応してその上方に配置される前記各個別電極における内部接続電極と接続する部分を、平面視において、前記各圧力室の外側に外れ、且つ前記各個別用表面電極と対応する位置へ屈曲形成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。A portion connected to the internal connection electrode in each individual electrode disposed above and corresponding to each pressure chamber is out of the pressure chamber in plan view and corresponds to each individual surface electrode inkjet printer head according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the bent to a position. 前記圧電アクチュエータにおける最上層のシートの上面には、前記コモン電極から内部導通電極を介して導通され、且つ前記ケーブル部材に電気的に接合するためのコモン用表面電極を前記隔壁に対応する上方位置に設けた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。On the upper surface of the uppermost sheet of the piezoelectric actuator, an upper surface corresponding to the partition wall is provided with a common surface electrode that is electrically connected to the cable member from the common electrode through an internal conductive electrode. The ink jet printer head according to claim 1, wherein the ink jet printer head is provided. 前記複数のノズルからなる列を４列とし、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７のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッド。Wherein the plurality of four rows of columns of nozzles, to the piezoelectric actuator, according to claim 1 to 7 it, characterized in that the active portion of the four rows so as to correspond to the columns of the respective nozzles are formed An inkjet printer head according to any one of the above. 平面上に列状に配置された複数個のノズル、及び該各ノズル毎に対応し、隔壁を隔ててA plurality of nozzles arranged in a line on a plane, and corresponding to each nozzle, with a partition wall 配列された複数の圧力室を備えるキャビティユニットと、A cavity unit comprising a plurality of arranged pressure chambers;
圧電シートを含む複数枚の積層されたシート、前記各圧力室と対応して配列された個別電極、及びその個別電極とともに前記圧電シートを積層方向に挟むコモン電極を備え、その最上層のシートの上面に、前記各個別電極とはその配列方向にずれて配置され各個別電極と内部接続電極を介して導通された個別用表面電極を有する圧電アクチュエータと、A plurality of stacked sheets including a piezoelectric sheet, individual electrodes arranged corresponding to the pressure chambers, and a common electrode sandwiching the piezoelectric sheet in the stacking direction together with the individual electrodes, A piezoelectric actuator having individual surface electrodes arranged on the upper surface and shifted from the individual electrodes in the arrangement direction and conducted through the individual electrodes and the internal connection electrodes;
前記個別用表面電極と電気的に接合され、外部信号源から駆動信号を供給するケーブル部材とを備えるインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、In a method of manufacturing an ink jet printer head comprising a cable member electrically connected to the individual surface electrode and supplying a drive signal from an external signal source,
前記圧力室と前記個別電極とを対応させ、かつ前記隔壁と前記個別用表面電極とを対応させた状態で、前記圧電アクチュエータと前記キャビティユニットとを、押圧力をかけて接着することを特徴とするインクジェットプリンタヘッドの製造方法。The piezoelectric actuator and the cavity unit are bonded to each other by applying a pressing force in a state where the pressure chamber and the individual electrode are associated with each other and the partition wall and the individual surface electrode are associated with each other. A method for manufacturing an inkjet printer head. 前記圧電アクチュエータと前記キャビティユニットとを、接着した後、前記個別用表面電極と前記ケーブル部材とを接合することを特徴とする請求項９に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法。10. The method of manufacturing an ink jet printer head according to claim 9, wherein after the piezoelectric actuator and the cavity unit are bonded, the individual surface electrode and the cable member are bonded.
JP2003035690A 2003-02-13 2003-02-13 Inkjet printer head and manufacturing method thereof Expired - Lifetime JP4035722B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003035690A JP4035722B2 (en) 2003-02-13 2003-02-13 Inkjet printer head and manufacturing method thereof
US10/777,625 US7073894B2 (en) 2003-02-13 2004-02-12 Ink jet printer head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003035690A JP4035722B2 (en) 2003-02-13 2003-02-13 Inkjet printer head and manufacturing method thereof

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007105716A Division JP4221615B2 (en) 2007-04-13 2007-04-13 Inkjet printer head and piezoelectric actuator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004243648A JP2004243648A (en) 2004-09-02
JP4035722B2 true JP4035722B2 (en) 2008-01-23

Family

ID=33021044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003035690A Expired - Lifetime JP4035722B2 (en) 2003-02-13 2003-02-13 Inkjet printer head and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4035722B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4586352B2 (en) * 2003-11-11 2010-11-24 Ｔｄｋ株式会社 Multilayer piezoelectric element
JP5194385B2 (en) 2006-06-03 2013-05-08 ブラザー工業株式会社 Multilayer piezoelectric actuator and manufacturing method thereof
US7497558B2 (en) 2006-06-03 2009-03-03 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Piezoelectric actuator and liquid-droplet jetting head
JP5194386B2 (en) 2006-06-03 2013-05-08 ブラザー工業株式会社 Multilayer piezoelectric actuator
JP5526464B2 (en) * 2006-06-03 2014-06-18 ブラザー工業株式会社 Multilayer piezoelectric actuator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004243648A (en) 2004-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7294952B2 (en) Laminated-type piezoelectric element and inkjet recording head having the same
US20020080215A1 (en) Ink jet printer head
US7073894B2 (en) Ink jet printer head
JP4324757B2 (en) Inkjet printer head
JP4595357B2 (en) Inkjet recording head
JP4035722B2 (en) Inkjet printer head and manufacturing method thereof
JP3925650B2 (en) Inkjet printer head
JP4161203B2 (en) Inkjet printer head
JP3849780B2 (en) Apparatus provided with piezoelectric actuator and inkjet printer head
JP2005059551A5 (en)
JP4221615B2 (en) Inkjet printer head and piezoelectric actuator
JP4670159B2 (en) Inkjet printer head
JP3937152B2 (en) Inkjet printer head manufacturing method
JP3876986B2 (en) Inkjet head
JP4221544B2 (en) Piezoelectric actuator
JP4603762B2 (en) Inkjet head manufacturing method
JP4041976B2 (en) Inkjet printer head
JP3982382B2 (en) Droplet ejector
JP2005212374A (en) Ink jet head and its manufacturing method
JP3925648B2 (en) Inkjet printer head
JP3925639B2 (en) Inkjet recording head
JP4051541B2 (en) Inkjet printer head
JP4656278B2 (en) Inkjet printer head
JP3991695B2 (en) Inkjet head
JP3931972B2 (en) Inkjet printer head

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040930

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070214

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070411

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20071003

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071016

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 4035722

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101109

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101109

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111109

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111109

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121109

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131109

Year of fee payment: 6

EXPY Cancellation because of completion of term