JP4041976B2 - Inkjet printer head - Google Patents

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    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
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  • 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、これを駆動するための圧電アクチュエータの構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
先行技術のオンディマンド型のインクジェットプリンタヘッドにおいては、特許文献１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（圧電シート）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、積層方向に対向する前記個別電極とコモン電極との間の圧電シートの部分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、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と圧電アクチュエータの最上層シートの表面電極とを接合させる一方、前記表面電極と個別電極またはコモン電極とを圧電アクチュエータの積層方向に延びる導通部にて接続させる必要がある。
【０００４】
また、特許文献２等に示すように、コモン電極が形成された一方の圧電シートに、積層方向に隣接する他方の圧電シートにおける各個別電極の延長端部に対応した個別ダミー電極を形成する一方、前記他方の圧電シートには、前記一方の圧電シートにおけるコモン電極の延長端部に対応したダミーコモン電極を形成し、各圧電シートにはその板厚さ方向に貫通するスルーホール内に充填した内部導通電極にて、コモン電極とダミーコモン電極とを接続し、また各個別電極とダミー個別電極とを接続することが開示されている。
【０００５】
そして、前記特許文献２では、ダミー個別電極の平面視でのパターン形状は、隣接する圧電シートにおける個別電極の延長端部の形状と同じく矩形状であって、圧電シートの長辺と直交する方向に延び、且つその長辺の側縁にまで達するように形成されており、この各ダミー個別電極の平面視パターン内の中途部に、前記スルーホールが穿設されている。
【０００６】
このスルーホールの平面視の直径は、各ダミー個別電極の平面視パターンの面積と比較してかなり小さくて良い。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２４６７４４号公報
【特許文献２】
特開２００２−１９１０２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、圧電アクチュエータの平面視において、個別電極を圧力室の列と平行状であって、各圧力室の上方にほぼ重なるように配置する一方、圧電アクチュエータの最上層のシートの表面には、前記各個別電極と電気的に導通した個別用表面電極部を形成する必要がある。そして、その個別用表面電極部は、平面視において、活性部ひいては圧力室から外れた位置であって、当該活性部の列と平行な一対の圧電アクチュエータの長辺の側縁部近傍に形成されており、その下方の個別電極と接続するために、個別電極の一端を圧力室から外れた位置へ延長し、ダミー個別電極もその延長部と対応した位置に同形状に形成すると、圧電シートの長辺と直交する方向に延びる長さが長くなる。そのため、当該圧電シートの短辺の長さが長くなってしまい、圧電アクチュエータの平面視形状が大きくなり、コンパクトにできないという問題があった。
【０００９】
ところで、前記個別電極、コモン電極、ダミー個別電極等の各電極をスクリーン印刷形成する場合に、そのスクリーンを取り外す時等に、パターンの輪郭がにじむ等して、パターンの領域（面積）に若干の大小の誤差ができる。その結果、隣接するパターンの間隔が所定距離以下になると、その各電極に電圧を印加したときに、隣接する電極間に電流がもれてしまい、所定の圧力室に対応する活性部のみを作動させることができなくなり、印字品質が悪化するという問題があった。
【００１０】
本発明は、前記従来の問題に鑑みて、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、平板上にその第１の方向に沿って列状に配置された複数個のノズルの列と前記各ノズル毎に対応する圧力室の列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積層型の圧電アクチュエータを接合してなるインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記圧電アクチュエータは圧電シートを含む複数枚のシートを積層して形成されており、前記一つの圧電シートの片方の平板面には、前記コモン電極のパターンが前記第１の方向に沿って形成される一方、それと前記積層方向に隣接する前記圧電シートに、前記圧力室と平面視で重複する位置に前記コモン電極のパターンと前記圧電シートを挟んで複数の個別電極が形成され、前記個別電極とコモン電極間に挟まれた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され、前記一つの圧電シートにおける前記コモン電極のパターンと同一の平板面には、前記個別電極から延びた端部と平面視で重複する位置に、前記各個別電極の端部と前記圧電シートの板厚さ方向に貫通する内部導通電極を介して電気的に導通する第１の島状個別導通部が形成され、前記第１の島状個別導通部は、前記コモン電極のパターンにおける前記第１の方向に沿って延びる縁から一定距離だけ隔てて形成され、且つ前記各第１の島状個別導通部の延びる方向が前記第１の方向に沿って延びる縁と直交する線に対して適宜角度傾斜されているものである。
【００１２】
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、前記活性部を構成する圧電シートの上方に積層されるシートの片方の平板面には、前記コモン電極のパターンと略同じ形状であって、当該コモン電極に電気的に接続されるコモン導通部が形成されると共に、前記各第１の島状個別導通部とシートの板厚さ方向に貫通する内部導通電極を介して電気的に導通する第２の島状個別導通部が、前記コモン導通部のパターンにおける前記第１の方向に沿って延びる縁から一定距離だけ隔てて形成され、且つ前記各第２の島状個別導通部の延びる方向が前記第１の方向に沿って延びる縁と直交する線に対して適宜角度傾斜されているものである。
【００１３】
そして、請求項３に記載の発明は、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、前記第１の島状個別導通部同士及び第２の島状個別導通部同士が、相互に前記一定距離だけ隔てて配置されているものである。
【００１４】
さらに、請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記ノズルの列とこれに対応する圧力室の列とが前記第１の方向と交差する第２の方向に適宜間隔隔てて複数列状に配置され、前記圧電シートまたはシートの片方の平板面には、前記コモン電極及びコモン導通部の各パターンにおける前記第１の方向に沿って延びる縁同士が前記第２の方向に適宜間隔隔てて形成されると共に、前記第１の島状個別導通部及び第２の島状個別導通部は、前記両縁の間の領域に形成されているものである。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記複数のノズルからなる列が４列とされ、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。
【００１６】
【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、図１６（ａ）は図７又は図１０における一部を拡大して示す説明図、図１６（ｂ）は対比する従来技術についての説明図である。
【００１７】
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）に列状に配置されている。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Ｗ１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た場合、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３６とコモン電極３７の積層方向に対向する前記両電極間の前記圧電シートが各圧力室２３に対応する活性部となる。そして、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の入口端２３ｂは、スペーサプレート１９、２０、２１に形成された第２インク通路３０、絞り部２８、第１インク通路２９を介して後述するマニホールド室２６に連通する（図２及び図４参照）。
【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２２の表面と直交する直線（垂線）がノズルプレート１４に至る個所より、横方向（プレートの第１方向に沿った方向、Ｘ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）を等しくす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１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のパターンが、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のパターンは、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、それぞれ平面視で直線部３６ｂに対して角度α（６０度程度の鋭角）にて傾斜状に屈曲形成されて、圧力室外に延びている。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における第１の島状個別導通部としてのダミー個別電極３８及び後述する下層シート４６における第１接続用パターン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、後述する圧電シート３４におけるコモン電極３７と平面視で一部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個別電極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。この小判型の各ダミー個別電極３８も、平面視において、前記各個別電極３６における端部３６ａが延びる方向と同じ方向にのびている。換言すると、それぞれ平面視で圧電アクチュエータ１２ａ（１２ｂ）の一端部４４（４５）の直線が延びる方向に対して角度α（６０度程度の鋭角）にて傾斜状に延びている。
【００５２】
この各ダミー個別電極３８を第１の島状個別導通部と称する。そして、各ダミー個別電極３８のパターン領域の輪郭縁と、前記櫛歯部３７ｄのパターン領域の輪郭縁との最接近した位置での間隔、並びに隣接するダミー個別電極３８、３８のパターン領域の輪郭縁同士の間隔を一定距離ｅ２に設定する（図１７の二点鎖線参照）。
【００５３】
このように、第１の島状個別導通部としての各ダミー個別電極３８を傾斜状に形成すると、各ダミー個別電極３８の長さ寸法ｍ１を長く形成できるものでありながら、隣接するパターン領域の輪郭縁同士の間隔を一定距離ｅ２に保持しながら、前記対向する一対の櫛歯部３７ｄ，３７ｄの先端縁３７ｄ１，３７ｄ１に沿って通る直線間の距離ｎ１を短く設定できる（図７及び図１７参照）。その結果、前記各パターンの印刷形成時に、パターンの輪郭がにじむ等して、パターンの領域（面積）に若干の大小の誤差ができても、隣接するパターンの間隔を所定距離ｅ２以上に保持できるから、その各電極に電圧を印加したときに、隣接する電極間に電流が漏れることがなく、所定の圧力室に対応する活性部のみを確実に作動させることがでて、印字品質を良好に保持できるという効果を奏する。その結果、各圧電アクチュエータ１２ａ（１２ｂ）の短辺（Ｙ軸方向）の寸法を短く形成でき、インクジェットプリンタヘッドをコンパクトに形成できるという効果を奏する。
【００５４】
そして、最下層の圧電シート３４を除き、それより上層の圧電シート３４、３３には、幹部３７ａ，３７ｂ，３７ｃ等のコモン電極３７とダミーコモン電極４３との複数箇所を上下方向に電気的に接続するために、電極３７、４３の位置において、各圧電シート３４、３３の板厚さを貫通するように穿設された複数のスルーホール内にそれぞれ充填した導電部材（導電性ペースト）にて内部導通電極４１を形成する。同様に、複数枚の圧電シート３３における各個別電極３６−１，３６−２，３６−３，３６−４の端部３６ａと、圧電シート３４における各ダミー個別電極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の位置において、各圧電シート３３、３４の板厚さを貫通するように穿設された複数のスルーホール内にそれぞれ充填した導電部材（導電性ペースト）にて内部導通電極４２ａ，４２ｂが形成されている。その場合、圧電シート３３における内部導通電極４２ａと圧電シート３４における内部導通電極４２ｂとは、平面視で上下に重複しない位置に適宜距離ｅ１だけ隔てて形成されている（図６参照）。
【００５５】
前記拘束層としての２枚のシート４６、４７のうちの下層シート４６の上面には、図９に示すように、平面視で略小判型の第１接続用パターン５３（個別には符号５３−１，５３−２，５３−３，５３−４で示す）が前記圧電シート３４における各ダミー個別電極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。この各第１接続用パターン５３もそれぞれ平面視で圧電アクチュエータ１２ａ（１２ｂ）の一側端４４（４５）が延びる方向に対して角度α（６０度程度の鋭角）にて傾斜状に延びている。また、前記下層シ−ト４６の上面の４隅等には、前記圧電シ−ト３４におけるコモン電極３７の一部にそれぞれ平面視で重複する位置に連絡用パターン５４が形成されている。
【００５６】
他方、図１０に示すように、上層シ−ト４７の上面には、前記圧電シ−ト３４におけるコモン電極３７と平面視でほぼ同じ大きさで重複するような連絡用パターン５５と、前記下層シ−ト４６における第１接続用パターン５３（個別には符号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。
【００５７】
この第２接続用パターン５６を第２の島状個別導通部と称する。実施形態では、第１の島状個別導通部であるダミー個別電極３８とは、第１接続用パターン５３を介し、且つ各圧電シートの層厚さ方向に貫通するような後述する内部導通電極６０，６２を介して電気的に導通している。
【００５８】
そして、この各第２接続用パターン５６もそれぞれ平面視で圧電アクチュエータ１２ａ（１２ｂ）の一側端４４（４５）が延びる方向に対して角度α（６０度程度の鋭角）にて傾斜状に延びている（図１０及び図１６参照）。さらに、各第２接続用パターン５６のパターン領域の輪郭縁と、前記連絡用パターン５５のパターン領域の直線状の輪郭縁５５ａとの最接近した位置での間隔、並びに隣接する第２接続用パターン５６、５６のパターン領域の輪郭縁同士の間隔を一定距離ｅ２に設定する（図１６の二点鎖線参照）。
【００５９】
このように、第２の島状個別導通部としての各第２接続用パターン５６を傾斜状に形成すると、各第２接続用パターン５６の長さ寸法ｍ２を長く形成できるものでありながら、隣接するパターン領域の輪郭縁同士の間隔を一定距離ｅ２に保持しながら、前記対向する一対の輪郭縁５５ａ，５５ａ間の距離ｎ２を短く設定できる（図１０及び図１６参照）。その結果、前記各パターンの印刷形成時に、パターンの輪郭がにじむ等して、パターンの領域（面積）に若干の大小の誤差ができても、隣接するパターンの間隔を所定距離ｅ２以上に保持できるから、その各電極に電圧を印加したときに、隣接する電極間に電流が漏れることがなく、所定の圧力室に対応する活性部のみを確実に作動させることができて、印字品質を良好に保持できるという効果を奏する。
【００６０】
その結果、各圧電アクチュエータ１２ａ（１２ｂ）の短辺（Ｙ軸方向）の寸法を短く形成でき、インクジェットプリンタヘッドをコンパクトに形成できるという効果を奏する。
【００６１】
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２３５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。
【００６２】
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。
【００６３】
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）。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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、コモン用導電層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の上方に位置される。
【００６７】
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の各ダミー個別電極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）。
【００６８】
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）。
【００６９】
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）。
【００７０】
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）。
【００７１】
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個別電極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。
【００７２】
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やコモン用表面電極６７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接続用パターン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。
【００７３】
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、ダミー個別電極３８，ダミーコモン電極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）。
【００７４】
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。
【００７５】
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は焼成されていないから、後にフラットケーブル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。
【００７６】
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）。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に向けて押すことになるが、圧電アクチュエータ１２ａ，１２ｂの上面に突出している電極６６、６７及びダミー部６８が図１２に示すように、圧力室２３間の隔壁７０に対応しているため、その電極６６を介して作用した押圧力によって、隔壁７０上の接着剤が圧電アクチュエータ１２ａ，１２ｂを隔壁７０に確実に接着させる。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。
【００７７】
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を重ね押圧して接合させて、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。
【００７８】
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。
【００７９】
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接続用パターン５３、第２接続用パターン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。
【００８０】
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、接続電極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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
【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、平板上にその第１の方向に沿って列状に配置された複数個のノズルの列と前記各ノズル毎に対応する圧力室の列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積層型の圧電アクチュエータを接合してなるインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記圧電アクチュエータは圧電シートを含む複数枚のシートを積層して形成されており、前記一つの圧電シートの片方の平板面には、前記コモン電極のパターンが前記第１の方向に沿って形成される一方、それと前記積層方向に隣接する前記圧電シートに、前記圧力室と平面視で重複する位置に前記コモン電極のパターンと前記圧電シートを挟んで複数の個別電極が形成され、前記個別電極とコモン電極間に挟まれた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され、前記一つの圧電シートにおける前記コモン電極のパターンと同一の平板面には、前記個別電極から延びた端部と平面視で重複する位置に、前記各個別電極の端部と前記圧電シートの板厚さ方向に貫通する内部導通電極を介して電気的に導通する第１の島状個別導通部が形成され、前記第１の島状個別導通部は、前記コモン電極のパターンにおける前記第１の方向に沿って延びる縁から一定距離だけ隔てて形成され、且つ前記各第１の島状個別導通部の延びる方向が前記第１の方向に沿って延びる縁と直交する線に対して適宜角度傾斜されているものである。
【００８８】
従って、第１の島状個別導通部を傾斜状に形成すると、各第１の島状個別導通部の長さ寸法を長く形成できるものでありながら、隣接するパターン領域の輪郭縁同士の間隔、つまり、第１の島状個別導通部とコモン電極のパターンにおける前記第１の方向に沿って延びる縁との間隔を一定距離に保持しながら、前記対向する一対の縁である直線間の距離を短く設定できる。その結果、前記各パターンの印刷形成時に、パターンの輪郭がにじむ等して、パターンの領域（面積）に若干の大小の誤差ができても、隣接するパターンの間隔を所定距離以上に保持できるから、その各電極に電圧を印加したときに、隣接する電極間に電流が漏れることがなく、所定の圧力室に対応する活性部のみを確実に作動させることがでて、印字品質を良好に保持できるという効果を奏する。その結果、各圧電アクチュエータの短辺（Ｙ軸方向）の寸法を短く形成でき、インクジェットプリンタヘッドをコンパクトに形成できるという効果を奏する。
【００８９】
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、前記活性部を構成する圧電シートの上方に積層されるシートの片方の平板面には、前記コモン電極のパターンと略同じ形状であって、当該コモン電極に電気的に接続されるコモン導通部が形成されると共に、前記各第１の島状個別導通部とシートの板厚さ方向に貫通する内部導通電極を介して電気的に導通する第２の島状個別導通部が、前記コモン導通部のパターンにおける前記第１の方向に沿って延びる縁から一定距離だけ隔てて形成され、且つ前記各第２の島状個別導通部の延びる方向が前記第１の方向に沿って延びる縁と直交する線に対して適宜角度傾斜されているものである。
【００９０】
この構成でも、第２の島状個別導通部を傾斜状に形成すると、各第２の島状個別導通部の長さ寸法を長く形成できるものでありながら、各第２の島状個別導通部からコモン導通部のパターンにおける前記第１の方向に沿って延びる縁までの距離を一定距離に保持しながら、前記対向する一対の縁間の距離を短く設定できる。その結果、前記各パターンの印刷形成時に、パターンの輪郭がにじむ等して、パターンの領域（面積）に若干の大小の誤差ができても、第２の島状個別導通部と、コモン導通部のパターンにおける前記第１の方向に沿って延びる縁との間隔を所定距離以上に保持できるから、その各電極に電圧を印加したときに、隣接する電極間に電流が漏れることがなく、所定の圧力室に対応する活性部のみを確実に作動させることができて、印字品質を良好に保持できるという効果を奏する。
【００９１】
そして、請求項３に記載の発明は、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、前記第１の島状個別導通部同士及び第２の島状個別導通部同士が、相互に前記一定距離だけ隔てて配置されているものであるから、これによっても、その各電極に電圧を印加したときに、隣接する電極間に電流が漏れることがなく、所定の圧力室に対応する活性部のみを確実に作動させることができて、印字品質を良好に保持できるという効果及びインクジェットプリンタヘッドをコンパクトにできるという効果を奏する。
【００９２】
さらに、請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記ノズルの列とこれに対応する圧力室の列とが前記第１の方向と交差する第２の方向に適宜間隔隔てて複数列状に配置され、前記圧電シートまたはシートの片方の平板面には、前記コモン電極及びコモン導通部の各パターンにおける前記第１の方向に沿って延びる縁同士が前記第２の方向に適宜間隔隔てて形成されると共に、前記第１の島状個別導通部及び第２の島状個別導通部は、前記両縁の間の領域に形成されているものである。これにより、圧電アクチュエータの第２の方向（短辺方向）の寸法を短くできるという効果を奏する。
【００９３】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記複数のノズルからなる列が４列とされ、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５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。
【図１６】 図１０の一部拡大平面図で示す説明図である。
【図１７】 図７の一部拡大平面図で示す説明図である。
【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 第１の島状個別導通部としてのダミー個別電極
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 連絡用パターン
５５ 連絡用パターン
５６ 第２の島状個別導通部としての第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 inkjet printer head, and more particularly to a configuration of a piezoelectric actuator for driving the inkjet printer head.
[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 laminating common electrodes and individual electrodes with a piezoelectric ceramic plate (piezoelectric sheet) interposed therebetween, and is a portion of the piezoelectric sheet between the individual electrodes and the common electrode facing each other in the laminating direction. The piezoelectric actuator and the cavity unit are joined so that the active portion overlaps the pressure chamber in plan view.
[0003]
Then, in order to apply a voltage to each active part of the piezoelectric actuator, the joining terminal part in the cable member such as a flat cable for transmitting a control signal from the outside is joined to the surface electrode of the uppermost sheet of the piezoelectric actuator. It is necessary to connect the surface electrode and the individual electrode or the common electrode by a conductive portion extending in the stacking direction of the piezoelectric actuator.
[0004]
In addition, as shown in Patent Document 2 and the like, one dummy sheet corresponding to the extended end portion of each individual electrode in the other piezoelectric sheet adjacent in the stacking direction is formed on one piezoelectric sheet on which the common electrode is formed. The other piezoelectric sheet is formed with a dummy common electrode corresponding to the extended end of the common electrode in the one piezoelectric sheet, and each piezoelectric sheet is filled in a through-hole penetrating in the plate thickness direction. It is disclosed that a common electrode and a dummy common electrode are connected by an internal conduction electrode, and each individual electrode and a dummy individual electrode are connected.
[0005]
And in the said patent document 2, the pattern shape in planar view of a dummy individual electrode is the same rectangular shape as the shape of the extended end part of the individual electrode in an adjacent piezoelectric sheet, Comprising: The direction orthogonal to the long side of a piezoelectric sheet The through-hole is formed in the middle of the dummy individual electrode in a plan view pattern so as to reach the side edge of the long side.
[0006]
The through hole diameter in plan view may be considerably smaller than the area of the dummy individual electrode in plan view pattern.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2001-246744 A
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-19102
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a plan view of the piezoelectric actuator, the individual electrodes are arranged in parallel with the rows of pressure chambers so as to substantially overlap above the pressure chambers. It is necessary to form individual surface electrode portions that are electrically connected to each individual electrode. The individual surface electrode portions are formed in the vicinity of the side edges of the long sides of the pair of piezoelectric actuators parallel to the row of the active portions, in a plan view, at positions away from the active portions and thus the pressure chambers. In order to connect to the individual electrode below it, one end of the individual electrode is extended to a position away from the pressure chamber, and the dummy individual electrode is formed in the same shape at a position corresponding to the extension portion, The length extending in the direction orthogonal to the long side becomes longer. For this reason, the length of the short side of the piezoelectric sheet becomes long, the shape of the piezoelectric actuator in plan view becomes large, and there is a problem that it cannot be made compact.
[0009]
By the way, the individual electrode, common electrode When each electrode such as a dummy individual electrode is formed by screen printing, when the screen is removed, the outline of the pattern bleeds, and a small or large error is generated in the pattern area (area). As a result, when the distance between adjacent patterns is less than the predetermined distance, current is leaked between the adjacent electrodes when a voltage is applied to each electrode, and only the active part corresponding to the predetermined pressure chamber is operated. There is a problem that the printing quality is deteriorated.
[0010]
In view of the above-described conventional problems, the present invention has a technical problem of forming an inkjet printer head in a compact manner.
[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 corresponds to a plurality of nozzle rows arranged in a row along a first direction on a flat plate and each of the nozzles. Inkjet printer head comprising a cavity unit formed with a row of pressure chambers and a stacked piezoelectric actuator for ejecting ink having an active portion that can be selectively driven for each pressure chamber The piezoelectric actuator is formed by laminating a plurality of sheets including a piezoelectric sheet, and a pattern of the common electrode is formed on one flat surface of the one piezoelectric sheet. But Along the first direction Formed While A plurality of individual electrodes are formed on the piezoelectric sheet adjacent thereto in the stacking direction so as to overlap the pressure chamber in plan view with the common electrode pattern and the piezoelectric sheet interposed therebetween, and between the individual electrodes and the common electrode. The piezoelectric sheet sandwiched between the pressure chambers is the active portion corresponding to each of the pressure chambers; On the same flat plate surface as the common electrode pattern, At the position overlapping with the end extending from the individual electrode in plan view, Each individual electrode The end of the Electrical conduction through an internal conduction electrode that penetrates in the thickness direction of the piezoelectric sheet First 1 Island-like individual conduction part Formed , The first island-shaped individual conductive portion is Formed by a certain distance from the edge extending along the first direction in the common electrode pattern And and Said Direction in which each first island-shaped individual conductive portion extends But Appropriately inclined with respect to a line perpendicular to the edge extending along the first direction. Is Is.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the ink jet printer head according to the first aspect, the flat surface of one of the sheets stacked above the piezoelectric sheet constituting the active portion is substantially the same as the pattern of the common electrode. Common conduction part that has the same shape and is electrically connected to the common electrode But Formation Is And electrically conducting through each first island-like individual conduction portion and an internal conduction electrode penetrating in the sheet thickness direction of the sheet. First 2 island-shaped individual conduction parts But , Formed at a certain distance from the edge extending along the first direction in the pattern of the common conductive portion Is ,and Said Direction in which each second island-shaped individual conducting portion extends But Appropriately inclined with respect to a line perpendicular to the edge extending along the first direction. Is Is.
[0013]
And the invention of claim 3 is a claim In item 2 In the inkjet printer head described above, the first island-shaped individual conductive portions and the second island-shaped individual conductive portions are connected to each other. But each other Arranged at a predetermined distance Has been Is.
[0014]
Further, the invention according to claim 4 is the claim. 2 or 3 In the inkjet printer head according to claim 1, a row of the nozzles and a row of pressure chambers corresponding thereto. But Arranged in a plurality of rows at appropriate intervals in a second direction intersecting the first direction Is The piezoelectric sheet or one flat plate surface of the sheet has edges extending along the first direction in each pattern of the common electrode and the common conducting portion. But Formed at appropriate intervals in the second direction Is In addition, the first island-like individual conduction portion and the second island-like individual conduction portion are formed in a region between the two edges.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the inkjet printer head according to any one of the first to fourth aspects, wherein the row is composed of the plurality of nozzles. But With four rows The piezoelectric The actuator is formed with four rows of active portions so as to correspond to the nozzle rows.
[0016]
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, FIGS. 13-15 is a top view which shows the overlapping state of an electrode pattern, FIG.16 (a) is explanatory drawing which expands a part in FIG. 7 or FIG. FIG. 16 (b) is an explanatory diagram of the related art.
[0017]
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. Flat cable 13 (indicated by reference numerals 13a and 13b, see FIGS. 1, 3 and 4A) Pile up It is joined.
[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. In addition, 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) with an interval. 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 pressure chambers 23 are formed in a row in the long side direction (X-axis direction) of the cavity unit 11. 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 the width dimension of the pressure chamber 23. W1 (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. When the individual electrodes 36 formed are alternately stacked with the piezoelectric sheets sandwiched therebetween, the individual electrodes 36 formed with the piezoelectric sheets sandwiched in the stacking direction and the common electrode 37 between the electrodes facing each other in the stacking direction. The piezoelectric sheet becomes an active part corresponding to each pressure chamber 23. When a voltage is applied between any individual electrode 36 and the common electrode 37, distortion due to the piezoelectric longitudinal effect is generated in the active direction of the piezoelectric sheet corresponding to the applied individual electrode 36 in the stacking direction. To do. 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 end 23b of each pressure chamber 23 communicates with a manifold chamber 26 described later via a second ink passage 30, a throttle portion 28, and a first ink passage 29 formed in the spacer plates 19, 20, and 21 (FIG. 2 and FIG. 4).
[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. 23 from the outflow end 23a (ink outflow portion) of the base plate 22 The straight line (perpendicular line) perpendicular to the surface of the nozzle can be set at a position shifted by a distance L3 in the lateral direction (direction along the first direction of the plate, the X-axis direction) from the point where the nozzle plate 14 is reached. Yes (see FIG. 2 and FIG. 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 passages 25 in the other plates are vertically penetrated in the plate thickness direction of each plate, and are simply communicated with one end portion and the other end portion of the concave groove communication passage 50. It can be made to correspond. The groove-shaped communication path 50 extends in the extending direction of the pressure chamber 23 together with the lateral displacement and is inclined symmetrically with respect to the center of the interval L2 between the two groups of pressure chambers 23.
[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 an ink flow path from each pressure chamber 23 to the corresponding nozzle 24 is made 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, 18. First The spacer plate 19 and the lower damper plate 16 are stacked so as to be 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 pattern of the narrow individual electrodes 36-1, 36-2, 36-3, 36-4 is shown in the first direction (long side direction of the piezoelectric sheet 33, the X axis in FIG. Direction, 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]
The patterns of the individual electrodes 36-1, 36-2, 36-3, and 36-4 are formed on the short sides of the piezoelectric sheets 33 along a second direction (Y-axis direction) orthogonal to the first direction. Extends in parallel. 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 at an angle α (an acute angle of about 60 degrees) with respect to the straight portion 36b in plan view, and extend outside the pressure chamber. 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 has a dummy individual electrode 38 as a first island-shaped individual conductive portion in the vertically adjacent piezoelectric sheet 34 and a first in a lower layer sheet 46 to be described later. For connection At least a portion of the pattern 53 (see FIG. 9) overlaps in plan view and is disposed at a position where it can be electrically connected to the internal conduction electrodes 42a, 42b, and 60 that penetrate the piezoelectric sheet 34 and the lower layer sheet 46 (see FIG. 9). (See FIG. 13).
[0048]
Further, the piezoelectric sheet 33 is a portion that partially overlaps a common electrode 37 in a piezoelectric sheet 34 to be described later in plan view, surrounds the row of the individual electrodes 36-1 and 36-2, and the individual electrode 36. A dummy common electrode 43 is formed so as to surround the columns -3 and 36-4.
[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 portion between the rows of the comb-tooth portions 37d facing each other has a substantially oval dummy individual electrode 38 (indicated by reference numerals 38-1, 38-2, 38-3, and 38-4, respectively) in plan view. ) Are arranged and formed at regular intervals so as to overlap at least a part of each end 36a of each of the individual electrodes 36-1, 36-2, 36-3, 36-4 in plan view. Each of the oval dummy individual electrodes 38 also extends in the same direction as the end portion 36a of each individual electrode 36 extends in a plan view. In other words, each extends in an inclined manner at an angle α (an acute angle of about 60 degrees) with respect to the direction in which the straight line of the one end 44 (45) of the piezoelectric actuator 12a (12b) extends in plan view.
[0052]
Each dummy individual electrode 38 is referred to as a first island-shaped individual conduction portion. The distance between the contour edge of the pattern area of each dummy individual electrode 38 and the edge of the pattern area of the comb tooth portion 37d at the closest position, and the contour of the pattern area of the adjacent dummy individual electrodes 38, 38 The interval between the edges is set to a constant distance e2 (see the two-dot chain line in FIG. 17).
[0053]
Thus, when each dummy individual electrode 38 as the first island-shaped individual conductive portion is formed in an inclined shape, the length dimension m1 of each dummy individual electrode 38 can be formed long, but the adjacent pattern region The distance n1 between the straight lines passing along the tip edges 37d1 and 37d1 of the pair of comb teeth 37d and 37d facing each other can be set short while maintaining the distance between the contour edges at a constant distance e2 (FIGS. 7 and 17). reference). As a result, even when there is a slight error in the pattern area (area) due to blurring of the pattern outline during printing of each pattern, the interval between adjacent patterns can be maintained at a predetermined distance e2 or more. Therefore, when a voltage is applied to each electrode, current does not leak between adjacent electrodes, and only the active part corresponding to the predetermined pressure chamber can be operated reliably, thereby improving the print quality. There is an effect that it can be held. As a result, the size of the short side (Y-axis direction) of each piezoelectric actuator 12a (12b) can be shortened, and the ink jet printer head can be formed compactly.
[0054]
Except for the lowermost piezoelectric sheet 34, the upper piezoelectric sheets 34 and 33 are electrically connected to a plurality of locations of the common electrode 37 such as the trunks 37a, 37b, and 37c and the dummy common electrode 43 in the vertical direction. In order to connect, at the positions of the electrodes 37 and 43, conductive members (conductive paste) filled in a plurality of through-holes drilled so as to penetrate the thickness of the piezoelectric sheets 34 and 33, respectively. The internal conduction electrode 41 is formed. Similarly, 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 individual electrodes 38-1 and 38-2 in the piezoelectric sheet 34. 38-3 and 38-4 are drilled so as to penetrate through the plate thickness of the piezoelectric sheets 33 and 34 at the positions 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).
[0055]
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 individual electrodes 38-1, 38-2, 38-3, and 38-4 in the piezoelectric sheet 34 in plan view. In such a manner, they are arranged and formed at regular intervals. Each of the first connection patterns 53 also extends in an inclined manner at an angle α (an acute angle of about 60 degrees) with respect to the direction in which the one end 44 (45) of the piezoelectric actuator 12a (12b) extends in plan view. . Further, at four corners on the upper surface of the lower layer sheet 46, contact patterns 54 are formed at positions overlapping with a part of the common electrode 37 in the piezoelectric sheet 34 in plan view.
[0056]
On the other hand, as shown in FIG. 10, on the upper surface of the upper layer sheet 47, a contact pattern 55 that overlaps with the common electrode 37 of the piezoelectric sheet 34 in the same size in plan view, and the lower layer 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.
[0057]
This second connection pattern 56 is referred to as a second island-shaped individual conduction portion. In the embodiment, the dummy individual electrode 38 which is the first island-shaped individual conductive portion is an internal conductive electrode 60 which will be described later and penetrates in the layer thickness direction of each piezoelectric sheet via the first connection pattern 53. , 62 are electrically connected.
[0058]
Each of the second connection patterns 56 also extends in an inclined manner at an angle α (an acute angle of about 60 degrees) with respect to the direction in which the one end 44 (45) of the piezoelectric actuator 12a (12b) extends in plan view. (See FIGS. 10 and 16). Further, the distance at the closest position between the contour edge of the pattern region of each second connection pattern 56 and the linear contour edge 55a of the pattern region of the connection pattern 55, and the adjacent second connection pattern The interval between the contour edges 56 and 56 is set to a constant distance e2 (see the two-dot chain line in FIG. 16).
[0059]
As described above, when each second connection pattern 56 as the second island-shaped individual conductive portion is formed in an inclined shape, the length dimension m2 of each second connection pattern 56 can be formed long, but adjacent to each other. The distance n2 between the pair of opposing contour edges 55a, 55a can be set short while keeping the distance between the contour edges of the pattern region to be maintained at a constant distance e2 (see FIGS. 10 and 16). As a result, even when there is a slight error in the pattern area (area) due to blurring of the pattern outline during printing of each pattern, the interval between adjacent patterns can be maintained at a predetermined distance e2 or more. Therefore, when a voltage is applied to each electrode, current does not leak between adjacent electrodes, and only the active part corresponding to the predetermined pressure chamber can be operated reliably, and the print quality is improved. There is an effect that it can be held.
[0060]
As a result, the size of the short side (Y-axis direction) of each piezoelectric actuator 12a (12b) can be shortened, and the ink jet printer head can be formed compactly.
[0061]
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). Further, the individual conductive layers 58-1, 58-2, 58-3, 58-4 formed on the upper surface of the top sheet 235 are arranged in parallel below each other as shown in FIGS. Is positioned above the partition wall 70 between the pressure chambers 23 adjacent to each other. In FIG. 14, it is slightly shifted from the center of the partition wall 70, but it may be matched with the center.
[0062]
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.
[0063]
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).
[0064]
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).
[0065]
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.
[0066]
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 positioned above the partition wall 70 as shown in FIG.
[0067]
Further, each dummy individual of the piezoelectric sheet 34 adjacent on the lower side is provided at each of the first connection patterns 53-1, 53-2, 53-3, 53-4 of the lower layer sheet 46. In order to electrically connect each of the electrodes 38-1, 38-2, 38-3, and 38-4 in the vertical direction, a plurality of holes formed so as to penetrate the plate thickness of the lower layer sheet 46 are provided. Internal conductive electrodes 60 are formed of conductive members (conductive paste) filled in the through holes, respectively (see FIG. 9).
[0068]
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).
[0069]
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).
[0070]
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 lower sheet. 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).
[0071]
When several sheets are stacked, the individual electrodes 36 and the dummy individual electrodes 38 corresponding to the upper and lower adjacent sheets, the first connection pattern 53, and the second connection pattern 56 are connected vertically. It is preferable to arrange the internal conduction electrodes 42a, 42b, 60, 62, 64 at positions that do not overlap each other in plan view.
[0072]
In the present invention, the internal connection electrodes for electrically connecting the individual electrodes 36 to the individual surface electrodes 66 and the common surface electrodes 67 in the piezoelectric actuators 12a and 12b are the lower layer sheet 46 and the upper layer as the constraining layers. The first connection pattern 53 formed along each plane of the sheet 47 and the top sheet 35, the second For connection The concept includes a pattern 56, an individual conductive layer 58, and internal conduction electrodes 60, 62, and 64 that penetrate the sheets 46, 47, and 35 in the vertical direction (plate thickness) direction.
[0073]
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, common electrode 37, dummy individual electrode 38, and dummy common electrode 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).
[0074]
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.
[0075]
Next, on the upper surface of the top sheet 35, as a retrofit 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.
[0076]
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). At this time, a planar jig is applied to the upper surfaces of the piezoelectric actuators 12a and 12b, and the piezoelectric actuators 12a and 12b are pushed toward the cavity unit 11, but protrude from the upper surfaces of the piezoelectric actuators 12a and 12b. Since the electrodes 66 and 67 and the dummy portion 68 correspond to the partition wall 70 between the pressure chambers 23 as shown in FIG. 12, the adhesive on the partition wall 70 is piezoelectrically applied by the pressing force applied through the electrode 66. The actuators 12a and 12b are securely bonded to the partition wall 70. 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.
[0077]
Further, the flat cables 13a and 13b are overlapped and pressed on the upper surfaces of the piezoelectric actuators 12a and 12b. Joining The various connection electrodes 71 in the flat cables 13a and 13b are electrically joined to the individual surface electrodes 66 and the common surface electrode 67, respectively.
[0078]
In this case, as in the case of bonding the piezoelectric actuator and the cavity unit, the individual surface electrodes 66 are located above the partition wall 70 between the adjacent pressure chambers 23, 23, so that the flexible flat cables 13a, 13b Can be increased, and electrical connection between the connection electrode 71, the individual surface electrode 66, and the common surface electrode 67 can be completed.
[0079]
In the embodiment, by tilting the end 36a of the individual electrode 36, the individual surface electrode 66 on the upper surface of the uppermost sheet of each piezoelectric actuator is connected to the first individual electrode 36. For connection Pattern 53, second For connection The pattern 56 and the individual conductive layer 58 and the internal conductive electrodes 60, 62, and 64 for connecting them vertically are individually shifted laterally away from the one end 44 (45) in the X-axis direction. Therefore, the position of the individual surface electrode 66 can also be biased so as to be far away from the one end 44 (45) in the X-axis direction, and the distance between adjacent portions of the arranged flat cables 13a and 13b is also simple. It is easy to design so that they do not interfere with each other.
[0080]
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 connection electrode 71 is conventional. Even if the cable 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 end portions 44 and 45 (a state where they do not interfere with each other). Can be arranged.
[0081]
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.
[0082]
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.
[0083]
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.
[0084]
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.
[0085]
Therefore, since the amount of contraction of each actuator during firing 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.
[0086]
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.
[0087]
[Operation and effect of the invention]
As described above, the ink jet printer head according to the first aspect of the present invention corresponds to a plurality of nozzle rows arranged in a row along a first direction on a flat plate and each of the nozzles. Inkjet printer head formed by joining a stacked piezoelectric actuator for ejecting ink having an active portion selectively driven for each pressure chamber to a cavity unit in which a row of pressure chambers is formed The piezoelectric actuator is formed by laminating a plurality of sheets including a piezoelectric sheet, and a pattern of the common electrode is formed on one flat surface of the one piezoelectric sheet. But Along the first direction Formed While A plurality of individual electrodes are formed on the piezoelectric sheet adjacent thereto in the stacking direction so as to overlap the pressure chamber in plan view with the common electrode pattern and the piezoelectric sheet interposed therebetween, and between the individual electrodes and the common electrode The piezoelectric sheet sandwiched between the two pressure chambers serves as the active portion corresponding to each pressure chamber. On the same flat plate surface as the common electrode pattern, At the position overlapping with the end extending from the individual electrode in plan view, Each individual electrode The end of the Electrical conduction through an internal conduction electrode that penetrates in the thickness direction of the piezoelectric sheet First 1 Island-like individual conduction part Formed , The first island-shaped individual conductive portion is Formed by a certain distance from the edge extending along the first direction in the common electrode pattern And and Above Direction in which each first island-shaped individual conductive portion extends But Appropriately inclined with respect to a line perpendicular to the edge extending along the first direction. Is Is.
[0088]
Therefore, when the first island-shaped individual conducting portion is formed in an inclined shape, the length of each first island-shaped individual conducting portion can be formed long, while the interval between the contour edges of adjacent pattern regions, That is, the distance between the straight lines that are the pair of opposing edges is maintained while maintaining a constant distance between the first island-shaped individual conductive portion and the edge extending along the first direction in the common electrode pattern. Can be set short. As a result, even when there is a slight error in the pattern area (area) due to blurring of the pattern outline during printing of each pattern, the interval between adjacent patterns can be maintained at a predetermined distance or more. When a voltage is applied to each electrode, current does not leak between adjacent electrodes, and only the active part corresponding to the predetermined pressure chamber can be operated reliably, maintaining good print quality. There is an effect that can be done. As a result, the short side dimension (Y axis direction) of each piezoelectric actuator can be formed short, and the ink jet printer head can be formed compactly.
[0089]
The invention according to claim 2 is the ink jet printer head according to claim 1, wherein the common electrode pattern is formed on one flat plate surface of the sheet laminated above the piezoelectric sheet constituting the active portion. And a common conducting portion that is electrically connected to the common electrode. But Formation Is And electrically conducting through each first island-like individual conduction portion and an internal conduction electrode penetrating in the sheet thickness direction of the sheet. First 2 island-shaped individual conduction parts But , Formed at a certain distance from an edge extending along the first direction in the pattern of the common conductive portion Is ,and Said Direction in which each second island-shaped individual conducting portion extends But Appropriately inclined with respect to a line perpendicular to the edge extending along the first direction. Is Is.
[0090]
Even in this configuration, when the second island-shaped individual conductive portions are formed in an inclined shape, the length of each second island-shaped individual conductive portion can be increased, while each second island-shaped individual conductive portion is formed. The distance between the pair of facing edges can be set short while maintaining a constant distance from the edge extending along the first direction in the pattern of the common conduction portion. As a result, the second island-shaped individual conductive portion and the common conductive portion can be obtained even when there is a slight error in the pattern area (area) due to the pattern outline blurring during the printing of each pattern. In this pattern, the distance from the edge extending along the first direction in the pattern can be maintained at a predetermined distance or more, so that when a voltage is applied to each electrode, current does not leak between adjacent electrodes, Only the active part corresponding to the pressure chamber can be operated reliably. Ki As a result, the print quality can be maintained satisfactorily.
[0091]
And the invention of claim 3 is a claim In item 2 In the inkjet printer head described above, the first island-shaped individual conductive portions and the second island-shaped individual conductive portions are connected to each other. But each other Arranged at a predetermined distance Has been Therefore, even when a voltage is applied to each of the electrodes, this prevents the current from leaking between the adjacent electrodes, and only the active part corresponding to the predetermined pressure chamber can be operated reliably. Ki As a result, the printing quality can be maintained well and the inkjet printer head can be made compact.
[0092]
Further, the invention according to claim 4 is the claim. 2 or 3 In the inkjet printer head according to claim 1, a row of the nozzles and a row of pressure chambers corresponding thereto. But Arranged in a plurality of rows at appropriate intervals in a second direction intersecting the first direction Is The piezoelectric sheet or one flat plate surface of the sheet has edges extending along the first direction in each pattern of the common electrode and the common conducting portion. But Formed at appropriate intervals in the second direction Is In addition, the first island-like individual conduction portion and the second island-like individual conduction portion are formed in a region between the two edges. Thereby, there exists an effect that the dimension of the 2nd direction (short side direction) of a piezoelectric actuator can be shortened.
[0093]
According to a fifth aspect of the present invention, in the ink jet printer head according to any one of the first to fourth aspects, the row of the plurality of nozzles. But With four rows The piezoelectric Since the actuator is formed with four rows of active portions so as to correspond to the rows of the nozzles, in addition to the effect of the invention according to any one of claims 1 to 5, the actuator for color There is an effect that the 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 in a separated manner in 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 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 partial enlarged cross-sectional view of a piezoelectric actuator.
FIG. 6 is a partially enlarged perspective view showing positions of individual electrodes, dummy electrodes and their internal conduction electrodes in a piezoelectric sheet.
FIG. 7 is a partially cutaway enlarged plan view of a piezoelectric sheet showing a pattern such as a common electrode.
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 cut-out enlarged plan view showing patterns of individual surface electrodes and the like on the top sheet.
FIG. 13 is a partially cutaway enlarged plan view showing an overlapping relationship between an individual electrode and a dummy electrode with respect to a pressure chamber in an active part.
FIG. 14 is a partially cutaway enlarged plan view showing an overlapping relationship among 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 the individual electrode, the individual conductive layer, and the individual surface electrode with respect to the pressure chamber in a plan view of the top sheet.
16 is an explanatory view shown in a partially enlarged plan view of FIG.
FIG. 17 is an explanatory view shown in a partially enlarged plan view of FIG. 7;
[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 individual electrode as the first island-like individual conduction part
41, 42, 60-65 Internal conduction electrode
43 Dummy common electrode
53 First connection pattern
54 Contact pattern
55 Contact pattern
56 Second connection pattern as second island-shaped individual conductive portion
57 Common conductive layer
58 Conductive layer for individual
66 Individual surface electrodes
67 Surface electrode for common

Claims (5)

平板上にその第１の方向に沿って列状に配置された複数個のノズルの列と前記各ノズル毎に対応する圧力室の列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積層型の圧電アクチュエータを接合してなるインクジェットプリンタヘッドにおいて、
前記圧電アクチュエータは圧電シートを含む複数枚のシートを積層して形成されており、
前記一つの圧電シートの片方の平板面には、前記コモン電極のパターンが前記第１の方向に沿って形成される一方、それと前記積層方向に隣接する前記圧電シートに、前記圧力室と平面視で重複する位置に前記コモン電極のパターンと前記圧電シートを挟んで複数の個別電極が形成され、前記個別電極とコモン電極間に挟まれた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され、
前記一つの圧電シートにおける前記コモン電極のパターンと同一の平板面には、前記個別電極から延びた端部と平面視で重複する位置に、前記各個別電極の端部と前記圧電シートの板厚さ方向に貫通する内部導通電極を介して電気的に導通する第１の島状個別導通部が形成され、
前記第１の島状個別導通部は、前記コモン電極のパターンにおける前記第１の方向に沿って延びる縁から一定距離だけ隔てて形成され、且つ前記各第１の島状個別導通部の延びる方向が前記第１の方向に沿って延びる縁と直交する線に対して適宜角度傾斜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 having a plurality of nozzle rows arranged in a row along the first direction on a flat plate and a pressure chamber row corresponding to each nozzle is selected for each pressure chamber. In an inkjet printer head formed by joining a laminated type piezoelectric actuator for ejecting ink having an active part that can be driven in an automatic manner,
The piezoelectric actuator is formed by laminating a plurality of sheets including a piezoelectric sheet,
On one flat surface of the one piezoelectric sheet, while the pattern of the common electrode is Ru are formed along the first direction, therewith to the piezoelectric sheet adjacent to the stacking direction, the pressure chamber in plan view A plurality of individual electrodes are formed on both sides of the common electrode pattern and the piezoelectric sheet, and the piezoelectric sheet sandwiched between the individual electrodes and the common electrode corresponds to each pressure chamber. And
On the same flat plate surface as the common electrode pattern in the one piezoelectric sheet, the thickness of the end of each individual electrode and the thickness of the piezoelectric sheet is overlapped with the end extending from the individual electrode in plan view. a first island-shaped separate conductive portions you electrically conductive via the internal conductive electrode is formed penetrating in the direction,
The first island-shaped separate conductive portions, the formed apart by a predetermined distance from the edge extending along the first direction in the pattern of the common electrode, the direction and extending the of each first island individual conductive portions Is an ink jet printer head that is appropriately inclined with respect to a line orthogonal to an edge extending along the first direction. 前記活性部を構成する圧電シートの上方に積層されるシートの片方の平板面には、前記コモン電極のパターンと略同じ形状であって、当該コモン電極に電気的に接続されるコモン導通部が形成されると共に、
前記各第１の島状個別導通部とシートの板厚さ方向に貫通する内部導通電極を介して電気的に導通する第２の島状個別導通部が、前記コモン導通部のパターンにおける前記第１の方向に沿って延びる縁から一定距離だけ隔てて形成され、
且つ前記各第２の島状個別導通部の延びる方向が前記第１の方向に沿って延びる縁と直交する線に対して適宜角度傾斜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。On one flat surface of the sheet to be stacked on top of the piezoelectric sheet constituting the active portion is substantially a same shape as the pattern of the common electrode, the common conductive portion electrically connected to the common electrode formed Rutotomoni,
The second island-like individual conductive portions you electrically conducted through the internal conducting electrode penetrating the in the plate thickness direction of the first island-shaped individual conductive portion and the sheet is, the in the pattern of the common conductive portion Formed at a distance from the edge extending along the first direction;
And wherein the direction of extension of the second island-shaped separate conductive portion according to claim 1, characterized in that it is appropriate angle inclined with respect to a line perpendicular to the edges extending along the first direction Inkjet printer head. 前記第１の島状個別導通部同士及び第２の島状個別導通部同士が、相互に前記一定距離だけ隔てて配置されていることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットプリンタヘッド。The inkjet printer head according to claim 2 in which the first island-shaped separate conductive portions and the second island-shaped separate conductive portions, characterized in that it is spaced by the predetermined distance from each other. 前記ノズルの列とこれに対応する圧力室の列とが前記第１の方向と交差する第２の方向に適宜間隔隔てて複数列状に配置され、
前記圧電シートまたはシートの片方の平板面には、前記コモン電極及びコモン導通部の各パターンにおける前記第１の方向に沿って延びる縁同士が前記第２の方向に適宜間隔隔てて形成されると共に、前記第１の島状個別導通部及び第２の島状個別導通部は、前記両縁の間の領域に形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のインクジェットプリンタヘッド。 Are arranged in a plurality rows spaced suitable intervals in a second direction and a column of the pressure chambers corresponding thereto and columns of said nozzle intersects the first direction,
Wherein the one of the flat plate surface of the piezoelectric sheet or sheets, the edges between which extends along the first direction in each pattern of the common electrode and the common conductive portion is formed at appropriate intervals in the second direction Rutotomoni 4. The ink jet printer head according to claim 2 , wherein the first island-shaped individual conductive portion and the second island-shaped individual conductive portion are formed in a region between the two edges. 5. 前記複数のノズルからなる列が４列とされ、前記圧電アクチュエータには、前記各ノズルの列に対応するように４列の活性部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッド。Said column comprising a plurality of nozzles are the four columns to the piezoelectric actuator, according to claim 1 to 4, characterized in that the active portion of the four rows are formed so as to correspond to columns of said each nozzle An inkjet printer head according to any one of the above.
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