JP4221544B2

JP4221544B2 - 圧電アクチュエ一タ

Info

Publication number: JP4221544B2
Application number: JP2000326717A
Authority: JP
Inventors: 義文鈴木
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2020-10-26
Also published as: JP2002127408A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電式のインクジェットプリンタヘッドに適用する圧電アクチュエータに係り、より詳しくは、ノズル列が３列以上とした場合の各ノズルに対応する各圧力室を活性化できる個別電極とコモン電極との配置パターン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衝撃式インクジェットプリンタヘッドにおいては、特開平４−３４１８５１号公報に記載されているように、積層された状態で接着剤を介して一体に保持された複数枚の動作プレートからなり、これらの動作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インク流路やインクチャンバ（マニホールド）を有するマニホールドプレートとから構成されたキャビティプレートの背面に、圧電セラミックス板を挟んで内部電極としてのコモン電極と個別電極とを交互に積層した圧電アクチュエータを接合することが開示されている。
【０００３】
その場合、ノズルひいては圧力室と対応するように、前記圧電アクチュエータの平面視で前記圧力室に重なるように、前記個別電極とコモン電極との重なり部である活性部を配置する。
【０００４】
また、複数のノズルが１列状に配置されているとき、短冊状に形成された前記各個別電極は、圧電セラミックス板の広幅面のうちの片面に、前記ノズルの列の方向と直交する方向に延びるように、一定間隔で配置し、圧電セラミックス板の一側縁の電極取り出し部に露出するまで延長する。他方、コモン電極は圧電セラミックス板の広幅面の略中央部に大きい矩形状に形成し、その一端を圧電セラミックス板の他の一側縁の電極取り出し部に露出するまで延長するように形成し、前記各個別電極の電極引き出し部に図示しないフレキシブルフラットケーブルを貼着して、外部から駆動電圧を印加するようにしていた。
【０００５】
他方、特開平８−２７６５８６号公報では、前記複数のノズルからなる２列を１組として、３組のものを並設し、前記３つの組に対応させて圧電アクチュエータユニットを３つ並設したものが開示されており、その場合、各圧電アクチュエータユニットにおける個別電極は圧電セラミックス板の左右両側縁方向に交互に延びるように交互並列的に配置し、各圧電アクチュエータユニットにおける左右両側の電極取り出し部にフレキシブルフラットケーブルを貼着して、外部から駆動電圧を印加するようにしていた。
【０００６】
つまり、前記いずれの先行技術においても、１つのノズル列に対応させて個別電極の列を配置してその各々に外部から駆動電圧を印加する（供給する）には、各圧電アクチュエータユニットひいては圧電セラミックス板が平面視で矩形状に形成されている場合、その板の一側縁に電極取り出し部を配置するという構成を採用していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のように、圧電セラミックス板の側縁側に電極取り出し部を配置するという関係上、ノズル列が３列以上のものを１組としたものに対して圧電アクチュエータユニットを分割することなく配置する構成については、提案されておらず、インクジェットヘッドにノズルを高密度で配置し、小型化することができなかつた。
【０００８】
本発明は、個別電極とコモン事極とのパターンを工夫することにより、従来の技術的課題を解決したもので、これにより、ノズルを高密度で配置し、小型化することができるインクジェットプリンタヘッド用の圧電アクチュエータを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【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に記載の発明の圧電アクチュエータは、平面上に複数個のノズルからなる列が少なくとも３列以上形成され、前記各ノズル毎に対応する圧力室が形成されたキャビティプレートに接合される積層圧電シート状の圧電アクチュエータであって、圧電シートの広幅面を挟んで形成されている個別電極とコモン電極との平面視重複部が前記各圧力室に対応した活性部となるように構成され、前記コモン電極は、圧電シートの広幅面のほぼ中央部寄りの位置にて、前記列方向に延びる幹部と、該幹部から枝分かれした枝部とからなり、前記幹部は前記中央部寄りの位置に配列された各圧力室と対応するように形成され、前記枝部は前記列方向と平行な圧電シートの側縁に向かって延び、前記圧電シートの側縁に最も近い最外列の各圧力室と少なくとも対応するように形成され、前記個別電極のうち前記最外列の各圧力室に対応する個別電極は、前記側縁から延びる第１引き出し電極に接続させ、且つ、前記枝部とのみ平面視で重複し、前記最外列より内側の列の各圧力室に対応させる個別電極は、前記圧電シートの側縁から前記枝部を跨がないように延びる第２引き出し電極に接続させ、且つ、前記幹部と平面視で重複したことを特徴とするものである。
【００１０】
そして、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の圧電アクチュエータにおいて、前記複数のノズルからなる列を、４列とし、前記圧電シートの広幅面のほぼ中央部寄りの位置の２列の各圧力室に対応させて前記コモン電極の幹部を配置し、該幹部の延びる方向と交差して互いに反対向きに延びるー対の枝部は、前記列方向と平行な圧電シートの一対の側縁にそれぞれ近い位置の２列の各圧力室に対応させるように形成したものである。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の圧電アクチュエータにおいて、前記個別電極が形成された圧電シートと、前記コモン電極が形成された圧電シートとを交互に積層したものである。
【００１２】
さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の圧電アクチュエータにおいて、前記積層された圧電シートの側縁の外面、または、圧電シートの板厚を貫通して、前記コモン電極同士及び前記個別電極同士を接続する接続電極を設けたものである。
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圧電アクチュエータにおいて、前記コモン電極が形成される圧電シートの広幅面のうち、前記枝部の突出箇所に対して所定の間隔を隔てるよう隣接して、当該圧電シートの側縁側にダミー電極が形成されているものである。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の圧電アクチュエータにおいて、最上層の圧電シートの広幅の上面には、その一対の側縁部に沿って、前記個別電極の各々及びコモン電極に対応する表面電極が形成され、前記個別電極の前記第１及び第２引き出し電極と前記対応する表面電極とは圧電シートの側端面に形成された側面電極を介して接続され、前記コモン電極の前記幹部から延びる引き出し電極と前記対応する表面電極とは圧電シートの側端面に形成された側面電極を介して接続されているものである。
【００１３】
【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インクジェットプリンタヘッドにおけるキャビティプレート９と圧電アクチュエータ２０との一部切欠き斜視図であり、図１において、金属板製のキャビティプレート９に対して接合されるプレート型の圧電アクチュエータ２０の上面には、外部機器との接続のために、フレキシブルフラットケーブル４０（図４（ｂ）参照）が接着剤にて重ね接合されているものであり、最下層のキャビティプレート９の下面側に開口されたノズル１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄから下向きにインクが選択的に吐出するものとする。
【００１４】
前記キャビティプレート９は、図２及び図４（ｂ）に示すように構成されている。すなわち、ノズルプレート１０、二枚のマニホールドプレート１１，１２、スペーサプレート１３及びベースプレート１４の五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１０を除き、各プレート１２、１３、１４は、４２％ニッケル合金鋼板製で、５０μｍ〜１５０μｍ程度の厚さを有する。
【００１５】
前記ノズルプレート１０には、微小径（実施形態では２５μｍ程度）のインク噴出用のノズル１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが、当該ノズルプレート１０における第１の方向（長辺方向）に沿って４列の千鳥配列状に設けられている。即ち、第１列のノズル１５ａと第２列のノズル１５ｂは、ノズルプレート１０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１０ａ、１０ｂに沿って各々微小ピッチＰの間隔で千鳥配列列にて多数個穿設されており、第３列のノズル１５ｃと、第４列のノズル１５ｄ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１０ｃ、１０ｄ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。前記二枚のマニホールドプレート１１、１２には、インク通路１２ａ、１２ｂが、前記ノズルの列の両側に沿って延びるように穿設されている。但し、ノズルプレート１０に対面する下側のマニホールドプレート１１におけるインク通路１２ｂは、当該マニホールドプレート１２の上側にのみ開放するように凹み形成されている。このインク通路１２ａ、１２ｂは、上側のマニホールドプレート１２に対する前記スペーサプレート１３の積層により密閉される構造になっている。
【００１６】
また、前記べ一スプレート１４には、その長辺（前記第１の方向）に対して直交する第２の方向（短辺方向）に延びる細幅の圧力室１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの多数個が列状に穿設されている。その場合、各圧力室１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの長手方向の一端である先端流路３０は、前記ノズルプレート１０における前記千鳥状配列のノズル１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄに、前記スペーサプレート１３及び両マニホールドドレート１１、１２に同じく千鳥状配列にて穿設されているインク流路としての微小径の連通孔１７、１７、１７を介して連通している。一方、前記各圧力室１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの他端は、直径が大きい他端流路３１に接続されており、該各他端流路３１は、前記スペーサプレート１３に穿設された。貫通孔１８を介して、前記両マニホールドプレート１１、１２におけるインク通路１２ａ、１２ｂに連通している。
【００１７】
従って、ベースプレート１４の長辺に沿う中心線を挟んで４列の圧力室１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄが対称状に配置されている。即ち、前記４つの基準線１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄと平行状で各々対応した位置の長手基準線１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄをべースプレート１４上に設定すると（図１参照）、該べースプレート１４の短辺方向の中央奇りに配置する２列（第２列と第３列）の各圧力室１６ｂ，１６ｃにおける各先端流路３０は、前記中心線に近い位置の長手基準線１４ｂ、１４ｃ上に位置する。ベースプレート１４の短辺方向の側縁側寄りに配置される２列（第１列と第４列）の各圧力室１６ａ，１６ｄにおける各先端流路３０は、前記中心線から遠い側の長手基準線１４ａ、１４ｄの上に位置する。
【００１８】
また、長手基準線１４ａと１４ｂとを挟んで左右両側（第１列と第２列）の圧力室１６ａ，１６ｂの先端流路３０が交互に配置されているので、左右両側（第１列と第２列）の圧力室１６ａ，１６ｂは一つおきに互いに逆方向に延びるように交互に配置されていることになる。同様にして、長手基準線１４ｃと１４ｄとを挟む左右（第３列と第４列）の圧力窒１６ｃ，１６ｄの先端流路３０が交互に配置されているので、この左右両側（第３列と第４列）の圧力室１６ｃ，１６ｄは一つおきに互いに逆方向に延びるように交互に配置されている。
【００１９】
また、スペーサプレート１３の一端に穿設された供給孔１９ｂは、前記インク通路１２ａに連通すると共に、最上層のベースブレート１４の一端部に穿設された供給孔１９ａにも連通している。そして、この供給孔１９ａの上面には、その上方のインクタンクから供給されるインク中の塵除去のためのフィルタ２９が張設されている。これらの各プレート１１、１２、１３、１４を積層して接着固定する。
【００２０】
一方、前記圧電アクチュエータ２０は、図１に示すように、圧電セラミックス板からなる複数枚（８〜１０枚）の圧電シート２１、２２を積層した構造で、特開平４−３４１８５３号公報に開示されたものと同様に、１枚の厚さが３０μｍ程度の各圧電シートのうち最下段の圧電シート２１とそれから上方へ数えて奇数番目の圧電シート２１の上面（広幅面）には、図３に示すように、前記キャビティプレート９における各圧力室１６に対応した箇所ごとに細幅の個別電極２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄが、第１の方向（長辺方向、ノズル１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの列方向）に沿って列状に形成され、各個別電極２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って各圧電シート２１の長辺の側縁方向に平行状に延びる。その場合、各個別電極２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、前記各圧力室１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄとほぼ同じ長さで、平面視でほぼ覆う程度に形成する。最外列側に配置される第１列目の個別電極２４ａと第４列目の個別電極２４ｄとは、各圧電シート２１のー対の長辺の側縁に近い側に各々配置され、各近い側の側縁部近傍に形成された短い第１引き出し電極２６ａに各々接続させる。また、第２列目の個別電極２４ｂと第３列目の個別電極２４ｃとは、各圧電シート２１の短辺方向の中央寄り部位（各圧電シート２１のー対の長辺で挟まれる中央寄り部位）に配直されており、第２列目の個別電極２４ｂは前記第１列の個別電極２４ａが配置された側に近い各圧電シート２１の側縁部近傍に形成された長い第２引き出し電極２６ｂに接続させ、第３列目の個別電極２４ｃは、前記第４列目の個別電極２４ｄが配置されている側に近い圧電シート２１の側縁部近傍に形成された長い第２引き出し電極２６ｂに接続させる（図３及び図４（ａ）参照）。
【００２１】
他方、前記コモン電極２５は、圧電シート２２の広幅面のほぼ中央部寄りの位置にて、前記ノズル１５ｂ及びノズル１５ｃ（ひいては、第２及び第３列目の圧力室１６ｂ，１６ｃ）の列方向に延びる幹部２５ａと、該幹部２５ａの左右両側から枝分かれした複数の枝部２５ｂとからなり、前記第２列目の個別電極２４ｂと第３列目の個別電極２４ｃとは、前記幹部２５ａの箇所でのみ平面視で重複し、この両電極が重複する部分が第２列及び第３列の各圧力室１６ｂ，１６ｃに対する活性部となる。他方、前記第１列目の個別電極２４ａと第４列目の個別電極２４ｄとは前記各枝部２５ｂの箇所でのみ平面視で重複し、この重複部分が第１列及び第４列の圧力室１６ａ、１６ｄに対する活性部となる。
【００２２】
換言すると、前記最外列（第１列及び第４列）より内側（中央側）の列（第２列及び第３列）の各圧力室（第２及び第３列目の圧力室１６ｂ、１６ｃ）に対応させる個別電極２４ｂ、２４ｃ並びに第２引き出し電極２６ｂと前記枝部２５ｂとは、平面視で交差しない。さらに換言すると、前記第２列及び第３列の個別電極２４ｂ、２４ｃは前記枝部２５ｂとは平面視で跨がらず、且つ前記第２引き出し電極２６ｂも前記枝部２５ｂと跨がないようにして延びているものである。
【００２３】
つまり、個別電極とコモン電極との電圧を印加すると、圧電効果により、圧電セラミックス板を挟んでコモン電極と個別電極とが平面視で重複する部分（活性部）は、圧電シートの厚さ方向（積層方向）に歪みが発生するからであり、圧力室に対応する箇所以外の箇所で前記歪みが発生することは、圧電式インクジェットヘッドにおいて意図しないものであるからである。
【００２４】
なお、コモン電極２５が形成される圧電シート２２の広幅面のうち、枝部２５ｂの突出部に所定の間隔を隔てるように隣接して圧電シート２２の側縁側にダミー電極２７を形成することにより（図３参照）、圧電シートを積層した場合に電極の形成された箇所と電極のない箇所とでの凹凸の変動差を少なくできる。
【００２５】
図１に示すごとく、最上段のトップシート２３の上面には、そのー対の長辺の端縁部に沿って、前記個別電極２４ａ〜２４ｄの各々に対して電気的に接続される表面電極３２が設けられており、各ノズル１５毎に対応する個別電極２４ａ〜２４ｄへの第１及び第２引き出し電極２６ａ、２６ｂと表面電極３２とを圧電シート２１、２２の側端面に縦長に形成された側面電極３３を介して電気的に接続されている。
【００２６】
同様に、前記側面電極３３の位置と異なる箇所（電気的接続しない箇所）で、各層のコモン電極２５からの引き出し電極２５ｃと電気的に接続させた圧電シート２１、２２の側端面に縦長に形成された側面電極３５を介して、前記トッブシート２３の上面における別の箇所の表面電極３４に電気的に接続されている。
【００２７】
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２０における下面（圧力室１６と対面する広幅面）全体に、接着剤層としてのインク非浸透性の合成樹脂材からなる接着剤シート（囲示せず）を予め貼着し、次いで、前記キャビティプレート９に対して、当該圧電アクチュエータ２０が、その各個別電極を前記キャビティプレート９における各圧力室１６の各々に対応させて接着・固定される（図４（ｂ）参照）。また、この圧電アクチュエータ２０における上側の表面には、前記フレキシブルフラットケーブル４０が重ね押圧されることにより、このフレキシブルフラットケーブル４０における各種の配線パタ一ン（図示せず）が、前記各表面電極３３、３４に電気的に接合される。
【００２８】
この構成において、前記圧電アクチュエータ２０における各個別電極２４ａ〜２４ｄのうち任意の個別電極と、コモン電極２５との間に駆動電圧を印加することにより、圧電シート２１、２２のうち前記駆動電圧を印加した個別電極とコモン電極との重複部に圧電による積層方向の歪みが発生し、この歪みにて前記各個別電極に対応する圧力室１６ａ〜１６ｄの内容積が縮小されることにより、この圧力室１６ａ〜１６ｄ内のインクが、ノズル１５ａ〜１５ｄから液滴状に噴出して、所定の印字が行われる（図４（ｂ）参照）。
【００２９】
前記実施形態では、圧電シート２１、２２を積層した状態での外側の接続電極としての側面電極３３、３５を介して上下方向の個別電極同士やコモン電極同士を電気的に接続したが、前記個別電極２４ａ〜２４ｄに対してはその第１引き出し電極２６ａや第２引き出し電極２６ｂの箇所で圧電シート２１、２２をその板厚方向に貫通するスルーホール型の接続電極を設けて、同じ上下位置（積層方向）の個別電極２４ａ〜２４ｄ同士を電気的に接続するように構成しても良い。これらの接続電極の部分も非活性部とするように配置することは勿論である。
【００３０】
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３列以上のノズル列に対して適用できる。さらに、圧力室は前記実施形態のように平面視矩形状であっても良いが、平面視で円形、菱形、楕円状等の任意に形成できるから、個別電極の平面視形状も圧力室の平面視形状に適合させた形状とすることができる。
【００３１】
【発明の作用・効果】
以上に説明したように、請求項１に記載の発明の圧電アクチュエータは、平面上に複数個のノズルからなる列が少なくとも３列以上形成され、前記各ノズル毎に対応する圧力室が形成されたキャビティプレートに接合される積層圧電シート状の圧電アクチュエータであって、圧電シートの広幅面を挟んで形成されている個別電極とコモン電極との平面視重複部が前記各圧力室に対応した活性部となるように構成され、前記コモン電極は、圧電シートの広幅面のほぼ中央部寄りの位置にて、前記列方向に延びる幹部と、該幹部から枝分かれした枝部とからなり、前記幹部は前記中央部寄りの位置に配列された各圧力室と対応するように形成され、前記枝部は前記列方向と平行な圧電シートの側縁に向かって延び、前記圧電シートの側縁に最も近い最外列の各圧力室と少なくとも対応するように形成され、前記個別電極のうち前記最外列の各圧力室に対応する個別電極は、前記側縁から延びる第１引き出し電極に接続させ、且つ、前記枝部とのみ平面視で重複し、前記最外列より内側の列の各圧力室に対応させる個別電極は、前記圧電シートの側縁から前記枝部を跨がないように延びる第２引き出し電極に接続させ、且つ、前記幹部と平面視で重複したことを特徴とするものである。
【００３２】
従って、３列以上のノズル列を有するインクジェットヘッドの作成に当たって、個別電極もしくはその引き出し電極とコモン電極との重合部である活性部を、圧力室に対応しない箇所に形成することはなく、また、圧電アクチュエータやキャビティプレートを分割することなく、ノズルの配列を高密度にした小型のインクジェットヘッドを提供することができる。
【００３３】
そして、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の圧電アクチュエータにおいて、前記複数のノズルからなる列を、４列とし、前記圧電シートの広幅面のほぼ中央部寄りの位置の２列の各圧力室に対応させて前記コモン電極の幹部を配置し、該幹部の延びる方向と交差して互いに反対向きに延びるー対の枝部は、前記列方向と平行な圧電シートの一対の側縁にそれぞれ近い位置の２列の各圧力室に対応させるように形成したものである。
【００３４】
このようにノズルの列を４列とした場合には、圧電シートの広幅面のほぼ中央部寄りの位置の２列（第２列目と第３列目）の各圧力室に対応させてコモン電極の幹部を配置し、該幹部の延びる方向と交差して互いに反対向きに延びるー対の枝部は、前記ノズルの列方向と平行な圧電シートの一対の側縁にそれぞれ近い位置の２列（第１列目と第４列目）の各圧力室に対応させるように形成するのである。この構成により、第１列と第２列の個別電極に対する引き出し電極は圧電シートのー方の側縁側に形成され、第３列と第４列の個別電極に対する引き出し電極は圧電シートの他方の側縁側に形成される結果、圧電アクチュエータを分割することなく、４列のノズルに対する外部からの電圧印加を圧電アクチュエータのー対の側縁から実行でき、ノズルの配列を高密度にした小型のインクジェットヘッドを提供することができるという効果を奏する。
【００３５】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の圧電アクチュエ−タにおいて、前記個別電極が形成された圧電シートと、前記コモン電極が形成された圧電シートとを交互に積層したものであるから、前記活性部の位置が正確に形成された圧電アクチュエータを筒単に製造することができるという効果を奏する。
【００３６】
さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の圧電アクチュエータにおいて、前記積層された圧電シートの側縁の外面、または、圧電シートの板厚を貫通して、前記コモン電極同士及び前記個別電極同士を接続する接続電極を設けたものであり、この接続電極の部分も非活性部とするように配置することにより、外部から個別電極及びコモン電極への駆勤電圧の印加の箇所を集約できてインクジェットヘッドを一層コンパクトに形成できるという効果を奏する。
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圧電アクチュエータにおいて、前記コモン電極が形成される圧電シートの広幅面のうち、前記枝部の突出箇所に対して所定の間隔を隔てるよう隣接して、当該圧電シートの側縁側にダミー電極が形成されているものであるので、圧電シートを積層した場合に電極の形成された箇所と電極のない箇所とでの凹凸の変動差を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の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プレートと圧電アクチュエータとを分離して示す部分分解斜視図である。
【図２】キャビティプレートの分解斜視図である。
【図３】圧電アクチュエータにおける個別電極とコモン電極との配置パターンを示す部分的拡大斜視図である。
【図４】（ａ）は個別電極とコモン電極との配置バターンを示す部分的拡大平面図、（ｂ）はフレキシブルフラットケーブルと、キャビティプレートと圧電アクチュエータとを接着・固定した状態の図４（ａ）のIVb −IVb 線矢視断面図である。
【符号の説明】
９キャビティプレート
１０ノズルプレート
１１、１２マニホールドプレート
１４ベースプレート
１５ａ〜１５ｄノズル
１６ａ〜１６ｄ圧力室
１７連通孔
１８貫通孔
２０圧電アクチュエータ
２４ａ〜２４ｄ個別電極
２５コモン電極
２５ａ幹部
２５ｂ枝部

Claims

平面上に複数個のノズルからなる列が少なくとも３列以上形成され、前記各ノズル毎に対応する圧力室が形成されたキャビティプレートに接合される積層圧電シート状の圧電アクチュエータであって、
圧電シートの広幅面を挟んで形成されている個別電極とコモン電極との平面視重複部が前記各圧力室に対応した活性部となるように構成され、
前記コモン電極は、圧電シートの広幅面のほぼ中央部寄りの位置にて、前記列方向に延びる幹部と、該幹部から枝分かれした枝部とからなり、
前記幹部は前記中央部寄りの位置に配列された各圧力室と対応するように形成され、
前記枝部は前記列方向と平行な圧電シートの側縁に向かって延び、前記圧電シートの側縁に最も近い最外列の各圧力室と少なくとも対応するように形成され、
前記個別電極のうち前記最外列の各圧力室に対応する個別電極は、前記側縁から延びる第１引き出し電極に接続させ、且つ、前記枝部とのみ平面視で重複し、
前記最外列より内側の列の各圧力室に対応させる個別電極は、前記圧電シートの側縁から前記枝部を跨がないように延びる第２引き出し電極に接続させ、且つ、前記幹部と平面視で重複したことを特徴とする圧電アクチュエータ。
前記複数のノズルからなる列を、４列とし、前記圧電シートの広幅面のほぼ中央部寄りの位置の２列の各圧力室に対応させて前記コモン電極の幹部を配置し、該幹部の延びる方向と交差して互いに反対向きに延びるー対の枝部は、前記列方向と平行な圧電シートの一対の側縁にそれぞれ近い位置の２列の各圧力室に対応させるように形成したことを特徴とする請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
前記個別電極が形成された圧電シートと、前記コモン電極が形成された圧電シートとを交互に積層したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧電アクチュエータ。
積層された前記圧電シートの側縁の外面、または、圧電シートの板厚を貫通して、前記コモン電極同士及び前記個別電極同士を接続する接続電極を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
前記コモン電極が形成される圧電シートの広幅面のうち、前記枝部の突出箇所に対して所定の間隔を隔てるよう隣接して、当該圧電シートの側縁側にダミー電極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圧電アクチュエータ。
最上層の圧電シートの広幅の上面には、その一対の側縁部に沿って、前記個別電極の各々及びコモン電極に対応する表面電極が形成され、
前記個別電極の前記第１及び第２引き出し電極と前記対応する表面電極とは圧電シートの側端面に形成された側面電極を介して接続され、
前記コモン電極の前記幹部から延びる引き出し電極と前記対応する表面電極とは圧電シートの側端面に形成された側面電極を介して接続されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。