JP4221615B2 - Inkjet printer head and piezoelectric actuator - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェットプリンタヘッド、より詳しくは複数の圧力室を有するキャビティユニットに圧電アクチュエータを接合したインクジェットプリンタヘッド、および圧電アクチュエータに係るものである。 The present invention relates to an ink jet printer head, more specifically, an ink jet printer head in which a piezoelectric actuator is joined to a cavity unit having a plurality of pressure chambers, and a piezoelectric actuator.
先行技術のオンディマンド型のインクジェットプリンタヘッドにおいては、特許文献1や特許文献2等に開示されているように、複数枚のプレートを積層して、インク流路を有するキャビティユニットが構成され、これらのプレートは複数個のノズルを備えたノズルプレートと、この各ノズルごとの圧力室を備えたベースプレートと、インク供給源に接続され、且つ前記各圧力室に接続する共通インク室とのしてのマニホールド室を有するマニホールドプレート等とから構成されている。圧電アクチュエータは、圧電セラミックス板を挟んでコモン電極と個別電極とを交互に積層して構成され、前記個別電極とコモン電極との重なり部である活性部が前記圧力室の上方にて平面視で重なるように、圧電アクチュエータとキャビティユニットとが接合されている。
In the on-demand type ink jet printer head of the prior art, as disclosed in Patent Document 1 and
そして、圧電アクチュエータの各活性部に電圧印加するために、圧電アクチュエータの上面に、前記個別電極及びコモン電極とそれぞれ電気的に導通した複数の表面電極を設け、外部からの制御信号を伝達するためのフラットケーブル等のケーブル部材における接合端子部を、その表面電極に半田等で接合させている。 In order to apply a voltage to each active part of the piezoelectric actuator, a plurality of surface electrodes electrically connected to the individual electrode and the common electrode are provided on the upper surface of the piezoelectric actuator to transmit a control signal from the outside. The joining terminal portion of the cable member such as the flat cable is joined to the surface electrode with solder or the like.
その場合、前記特許文献1及び特許文献2に記載の構成では、個別電極に対応する表面電極は、前記圧力室から外方へ延長する方向に延びる個別電極の端部の上方に位置する。つまり、複数の圧力室がなす列の外側に隣接して、複数の表面電極が同列と平行に列をなすことになる。コモン電極に対応する表面電極は、その列の端に位置する。
個別電極の端部が圧力室から外方へ延長する方向に延びているため、圧電アクチュエータの各圧力室の長手方向の長さを、前記表面電極の配置のために長く形成しなければならず、圧電アクチュエータ及びキャビティユニットの両方をコンパクトにできないという問題があった。 Since the end of the individual electrode extends in a direction extending outward from the pressure chamber, the longitudinal length of each pressure chamber of the piezoelectric actuator must be formed long for the arrangement of the surface electrode. There is a problem that both the piezoelectric actuator and the cavity unit cannot be made compact.
この問題を解決すべく、圧力室から外方へ延長した個別電極の端部を短くすることが考えられるが、そうすると、活性部の大きさが制限されるだけでなく、個別電極と表面電極とを導通させる導電材料が活性部に近接し、活性部の動きを制限することになる。 In order to solve this problem, it is conceivable to shorten the end portion of the individual electrode extended outward from the pressure chamber. However, in this case, not only the size of the active portion is limited, but also the individual electrode and the surface electrode The conductive material that conducts the current is close to the active part and restricts the movement of the active part.
本発明は、前記従来の問題を解決しながら、インクジェットプリンタヘッドおよび圧電アクチュエータ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。 An object of the present invention is to form an ink jet printer head and a piezoelectric actuator in a compact manner while solving the conventional problems.
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、インクを吐出する複数個のノズルと、該各ノズルと連通し複数の圧力室とを所定の間隔をもって配列して備える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する圧電アクチュエータを接合してなり、前記活性部の駆動により前記圧力室内のインクを前記ノズルから吐出す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、圧電シートを含み積層した複数枚のシートと、前記複数の圧力室に対応して位置しかつ前記圧力室の列に対応して列をなす複数の個別電極と、その個別電極とともに前記圧電シートを積層方向に挟みその圧電シートを前記活性部とするコモン電極と、最上層のシートの上面に位置し前記各個別電極と内部接続電極を介して接続した複数の個別用表面電極とを備え、前記各個別電極は、前記内部接続電極と接続する端部を、前記圧力室と対応する部分から当該圧力室と隣接する圧力室との間に位置するように前記列方向へ延ばしている。 In order to achieve the above object, an ink jet printer head according to a first aspect of the present invention includes a plurality of nozzles that eject ink and a plurality of pressure chambers that communicate with the nozzles and are arranged at predetermined intervals. In the inkjet printer head, wherein a piezoelectric actuator having an active portion that can be selectively driven for each pressure chamber is joined to the cavity unit, and ink in the pressure chamber is ejected from the nozzles by driving the active portion. The piezoelectric actuator includes a plurality of stacked sheets including piezoelectric sheets, a plurality of individual electrodes positioned corresponding to the plurality of pressure chambers and forming a column corresponding to the column of the pressure chambers, and the individual electrodes A common electrode sandwiching the piezoelectric sheet in the stacking direction and having the piezoelectric sheet as the active portion, and the upper surface of the uppermost sheet And a plurality of individual for surface electrodes connected via the individual electrodes and the internal connection electrodes, each individual electrode, an end portion connected to the internal connection electrode, and the pressure chamber from the portions corresponding to the pressure chamber It extends in the row direction so as to be located between adjacent pressure chambers .
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、前記圧力室を複数列備え、前記個別電極をそれに対応して複数列備え、前記個別電極の複数列のうちの隣接する2列は、前記個別電極の互いに対向する側の端部を、前記列方向でかつ他の列に向けて延ばしている。 According to a second aspect of the present invention, in the inkjet printer head according to the first aspect, the pressure chambers are provided in a plurality of rows, the individual electrodes are provided in a plurality of rows correspondingly, and the plurality of rows of the individual electrodes are included. The two adjacent rows extend the opposite ends of the individual electrodes in the row direction and toward the other rows.
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記圧電シートを複数枚備え、その圧電シートを前記コモン電極ととともに挟む前記個別電極を積層方向に複数備え、その積層方向の前記各個別電極は、前記端部を同方向に延ばしている。 According to a third aspect of the present invention, in the ink jet printer head according to the first or second aspect, a plurality of the piezoelectric sheets are provided, and the individual electrodes sandwiching the piezoelectric sheets with the common electrodes are plurally arranged in the stacking direction. The individual electrodes in the stacking direction have the end portions extended in the same direction.
さらに、請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記内部接続電極は、前記複数枚のシートのうち前記個別電極と前記個別用表面電極との間のシートを貫通したスルーホール内に充填した内部導通電極を含む。 Furthermore, the invention according to claim 4 is the ink jet printer head according to any one of claims 1 to 3, wherein the internal connection electrode includes the individual electrode and the individual surface electrode among the plurality of sheets. An internal conduction electrode filled in a through hole penetrating the sheet between the two.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記圧電シートを複数枚備え、その圧電シートを前記コモン電極ととともに挟む前記個別電極を積層方向に複数備え、前記個別電極と前記個別用表面電極との間の前記コモン電極と同じ平面に、前記端部と対応するダミー電極を備え、前記端部と前記ダミー電極とを前記内部導通電極を介して接続している。 According to a fifth aspect of the present invention, in the inkjet printer head according to the fourth aspect, the piezoelectric sheet includes a plurality of the piezoelectric sheets, the plurality of the individual electrodes sandwiching the piezoelectric sheets together with the common electrodes are provided in the stacking direction. A dummy electrode corresponding to the end is provided in the same plane as the common electrode between the electrode and the individual surface electrode, and the end and the dummy electrode are connected via the internal conductive electrode .
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、積層方向に隣接する前記シートの前記内部導通電極は平面視で上下に重複しない位置に距離を隔てて位置している。
請求項7に記載の発明は、圧電アクチュエータにかかるもので、圧電シートを含み積層した複数枚のシートと、前記シートの面方向に所定の間隔をもって列をなす複数の個別電極と、その個別電極とともに前記圧電シートを積層方向に挟みその圧電シートを前記活性部とするコモン電極と、最上層のシートの上面に位置し前記各個別電極と内部接続電極を介して接続した複数の個別用表面電極とを備え、前記各個別電極は、前記内部接続電極と接続する端部を、前記活性部を形成する部分から当該個別電極と隣接する個別電極との間に位置するように前記列方向へ延ばしている。
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の圧電アクチュエータにおいて、前記個別電極を複数列備え、前記個別電極の複数列のうちの隣接する2列は、前記個別電極の互いに対向する側の端部を、前記列方向でかつ他の列に向けて延ばしている。
請求項9に記載の発明は、請求項7または8に記載の圧電アクチュエータにおいて、前記圧電シートを複数枚備え、その圧電シートを前記コモン電極ととともに挟む前記個別電極を積層方向に複数備え、その積層方向の前記各個別電極は、前記端部を同方向に延ばしている。
請求項10に記載の発明は、請求項7から9のいずれかに記載の圧電アクチュエータにおいて、前記内部接続電極は、前記複数枚のシートのうち前記個別電極と前記個別用表面電極との間のシートを貫通したスルーホール内に充填した内部導通電極を含む。
請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の圧電アクチュエータにおいて、前記圧電シートを複数枚備え、その圧電シートを前記コモン電極ととともに挟む前記個別電極を積層方向に複数備え、前記個別電極と前記個別用表面電極との間の前記コモン電極と同じ平面に、前記端部と対応するダミー電極を備え、前記端部と前記ダミー電極とを前記内部導通電極を介して接続している。
請求項12に記載の発明は、請求項11に記載の圧電アクチュエータにおいて、積層方向に隣接する前記シートの前記内部導通電極は平面視で上下に重複しない位置に距離を隔てて位置している。
According to a sixth aspect of the present invention, in the inkjet printer head according to the fifth aspect, the internal conductive electrodes of the sheets adjacent to each other in the stacking direction are located at a distance so as not to overlap vertically in a plan view. .
The invention according to claim 7 relates to a piezoelectric actuator, wherein a plurality of sheets including a piezoelectric sheet are laminated, a plurality of individual electrodes arranged in rows in the surface direction of the sheet at a predetermined interval, and the individual electrodes A common electrode having the piezoelectric sheet sandwiched in the stacking direction as the active portion, and a plurality of individual surface electrodes located on the upper surface of the uppermost sheet and connected to the individual electrodes via internal connection electrodes Each of the individual electrodes extends in the column direction so that an end connected to the internal connection electrode is positioned between a portion forming the active portion and the individual electrode adjacent to the individual electrode. ing.
According to an eighth aspect of the present invention, in the piezoelectric actuator according to the seventh aspect, the individual electrodes are provided in a plurality of rows, and two adjacent rows among the plurality of rows of the individual electrodes are opposite sides of the individual electrodes. Are extended in the row direction toward the other row.
The invention according to claim 9 is the piezoelectric actuator according to claim 7 or 8, comprising a plurality of the piezoelectric sheets, and a plurality of the individual electrodes sandwiching the piezoelectric sheets together with the common electrodes in the stacking direction, Each individual electrode in the stacking direction extends the end in the same direction.
A tenth aspect of the present invention is the piezoelectric actuator according to any one of the seventh to ninth aspects, wherein the internal connection electrode is between the individual electrode and the individual surface electrode among the plurality of sheets. An internal conduction electrode filled in a through hole penetrating the sheet is included.
The invention according to
According to a twelfth aspect of the present invention, in the piezoelectric actuator according to the eleventh aspect, the internal conductive electrodes of the sheets adjacent to each other in the stacking direction are located at a distance so as not to overlap each other in plan view.
請求項1に記載のインクジェットプリンタヘッドは、各個別電極の内部接続電極と接続する端部を、圧力室と対応する部分からその圧力室と隣接する圧力室との間に位置するように列方向へ延ばしているので、従来のように個別電極の端部が圧力室から外方へ延長する方向に延びているものではないため、圧電アクチュエータの各圧力室の長手方向の長さを短くすることができ、インクジェットプリンタヘッドをコンパクトにすることができる。また、従来のように、活性部の大きさが制限されたり、活性部の動きを制限するということも解消できる。 The ink jet printer head according to claim 1, wherein an end of each individual electrode connected to the internal connection electrode is arranged in a row direction so as to be positioned between a portion corresponding to the pressure chamber and a pressure chamber adjacent to the pressure chamber. Since the end of the individual electrode does not extend in the direction extending outward from the pressure chamber as in the prior art, the length in the longitudinal direction of each pressure chamber of the piezoelectric actuator should be shortened. The inkjet printer head can be made compact. In addition, it is possible to eliminate the limitation of the size of the active portion or the movement of the active portion as in the conventional case.
また、請求項7に記載の圧電アクチュエータは、各個別電極の内部接続電極と接続する端部を、活性部を形成する部分からその個別電極と隣接する個別電極との間に位置するように列方向へ延ばしているので、従来のように個別電極の端部が外方へ延長する方向に延びているものではないため、圧電アクチュエータをコンパクトにすることができる。また、従来のように、活性部の大きさが制限されたり、活性部の動きを制限するということも解消できる。 The piezoelectric actuator according to claim 7 is arranged such that an end portion of each individual electrode connected to the internal connection electrode is positioned between a portion forming the active portion and the individual electrode adjacent thereto. Since it extends in the direction, the end of the individual electrode does not extend in the outward extending direction as in the prior art, so that the piezoelectric actuator can be made compact. In addition, it is possible to eliminate the limitation of the size of the active portion or the movement of the active portion as in the conventional case.
そして、請求項2および8に記載の発明は、個別電極の複数列のうちの隣接する2列の、個別電極の互いに対向する側の端部を、列方向でかつ他の列に向けて延ばしているので、個別電極が複数列あるものでも、コンパクトにすることができる。 According to the second and eighth aspects of the present invention, two adjacent rows among the plurality of rows of the individual electrodes extend the ends of the individual electrodes facing each other in the row direction toward the other rows. Therefore, even if there are a plurality of individual electrodes, it can be made compact.
また、請求項3および9に記載の発明は、圧電シートを複数枚備え、その圧電シートをコモン電極ととともに挟む個別電極を積層方向に複数備え、その積層方向の各個別電極の端部を同方向に延ばしているので、複数の個別電極の端部を内部接続電極を介して容易に接続することができる。 Further, the invention described in claims 3 and 9 includes a plurality of piezoelectric sheets, a plurality of individual electrodes sandwiching the piezoelectric sheets together with the common electrodes in the stacking direction, and the end portions of the individual electrodes in the stacking direction are the same. Since it extends in the direction, the ends of the plurality of individual electrodes can be easily connected via the internal connection electrodes.
さらに、請求項4および10に記載の発明は、個別電極と個別用表面電極とを、それらの間のシートを貫通したスルーホール内に充填した内部導通電極によって接続することができる。
Further, according to the invention described in
請求項5および11に記載の発明は、個別電極と個別用表面電極とを、コモン電極と同じ平面にあるダミー電極を介して、かつそれらの間のシートを貫通したスルーホール内に充填した内部導通電極によって接続することができる。
The invention described in
請求項6および12に記載の発明は、個別電極と個別用表面電極とを、平面視で上下に重複しない位置に距離を隔てて位置させている内部導通電極によって接続することができる。 According to the sixth and twelfth aspects of the present invention, the individual electrode and the individual surface electrode can be connected by the internal conduction electrode that is positioned at a distance so as not to overlap vertically in plan view.
以下、本発明の実施の形態を図面について説明する。図1は本発明の実施の形態による圧電式のインクジェットプリンタヘッド10におけるキャビティユニット11と圧電アクチュエータ12との斜視図、図2はキャビティプレートとその下面側に隣接する第3スペーサプレート21、第2スペーサプレート20の一部切欠き拡大斜視図、図3は図1の III−III 線矢視拡大断面図、図4は図1のIV−IV線矢視拡大断面図、図6〜図12は圧電アクチュエータ12における各層の電極パターンを示す図、図13〜図15は電極パターンの重なり状態を示す平面図である。図1において、金属板製のキャビティユニット11の上面に対して接合されるプレート積層型の圧電アクチュエータ12の上面には、外部機器との接続のために、ケーブル部材の一例としての可撓性を有するフラットケーブル13(個別には符号13a,13bで示す、図1、図3及び図4(a)参照)が接着剤にて重ね接合されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a
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。
The
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。
The
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。
That is, the
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)に列状に配置れる。従って、隣接する圧力室23の間は、キャビティユニット11の短辺と略平行状の細長い隔壁70にて隔絶されている(図2、図3、図13等を参照)。該各隔壁70の幅寸法W2は、圧力室23の幅寸法1よりも若干小さく設定されている(図2及び図13を参照)。
In the
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。 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.
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。
Next, two piezoelectric elements are arranged such that the arrangement relationship of the
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。
One
そして、各圧電アクチュエータ12a(または12b)は、後に図5、図7及び図13等を参照して詳述するように、コモン電極37と、前記各圧力室23の位置毎に対応させて配置された個別電極36とが圧電シートを挟んで交互に積層され、任意の個別電極36とコモン電極37との間に電圧を印加することにより、その印加された個別電極36に対応した圧電シートの活性部に、当該積層方向に圧電縦効果による歪みが発生するものである。該活性部は、圧力室23の数と同一の数で同一の列にてその対応する位置に形成されている。
Each
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)。
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
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)。
The
前記各圧力室23は、ベースプレート22の幅方向(第2の方向)に長く、且つベースプレート22を厚さ方向に貫通して形成されている。その各圧力室23の入口23bは、スペーサプレート19、20、21に形成された第2インク通路30、絞り部28、第1インク通路29を介して後述するマニホールド室26に連通する(図2及び図4参照)。
Each of the
また、各圧力室23の流出端23aは、ベースプレート22とノズルプレート14との間に位置するスペーサプレート19、20、21、マニホールドプレート17、18、ダンパープレート16及び中間プレート15に形成されたインク流通路としての各連通路25を介して各ノズル24に連通するが、この連通路25の一部は、ベースプレート22とノズルプレート14との間の積層されるプレート15〜21のうち少なくとも1枚(1層)のプレートにはその平板面(表面または裏面)と略平行状の凹溝状流通路50を備えることにより、前記各圧力室23に対応するノズル24の位置を、前記各圧力室23の流出端23a(インク流出部)から、ベースプレート24の表面と直交する直線(垂線)がノズルプレート14に至る個所より、横方向(プレートの第1方向に沿った方向、X軸方向)に距離L3だけずれた位置に設定することができるものである(図2及び図3参照)。
In addition, the outflow end 23 a of each
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。
That is, as shown in FIGS. 1 and 3, the distance L2 between the two groups of
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)。
Then, one
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。
As a result, the pitch P of the
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。
In the present embodiment, the groove-shaped
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。
The first groove-shaped
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。
A second groove-shaped
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。
In the embodiment, the plane area of the
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。
As described above, the plurality of groove-shaped
特に、キャビティユニット11において、積層すべきプレートの枚数が多い場合には、圧力室23から対応するノズル24までのインク流通路としての連通路25のうちの一部をプレートの平面と平行状に延びる凹溝状連通路50bに形成し、その他の連通路25をプレートの平面と垂直な方向に貫通させる形状を採用することにより、圧力室23と対応するノズル24の位置が平面視で大きくずれていても、その両者を簡単に連通させるようなインク流通路の設計ができる。また、各圧力室23から対応するノズル24までのインク流通路としての連通路25の全長(凹溝状連通路50aまたは凹溝状連通路50bを含む距離)を等しくなるように制御することも至極簡単となる。
In particular, when the number of plates to be stacked in the
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。
A
また、各マニホールド室26の深さはマニホールドプレート17、18の板厚さ全体にわたるようエッチング加工等にて穿設形成され、この二枚を合わせたマニホールドプレート17、18の上層の第一スペーサプレート19と、下層のダンパープレート16とにより積層されることにより密閉される構造となっている。なお、ダンパープレート16には、前記マニホールド室26と平面視形状が同じで下面側をエッチング加工により板厚を薄くしたダンパー室27を形成する。
Further, the depth of each
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。
Of the pressure waves acting on the
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)。
The
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。
On the other hand, as shown in FIG. 5, each of the
コモン電極37を有する最下層の圧電シート34から上方へ数えて偶数番目の圧電シート33の上面(平板面)には、図8に示すように、前記キャビティユニット11における各圧力室23(点線で示す)に対応した箇所ごとに細幅の個別電極36−1,36−2,36−3,36−4が、第1の方向(圧電シート33の長辺方向、図3のX軸方向、各ノズル24の列方向)に沿って列状に形成される。
As shown in FIG. 8, on the upper surface (flat plate surface) of the even-numbered
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。
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
各個別電極36−1,36−2,36−3,36−4は、前記第1の方向と直交する第2の方向(Y軸方向)に沿って各圧電シート33の短辺と平行状に延びる。その場合、各個別電極36−1,36−2,36−3,36−4における直線部36bは、前記各圧力室23−1,23−2,23−3,23−4(図8の点線参照)とほぼ同じ長さで平面視で重複しており、且つ各圧力室よりもやや狭い幅の直線状に形成されている。第1列目の個別電極36−1と第2列目の個別電極36−2とが対向する端部36a及び第3列目の個別電極36−3と第4列目の個別電極36−4とが対向する端部36aは、それぞれ平面視で傾斜状に屈曲形成されている。その屈曲方向は、平面視で前記2つの圧電アクチュエータ12a,12bの相対向する一端部44(45)から離れる方向であり、且つ両端部36a,36a同士が互いに近づく方向に延びている(図8参照)。
Each individual electrode 36-1, 36-2, 36-3, 36-4 is parallel to the short side of each
また、この各端部36aは、上下に隣接する圧電シート34におけるダミー電極38及び後述する下層シート46における第1接続パターン53(図9参照)と少なくとも一部が平面視で重なり、当該圧電シート34及び下層シート46を貫通する内部導通電極42a,42b,60とそれぞれ電気的に接続可能な位置に配置される(図13参照)。
Each of the
さらに、圧電シート33には、後述するコモン電極37と平面視で重複する個所であって、前記個別電極36−1と36−2との列を囲み、且つ個別電極36−3及び36−4の列を囲むようにダミーコモン電極43が形成されている。
Further, the
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。
The common electrode 37 is printed on each surface of the lowermost
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)。
Further, a plurality of
前記櫛歯部37dの列が相対向する間の部位には、平面視で略小判型のダミー電極38(個別には符号38−1,38−2,38−3,38−4で示す)が前記各個別電極36−1,36−2,36−3,36−4における各端部36aの少なくとも一部と平面視で重複するように一定間隔で配置形成されている。
A substantially oval dummy electrode 38 (individually indicated by reference numerals 38-1, 38-2, 38-3, 38-4) in a plan view is provided at a portion between the rows of the
そして、最下層の圧電シート34を除き、それより上層の圧電シート34、33には、幹部37a,37b,37c等のコモン電極37とダミーコモン電極43との複数箇所を上下方向に電気的に接続するために、電極37、43の位置において、各圧電シート34、33の板厚さを貫通するように穿設された複数のスルーホール内にそれぞれ充填した導電部材(導電性ペースト)にて内部導通電極41を形成する。同様に、複数枚の圧電シート33における各個別電極36−1,36−2,36−3,36−4の端部36aと、圧電シート34における各ダミー電極38−1,38−2,38−3,38−4とには、それぞれを上下方向に電気的に接続するために、端部36aと電極38との位置において、各圧電シート33、34の板厚さを貫通するように穿設された複数のスルーホール内にそれぞれ充填した導電部材(導電性ペースト)にて内部導通電極42a,42bが形成されている。その場合、圧電シート33における内部導通電極42aと圧電シート34における内部導通電極42bとは、平面視で上下に重複しない位置に適宜距離e1だけ隔てて形成されている(図6参照)。
Except for the lowermost
前記拘束層としての2枚のシート46、47のうちの下層シート46の上面には、図9に示すように、平面視で略小判型の第1接続用パターン53(個別には符号53−1,53−2,53−3,53−4で示す)が前記圧電シート34における各ダミー電極38−1,38−2,38−3,38−4の少なくとも一部と平面視で重複するように一定間隔で配置形成されている。また、前記下層シ−ト46の上面の4隅等には、前記圧電シ−ト34におけるコモン電極37の一部にそれぞれ平面視で重複する位置に連絡用パターン54が形成されている。
On the upper surface of the
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。
On the other hand, as shown in FIG. 10, on the upper surface of the
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。
As shown in FIG. 11, a plurality of common
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。
Furthermore, as shown in FIG. 11, the
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)。
In other words, in the illustrated embodiment, each
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。
As a modification of this embodiment, the
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。
Further, as shown in FIGS. 3 and 15, the
また、コモン用表面電極67は、トップシート35の上面に形成されたコモン用導電層57の一部に平面視で重複するように、島状に後付けされるものである。ダミー部68は、コモン用導通層57のX軸方向の延長上に島状に後付けされる。その電極67及びダミー部68も図12に示すように、隔壁70の上方に位置されている。
The
そして、前記下層シ−ト46の各第1接続用パターン53−1,53−2,53−3,53−4の箇所には、下側にて隣接する圧電シ−ト34の各ダミー電極38−1,38−2,38−3,38−4とそれぞれを上下方向に電気的に接続するために、下層シ−ト46の板厚さを貫通するように穿設された複数のスルーホール内にそれぞれ充填した導電部材(導電性ペースト)にて内部導通電極60が形成されている(図9参照)。
Then, the dummy electrodes of the
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)。
Further, in order to make an electrical connection in the vertical direction with the common electrode 37 of the
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)。
Similarly, in the
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)。
In the same manner as described above, the
数枚のシートを積層した場合、その上下に隣接するシートにおける個別電極36及びそれに対応するダミー電極38、第1接続用パターン53、第2接続用パターン56の間を上下に接続するための内部導通電極42a,42b,60,62,64同士を平面視で重複しない位置に配置させることが好ましい。
When several sheets are stacked, the interior for vertically connecting between the
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。
In the present invention, the internal connection electrodes for electrically connecting the
圧電アクチュエータ12の製造方法の一例として、圧電シート33,34と拘束層シート46、47及びトップシート35のすべてをセラミックス板にて構成する。セラミックス板からなる大判のグリーンシートの表面に、前記圧電アクチュエータ12の動作単位の複数個分をマトリクス状にて一体で形成されるように、各動作単位を構成する領域毎に、圧電シート33、34では、前記個別電極36、コモン電極37、ダミー電極38,43の電極パターンを銀−パラジゥム系ペースト等の導電性ペーストにてスクリーン印刷形成する(図7、図8参照)。上下2枚の拘束層のシート46、47では、第1、第2接続用パターン53,56及び連絡用パターン54,55を、同じく前記導電性ペーストにてスクリーン印刷形成する(図9、図10参照)。そして、トップシート35に対しては個別用導電層58、コモン用導電層57の各電極パターンを前記導電性ペーストにてスクリーン印刷形成する(図11参照)。
As an example of the manufacturing method of the
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。
Note that the internal
次いで、前記トップシート35の上面には、前記フラットケーブル13a,13bの接続電極71に接続するための後付け電極として、平面視矩形状等の個別用表面電極66とコモン用表面電極67とダミー部68とをそれぞれ厚膜にてスクリーン印刷した後乾燥させる(図12参照)。この電極66、67は、焼成されないから、後でフラットケーブル13a,13bの接続電極71との半田付け性が良いものにすることができる。
Next, on the upper surface of the
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)。
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-
このとき、平面状の治具を圧電アクチュエータ12a,12bの上面に当ててその圧電アクチュエータ12a,12bをキャビティユニット11に向け押すことになるが、圧電アクチュエータ12a,12bの上面に突出している電極66、67及びダミー部68が、図12に示すように圧力室23間の隔壁70に対応しているため、その電極66を介して作用した押圧力によって、隔壁70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。
At this time, a planar jig is applied to the upper surfaces of the
また、この各圧電アクチュエータ12a,12bにおける上側の表面に、前記各フラットケーブル13a,13bを重ね押圧して接着させて、このフラットケーブル13a,13bにおける各種の接続電極71が、前記各個別用表面電極66及びコモン用表面電極67にそれぞれ電気的に接合させる。
Further, the
その場合、上記圧電アクチュエータとキャビティユニットとを接着する場合と同様に、前記各個別用表面電極66が隣接する圧力室23,23の間の隔壁70の上方に位置するので、フレキシブルフラットケーブル13a,13bを各圧電アクチュエータ12a,12b上面に押圧する力を大きくできて、前記接続電極71と各個別用表面電極66及びコモン用表面電極67と電気的導通を完全にできる。
In this case, as in the case where the piezoelectric actuator and the cavity unit are bonded, each of the
前記実施形態では、個別電極36の端部36aを傾斜させることで、各圧電アクチュエータにおける最上層のシートの上面の個別用表面電極66と前記各個別電極36とを接続するための第1接続パターン53、第2接続パターン56、及び個別用導電層58とそれらを上下に接続するための内部導通電極60,62,64を、それぞれ個別的に前記一端部44(45)からX軸方向に離れるように横にずらせる設計が簡単にできるから、前記個別用表面電極66の位置も前記一端部44(45)からX軸方向に大きく離れるように偏倚でき、配列するフラットケーブル13a,13bの隣接箇所の間隔も簡単に離すことで互いに干渉させない設計が容易にできる。
In the embodiment, the first connection pattern for connecting the
また、図15に示すように、トップシート35の上面に形成した島状の個別用導電層58に対して個別用表面電極66を後付け形成することにより、前記X軸方向(ノズル24の列方向)で、前記一端部44(45)から離れるように配置する個別用表面電極66の配置位置をさらに所定範囲でずらせるように設計できる。従って、X軸方向に直列状に配置した圧電アクチュエータ12a,12bの上面にそれぞれ形成された導電層上の個別用表面電極66、66の前記相対向する一端部44(45)からの距離L5を、同じく一端部44(45)から活性部(圧力室23)までの距離L1より大きく隔てるように偏倚させて形成しておけば、各フラットケーブルにおける側縁から、接合電極71までの距離が従来通りの大きいものであっても、当該両フラットケーブル13a,13bを、前記相対向する一端部44,45で互いに重複しない状態(互いに干渉しない状態)で、圧電アクチュエータ12a,12bと接合させるように配置することができる。
Further, as shown in FIG. 15, by forming the
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。
The
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。
In this configuration, by applying a high voltage for polarization between all the
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。
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
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。
As described above, in the present embodiment, the
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。 Accordingly, since the amount of contraction when firing each actuator when the piezoelectric actuator is manufactured is reduced, the variation in the interval between the active portions can be reduced, and a piezoelectric actuator with high dimensional accuracy can be manufactured efficiently.
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。 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.
10 インクジェットプリンタヘッド
11 キャビティユニット
12 圧電アクチュエータ
13 フラットケーブル
22 ベースプレート
23 圧力室
24 ノズル
33,34 圧電シート
36 個別電極37 コモン電極
38 ダミー電極
41,42,60〜65 内部導通電極
43 ダミーコモン電極
53 第1接続用パターン
54,55 連絡用パターン
56 第2接続用パターン
57 コモン用導電層
58 個別用導電層
66 個別用表面電極
67 コモン用表面電極
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記圧電アクチュエータは、圧電シートを含み積層した複数枚のシートと、前記複数の圧力室に対応して位置しかつ前記圧力室の列に対応して列をなす複数の個別電極と、その個別電極とともに前記圧電シートを積層方向に挟みその圧電シートを前記活性部とするコモン電極と、最上層のシートの上面に位置し前記各個別電極と内部接続電極を介して接続した複数の個別用表面電極とを備え、
前記各個別電極は、前記内部接続電極と接続する端部を、前記圧力室と対応する部分から当該圧力室と隣接する圧力室との間に位置するように前記列方向へ延ばし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 piezoelectric unit having an active portion that can be selectively driven for each pressure chamber in a cavity unit that includes a plurality of nozzles that eject ink and a plurality of pressure chambers that communicate with each nozzle and are arranged at predetermined intervals. In an ink jet printer head formed by joining an actuator and ejecting ink in the pressure chamber from the nozzle by driving the active part,
The piezoelectric actuator includes a plurality of stacked sheets including a piezoelectric sheet, a plurality of individual electrodes positioned corresponding to the plurality of pressure chambers and forming a row corresponding to the row of the pressure chambers, and the individual electrodes A common electrode having the piezoelectric sheet sandwiched in the stacking direction as the active portion, and a plurality of individual surface electrodes located on the upper surface of the uppermost sheet and connected to the individual electrodes via internal connection electrodes And
Each of the individual electrodes has an end connected to the internal connection electrode extending from the portion corresponding to the pressure chamber in the column direction so as to be positioned between the pressure chamber and the adjacent pressure chamber. Inkjet printer head characterized.
前記各個別電極は、前記内部接続電極と接続する端部を、前記活性部を形成する部分から当該個別電極と隣接する個別電極との間に位置するように前記列方向へ延ばしていることを特徴とする圧電アクチュエータ。 A plurality of sheets formed by laminating comprises a piezoelectric sheet, the plurality of individual electrodes a row at predetermined intervals in the surface direction of the sheet, that together with the individual electrodes sandwiching the piezoelectric sheet in the laminating direction thereof piezoelectric sheet said active portion A plurality of individual surface electrodes located on the upper surface of the uppermost sheet and connected to each individual electrode via an internal connection electrode,
Each of the individual electrodes has an end connected to the internal connection electrode extending in the column direction so as to be located between the individual electrode and an adjacent individual electrode from a portion forming the active portion. A characteristic piezoelectric actuator.
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