JP4526244B2 - インクジェットヘッド及びインクジェットプリンタ並びにインクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットヘッド及びそれを用いたインクジェットプリンタ並びにインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、圧電素子を駆動して、圧電素子に隣接する圧力室に充填されたインクを押圧し、その圧力室に連通されたノズルから、紙などの記録媒体に向けてインクを吐出して、その記録媒体に画像を形成するインクジェットヘッドが知られている。この種のインクジェットヘッドにおいては、良好な画質を得るために各ノズルから均等にインクを吐出する必要があり、インクの吐出性能を高めるために従来より種々技術が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１記載のドロップオンデマンド型インクジェットヘッドでは、インク溜りのダンピング効果の減少に伴うインク滴噴射の不安定化やノズル間の交互干渉を防止するために、本来のノズルに加えて、ダミーのノズルをインクジェットヘッドに設け、噴射時にインク圧力室で発生し共通インク溜りまで伝播してきた圧力波を、ダミーノズルを用いて吸収するようにしている。
【０００４】
また近年では、キャビティプレートにおいて圧力室を複数列形成すると共に、キャビティプレートの上記圧力室毎に駆動電極（所謂、個別電極）が形成された圧電シートをキャビティプレートに接合したインクジェットヘッドが知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１−１７８４５１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この種のインクジェットヘッドでは、圧電シートの各駆動電極に電圧を印加して、それに対応する圧力室内のインクをノズルから噴射するため、各駆動電極への電圧印加により駆動される圧電シートの各領域が均一な特性を有していないと、インク滴を各ノズルから均一に噴射することが困難になり、良好な画質を得ることが難しくなる。
【０００７】
近年では、画像の高解像度化を実現するために、各圧力室及び駆動電極の配置間隔を狭くすることが求められているが、圧電シートの各領域の特性は、その周囲の構造によって大きく影響を受ける。従って、各圧力室及び駆動電極の配置間隔を狭くすると、その影響を受けて、各領域の特性を揃えること難しくなってしまう。
【０００８】
特に、駆動電極の配置が途切れる圧電シートの駆動領域と非駆動領域との境界では、その周囲の構造に連続性がないため、駆動領域端部に位置する駆動電極に対応するノズルと、駆動領域の中央部に位置する駆動電極に対応するノズルとでは、インクの吐出特性に大きな差異が生じる。尚、このような特性の差異は、未焼成の圧電セラミックス材料の表面に駆動電極を構成するための導電ペーストを塗布し、それを焼成することにより圧電シートを形成する場合に生じやすい。
【０００９】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、圧電シートの各領域の特性を揃えて、各ノズルから均一にインクを吐出できるようにしたインクジェットヘッド、及び、それを用いたインクジェットプリンタ、並びに、そのインクジェットヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためになされた請求項１記載のインクジェットヘッドは、個別電極及び内部電極を備えるプレート型の圧電シートと、圧電シートを駆動するための基板と、を備え、その基板を用いて圧電シートを駆動し、ノズルからインクを吐出する。
【００１１】
圧電シートは、表面に、駆動領域と駆動領域周囲の非駆動領域とからなる個別電極形成領域を有し、その個別電極形成領域の全域に複数の上記個別電極を備える。具体的に、非駆動領域は、駆動領域の外周に沿って設けられ、駆動領域を包囲する。また、個別電極は、個別電極形成領域の全域に、マトリクス状に二次元配置されている。即ち、本発明のインクジェットヘッドでは、非駆動領域においても、各個別電極が、駆動領域の外周に沿って、駆動領域の個別電極と同規則にて配列されている。
その他、この圧電シートは、内部に、個別電極形成領域の各個別電極と対向する上記内部電極を有し、この内部電極と上記個別電極形成領域の各個別電極とでシート状の圧電層を挟んだ構成にされている。
【００１２】
一方、基板は、圧電シートにおける駆動領域内の各個別電極と電気的に接続されると共に、圧電シートにおける非駆動領域内の各個別電極とは電気的に非接続の状態にされ、駆動領域の各個別電極に対して駆動電圧を印加し、圧電シートを駆動する。
【００１３】
このように、本発明のインクジェットヘッドでは、非駆動領域にも個別電極が形成されているため、駆動領域における各個別電極の周囲構造は、その駆動領域全体に渡って略同一にされる。従って、請求項１記載のインクジェットヘッドによれば、駆動領域と非駆動領域との境界領域において周囲構造の不連続が生じ、圧電シートに変形ムラが生じるのを抑制することができる。よって、本発明によれば、駆動領域端部に位置する個別電極に対応するノズルのインク吐出特性と、駆動領域中央部に位置する個別電極に対応するノズルのインク吐出特性とに差異が生じるのを抑制することができる。
【００１４】
即ち、本発明によれば、インクジェットヘッドが備える各ノズルのインク吐出特性を均一にすることができ、各ノズルから均一にインクを吐出させることができる。よって、本発明のインクジェットヘッドによれば、インクジェットプリンタの画質が向上する。
【００１５】
尚、圧電シートは、通常、圧電材料（圧電セラミックス材料）を焼成することにより形成されるが、その焼成時には、周囲構造によって圧電材料の収縮率等が大きく変化する。そして、収縮率にばらつきが生じると、それに起因して、圧電シートの各部で特性のばらつきが生じる。
【００１６】
従って、駆動領域及び駆動領域の周囲に、複数の個別電極を形成し、個別電極を有する圧電材料を焼成して形成すれば、焼成時において駆動領域及び非駆動領域の境界で、収縮率等に差異が生じ、その境界領域で圧電シートの特性にばらつきが生じるのを抑制することができる。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
また、一列に個別電極を配列した場合には、その配列方向の両端において周囲構造に不連続性が生じるが、個別電極をマトリクス状に配列した場合には、周囲構造に不連続性が生じる領域が大きくなり、インク吐出特性のばらつきが生じやすい。従って、本発明のように、駆動領域でマトリクス状に個別電極が配置されたインクジェットヘッドにおいて、この駆動領域の外周に沿って、駆動領域と同規則で個別電極を配置すれば、上述の効果が、ひときわ発揮される。
【００２０】
また、本発明の効果は、印字密度が高密度であるほど発揮される。なぜなら、周囲構造の差異がインク吐出特性のばらつきに影響を与える程度は、印字密度が高密度であるほど大きくなるからである。従って、本発明は、印字密度を高密度化する際に、非常に有効な技術であると言える。
【００２１】
また具体的に、本発明（請求項１）は、請求項２記載のように、圧電シートの表面にスルーホールを介して内部電極と電気的に接続された接続部（共通電極とも言われる）を備えるインクジェットヘッドに適用することができる。そして、このように構成されたインクジェットヘッドにおいては、圧電シートの接続部を、少なくとも二以上のスルーホールを介して内部電極と電気的に接続するのがよい。
【００２２】
このように構成された請求項３記載のインクジェットヘッドによれば、接続部と内部電極との接続系統が二系統以上用意されるため、一のスルーホールを介した電気的接続が切断されても、他のスルーホールにて、接続部と内部電極との電気的接続を保つことができる。即ち、請求項３記載のインクジェットヘッドによれば、製品の耐久性及び信頼性を向上させることができる。
【００２３】
また、上記接続部は、請求項４記載のように、圧電シート表面における個別電極形成領域から外れた位置に設けられると良い。内部電極は、個別電極の逆極として機能するため、その内部電極に電気的に接続されたスルーホール及び接続部が、駆動領域の近くにあると、スルーホール及び接続部の影響を受けて、圧電シートに変形ムラが生じる可能性がある。
【００２４】
請求項４記載のように、個別電極形成領域から外れた位置に接続部を設けると、駆動領域と接続部との間に非駆動領域が介在するため、接続部の影響による圧電シートの変形ムラを最小限に抑えることができる。従って、請求項４記載のインクジェットヘッドによれば、各ノズルのインク吐出特性を均一にすることができる。
【００２５】
また基板が、駆動領域の各個別電極及び接続部に接合されて、それらと電気的に接続され、圧電シートに固定されるインクジェットヘッドにおいては、請求項５記載のように接続部を設けるとよい。請求項５記載のインクジェットヘッドでは、接続部が、圧電シートの表面において基板が延設される側の端部に設けられている。
【００２６】
基板が圧電シートより延設される場合には、基板を引き剥がす力が基板の延設側から圧電シートに及ぶ可能性が高いが、引き剥がし方向の力が圧電シートに及ぶと、基板と個別電極との間の接合部分や、基板と接続部とを結ぶ接合部分が損傷し、基板と個別電極若しくは内部電極との間の電気的特性が変化したり電気的接続が切断されることになる。
【００２７】
請求項５記載のインクジェットヘッドでは、接続部を、圧電シート表面における基板の延設方向側端部に設けて、圧電シートと基板との接合強度を高めているので、基板を引き剥がす力が圧電シートに及んでも、それによって接合部分が損傷を受けるのを抑えることができる。従って、請求項５記載のインクジェットヘッドによれば、製品の耐久性・信頼性が向上する。
【００２８】
また、圧電シートの形状が方形状である場合には、請求項６記載のように、接続部を圧電シートの表面における角部に設けると良い。そして、その接続部と、駆動領域の各個別電極とを基板に接合して、その基板を圧電シートに固定するとよい。このように構成された請求項６記載のインクジェットヘッドによれば、圧電シートの角部が基板に接合されるため、圧電シートと基板との接合強度を高めることができる。また、接続部を角部に設けることで、その接続部を原因とする圧電シートの変形ムラを最小限に抑えることができる。従って、この発明（請求項６）によれば、耐久性に優れ、尚且つインクの吐出性能に優れたインクジェットヘッドを提供することができる。
【００２９】
その他、請求項２〜請求項６のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいては、駆動領域の各個別電極及び圧電シートの接続部に、基板に設けられた電極と接合される凸状の接点部を設けると良い。
【００３０】
請求項７記載のインクジェットヘッドのように、個別電極及び接続部に凸状の接点部を設けると、圧電シートと基板とを対向させて接合する際に、その圧電シートと基板との間に微小な隙間が形成される。従って、圧電シート上に微小なゴミ等が付着している場合であっても、接合時に、そのゴミによって圧電シートや基板が傷つくのを防止することができる。従って、本発明によれば、製品の信頼性を向上させることができ、製品の歩留まりを向上させることができる。
【００３１】
また、請求項８記載のように、圧電シートの接続部には、凸状の接点部を、二以上形成すると良い。接点部を二以上設けておくと、一の接点部を介した基板の電極と内部電極との電気的接続が切断されても、他の接点部にて、基板の電極と内部電極との電気的接続を保つことができる。従って、本発明によれば、インクジェットヘッドの耐久性を高めることができる。
その他、インクジェットヘッドは、請求項９記載のように構成されてもよい。即ち、インクジェットヘッドは、圧電シートの表面において、基板が延設される側の辺の各角部に設けられた各接続部に、三角形状に配置された３つの接点部を備える構成にされてもよい。
【００３２】
また、圧電シートは、台形状に構成され、接続部は、圧電シートの表面における非個別電極形成領域であって圧電シートの各角部に、圧電シートの上底及び下底に沿って長尺形状に設けられてもよい。そして、このインクジェットヘッドにおいては、駆動領域の各個別電極に、凸状の接点部を設け、各接続部では、圧電シートの角側の端部に接点部を設けて、角側の端部とは反対側に、内部電極と電気的に接続されるスルーホールを、複数個接合するとよい（請求項１０）。
その他、上述のインクジェットヘッドにおいては、請求項１１記載のように、接続部の接点部、及び、駆動領域における各個別電極の接点部を、同一の高さで設けるのが好ましい。請求項１１記載のようにインクジェットヘッドを構成すると、接続部が有する接点部、個別電極が有する接点部に、基板を均一に接続することができる。従って、組み立て時に基板や圧電シートに局所的な負荷がかかるのを防止することができ、接触不良となる接点部が発生するのを防止することができる。その他、夫々の接点部の高さが同一にされているので、各接点部と基板の電極との間の電気的特性を揃えることができ、インクを各ノズルから均一に吐出できるようにすることができる。
また、請求項１２記載のように、駆動領域には、各個別電極の接点部の間に、接点部と略同一高さの突起部を設けるとよい。
【００３３】
その他、圧電シートが有する接続部の接点部、及び、駆動領域の各個別電極が有する接点部を、基板に設けられた電極にはんだ付けして接合する場合には、請求項１３記載のように、それら接点部の表面積を、略同一するのが好ましい。
【００３４】
はんだ付けにより接点部と基板の電極とを接続する場合に、各接点部の表面積が異なると、接点部に付着するはんだの量にばらつきが生じることになる。そして、このような場合には、はんだの量が多すぎて、全てのはんだが溶融せず接合が不完全になる接点部や、はんだの量が少なすぎて、はんだが蒸発し接合が不完全になる接点部が出現することになる。
【００３５】
一方、本発明（請求項１３）のように表面積を略同一とすると、はんだの量を各接点部において均一にすることができ、接合の不完全な接点部が発生するのを防止することができる。従って、本発明（請求項１３）によれば、信頼性の高いインクジェットヘッドを提供することができる。尚、各接点部の表面積の差が、接合が不完全になる接点部が生じない程度にはんだの量が均一となる面積差である場合、その面積差は許容され、それら表面積は略同一であるとみなされる。
【００３６】
また上述したインクジェットヘッドにおいては、圧電シート側に開口された圧力室を駆動領域の各個別電極に対応する位置に備えるキャビティプレートが、圧電シートの裏面に接合されることになるが、駆動領域の各個別電極が有する接点部、及び、圧電シートの接続部が有する接点部は、キャビティプレートに対して請求項１４記載のように設けられるのが好ましい。
【００３７】
請求項１４記載のインクジェットヘッドでは、駆動領域の各個別電極が有する接点部、及び、圧電シートの接続部が有する接点部が、夫々、圧電シートの裏面に接合されるキャビティプレートの接合面に対向する圧電シート表面の一部に配置されている。
【００３８】
キャビティプレート表面において圧力室が形成されていない領域（即ち、圧力室の周囲領域）は、圧電シートとキャビティプレートとの接合面を構成するものとなるが、駆動領域の各個別電極が有する接点部、及び、圧電シートの接続部が有する接点部を、圧力室に対向する圧電シート表面に（即ち圧力室上に）配置すると、圧電シート上に基板を載置して基板を取り付ける際、接点部を介して圧電シートに押圧力がかかり、キャビティプレートにより支持されていない圧電シートの領域が歪み損傷するといった問題が発生する。
【００３９】
一方、請求項１４記載のように、駆動領域の各個別電極が有する接点部、及び、圧電シートの接続部が有する接点部を、圧電シート表面において、キャビティプレートの接合面上に形成すると、圧電シート上に基板を載置して基板を取り付ける際に、圧電シートが破損するのを防止することができる。従って、請求項１４記載のインクジェットヘッドによれば、製品の歩留まりが向上する。
【００４０】
またキャビティプレートには、駆動領域及び非駆動領域の各個別電極に対応する位置に圧力室を設けるのが好ましい。請求項１５記載のインクジェットヘッドは、駆動領域及び非駆動領域の各個別電極に対応する位置に圧力室を有するキャビティプレートが、圧電シートの裏面に接合されたものである。
【００４１】
本来の個別電極として機能しない非駆動領域のダミーの個別電極については、本来キャビティプレートに、それに対応する圧力室を設ける必要がない。しかしながら、圧力室を設けない場合には、非駆動領域側でキャビティプレートと圧電シートとの接合面積が広くなるため、その影響を受けて、駆動領域と非駆動領域との境界で圧電シートの変形ムラが生じる。
【００４２】
一方、本発明（請求項１５）のように、非駆動領域の個別電極に対してもダミーの圧力室を設けると、非駆動領域におけるキャビティプレートと圧電シートとの接合態様が、駆動領域のそれと略同じになる。このため、駆動領域と非駆動領域との境界領域において、圧電シートに変形ムラが生じるのを抑制することができるのである。
【００４３】
以上に、インクジェットヘッドの構成について説明したが、請求項１〜請求項１５記載のインクジェットヘッドを用いて、請求項１６記載のようにインクジェットプリンタを構成すれば、画質が良好で、耐久性に優れたインクジェットプリンタを製造することができる。またインクジェットヘッドの歩留まりが向上するので、インクジェットプリンタを安価に提供することができる。
【００４４】
また、上述した請求項１記載のインクジェットヘッドは、請求項１７記載のように製造することができる。
請求項１７記載のインクジェットヘッドの製造方法は、シート状の圧電材料の表面における駆動領域、及び、駆動領域の外周に沿って設けられ駆動領域を包囲する非駆動領域に、複数の個別電極を、マトリクス状に二次元配置し、この圧電材料の裏面に、内部電極を一面に有するシート状の圧電材料を重ね合わせて、積層体を形成し、この積層体を焼成することにより、内部電極と各個別電極との間に、シート状の圧電層を有し、非駆動領域において、駆動領域の外周に沿って、各個別電極が、駆動領域の個別電極と同規則にて配列されてなる圧電シートを形成する工程と、駆動領域に設けられた各個別電極に対応するインク圧力室が設けられたキャビティプレートを、各インク圧力室と、対応する個別電極とが対向するように、圧電シートに接着する工程と、圧電シートにおける駆動領域内の各個別電極と、圧電シート駆動用の基板に形成された駆動電圧印加用の各個別電極と、を電気的に接続し、圧電シートにおける非駆動領域内の各個別電極と基板とを電気的に非接続の状態にして、基板を圧電シートに固定する工程と、を含むことを特徴とする。
【００４５】
焼成により圧電シートを製造する場合には、個別電極が存在する領域と存在しない領域とで、圧電材料の収縮率にばらつきが生じ、圧電シートの各部において特性のばらつきが生じるが、本発明（請求項１７）のように、非駆動領域にも個別電極を形成し、その後に圧電材料を焼成するようにすると、焼成時の条件が駆動領域と非駆動領域とで略同一となる。従って、焼成後の圧電シートにおいては、駆動領域と非駆動領域との境界領域内において特性ばらつきが生じにくく、駆動領域において均一なインク吐出特性を得ることができる。よって、本発明（請求項１７）によれば、高性能なインクジェットヘッドを製造することができる。
また、請求項１８記載のインクジェットヘッドの製造方法は、キャビティプレートを圧電シートに接着する工程で、キャビティプレートとして、駆動領域及び非駆動領域に設けられた各個別電極に対応するインク圧力室が設けられたキャビティプレートを、各インク圧力室と、対応する個別電極とが対向するように、圧電シートに接着するものである。このようにしてインクジェットヘッドを製造すれば、請求項１５に係る発明と同様の効果を得ることができる。
また、請求項１９記載のインクジェットヘッドの製造方法は、圧電シートを形成する工程で、上記圧電材料として、方形状の圧電材料を用い、個別電極が形成される圧電材料の表面における非個別電極形成領域であって圧電材料の各角部に、圧電材料を貫通するスルーホールを形成し、更に、このスルーホールに導電性の充填材を注入して、スルーホールを介し内部電極と電気的に接続される接続部を圧電材料の各角部に形成し、基板を圧電シートに固定する工程では、駆動領域の各個別電極及び接続部に、基板を接合して、圧電シートと基板とを電気的に接続すると共に、基板を前記圧電シートに固定するものである。このようにしてインクジェットヘッドを製造すれば、請求項６に係る発明と同様の効果を得ることができる。
また、請求項２０記載のインクジェットヘッドの製造方法は、圧電シートを形成する工程で、駆動領域の各個別電極、及び、接続部に、基板に設けられた電極に接合される凸状の接点部を形成するものである。このようにしてインクジェットヘッドを製造すれば、請求項７に係る発明と同様の効果を得ることができる。
また、請求項２１記載のインクジェットヘッドの製造方法は、圧電シートを形成する工程で、基板が延設される側の辺の各角部に位置する接続部に、接点部を、三角形状に配置するようにして、三つ形成するものである。このようにしてインクジェットヘッドを製造すれば、請求項９に係る発明と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例について図面とともに説明する。尚、図１は、本発明が適用されたインクジェットヘッド９を備えるインクジェットプリンタ１の構成を表すブロック図である。
【００４７】
本実施例のインクジェットプリンタ１は、マイクロコンピュータなどからなる制御部３、ＵＳＢインタフェース等に代表されるＰＣインタフェース５、搬送ローラなどからなる用紙搬送部６、ユーザが当該インクジェットプリンタ１を操作するために必要な各種キーを備える操作部７、インクが充填されたインクタンク８、インクタンク８に接続されインクタンク８から提供されるインクをインク滴にしてノズル１１１から噴射する上記インクジェットヘッド９、などを備える。
【００４８】
このインクジェットプリンタ１には、ＰＣインタフェース５を介してパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等が接続される。当該インクジェットプリンタ１を統括制御する制御部３は、ＰＣインタフェース５を介して外部（ＰＣ）から画像データを受信すると、用紙搬送部６を制御して、図示しない給紙トレイから用紙を取り出し、その用紙をインクジェットヘッド９側へと搬送する。一方で、制御部３は、インクジェットヘッド９を主走査方向へ走査すると共に、外部（ＰＣ）から取得した画像データに基づき、インクジェットヘッド９を制御して、インクジェットヘッド９のノズル１１１からインク滴を噴射させ、そのインク滴によって外部（ＰＣ）から取得した画像データに基づく画像を用紙に形成する。この際、用紙は、用紙搬送部６より、インクジェットヘッド９の動作と連動して副走査方向へと搬送される。また画像形成後、制御部３は、画像が形成された用紙を図示しない排紙トレイに排出し、印刷処理を終了する。
【００４９】
図２は、このインクジェットプリンタ１が備えるインクジェットヘッド９の概略構成を表した分解斜視図である。また図３は、インクジェットヘッド９の積層構造を表した分解斜視図であり、図４は、インクジェットヘッド９の積層構造を表した概略断面図である。
【００５０】
本実施例のインクジェットヘッド９は、略長方形に形成された薄い金属板が複数枚積層された構造にされている。具体的に、このインクジェットヘッド９は、略長方形の薄い金属板が９枚積層された９層構造となっており、図２〜図４に示すように、下層から、ノズルプレート１００、カバープレート２００、第一マニホールドプレート３００、第二マニホールドプレート４００、第三マニホールドプレート５００、サプライプレート６００、アパーチャプレート７００、ベースプレート８００、キャビティプレート９００が積層された構造にされている。
【００５１】
そして、このキャビティプレート９００の表面（即ち、上面）には、略台形状のプレート型の４枚の各圧電シート１０が重ならないように互い違いに積層される。この各圧電シート１０の上側には、フレキシブルプリント配線基板（以下、「ＦＰＣ基板」という）５０の先端部５１が載置され、圧電シート１０と電気的に接続される。尚、キャビティプレート９００において、積層された各圧電シート１０の周囲には、インクタンク８に連通されたインク供給口９０１が設けられている。
【００５２】
次に、各プレートについて説明する。図５は、ノズルプレート１００の構成を表す平面図であり、図６は、第一マニホールドプレート３００表面の構成を表す平面図である。また、図７は、第二マニホールドプレート４００表面の構成を表す平面図であり、図８は、第三マニホールドプレート５００表面の構成を表す平面図である。
【００５３】
図３〜図５に示すように、ノズルプレート１００には、略台形状の４つの領域１１０をそれぞれ一群にして、微小径のインク噴出用のノズル１１１が、要求される印字密度に対応して、多数個穿設されている。また、カバープレート２００の表面には、略台形状の４つの領域２１０をそれぞれ一群にして、微小径のインク通路用の貫通孔２１１が多数穿設されている。カバープレート２００の各貫通孔２１１は、ノズルプレート１００の各ノズル１１１と対向する位置に配設されており、カバープレート２００とノズルプレート１００とが積層された際に、ノズルプレート１００の各ノズル１１１と連通する。
【００５４】
また、第一マニホールドプレート３００には、図６に示すように、微小径のインク通路用の貫通孔３１１が多数穿設されている。各貫通孔３１１は、カバープレート２００の各貫通孔２１１に対向する位置に配設されており（図４参照）、第一マニホールドプレート３００とカバープレート２００とが積層された際に、カバープレート２００の各貫通孔２１１と連通する。
【００５５】
その他、第一マニホールドプレート３００には、インクマニホールド流路２（図４参照）を構成する２つの溝貫通部３１２が長手方向に形成されている。尚、上述した各貫通孔３１１は、この溝貫通部３１２の外周及び、溝貫通部３１２に囲まれた複数の浮島部３１３に配設されている。
【００５６】
また、複数の浮島部３１３は、下側をハーフエッチングされた複数の連結片３１４によって支持された構造にされている。尚、各連結片３１４は、第一マニホールドプレート３００の約半分程度の厚みで形成されている。その他、溝貫通部３１２には、複数のインク供給部３１５が延設されている。
【００５７】
一方、第二マニホールドプレート４００には、図７に示すように、インクマニホールド流路２を構成する２つの溝貫通部４１２が長手方向に形成されている。この第二マニホールドプレート４００の各溝貫通部４１２は、第一マニホールドプレート３００の各溝貫通部３１２に対向する位置に配設されており、第二マニホールドプレート４００と第一マニホールドプレート３００とが積層された際に、第一マニホールドプレート３００の各溝貫通部３１２と連通する（図４参照）。
【００５８】
その他、溝貫通部４１２の外周、及び、溝貫通部４１２に囲まれた複数の浮島部４１３には、微小径のインク通路用の貫通孔４１１が多数穿設されている。この第二マニホールドプレート４００の各貫通孔４１１は、第一マニホールドプレート３００の各貫通孔３１１に対向する位置に配設されており、第二マニホールドプレート４００と第一マニホールドプレート３００とが積層された際に、第一マニホールドプレート３００の各貫通孔３１１と連通する。
【００５９】
また、複数の浮島部４１３は、上側をハーフエッチングされた複数の連結片４１４によって支持されている。尚、各連結片４１４は、第二マニホールドプレート４００の約半分程度の厚みで形成されている。
【００６０】
その他、溝貫通部４１２には、複数のインク供給部４１５が延設されている。この第二マニホールドプレート４００の各インク供給部４１５は、第一マニホールドプレート３００の各インク供給部３１５に対向する位置に配設されており、第二マニホールドプレート４００と第一マニホールドプレート３００とが積層された際に、第一マニホールドプレート３００の各インク供給部３１５と連通する。
【００６１】
また、第三マニホールドプレート５００には、図８に示すように、インクマニホールド流路２を構成する２つの溝貫通部５１２が長手方向に形成されている。この第三マニホールドプレート５００の各溝貫通部５１２は、第二マニホールドプレート４００の各溝貫通部４１２に対向する位置に配設されており、第三マニホールドプレート５００と第二マニホールドプレート４００とが積層された際に、第二マニホールドプレート４００の各溝貫通部４１２と連通する。
【００６２】
その他、溝貫通部５１２の外周及び、溝貫通部５１２に囲まれた複数の浮島部５１３には、微小径のインク通路用の貫通孔５１１が多数穿設されている。この第三マニホールドプレート５００の各貫通孔５１１は、おおよそ第二マニホールドプレート４００の各貫通孔４１１に対向する位置に配設されており、第三マニホールドプレート５００と第二マニホールドプレート４００とが積層された際に、第二マニホールドプレート４００の各貫通孔４１１と連通する。
【００６３】
また、複数の浮島部５１３は、上側をハーフエッチングされた複数の連結片５１４によって支持された構造になっている。尚、各連結片５１４は、第三マニホールドプレート５００の約半分程度の厚みで形成されている。
【００６４】
その他、溝貫通部５１２には、複数のインク供給部５１５が延設されている。この第三マニホールドプレート５００の各インク供給部５１５は、第二マニホールドプレート４００の各インク供給部４１５に対向する位置に配設されており、第三マニホールドプレート５００と第二マニホールドプレート４００とが積層された際に、第二マニホールドプレート４００の各インク供給部４１５と連通する。
【００６５】
続いて、サプライプレート６００、アパーチャプレート７００、ベースプレート８００、キャビティプレート９００について説明する。尚、図９は、サプライプレート６００に設けられた貫通孔６１２の拡大平面図（ａ）及び拡大断面図（ｂ）であり、図１０は、サプライプレート６００に設けられたインク供給口６０１の拡大平面図である。また、図１１は、アパーチャプレート７００に設けられたインク導入用の絞り部７１２の構成を表す平面図である。その他、図１２は、キャビティプレート９００表面の構成を表す平面図である。
【００６６】
サプライプレート６００には、略台形状の４つの領域６１０（図３参照）をそれぞれ一群にして、微小径のインク通路用の貫通孔６１１、及び、微小径のインク導入用の貫通孔６１２が多数個設けられている（図４参照）。そして、サプライプレート６００の各貫通孔６１２には、図９に示すように、インク内のゴミが侵入するのを防ぐためのフィルター孔６１３が多数個穿設されている。
【００６７】
このサプライプレート６００の各貫通孔６１１は、おおよそ第三マニホールドプレート５００の各貫通孔５１１に対向する位置に配設されており、サプライプレート６００と第三マニホールドプレート５００とが積層された際に、第三マニホールドプレート５００の各貫通孔５１１と連通する。
【００６８】
一方、サプライプレート６００の各貫通孔６１２は、第三マニホールドプレート５００の２つの溝貫通部５１２のいずれかに対向する位置に配設されており、サプライプレート６００と第三マニホールドプレート５００とが積層された際に、第三マニホールドプレート５００の２つの溝貫通部５１２のいずれかと連通する。
【００６９】
その他、サプライプレート６００には、略台形状の４つの領域６１０の外側に、小径のインク供給用のインク供給口６０１が複数個穿設されている（図３参照）。このサプライプレート６００の各インク供給口６０１は、第三マニホールドプレート５００の各インク供給部５１５に対向する位置に配設されており、サプライプレート６００と第三マニホールドプレート５００とが積層された際に、第三マニホールドプレート５００の各インク供給部５１５と連通する。また、サプライプレート６００の各インク供給口６０１には、図１０に示すように、インク内のゴミが侵入するのを防ぐためのフィルター孔６０２が多数個穿設されている。
【００７０】
また、アパーチャプレート７００には、略台形状の４つの領域７１０をそれぞれ一群にして、図４に示すように、微小径のインク通路用の貫通孔７１１、及び、インク導入用の絞り部７１２が多数穿設されている。このアパーチャプレート７００の各貫通孔７１１は、おおよそサプライプレート６００の各貫通孔６１１に対向する位置に配設されており、アパーチャプレート７００とサプライプレート６００とが積層された際に、サプライプレート６００の各貫通孔６１１と連通する。
【００７１】
一方、アパーチャプレート７００の各絞り部７１２は、図１１に示すように、インク入口７１３及びインク出口７１４と、そのインク入口７１３及びインク出口７１４を連通させる溝貫通部７１５とによって構成されている。各絞り部７１２のインク入口７１３は、おおよそサプライプレート６００の各貫通孔６１２に対向する位置に配設されており、アパーチャプレート７００とサプライプレート６００とが積層された際に、サプライプレート６００の各貫通孔６１２と連通する。
【００７２】
その他、アパーチャプレート７００には、略台形状の４つの領域７１０の外側に、インク供給用のインク供給口７０１が複数個穿設されている（図３参照）。このアパーチャプレート７００の各インク供給口７０１は、サプライプレート６００の各インク供給口６０１に対向する位置に配設されており、アパーチャプレート７００とサプライプレート６００とが積層された際に、サプライプレート６００の各インク供給口６０１と連通する。
【００７３】
また、ベースプレート８００には、略台形状の４つの領域８１０をそれぞれ一群にして、微小径のインク通路用の貫通孔８１１、及び、微小径のインク導入用の貫通孔８１２が多数個設けられている。このベースプレート８００の各貫通孔８１１は、おおよそアパーチャプレート７００の各貫通孔７１１に対向する位置に配設されており、ベースプレート８００とアパーチャプレート７００とが積層された際に、アパーチャプレート７００の各貫通孔７１１と連通する。
【００７４】
一方、ベースプレート８００の各貫通孔８１２は、アパーチャプレート７００の各絞り部７１２のインク出口７１４に対向する位置に配設されており、ベースプレート８００とアパーチャプレート７００とが積層された際に、アパーチャプレート７００の各絞り部７１２のインク出口７１４と連通する。
【００７５】
その他、ベースプレート８００には、略台形状の４つの領域８１０の外側に、インク供給用のインク供給口８０１が複数個穿設されている（図３参照）。各インク供給口８０１は、アパーチャプレート７００の各インク供給口７０１に対向する位置に配設されており、ベースプレート８００とアパーチャプレート７００とが積層された際に、アパーチャプレート７００の各インク供給口７０１と連通する。
【００７６】
また、キャビティプレート９００には、略台形状の４つの領域９１０をそれぞれ一群にして、圧電シート１０及びベースプレート８００側に開口端を有するインク圧力室９１１，９１２が、要求される印字密度に対応して、マトリクス状に多数個貫設されている（図１２参照）。即ち、このキャビティプレート９００の各インク圧力室９１１，９１２は、前後方向及び左右方向に等間隔に配列されている。
【００７７】
インク圧力室９１２は、概ねインク圧力室９１１と同形状にされた所謂ダミーのインク圧力室であり、インクが充填される真のインク圧力室９１１と同様にして、インク圧力室９１１が配列されたインク充填領域９１３の外周に形成されている。
【００７８】
このダミーのインク圧力室９１２を除く各インク圧力室９１１の先端部は、おおよそベースプレート８００の各貫通孔８１１に対向する位置に配設されており、キャビティプレート９００とベースプレート８００とが積層された際に、ベースプレート８００の各貫通孔８１１と連通する（図４参照）。即ち、インク圧力室９１１は、ベースプレート８００の貫通孔８１１と同数設けられている。
【００７９】
一方、各インク圧力室９１１の後端部は、おおよそベースプレート８００の各貫通孔８１２に対向する位置に配設されており、キャビティプレート９００とベースプレート８００とが積層された際に、ベースプレート８００の各貫通孔８１２と連通する。
【００８０】
その他、キャビティプレート９００には、略台形状の４つの領域９１０の外側に、インク供給用のインク供給口９０１が複数個設けられている。上述したこのキャビティプレート９００の各インク供給口９０１は、ベースプレート８００の各インク供給口８０１に対向する位置に配設されており、キャビティプレート９００とベースプレート８００とが積層された際に、ベースプレート８００の各インク供給口８０１と連通する。尚、このキャビティプレート９００の表面には、方形状にされた圧電シート１０の裏面が接合される。
【００８１】
次に、この圧電シート１０について説明する。尚、図１３は、圧電シート１０表面の構成を表す平面図であり、図１４は、圧電シート１０表面における右先端部の拡大平面図（ａ）及び右後端部の拡大平面図（ｂ）である。また、図１５は、圧電シート１０に形成された個別電極１１，１２ａの拡大平面図（ａ）、及び個別電極１２ｂの拡大平面図（ｂ）であり、図１６は、圧電シート１０の個別電極１１，１２ａの拡大断面図（ａ）、及び個別電極１２ｂの拡大断面図（ｂ）である。
【００８２】
その他、図１７は、圧電シート１０に形成された共通電極３１の構成を表す拡大断面図であり、図１８は、キャビティプレート９００に設けられたインク圧力室９１１及びダミーのインク圧力室９１２と、圧電シート１０に設けられた各種電極との位置関係を表す圧電シート１０の一部透過平面図である。また、図１９は、ＦＰＣ基板５０載置前のインクジェットヘッド９の構成を表す断面図である。
【００８３】
本実施例の圧電シート１０には、図１３に示すように、個別電極１１，１２ａ，１２ｂが、要求される印字密度に対応して、マトリクス状に多数個形成されている。この圧電シート１０の各個別電極１１は、キャビティプレート９００の各インク圧力室９１１に対向する位置に配設されており、圧電シート１０がキャビティプレート９００に積層され、キャビティプレート９００の各インク圧力室９１１，９１２の上部が圧電シート１０によって塞がれた際、各個別電極１１は、キャビティプレート９００の各インク圧力室９１１の上部に配置される（図１８及び図１９参照）。また、各個別電極１２ａ，１２ｂは、キャビティプレート９００の各インク圧力室９１２に対向する位置に配設されており、圧電シート１０がキャビティプレート９００に積層された際、キャビティプレート９００の各インク圧力室９１２の上部に配置される。
【００８４】
尚、個別電極１２ａ，１２ｂは、概ね個別電極１１と同形状にされた所謂ダミーの個別電極である。この個別電極１２ａ，１２ｂは、駆動電圧が印加されるとインク圧力室９１１内のインクを押圧する真の個別電極１１と同様にして、個別電極１１が配列された駆動領域１３ａの外周に位置する非駆動領域１３ｂに形成される。即ち、圧電シート１０中央部に設けられた駆動領域１３ａと非駆動領域１３ｂとからなる個別電極形成領域１３には、個別電極１１，１２ａ，１２ｂが同一のパターンで等間隔に配置される。尚、個別電極形成領域１３より外部は、個別電極１１，１２ａ，１２ｂを形成しない領域となっており、個別電極形成領域１３の境界では、個別電極１２ａ，１２ｂの一部が切欠形状にされる。
【００８５】
また、圧電シート１０の下底に位置する個別電極１２ｂを除くダミーの個別電極１２ａ、及び、圧電シート１０の各個別電極１１においては、インク圧力室９１１，９１２に対向する面を形成する個別電極１１，１２ａの対向部１５から延き出された延設部１６の端に、凸形状の接点ランド部１７が形成されている（図１５及び図１６参照）。
【００８６】
その他、台形状の圧電シート１０の下底に位置する個別電極１２ｂは、個別電極１１，１２ａと同形状の対向部１５及び延設部１６とから構成されるが、延設部１６には接点ランド部１７を有しない構造にされている。
【００８７】
尚、個別電極１１，１２ａが備える接点ランド部１７は、キャビティプレート９００におけるインク圧力室９１１，９１２の周囲領域である圧電シート１０とキャビティプレート９００との接合面ＳＳ上に設けられている。即ち、接点ランド部１７は、インク圧力室９１１，９１２に対向する圧電シート１０の領域から外れた位置に形成されている。
【００８８】
また、本実施例の圧電シート１０は、図１６に示すように、第１圧電層２１及び第２圧電層２３，２４を積層した構造になっており、第１圧電層２１と第２圧電層２３の間に、個別電極１１，１２ａ，１２ｂと対向する内部電極２２を備える。この内部電極２２は、台形の四つの角部に位置する導電材が充填された複数のスルーホール３３を介して、圧電シート１０の表面に形成された導体パターンである共通電極３１，３２に電気的に接続されている。
【００８９】
また、各共通電極３１，３２は、圧電シート１０の表面において、上記個別電極１１，１２ａ，１２ｂが形成された個別電極形成領域１３には該当しない圧電シート１０の角部領域に設けられている。
【００９０】
角部領域は、個別電極１１，１２ａ，１２ｂが形成されていない非個別電極形成領域となっており、共通電極３１は、台形状に形成された圧電シート１０の下底側（即ち基板５０の延設方向である後端側）の角部に夫々設けられ、共通電極３２は、圧電シート１０の上底側（即ち先端側）の角部に設けられている。
【００９１】
共通電極３１は、凸形状の接点ランド部３７が複数個形成された基板側接続部３４と、その基板側接続部３４から線状に延設された内部電極側接続部３５と、により概略Ｌ字形状にされており、内部電極側接続部３５からは三本の上記スルーホール３３が内部電極２２に向けて延設されている。
具体的に説明すると、本実施例の共通電極３１における基板側接続部３４には、３つの上記接点ランド部３７が、三角形状に（即ち、三角形の各頂点に位置するように）配置されている。
【００９２】
一方、共通電極３２は線形状にされており、凸形状の接点ランド部３７が、圧電シート１０の角部側で、圧電シート１０の先端縁（上底側の辺）に沿って複数個配列された構造にされている。また、共通電極３２は、圧電シート１０の角部とは反対側で、複数（具体的には３つ）のスルーホール３３に接続され、そのスルーホール３３を介して圧電シート１０の内部電極２２と電気的に接続されている。尚、共通電極３１，３２が備える接点ランド部３７は、いずれもインク圧力室９１１，９１２周囲に位置するキャビティプレート９００と圧電シート１０との接合面ＳＳ上に（即ち、インク圧力室９１１，９１２からは外れた位置に）設けられている。
【００９３】
その他、圧電シート１０には、押圧力をキャビティプレート９００と圧電シート１０との接合面ＳＳ上に伝達して、キャビティプレート９００と圧電シート１０との均一な接合を図るための突起部１８が、接点ランド部１７の間に設けられている。尚、突起部１８及び接点ランド部１７，３７は、本実施例において同一形状、同一高さにされている。
【００９４】
次に、ＦＰＣ基板５０の概略構造について説明する。尚、図２０は、パッド５２，５３の配置を表すＦＰＣ基板５０の平面図であり、図２１は、そのＦＰＣ基板５０表面における右先端部の拡大平面図（ａ）、及び、右後端部の拡大平面図（ｂ）である（この図２１では、下層の個別電極を透過して表す）。また、図２２は、ＦＰＣ基板５０に設けられたパッド５２，５３及び配線層５４の概略構成を表すＦＰＣ基板５０の拡大断面図である。
【００９５】
その他、図２３は、ＦＰＣ基板５０の個別電極であるパッド５２と圧電シート１０の個別電極１１との接続態様を表す断面図（ａ）、及び、ＦＰＣ基板５０の共通電極であるパッド５３と圧電シート１０の共通電極３１，３２との接続態様を表す断面図（ｂ）である。また、図２４は、ＦＰＣ基板５０の電気的構成を概略的に表すブロック図である。
【００９６】
ＦＰＣ基板５０は、内部に配線層５４を有するものであり、先端部５１に、その配線層５４を構成する導体が一部露出されてなるパッド５２，５３を備える。このパッド５２，５３は、圧電シート１０の接点ランド部１７，３７と同一のパターンで配設されている。
【００９７】
即ち、各パッド５２は、圧電シート１０における個別電極１１の接点ランド部１７（換言すると、個別電極１２ａの接点ランド部以外の接点ランド部１７）に対向する位置に設けられており、各パッド５２には、圧電シート１０の個別電極１１に形成された接点ランド部１７に接合されるニッケルめっき層５５及びはんだ層５６が形成されている。
【００９８】
一方、各パッド５３は、共通電極３１，３２の接点ランド部３７に対向する位置に設けられている。このパッド５３には、パッド５２と同様に、圧電シート１０の共通電極３１，３２に形成された接点ランド部３７に接合されるニッケルめっき層５５及びはんだ層５６が形成されている。
【００９９】
このような構成のＦＰＣ基板５０が圧電シート１０に載置され、熱圧着によりはんだ付けが行われると、ＦＰＣ基板５０の各パッド５２は、圧電シート１０の各個別電極１１の接点ランド部１７とはんだ層５６を介して接合され、対向する個別電極１１と電気的に接続される。一方、各パッド５３は、圧電シート１０の各共通電極３１，３２の接点ランド部３７とはんだ層５６を介して接合され、対向する共通電極３１，３２と電気的に接続される。また、このはんだ付けにより、ＦＰＣ基板５０は圧電シート１０に固定される。
【０１００】
尚、このとき、圧電シート１０の各個別電極１１とパッド５２との接合部は、個別電極１１に塗布された絶縁樹脂であるＮ．Ｃ．Ｐ１９により、その周囲を覆われる。同様に、圧電シート１０の各共通電極３１，３２とパッド５３との接合部は、共通電極３１，３２に塗布された絶縁樹脂であるＮ．Ｃ．Ｐ１９により、その周囲を覆われる。また、個別電極１２ａ，１２ｂは、ＦＰＣ基板５０と接合されず、基板５０の配線層５４と電気的に非接続の状態にされる。
【０１０１】
このように圧電シート１０と接合されるＦＰＣ基板５０は、図２４に示すように、駆動回路６０を備えており、パッド５３をグランド接続する。また、制御部３に制御されて、パッド５２を介し圧電シート１０の各個別電極１１に正の駆動電圧を印加し、圧電シート１０を駆動する。
【０１０２】
このＦＰＣ基板５０によって、個別電極１１に駆動電圧が印加されると、駆動電圧が印加された個別電極１１の真下に位置する圧電シート１０の第１圧電層２１及び第２圧電層２３，２４は、インク圧力室９１１方向に変形し、インク圧力室９１１内のインクを押圧する。これによりインク圧力室９１１に連通されたノズル１１１からはインク滴が吐出される。
【０１０３】
次に、インクジェットヘッド９におけるインクの流れについて説明する。
図１に示すように、下層から、ノズルプレート１００、カバープレート２００、第一マニホールドプレート３００、第二マニホールドプレート４００、第三マニホールドプレート５００、サプライプレート６００、アパーチャプレート７００、ベースプレート８００、キャビティプレート９００、圧電シート１０を積層すると、ノズルプレート１００のノズル１１１から吐出されるインクの流路は、図１９の断面図で示されるようになる。
【０１０４】
ノズルプレート１００のノズル１１１から吐出されるインクは、まずインクタンク８からインクマニホールド流路２に供給される。尚、インクタンク８からインクマニホールド流路２へのインク供給は、キャビティプレート９００のインク供給口９０１、ベースプレート８００のインク供給口８０１、アパーチャプレート７００のインク供給口７０１、サプライプレート６００のインク供給口６０１、第三マニホールドプレート５００のインク供給部５１５、第二マニホールドプレート４００のインク供給部４１５、第一マニホールドプレート３００のインク供給部３１５が連通されてなるインク供給路を介して行われる。このとき、サプライプレート６００のインク供給口６０１では、フィルター孔６０２によりインク内のゴミが除去される。
【０１０５】
インクマニホールド流路２は、第三マニホールドプレート５００の溝貫通部５１２及び、第二マニホールドプレート４００の溝貫通部４１２、第一マニホールドプレート３００の溝貫通部３１２にて形成されている。インクマニホールド流路２を流れるインクは、サプライプレート６００の貫通孔６１２、アパーチャプレート７００の絞り部７１２のインク入口７１３、溝貫通部７１５、インク出口７１４、ベースプレート８００の貫通孔８１２を経て、キャビティプレート９００のインク圧力室９１１に導入される。このとき、サプライプレート６００の貫通孔６１２では、フィルター孔６１３により、インク内のゴミが除去される。
【０１０６】
このような状態でＦＰＣ基板５０を介して圧電シート１０の個別電極１１に駆動電圧が印可されると、圧電シート１０は、キャビティプレート９００のインク圧力室９１１側に変形する。そして、このとき、キャビティプレート９００のインク圧力室９１１内のインクは、ベースプレート８００の貫通孔８１１に押し出される。
【０１０７】
ベースプレート８００の貫通孔８１１に押し出されたインクは、ベースプレート８００の貫通孔８１１、アパーチャプレート７００の貫通孔７１１、サプライプレート６００の貫通孔６１１、第三マニホールドプレート５００の貫通孔５１１、第二マニホールドプレート４００の貫通孔４１１、第一マニホールドプレート３００の貫通孔３１１、カバープレート２００の貫通孔２１１を経て、ノズルプレート１００のノズル１１１から吐出される。
【０１０８】
続いて、上記構成のインクジェットヘッド９の製造方法について説明する。尚、ノズルプレート１００、カバープレート２００、第一マニホールドプレート３００、第二マニホールドプレート４００、第三マニホールドプレート５００、サプライプレート６００、アパーチャプレート７００、ベースプレート８００、キャビティプレート９００の製造方法は周知であるので、その製造工程についての詳しい説明を省略することにし、圧電シート１０の製造工程、圧電シート１０とキャビティプレート９００の接着工程、及び、ＦＰＣ基板５０の接合工程について、以下に詳述する。
【０１０９】
圧電シート１０の製造工程では、まず、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス粉末と樹脂とを混合して、第１圧電層２１及び第２圧電層２３，２４となる台形状のグリーンシートを２枚形成する。
【０１１０】
そして、一方のグリーンシート（以下、第一のグリーンシートとする。）について、その角部領域に、スルーホール３３を形成し、そのスルーホール３３に導電性の充填材を注入する。その後、上述した個別電極と同形状の外縁を有する孔が個別電極１１，１２ａ，１２ｂに対応する位置に設けられ、上述した共通電極３１と同形状の外縁を有する孔が共通電極３１に対応する位置に設けられ、共通電極３２と同形状の外縁を有する孔が共通電極３２に対応する位置に設けられたマスクを第一のグリーンシートに載置する。そして、マスクの上から導電ペーストを塗布することにより、第一のグリーンシート上に、個別電極１１，１２ａ，１２ｂ及び共通電極３１，３２の電極パターンを形成する。
【０１１１】
また、他方のグリーンシート（以下、第二のグリーンシートとする。）については、そのグリーンシートの表面全体に、導電ペーストを印刷することで、内部電極２２の電極パターンを形成する。
【０１１２】
その後第一及び第二のグリーンシートを重ね合わせ、その積層体を焼成することにより圧電シート１０を作成する。尚、個別電極１１，１２ａ，１２ｂ及び共通電極３１，３２に対応する電極パターンの形成は、第二のグリーシートに内部電極２２の電極パターンを形成し、第一のグリーンシートを、その第二のグリーンシートに積層した後に行っても良い。
【０１１３】
この後、圧電シート１０は、キャビティプレート９００表面の所定位置に載置されて、接着・固定される。尚、この工程と同時に、キャビティプレート９００の下層には、ベースプレート８００、アパーチャプレート７００、サプライプレート６００、第三マニホールドプレート５００、第二マニホールドプレート４００、第一マニホールドプレート３００、カバープレート２００、ノズルプレート１００が接合される。
【０１１４】
一方、ＦＰＣ基板５０は、周知の方法にて作成される。ＦＰＣ基板５０に設けられたパッド５２，５３には、ニッケルめっき層５５、はんだ層５６が形成される。その後ＦＰＣ基板５０は圧電シート１０に載置される。
【０１１５】
この後、ＦＰＣ基板５０は、熱圧着により、圧電シート１０にはんだ付けされる。その際、パッド５２は、個別電極１１（個別電極１２ａ，１２ｂを除く）の接点ランド部１７に接合され、パッド５３は、共通電極３１，３２の接点ランド部３７に接合される。この接合により、基板５０のパッド５２，５３は、接点ランド部１７，３７に対して電気的に接続され、本実施例のインクジェットヘッド９は完成する。
【０１１６】
以上、本実施例のインクジェットプリンタ１及びインクジェットヘッド９、並びに、インクジェットヘッド９の製造方法について説明したが、このインクジェットヘッド９では、真の個別電極１１の外周にダミーの個別電極１２ａ、１２ｂを設けているので、駆動領域１３ａにおいて圧電シート１０に変形ムラが生じず、各ノズル１１１からインクを均一に吐出することができる。
【０１１７】
また本実施例では、ダミーの個別電極１２ａ，１２ｂに対応する位置に、ダミーのインク圧力室９１２を設けて、駆動領域１３ａと非駆動領域１３ｂとの境界で周囲構造に差異が生じないようにし、インクの吐出特性が各ノズルにおいて均一となるようにしている。
【０１１８】
ダミーのインク圧力室９１２が存在しない場合には、非駆動領域１３ｂ側でキャビティプレート９００と圧電シート１０との接合面積が広くなるため、その影響を受けて、駆動領域１３ａと非駆動領域１３ｂとの境界で圧電シート１０の変形ムラが生じるが、本実施例のようにダミーのインク圧力室９１２を設けると、キャビティプレート９００と圧電シート１０との接合態様が、非駆動領域１３ｂ側と駆動領域１３ａ側とで略同じになるため、各ノズル１１１においてインクを均一に吐出することができるのである。
【０１１９】
その他本実施例では、共通電極３１，３２を圧電シート１０表面に設けることで、内部電極２２をスルーホール３３を介して圧電シート１０表面側に引き出しているが、この際、複数本のスルーホール３３を介して内部電極２２と各共通電極３１，３２とを電気的に接続しているため、損傷等により一つのスルーホール３３が断線しても、他のスルーホール３３にて内部電極２２と共通電極３１，３２との電気的接続を保つことができる。従って、本実施例によれば、耐久性及び信頼性の高いインクジェットヘッド９を提供することができる。
【０１２０】
また特に本実施例では、共通電極３１，３２を圧電シート１０表面の個別電極形成領域１３から外れた位置に設けることで、共通電極３１，３２に近い駆動領域１３ａにおいて、圧電シート１０の変形ムラが生じないようにしている。
【０１２１】
共通電極３１，３２は、個別電極１１の逆極となるため、個別電極１１の近くに共通電極３１，３２が存在すると、共通電極３１，３２から離れた他の個別電極１１と、共通電極３１，３２近くの個別電極１１とでは、それに対応する領域での圧電シート１０の変形態様に差異が生じるが、本実施例では、共通電極３１，３２を駆動領域１３ａの個別電極１１からできるだけ離れた位置に設けているので、圧電シート１０に変形ムラが生じないようにすることができ、インクの吐出特性にムラが生じないようにすることができるのである。
【０１２２】
ところで、本実施例では、パッド５２，５３と接点ランド部１７，３７とをはんだで接合することにより、ＦＰＣ基板５０を圧電シート１０に固定しているため、ＦＰＣ基板５０に引き剥がし方向の力が加わると、パッド５２，５３及び個別電極１１、共通電極３１，３２との間の接合部分に負荷がかかり、最悪の場合には、その部分が断線してしまう可能性がある。
【０１２３】
これに対し、本実施例では、圧電シート１０表面におけるＦＰＣ基板５０の後端側の端部に、共通電極３１を設け、その端部において接点ランド部３７を三角形状に配置することで、ＦＰＣ基板５０と圧電シート１０との接合を高めている。
【０１２４】
共通電極３１においては、接点ランド部３７が三角形状に配置されているため、様々な方向から力が加わっても、その共通電極３１とパッド５３との接合が崩壊しにくい。従って、本実施例によれば、耐久性の高いインクジェットヘッド９を提供することができる。
【０１２５】
また本実施例では、共通電極３１だけではなく、圧電シート１０の上底側の角部に共通電極３２を設けて、その圧電シート１０をＦＰＣ基板５０に固定している。このため、ＦＰＣ基板５０に引き剥がし方向の力が加わっても、その共通電極３１，３２とパッド５３との接合を良好に保つことができる。
【０１２６】
また本実施例では、接点ランド部１７，３７を周囲から突出させているので、ＦＰＣ基板５０と圧電シート１０との圧着時に、圧電シート１０が損傷するのを防止することができる。仮に接点ランド部１７，３７をその周囲に対して平坦に形成すると、熱圧着時に微小なゴミが圧電シート１０表面に付着している場合、キャビティプレート９００のインク圧力室９１１，９１２に対向する圧電シート１０の領域に対し押圧力が加わる可能性がある。
【０１２７】
この際、インク圧力室９１１，９１２上部の圧電シート１０はキャビティプレート９００にて支持されていないので、押圧力が加わると、高い確率で損傷を受ける。本実施例では、このようなことがないように接点ランド部１７，３７を凸形状としているので、信頼性の高いインクジェットヘッド９を製造することができる。
【０１２８】
尚、接点ランド部１７，３７は、夫々、圧電シート１０とキャビティプレート９００との接合面に対向する圧電シート表面の一部（即ち、インク圧力室９１１，９１２に対向する面から外れた位置）に形成されているので、接点ランド部１７，３７の押圧によっては圧電シート１０が損傷を受けることはない。
【０１２９】
また本実施例では、突起部１８を圧電シート１０上に設けることで、圧電シート１０をキャビティプレート９００に接着する際に、キャビティプレート９００と圧電シート１０の接合面において、接着ムラが生じるのを抑制している。圧電シート１０の上部から押圧力を加える際には、接点ランド部１７，３７を通じて、圧電シート１０とキャビティプレート９００との接合面にその力が伝達されることになるが、この際に突起部１８がないと、接点ランド部１７，３７周囲と、それ以外の領域とで接合面に加わる押圧力にムラが生じ、その結果として接着ムラが生じる。一方、本実施例のように突起部１８を設けると、押圧時に、接点ランド部１７，３７及び突起部１８を通じて、圧電シート１０とキャビティプレート９００との接合面に均等にその力が伝達されることになるため、圧電シート１０裏面をキャビティプレート９００に均一に接着することができる。このような均一な接着が得られると、インクの吐出特性は、各ノズル１１１で均一となり、インクジェットヘッド９の性能は向上する。
【０１３０】
また本実施例では、個別電極１１の接点ランド部１７及び共通電極３１，３２の接点ランド部３７の高さ（圧電シート１０における第一層２１表面からの高さ）を同一とすることで、接点ランド部１７，３７に、基板５０のパッド５２，５３を均一に接続できるようにしている。従って、本実施例によれば、組み立て時に基板５０や圧電シート１０に局所的な負荷がかかるのを防止することができ、接触不良となる接点ランド部１７，３７が発生するのを防止することができる。
【０１３１】
また特に本実施例では、各接点ランド部１７，３７を同一のサイズ及び形状にし、はんだ付けされる各接点ランド部１７，３７の表面積が略同一となるようにしている。
【０１３２】
はんだ付けにより接点ランド部１７，３７と基板５０のパッド５２，５３とを接続する場合に、各接点ランド部１７，３７の表面積が異なると、接点ランド部１７，３７に付着するはんだの量にばらつきが生じることになる。そして、このような場合には、はんだの量が多すぎて全てのはんだが溶融せず接合が不完全になる接点ランド部１７，３７や、はんだの量が少なすぎてはんだが蒸発し接合が不完全になる接点ランド部１７，３７が出現することになる。
【０１３３】
これに対し、本実施例では、接点ランド部１７，３７の表面積を略同一にしているので、はんだの量を各接点ランド部１７，３７において均一にすることができ、接合の不完全な接点ランド部１７，３７が発生するのを防止することができる。従って、本実施例によれば、信頼性の高いインクジェットヘッド９を提供することができる。
【０１３４】
尚、本発明のインクジェットヘッド及びインクジェットプリンタ並びに及びインクジェットの製造方法は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
【０１３５】
【０１３６】
例えば、上記実施例ではＦＰＣ基板５０に駆動回路６０を設けたが、ＦＰＣ基板５０と別個に駆動回路６０を設けてもよい。この場合、ＦＰＣ基板５０は、個別電極１１及び共通電極３１，３２と、駆動回路とを電気的に接続する接続線としての機能を有する配線基板にされればよい。
【０１３７】
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明が適用されたインクジェットプリンタ１の概略構成を表すブロック図である。
【図２】 インクジェットヘッド９の概略構成を表す分解斜視図である。
【図３】 インクジェットヘッド９の積層構造を表す分解斜視図である。
【図４】 インクジェットヘッド９の積層構造を表す概略断面図である。
【図５】 ノズルプレート１００の構成を表す平面図である。
【図６】 第一マニホールドプレート３００表面の構成を表す平面図である。
【図７】 第二マニホールドプレート４００表面の構成を表す平面図である。
【図８】 第三マニホールドプレート５００表面の構成を表す平面図である。
【図９】 サプライプレート６００に設けられたインク導入用の貫通孔６１２の構成を表す拡大平面図（ａ）及び拡大断面図（ｂ）である。
【図１０】 サプライプレート６００に設けられたインク供給口６０１の構成を表す拡大平面図である。
【図１１】 アパーチャプレート７００に設けられたインク導入用の絞り部７１２の構成を表す平面図である。
【図１２】 キャビティプレート９００表面の構成を表す平面図である。
【図１３】 圧電シート１０表面の構成を表す平面図である。
【図１４】 圧電シート１０表面における右先端部の拡大平面図（ａ）及び右後端部の拡大平面図（ｂ）である。
【図１５】 圧電シート１０に形成された個別電極１１，１２ａの拡大平面図（ａ）、及び個別電極１２ｂの拡大平面図（ｂ）である。
【図１６】 圧電シート１０の個別電極１１，１２ａの拡大断面図（ａ）、及び個別電極１２ｂの拡大断面図（ｂ）である。
【図１７】 圧電シート１０に形成された共通電極３１の構成を表す拡大断面図である。
【図１８】 キャビティプレート９００に設けられたインク圧力室９１１及びダミーのインク圧力室９１２と、圧電シート１０に設けられた各種電極との位置関係を表す圧電シート１０の一部透過平面図である。
【図１９】 ＦＰＣ基板５０載置前のインクジェットヘッド９の構成を表す断面図である。
【図２０】 パッド５２，５３の配置を表すＦＰＣ基板５０の平面図である。
【図２１】 ＦＰＣ基板５０表面における右先端部の拡大平面図（ａ）及び右後端部の拡大平面図（ｂ）である。
【図２２】 パッド５２，５３の概略構成を表すＦＰＣ基板５０の拡大断面図である。
【図２３】 ＦＰＣ基板５０のパッド５２と圧電シート１０の個別電極１１との接続態様を表す断面図（ａ）、及び、ＦＰＣ基板５０のパッド５３と圧電シート１０の共通電極３２との接続態様を表す断面図（ｂ）である。
【図２４】 ＦＰＣ基板５０の電気的構成を概略的に表すブロック図である。
【符号の説明】
１…インクジェットプリンタ、２…インクマニホールド流路、３…制御部、５…ＰＣインタフェース、６…用紙搬送部、７…操作部、８…インクタンク、９…インクジェットヘッド、１０…圧電シート、１１，１２ａ，１２ｂ…個別電極、１３…個別電極形成領域、１３ａ…駆動領域、１３ｂ…非駆動領域、１５…対向部、１６…延設部、１７，３７…接点ランド部、１８…突起部、１９…Ｎ．Ｃ．Ｐ、２１…第１圧電層、２２…内部電極、２３，２４…第２圧電層、３１，３２…共通電極、３３…スルーホール、３４…基板側接続部、３５…内部電極側接続部、５０…ＦＰＣ基板、５１…先端部、５２，５３…パッド、５４…配線層、５５…ニッケルめっき層、５６…はんだ層、６０…駆動回路、１００…ノズルプレート、１１１…ノズル、２００…カバープレート、２１１，３１１，４１１，５１１，６１１，６１２，７１１，８１１，８１２・・貫通孔、３００…第一マニホールドプレート、３１２，４１２，５１２，７１５…溝貫通部、３１３，４１３，５１３…浮島部、３１４，４１４，５１４…連結片、３１５，４１５，５１５…インク供給部、４００…第二マニホールドプレート、５００…第三マニホールドプレート、６００…サプライプレート、６０１，７０１，８０１，９０１…インク供給口、６０２，６１３…フィルター孔、７００…アパーチャプレート、７１２…絞り部、７１３…インク入口、７１４…インク出口、８００…ベースプレート、９００…キャビティプレート、９１１，９１２…インク圧力室、９１３…インク充填領域

Claims (21)

1. 表面に、駆動領域と該駆動領域の外周に沿って設けられ該駆動領域を包囲する非駆動領域とからなる個別電極形成領域を有し、該個別電極形成領域の全域に、マトリクス状に二次元配置された複数の個別電極を有し、内部に、前記個別電極形成領域の各個別電極と対向する内部電極を備えるプレート型の圧電シートと、
   該圧電シートにおける前記駆動領域内の各個別電極と電気的に接続されると共に、前記圧電シートにおける前記非駆動領域内の各個別電極とは電気的に非接続の状態にされ、前記駆動領域の各個別電極に対して駆動電圧を印加する基板と、
   を備え、
   前記圧電シートは、前記内部電極と前記個別電極形成領域の各個別電極とで、シート状の圧電層を挟む構造にされており、
   前記非駆動領域では、前記駆動領域の外周に沿って、前記各個別電極が、前記駆動領域の個別電極と同規則にて配列されていること
   を特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記圧電シートの表面には、スルーホールを介して前記内部電極と電気的に接続された接続部が設けられていることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
3. 前記圧電シートの接続部は、少なくとも二以上のスルーホールを介して前記内部電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッド。
4. 前記接続部は、前記圧電シート表面における前記個別電極形成領域から外れた位置に設けられていることを特徴とする請求項２又は請求項３記載のインクジェットヘッド。
5. 前記接続部は、前記圧電シートの表面において、前記基板が延設される側の端部に設けられており、
   前記基板は、前記駆動領域の各個別電極と、前記接続部とに接合されて電気的に接続され、前記圧電シートに固定されることを特徴とする請求項２又は請求項３記載のインクジェットヘッド。
6. 前記圧電シートの形状は、方形状であり、
   前記接続部は、前記圧電シートの表面における角部に設けられ、
   前記基板は、前記駆動領域の各個別電極と、前記接続部とに接合されて電気的に接続され、前記圧電シートに固定されることを特徴とする請求項２又は請求項３記載のインクジェットヘッド。
7. 前記駆動領域の各個別電極、及び、前記圧電シートの接続部には、前記基板に設けられた電極に接合される凸状の接点部が設けられていることを特徴とする請求項２〜請求項６のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
8. 前記圧電シートの接続部には、前記凸状の接点部が二以上形成されていることを特徴とする請求項７記載のインクジェットヘッド。
9. 前記接続部は、前記圧電シートの表面において、前記基板が延設される側の辺の各角部に設けられ、
   前記駆動領域の各個別電極、及び、前記圧電シートの各接続部には、前記基板に設けられた電極に接合される凸状の接点部が設けられ、
   前記基板が延設される側の辺の角部に設けられた各接続部は、前記凸状の接点部を、三つ有し、
   前記基板が延設される側の辺の角部に設けられた各接続部が有する三つの接点部は、三角形状に配置されていることを特徴とする請求項６記載のインクジェットヘッド。
10. 前記圧電シートの形状は、台形状であり、
    前記接続部は、前記圧電シートの表面における非個別電極形成領域であって前記圧電シートの各角部に設けられ、前記圧電シートの上底及び下底に沿って長尺形状に構成され、
    前記駆動領域の各個別電極、及び、前記圧電シートの各接続部には、前記基板に設けられた電極に接合される凸状の接点部が設けられ、
    前記各接続部においては、前記圧電シートの角側の端部に前記接点部が設けられ、前記角側の端部とは反対側に、前記内部電極と電気的に接続されたスルーホールが複数個接合されていることを特徴とする請求項６記載のインクジェットヘッド。
11. 前記圧電シートの接続部が有する接点部、及び、前記駆動領域の各個別電極が有する接点部の高さは、略同一にされていることを特徴とする請求項７〜請求項１０のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
12. 前記駆動領域には、各個別電極に設けられた接点部の間に、前記接点部と略同一高さの凸状の突起部が設けられていることを特徴とする請求項１１記載のインクジェットヘッド。
13. 前記圧電シートの接続部が有する接点部、及び、前記駆動領域の各個別電極が有する接点部は、前記基板に設けられた電極にはんだ付けされるものであり、各接点部の表面積は、略同一にされていることを特徴とする請求項７〜請求項１２のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
14. 前記圧電シートの裏面には、前記駆動領域の各個別電極に対応する位置に、前記圧電シート側に開口された圧力室を有するキャビティプレートが接合されており、
    前記駆動領域の各個別電極が有する接点部、及び、前記圧電シートの接続部が有する接点部は、夫々、前記圧電シートの裏面に接合される前記キャビティプレートの該接合面に対向する圧電シート表面の一部に配置されていることを特徴とする請求項７〜請求項１３のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
15. 前記圧電シートの裏面には、前記駆動領域及び非駆動領域の各個別電極に対応する位置に圧力室を有するキャビティプレートが接合されていることを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
16. 請求項１〜請求項１５のいずれかに記載のインクジェットヘッドを備えることを特徴とするインクジェットプリンタ。
17. シート状の圧電材料の表面における駆動領域、及び、該駆動領域の外周に沿って設けられ該駆動領域を包囲する非駆動領域に、複数の個別電極を、マトリクス状に二次元配置し、この圧電材料の裏面に、内部電極を一面に有するシート状の圧電材料を重ね合わせて、積層体を形成し、この積層体を焼成することにより、前記内部電極と各個別電極との間に、シート状の圧電層を有し、前記非駆動領域において、前記駆動領域の外周に沿って、前記各個別電極が、前記駆動領域の個別電極と同規則にて配列されてなる圧電シートを形成する工程と、
    前記駆動領域に設けられた各個別電極に対応するインク圧力室が設けられたキャビティプレートを、各インク圧力室と、対応する前記個別電極とが対向するように、前記圧電シートに接着する工程と、
    前記圧電シートにおける前記駆動領域内の各個別電極と、前記圧電シート駆動用の基板に形成された駆動電圧印加用の各個別電極と、を電気的に接続し、前記圧電シートにおける前記非駆動領域内の各個別電極と前記基板とを電気的に非接続の状態にして、前記基板を前記圧電シートに固定する工程と、
    を含むことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
18. 前記キャビティプレートを前記圧電シートに接着する工程では、前記キャビティプレートとして、前記駆動領域及び非駆動領域に設けられた各個別電極に対応するインク圧力室が設けられたキャビティプレートを、各インク圧力室と、対応する前記個別電極とが対向するように、前記圧電シートに接着する
    ことを特徴とする請求項１７記載のインクジェットヘッドの製造方法。
19. 前記圧電シートを形成する工程では、前記圧電材料として、方形状の圧電材料を用い、前記個別電極が形成される圧電材料の表面における非個別電極形成領域であって前記圧電材料の各角部に、前記圧電材料を貫通するスルーホールを形成し、更に、このスルーホールに導電性の充填材を注入して、前記スルーホールを介し前記内部電極と電気的に接続される接続部を、前記圧電材料の各角部に形成し、
    前記基板を圧電シートに固定する工程では、前記駆動領域の各個別電極及び接続部に、前記基板を接合して、前記圧電シートと基板とを電気的に接続すると共に、前記基板を前記圧電シートに固定する
    ことを特徴とする請求項１７又は請求項１８記載のインクジェットヘッドの製造方法。
20. 前記圧電シートを形成する工程では、前記駆動領域の各個別電極、及び、前記接続部に、前記基板に設けられた電極に接合される凸状の接点部を形成する
    ことを特徴とする請求項１９記載のインクジェットヘッドの製造方法。
21. 前記圧電シートを形成する工程では、前記基板が延設される側の辺の各角部に位置する接続部に、前記接点部を、三角形状に配置するようにして、三つ形成する
    ことを特徴とする請求項２０記載のインクジェットヘッドの製造方法。

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