(57)【要約】【課題】隣接する圧力室間でのクロストークを減少し、印字品質を向上させたインクジェットプリンタヘッドを提供する。【解決手段】プレートを複数積層してなるキャビティユニットと、圧力室１６−１，１６−２毎に選択的に駆動可能で、その圧力室方向に伸縮変形可能な活性部５０を有してインクを噴射させるプレート状アクチュエータ２０とを積層する。列状に並ぶ圧力室が隔壁１４ａを介して隣接形成されたベースプレート１４を挟んでアクチュエータ２０と反対側に、スペーサプレート１３を有する。選択的に駆動させた活性部５０に対応する圧力室１６−１，１６−１に隣接し且つ非駆動状態の活性部５０に対応する圧力室１６−２に対面するスペーサプレート１３の変形による圧力室１６−２の底断面変化量Ｚ２と、前記活性部の駆動に伴う一対の隔壁１４ａの変形による側断面変化量Ｚ１とを略等しくなるように、スペーサプレート１３の厚さを設定する。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
列状に並ぶ複数個のノズルと、該各ノズル毎に対応して列状に並ぶ圧力室と、各圧力室から前記各ノズルに連通する流通路と、インク供給源からのインクを溜めた後前記圧力室に補充する共通インク室とを有した複数枚のプレートを積層してなるキャビティユニットと、前記圧力室毎に選択的に駆動可能で、その圧力室方向に伸縮変形可能な活性部を有してインクを噴射させるプレート状アクチュエータとを積層させてなるインクジェットプリンタヘッドにおいて、
ベースプレートには、長手方向を平行にして列状に並ぶ前記圧力室が隔壁を介して隣接するように穿設形成され、
前記ベースプレートを挟んで前記アクチュエータと反対側に積層されたスペーサプレートを有し、
前記活性部を選択的に駆動させた時に、その活性部に対応する圧力室に隣接し且つ非駆動状態の活性部に対応する圧力室に対面する前記スペーサプレートの変形による圧力室の底断面変化量と、前記活性部の駆動に伴う前記隔壁の変形による側断面変化量とを略等しくなるように、
前記スペーサプレートの厚さを設定したことを特徴とするインクジェットプリンタヘッド。
【請求項２】
前記ベースプレート及びスペーサプレートのプレート材質を４２％ニッケル合金鋼板とした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。
【請求項３】
前記スペーサプレートの厚さをベースプレートの板厚さの略２倍に設定したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェットプリンタヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数枚のプレートを積層し、その積層プレート内に圧力室やインク流通路が形成され、片面（表面）にインク噴射用のノズルが形成された偏平状のキャビティユニットと、各圧力室に対して配置されるプレート型のアクチュエータを接合させてなるインクジェットプリンタヘッドの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、オンデマンド型のインクジェットプリンタヘッドにおいて、圧電層を積層して形成されるプレート型の圧電アクチュエータを、キャビティユニットの圧力室に面して接合させて、この圧電アクチュエータの伸縮変形により前記インク室の容積を小さくしてインクを噴射させるものが知られている（特許文献１及び特許文献２）。
【０００３】
この場合、キャビティユニットとしては、例えば特許文献１では、インク室として機能する圧力室は１枚のプレートの片面（上方）に開放されるような空間が形成され、該プレートの下面側にインク噴出用のノズルが穿設されており、前記ノズルの列方向に並ぶ圧力室の細幅側は隔壁を挟んで隣接配置されている。他方、特許文献２では、キャビティユニットは、前記圧力室が形成されたベースプレートの片面（圧電アクチュエータと反対側）に複数枚のプレートを積層してなり、これらのプレートは、前記ノズルが穿設されたプレート、各圧力室から前記各ノズルに連通する流通路を有するプレート、インク供給源からのインクを溜めた後前記圧力室に補充する共通インク室が形成されたプレート等からなる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１６２７９６号公報（図１参照）
【特許文献２】
特開２００１−２６０３４９号公報（図２、図４参照）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記圧電アクチュエータは、前記各インク室毎に選択的に電圧を印加する個別電極の電極層と、前記複数のインク室に電気的に共通となるコモン電極の電極層とが、圧電材料からなる圧電層の積層方向に交互に配置されており、個別電極とコモン電極とが対向するように挟んだ圧電層が、電極間に印加された電圧によって伸縮する活性部となる。
【０００６】
そして、この活性部が圧電層の積層方向に伸長すると、対面する位置の圧力室の容積が減少する。このとき、当該圧力室の細幅側の隔壁は、圧電アクチュエータとの接合部に近い側がその圧力室の容積内に倒れ込むように、換言すると圧力室の断面積が小さくなるように弾性変形する。そうすると、その圧力室に隔壁を介して隣接する圧力室（この圧力室に対応する活性部は非駆動状態にある）は、前記隔壁の倒れ込み変形に対応して、圧電アクチュエータとの接合部に近い側が元の圧力室の断面積（容積）より大きくなる。
【０００７】
一方、当該圧力室の底面、すなわち、前記圧電アクチュエータの配置側と対峙する側の１枚のプレートもしくは積層プレートがその圧力室の断面積（容積）を減少させるように弾性により上方へ湾曲変形することになる。
【０００８】
このような弾性変形により、インクを噴射した圧力室に隣接する圧力室（非噴射の圧力室）も容積を拡大しその後復帰する動作をすることになり、噴射動作をしないにもかかわらずインクに圧力変動を生じる。その後、その隣接する圧力室で噴射動作をすることになったとき、この圧力変動に重畳して噴射のための圧力変動を起こさせるので、インクの噴射速度や液滴の大きさが所定値よりも大きくあるいは小さくなったりする、いわゆるクロストークを生じる。特に、インクを噴射した２つの圧力室に挟まれた圧力室（非噴射の圧力室）の場合、圧力変動が大きくなり、不所望にインクを噴射してしまうことがある。
【０００９】
本発明は、このような課題を解消し、圧力室の片面を構成するプレートの厚さや材質を工夫することにより、印字品質を良好にできるインクジェットプリンタヘッドを提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、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、列状に並ぶ複数個のノズルと、該各ノズル毎に対応して列状に並ぶ圧力室と、各圧力室から前記各ノズルに連通する流通路と、インク供給源からのインクを溜めた後前記圧力室に補充する共通インク室とを有した複数枚のプレートを積層してなるキャビティユニットと、前記圧力室毎に選択的に駆動可能で、その圧力室方向に伸縮変形可能な活性部を有してインクを噴射させるプレート状アクチュエータとを積層させてなるインクジェットプリンタヘッドにおいて、ベースプレートには、長手方向を平行にして列状に並ぶ前記圧力室が隔壁を介して隣接するように穿設形成され、前記ベースプレートを挟んで前記アクチュエータと反対側に積層されたスペーサプレートを有し、前記活性部を選択的に駆動させた時に、その活性部に対応する圧力室に隣接し且つ非駆動状態の活性部に対応する圧力室に対面する前記スペーサプレートの変形による圧力室の底断面変化量と、前記活性部の駆動に伴う前記隔壁の変形による側断面変化量とを略等しくなるように、前記スペーサプレートの厚さを設定したことを特徴とするものである。
【００１１】
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、前記ベースプレート及びスペーサプレートのプレート材質を４２％ニッケル合金鋼板としたものである。
【００１２】
さらに、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、前記スペーサプレートの厚さをベースプレートの板厚さの略２倍に設定したものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。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を示す分解斜視図、図２は圧電アクチュエータとキャビティユニットの一端部を示す斜視図、図３はキャビティユニットの分解斜視図、図４はキャビティユニットの部分拡大斜視図、図５は圧電アクチュエータの分解斜視図、図６はインクジェットプリンタヘッドの拡大断面図、図７は作用説明図、図８は圧力室の断面積の増減状態を示す説明図である。
【００１４】
図１に示すプレート型の圧電アクチュエータ２０は、キャビティユニット１０に対して接合されるものであり、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が重ね接合されている。そして、最下層のキャビティユニット１０の下面側に開口されたノズルからは下向きにインクが噴射される。
【００１５】
前記キャビティユニット１０は、図３及び図４に示すように構成されている。すなわち、ノズルプレート１１、２枚のマニホールドプレート１２、スペーサプレート１３及びベースプレート１４の５枚の薄い板をそれぞれ積層した構造としている。
【００１６】
実施形態では、合成樹脂製のノズルプレート１１を除き、各プレート１２、１３、１４は、４２％ニッケル合金鋼板製（縦弾性係数１４７ＧＰａ．）で、５０μｍ〜２５０μｍ程度の厚さを有する。前記ノズルプレート１１には、微小径（実施形態では２５μｍ程度）のインク噴射用のノズル１５が微小間隔で多数個穿設されている。このノズル１５は、当該ノズルプレート１１における第１の方向（長辺方向）に沿って千鳥配列で２列に配列されている。
【００１７】
前記２枚のマニホールドプレート１２には、図３、図４及び図６に示すように、共通インク通路１２ａ、１２ｂが、前記ノズル１５の列の両側で、当該マニホールドプレート１２の長辺に略沿って延びるように穿設されている。但し、下側のマニホールドプレート１２における共通インク通路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。この共通インク通路１２ａ、１２ｂは、この両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て、列状に並ぶ複数の圧力室１６に対する共通インク供給路として機能する構造になっている。
【００１８】
また、図３及び図４に示すように、前記ベースプレート１４には、複数の圧力室１６がベースプレート１４の長辺（前記第１の方向）に沿って千鳥配列で２列に穿設されている。そして、各圧力室１６は、その長手方向がベースプレート１４の長手方向と直交するようにして細長形状に形成されている。
【００１９】
そして、列状に並ぶ圧力室１６の間には幅Ｌ２の隔壁１４ａが形成されていることになり、また、圧力室１６の細幅方向の幅寸法は中央部でＬ１となっている。そして、実施形態では、図７に示すように、Ｌ１＞Ｌ２であって、具体的には、ベースプレート１４の板厚さは５０μｍであって、Ｌ２＝８９μｍ、Ｌ１＝２５０μｍに設定されている。なお、スペーサプレート１３の板厚さは５０μｍ〜２５０μｍ程度とする。
【００２０】
各圧力室１６における先端部１６ａはベースプレート１４の短辺方向の略中央部に位置しており、この各先端部１６ａは、スペーサプレート１３、２枚のマニホールドプレート１２に同じく千鳥配列にて穿設されているインク流路としての微小径の貫通孔１７を介してノズルプレート１１における前記千鳥配列のノズル１５に連通している。
【００２１】
一方、前記各圧力室１６の他端部１６ｂは、前記スペーサプレート１３における左右両側部位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１２における共通インク通路１２ａ、１２ｂ（共通インク室）に連通している。なお、前記他端部１６ｂは、図４に示すように下側に開口するように凹み形成されているものである。また、最上層のベースプレート１４の一端部に穿設された供給孔１９ａ（図３参照）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。
【００２２】
これにより、前記ベースプレート１４及びスペーサプレート１３の一端部に穿設の供給孔１９ａ、１９ｂから前記共通インク通路１２ａ、１２ｂ内に流入したインクは、この共通インク通路１２ａから前記各貫通孔１８を通って前記各圧力室１６内に分配されたのち、この各圧力室１６内から前記貫通孔１７を通って、当該圧力室に対応するノズル１５に至るという構成になっている（図３及び図６参照）。
【００２３】
一方、圧電アクチュエータ２０では、複数の圧電層と電極層とが交互に積層されており、圧電層は圧電セラミックスを材料とする１枚の厚さが３０μｍ程度の圧電シートにより形成されている。この実施の形態では、圧電アクチュエータ２０は、図５に示すように、複数枚の圧電シート２１を積層し、その最上面にトップシート２２を積層した構造としている。また、電極層は圧電シートの上面（広幅面）に後述するように金属膜の電極パターンとして形成されている。
【００２４】
これら複数枚の圧電シート２１のうち、キャビティユニット１０側（これを下側とする）の複数枚の圧電シートは、各圧力室１６に対応して伸縮変形可能に設けられた活性部が含まれる活性層を構成する。なお、上層側の複数枚の圧電シートは、前記活性部の上側への伸縮変形を規制する拘束部が含まれる拘束層を構成しても良い。
【００２５】
活性層では、圧電層の間に挟まれる各電極層を、積層方向において交互に、前記各圧力室１６毎に対応して位置し選択的に電圧を印加する個別電極２４の電極層と、前記複数の圧力室１６に跨がる広幅形状をなしそれぞれ共通の電位に接続されるコモン電極２５の電極層としている。
【００２６】
具体的には、圧電シートのうち最下端側から数えて、偶数枚目の圧電シート２１の各上面の電極層に前記個別電極２４を形成している。また、前記各圧電シートのうち最下端側から数えて、奇数枚目の圧電シート２の各上面の電極層にコモン電極２５が形成されている。そして、このコモン電極２５を有する圧電シート２１の長辺側の各端部は、圧電シート２１の対の短辺の端縁部近傍の略全長にわたって延びる引き出し部２５ａが前記コモン電極２５に連結されている。
【００２７】
前記コモン電極２５が形成されている圧電シート２１では、これらの対の長辺の端縁部近傍の上面であって、前記コモン電極２５が形成されていない箇所には、前記各個別電極２４と同じ上下位置（対応する位置）に当該個別電極２４と略同じ幅寸法で長さの短いダミー個別電極２６が形成されている。
【００２８】
また、前記個別電極２４が形成されている圧電シート２１の上面のうち、前記引き出し部２５ａに対応する位置（同じ上下位置、圧電シートの対の短辺の端縁部近傍）には、ダミーコモン電極２７が形成されている。
【００２９】
上述した個別電極２４、コモン電極２５、ダミー個別電極２６及びダミーコモン電極２７は、圧電シートの上面に、銀―パラジウム合金を材料とする導電性ペーストをスクリーン印刷することにより、所定の箇所にそれぞれの電極パターンが形成される。
【００３０】
トップシート２２の上面には表面電極３０、３１が印刷形成されており、前記フレキシブルフラットケーブル４０が重ね接合されることにより、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ーン（図示せず）が、前記各表面電極３０、３１に電気的に接合される。
【００３１】
なお、前記最下層の圧電シート２１を除き、他の全ての圧電シート２１には、前記各表面電極３０と、それに対応する位置（同じ上下位置）の個別電極２４及びダミー個別電極２６とが互いに連通するように、スルーホール３２を穿設する。同様に、前記少なくとも１つの表面電極３１（実施形態では、最上層の圧電シート２１の４隅の位置の表面電極３１）と、それに対応する位置（同じ上下位置）のコモン電極２５の引き出し部２５ａ並びにダミーコモン電極２７とが互いに連通するように、スルーホール３３を穿設している。そしてスルーホール３２、３３内に充填された導電性材料を介して、各層の個別電極２４どうし及びそれと対応する位置の表面電極３０とが電気的に接続されるように構成し、同じく各層の第１のコモン電極２５ａ、第２のコモン電極２５ｂ及びそれと対応する位置の表面電極３１とが電気的に接続されるように構成するものである。
【００３２】
製造上においては、各圧電シートを構成するセラミックスのグリーンシートに、スルーホールを穿設し、このグリーンシートに各電極パターンを銀―パラジウム合金を材料とする導電性ペーストのスクリーン印刷等で形成すると、これと同時にスルーホール内に電極パターンを形成する導電性材料が浸入し充填される。これにより圧電シートの上下面でスルーホールを介して導通可能となる。そして、それらのグリーンシートを、下層の電極パターンまたはダミー電極と上層のスルーホールとが重なるように積層し、積層方向に加圧して一体化させ、公知のように焼成して圧電アクチュエータ２０を作る。
【００３３】
上記のように、個別電極２４とコモン電極２５とに挟まれている圧電層では、スルーホール３２、３３内に導電性材料を通して、公知のようにコモン電極２５を接地し、全個別電極２４に分極用の正の高電圧を印加すると、電極間に挟まれた各層の圧電シートの領域が、個別電極２４からコモン電極２５に向かう方向に分極処理され、活性部となる。つまり、下から２枚目から７枚目の圧電シートは活性層を構成する。そして、公知のようにコモン電極２５を接地し、個別電極２４に選択的に駆動用の正の低電圧を印加すると、活性部が、圧電縦効果により伸長変形する。すなわち、前記電圧を印加した個別電極２４とコモン電極２５とに挟まれた圧電層に積層方向の歪みが発生する。そして、この歪みによる変位量が前記各個別電極２４に対応する圧力室１６側に大きく発生し、当該圧力室１６の容積が縮小されてインクがノズル１５から液滴状に噴出して、所定の印字が行われる。
【００３４】
なお、非噴射時に、上記のように全個別電極２４とコモン電極２５との間に電圧を印加して全圧力室１６の容積を縮小させておき、インク噴射をしようとする圧力室に対応する個別電極２４への印加電圧を選択的に解除してその圧力室１６の容積を拡大し、その後再び個別電極２４とコモン電極２５との間に電圧を印加して圧力室１６の容積を縮小した状態に復帰させることで、インクを噴射することもできる。
【００３５】
以下に説明する動作は、上記２つの噴射動作のいずれにも共通である。
【００３６】
図７及び図８に示すように、前記活性部５０が圧電層の積層方向に伸長するとき、対面する位置の圧力室１６−１の容積が減少する。これにより、当該圧力室１６−１の細幅側の隔壁１４ａは、圧電アクチュエータ２０との接合部に近い側がその圧力室１６−１の容積内に倒れ込むように、換言するとその圧力室１６−１の断面積が小さくなるように弾性変形する（図７及び図８の実線状態参照）。そうすると、活性部が駆動状態の部分に隣接し、且つ対応する活性部が非駆動状態にある圧力室１６−２の細幅側の側面は前記隔壁１４ａの倒れ込み変形に対応して、圧電アクチュエータ２０との接合部に近い側が圧力室１６−２の元の断面積（図７において一点鎖線で示し、図８において破線で示す矩形領域、図８の点Ａ１，Ｃ１，Ｃ２，Ａ２で囲まれた矩形領域）より大きくなる方向に弾性変形する。図８の点Ａ１，Ｂ１，Ｃ１（または点Ａ２，Ｂ２，Ｃ２）で囲まれる三角形領域を側断面変化量Ｚ１という。
【００３７】
他方、当該圧力室１６−２の底面、すなわち、前記圧電アクチュエータ２０の配置側と対峙する側のスペーサプレート１３がその圧力室１６−２の容積を減少させるように弾性により上方に湾曲変形することになる（図８の点Ａ１，Ｄ，Ａ２，Ｅで囲まれる上向き凸湾曲領域参照）。この凸湾曲領域を底断面変化量Ｚ２という。
【００３８】
このような弾性変形により、前記活性部が非駆動状態にある圧力室１６−２の容積が減少または増大方向に変動すると、当該圧力室１６−２内のインクに圧力変動が生じることになる。特に、駆動状態の活性部に対応する２つの圧力室１６−１，１６−１に挟まれた位置の活性部が非駆動状態にある圧力室１６−２の容積の変化量［Ｚ２＋（２  ×Ｚ１）］が大きくなると、圧力変動が大きくなり、不所望のインクが噴射されることがあり、印刷品質が極端に悪化するという問題があった。
【００３９】
そこで、本発明では、前記活性部を選択的に駆動させた時に、その活性部に対応する圧力室１６−１に隣接し且つ非駆動状態の活性部に対応する圧力室１６−２に対面する前記スペーサプレート１３の変形による、当該圧力室１６−２における底断面変化量Ｚ２と、前記活性部の駆動に伴う前記隔壁１４ａの変形による側断面変化量Ｚ１とが略相殺されるように、換言すると隣接する圧力室の箇所がインク噴出作動されても、活性部が非駆動状態の圧力室１６−２の容積を元の状態と略等しいように維持すべく、前記スペーサプレート１３の厚さを設定するものである。
【００４０】
＜実験結果＞
前記ベースプレート１４及びスペーサプレート１３のプレート材質を４２％ニッケル合金鋼板の同じ材質（縦弾性係数＝１４７ＧＰａ．）とし、ベースプレート１４の板厚さ、つまり隔壁１４ａの高さを５０μｍとし、当該隔壁１４ａの横幅寸法Ｌ２＝８９μｍとする。また、圧力室１６−１、１６−２の細幅方向の寸法Ｌ１＝２５０μｍに設定した。さらに、圧電アクチュエータ２０の縦弾性係数＝６８．６ＧＰａ．とする。
【００４１】
上記条件を一定にしたまま、スペーサプレート１３の板厚さを５０μｍ〜２００μｍの間で変化させて、圧力室１６−２を挟む左右両側の圧力室１６−１、１６−１に対応する両活性部を同時に駆動した場合の底断面変化量Ｚ２と、側断面変化量Ｚ１の２倍の値（圧力室１６−２の左右両側）の値の変化を、表として図９（ａ）に、またグラフとして図９（ｂ）に示す。この実験結果から理解できるように、スペーサプレート１３の板厚さが１００μｍの場合に、活性部が非駆動状態である圧力室１６−２の断面積の変化が−０．０４９（×１０−６  ｍｍ２  ）で最小であった。
【００４２】
つまり、スペーサプレート１３の板厚さの変化による底断面変化量Ｚ２の変化が、側断面変化量Ｚ１の変化よりも大きいために、スペーサプレート１３の板厚さが薄くなると、スペーサプレート１３の反りによる底断面変化量（Ｚ２）が、側断面変化量（Ｚ１）を上回って、圧力室１６−２の断面積は減少した。またスペーサプレート１３の板厚さが大きくなると、底断面変化量（Ｚ２）が小さくなり、側断面変化量（Ｚ１）を下回って、圧力室１６−２の断面積は増大した。
【００４３】
従って、前記の条件、即ち、スペーサプレート１３と圧電アクチュエータ２０の縦弾性係数の比率が２対１とし、前記スペーサプレート１３の厚さをベースプレート１４の板厚さの略２倍に設定し、また、前記各圧力室１６−１，１６−２の長手方向と直交する方向の断面積に対して前記隔壁１４ａの断面積を略三分の一程度に設定し、スペーサプレート１３の板厚さを約１００μｍにした場合、両側の圧力室に対応する活性部が駆動されても、活性部が非駆動状態の部分に対応する圧力室の断面積は元の値からほとんど変化しないから、その圧力室内のインクにほとんど圧力変動がなくなり、印字品質が良好であった。
【００４４】
この実験結果の考察から、圧電アクチュエータ２０の材質やスペーサプレート１３の材質、圧力室１６を形成するためのベースプレート１４の材質及び板厚さ、並びに圧力室１６の細幅方向の寸法Ｌ１及び配置間隔（隔壁１４ａの横幅寸法Ｌ２）等のインクジェットプリンタヘッドの能力に直接影響する仕様を変更することなく、圧力室の片面を覆うスペーサプレート１３の板厚さを変更するだけの簡単な設計変更だけで、インク噴射時の隣接する圧力室どうしの干渉（クロストーク）が激減して、印字品質を大幅に改良できることが分かった。
【００４５】
なお、本発明は、ノズルがキャビティユニット１０のプレート積層方向に開口されたタイプの他、前記ペースプレートの板厚さ内にその積層方向と直交する方向にノズルが穿設され、ペースプレートの平面と平行な方向にインクが噴射されるタイプにも適用できることはいうまでもない。
【００４６】
【発明の作用・効果】
以上に詳述してきたように、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、列状に並ぶ複数個のノズルと、該各ノズル毎に対応して列状に並ぶ圧力室と、各圧力室から前記各ノズルに連通する流通路と、インク供給源からのインクを溜めた後前記圧力室に補充する共通インク室とを有した複数枚のプレートを積層してなるキャビティユニットと、前記圧力室毎に選択的に駆動可能で、その圧力室方向に伸縮変形可能な活性部を有してインクを噴射させるプレート状アクチュエータとを積層させてなるインクジェットプリンタヘッドにおいて、ベースプレートには、長手方向を平行にして列状に並ぶ前記圧力室が隔壁を介して隣接するように穿設形成され、前記ベースプレートを挟んで前記アクチュエータと反対側に積層されたスペーサプレートを有し、前記活性部を選択的に駆動させた時に、その活性部に対応する圧力室に隣接し且つ非駆動状態の活性部に対応する圧力室に対面する前記スペーサプレートの変形による圧力室の底断面変化量と、前記活性部の駆動に伴う前記隔壁の変形による側断面変化量とを略等しくなるように、前記スペーサプレートの厚さを設定したことを特徴とするものである。
【００４７】
このような構成によれば、圧電アクチュエータの材質やスペーサプレートの材質、圧力室を形成するためのベースプレートの材質及び板厚さ、並びに圧力室の細幅方向の寸法及び配置間隔としての隔壁の細幅方向の寸法等のインクジェットプリンタヘッドの能力に直接影響する仕様を変更することなく、圧力室の片面を覆うスペーサプレートの板厚さを変更するだけの簡単な設計変更だけで、インク噴射時の隣接する圧力室どうしの干渉（クロストーク）が激減して、印字品質を大幅に改良できるという顕著な効果を奏する。
【００４８】
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、前記ベースプレート及びスペーサプレートのプレート材質を４２％ニッケル合金鋼板としたものであり、これにより、キャビティユニット１０の全体の材質を揃えることができ、且つ薄い厚さで剛性の高いキャビティユニットを提供することができる。
【００４９】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記スペーサプレートの厚さをベースプレートの板厚さの略２倍に設定するだけで、キャビティユニットにおける他のプレートの板厚さを厚くする必要がなく、薄い厚さで剛性の高いキャビティユニットを提供することができる。
【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のインクジェットプリンタヘッドを示す分解斜視図である。
【図２】キャビティユニット及び圧電アクチュエータの分解斜視図である。
【図３】キャビティユニットの分解斜視図である。
【図４】キャビティユニットの部分拡大斜視図である。
【図５】圧電アクチュエータの一端部を示す斜視図である。
【図６】インクジェットプリンタヘッドの断面図である。
【図７】圧力室の細幅方向の断面の変化を示す説明図である。
【図８】圧力室の断面変化を示す要部拡大断面図である。
【図９】（ａ）は実験結果を表にして示す図、（ｂ）グラフとして示す図である。
【符号の説明】
１０  キャビティユニット
１１  ノズルプレート
１２  マニホールドプレート
１３    スペーサプレート
１４    ベースプレート
１４ａ    隔壁
１５  ノズル
１６（１６−１，１６−２）    圧力室
２０  圧電アクチュエータ
２１    圧電シート
２４  個別電極
２５  コモン電極
５０  活性部
Ｚ１  側断面変化量
Ｚ２  底断面変化量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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