(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズルに対応する複数の圧力室を配列して有するキャビティユニットに接合される積層型圧電アクチュエータであって、
積層された複数のセラミックスシートの間に、前記複数の圧力室に対応して配列された複数の個別内部電極と、前記複数の圧力室に共通のコモン内部電極とが少なくとも１つのセラミックスシートを挟んで対向配置され、その積層された複数のセラミックスシートの前記キャビティユニットとは反対側の表面に、前記個別内部電極と接続された個別表面電極と前記コモン内部電極と接続されたコモン表面電極とが形成され、前記個別表面電極およびコモン表面電極に、駆動信号を入力する信号線の接続端子が接続され、
前記個別表面電極は、前記圧力室の配列方向において前記各圧力室に対して半ピッチずつずれて配置され、
前記個別表面電極と個別内部電極との間の複数のセラミックスシートの間に、前記個別表面電極と個別内部電極とを接続する複数の中継用電極が配置され、
この各中継用電極が、前記個別表面電極と前記積層方向に対向しかつ接続された第１の部分と、前記個別内部電極と前記積層方向に対向しかつ接続され、前記第１の部分の配列方向において各第１の部分に対して半ピッチずれて配置された第２の部分と、この第１の部分と第２の部分とを接続する第３の部分とを備え、
前記中継用電極の第１の部分は、その中継用電極の配列方向と直交する方向に長さを有し、その中継用電極の配列方向に隣接する第１の部分と長さ方向において相互に異なる位置で前記個別表面電極と接続され、
前記個別表面電極は、隣合う前記圧力室の間であって前記第１の部分との接続部分の真上の位置において、前記信号線の接続端子と接続されることを特徴とする積層型圧電アクチュエータ。
【請求項２】
前記複数の個別内部電極、前記コモン内部電極、前記複数の中継用電極、及び前記複数の個別表面電極とコモン表面電極をそれぞれ表面に形成した各セラミックスシートが積層され、
前記積層方向の前記個別内部電極と前記中継用電極の第２の部分とが、前記中継用電極の第１の部分と前記個別表面電極とが、それぞれそれらの間のセラミックスシートを貫通したスルーホールに充填された導電材料によって接続されていることを特徴とする請求項１記載の積層型圧電アクチュエータ。
【請求項３】
前記個別表面電極は、前記中継用電極の配列方向と平行に配列されかつその配列方向と直交する方向に長さを有し、その個別表面電極上の前記第１の部分との接続部分と対応する位置に、前記信号線の接続端子と接続される接合電極を有することを特徴とする請求項１記載の積層型圧電アクチュエータ。
【請求項４】
前記キャビティユニットは、前記圧力室の列を複数列備え、
前記個別内部電極は、前記圧力室の複数列に対応して複数列あり、
前記コモン内部電極は、前記複数列の個別内部電極と前記積層方向に対向しかつその配列方向に延び、
前記中継電極及び個別表面電極は、前記複数列の個別内部電極と対応して複数列あり、
前記コモン表面電極は、前記個別表面電極と同一平面に、その個別表面電極の列方向と直交する端部に沿って、複数列の並び方向に長く形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の積層型圧電アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型圧電アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットヘッドとしては、複数枚のシートを積層したキャビティユニットに、２列に配置した複数の圧力室が設けられ、各圧力室に対応する活性部（エネルギー発生手段）を有する圧電アクチュエータがキャビティユニットと接合されている。そして、圧電アクチュエータとして、積層された複数のセラミックスシートの間に、前記複数の圧力室に対応して配列された複数の個別内部電極と、前記複数の圧力室に共通のコモン内部電極とが少なくとも１つのセラミックスシートを挟んで対向配置され、その積層された複数のセラミックスシートの前記キャビティユニットとは反対側の表面に、前記個別内部電極と接続された個別表面電極と前記コモン内部電極と接続されたコモン表面電極とが形成されるものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、個別表面電極にフレキシブルフラットケーブルを接続する際、その押圧力が空洞である圧力室の上方のセラミックスシートに作用すると、セラミックスシートが破壊するおそれがあるため、その押圧力を圧力室間の隔壁で受けるように、個別表面電極は前記圧力室の間に隔壁上に配置されているので、個別内部電極は、個別表面電極に電気的に接続される部分と、前記圧力室に対応する部分とが圧力室の配列ピッチの半分だけずれ、それらが屈曲部分を介して接続されている。
【特許文献１】特開２００６−１５５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、圧電アクチュエータのコンパクト化、あるいは電極の高密度化の要求から、圧力室の変位に関与しない部分の電極の占有面積は、導通に関与しているだけであるから、できるだけ狭くしたいという要求がある。しかしながら、個別内部電極において前記屈曲部分をなくし、圧力室に対応する部分と個別表面電極に電気的に接続される部分とを直接接続しようとすると、両部分は、ずれて位置しているので、両部分間の導通面積が著しく狭くなる。また、両部分間を接続する屈曲部分を短くしようとすると、屈曲部分の角度が急になり、電極において短く急に角度が変化する部分を正確に印刷形成することは困難で、電気的な導通不良を生じるおそれがある。
【０００５】
この発明は、電極間の導通を損なうことなく、コンパクト化あるいは電極の高密度化が図れる積層型圧電アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、液滴を吐出する複数のノズルに対応する複数の圧力室を配列して有するキャビティユニットに接合される積層型圧電アクチュエータであって、積層された複数のセラミックスシートの間に、前記複数の圧力室に対応して配列された複数の個別内部電極と、前記複数の圧力室に共通のコモン内部電極とが少なくとも１つのセラミックスシートを挟んで対向配置され、その積層された複数のセラミックスシートの前記キャビティユニットとは反対側の表面に、前記個別内部電極と接続された個別表面電極と前記コモン内部電極と接続されたコモン表面電極とが形成され、前記個別表面電極およびコモン表面電極に、駆動信号を入力する信号線の接続端子が接続され、前記個別表面電極は、前記圧力室の配列方向において前記各圧力室に対して半ピッチずつずれて配置され、前記個別表面電極と個別内部電極との間の複数のセラミックスシートの間に、前記個別表面電極と個別内部電極とを接続する複数の中継用電極が配置され、この中継用電極が、前記個別表面電極と前記積層方向に対向しかつ接続された第１の部分と、前記個別内部電極と前記積層方向に対向しかつ接続され、前記第１の部分の配列方向において各第１の部分に対して半ピッチずれて配置された第２の部分と、この第１の部分と第２の部分とを接続する第３の部分とを備え、前記中継用電極の第１の部分は、その中継用電極の配列方向と直交する方向に長さを有し、その中継用電極の配列方向に隣接する第１の部分と長さ方向において相互に異なる位置で前記個別表面電極と接続され、前記個別表面電極は、隣合う前記圧力室の間であって前記第１の部分との接続部分の真上の位置において、前記信号線の接続端子と接続されることを特徴とする。
【０００７】
請求項１の発明によれば、前記個別表面電極と個別内部電極との間の複数のセラミックスシートの間に、前記個別表面電極と個別内部電極とを接続する複数の中継用電極が配置され、この各中継用電極が、前記個別表面電極と前記積層方向に対向しかつ接続された第１の部分と、前記個別内部電極と前記積層方向に対向しかつ接続され、前記第１の部分の配列方向において各第１の部分に対して半ピッチずれて配置された第２の部分と、この第１の部分と第２の部分とを接続する第３の部分とを備えるようにすることで、個別内部電極において個別表面電極に電気的に接続される部分と、前記圧力室に対応する部分とを導通を損なうことなく直接接近させても、変位に関与しない中継用電極において個別表面電極に接続される第１の部分と個別内部電極に接続される第２の部分とを離して、個別表面電極と個別内部電極との半ピッチのずれを吸収することができる。よって、個別内部電極全体の長さを短くでき、電極の高密度化、あるいはコンパクト化に有利となる。
また、個別表面電極と中継用電極とが接続される位置が分散されるので、その接続箇所においてセラミックスシートの強度が不足したり、変形することがない。また、個別表面電極は、隣合う前記圧力室の間であって前記第１の部分との接続部分の真上の位置において、前記信号線の接続端子と接続されるので、中継用電極と接続する部分と信号線の接続端子とが直接的に接続され、電気的接続の信頼性が高まる。さらに、上記の分散にともなって接続端子の位置も分散され、接続端子間に信号線を余裕をもって配線することができる。換言すれば、より高密度に電極を配置することが可能になる。
【０００８】
請求項２に記載のように、請求項１の積層型圧電アクチュエータにおいて、前記複数の個別内部電極、前記コモン内部電極、前記複数の中継用電極、及び前記複数の個別表面電極とコモン表面電極をそれぞれ表面に形成した各セラミックスシートが積層され、前記積層方向の前記個別内部電極と前記中継用電極の第２の部分とが、前記中継用電極の第１の部分と前記個別表面電極とが、それぞれそれらの間のセラミックスシートを貫通したスルーホールに充填された導電材料によって接続されていることが好ましい。
【０００９】
請求項２の発明によれば、スルーホールを利用して、個別表面電極と個別内部電極との接続を中継用電極を介して、無理なく行うことができる。
【００１２】
請求項３に記載のように、請求項１の積層型圧電アクチュエータにおいて、前記個別表面電極は、前記中継用電極の配列方向と平行に配列されかつその配列方向と直交する方向に長さを有し、その個別表面電極上の前記第１の部分との接続部分と対応する位置に、前記信号線の接続端子と接続される接合電極を有することが好ましい。
【００１３】
請求項３の発明によれば、個別表面電極上の前記第１の部分との接続部分と対応する位置において、個別表面電極が信号線の接続端子と接続される接合電極を有するので、中継用電極と接続する部分と信号線の接続端子との接続が確実になされる。
【００１４】
請求項４に記載のように、請求項１〜３のいずれかの積層型圧電アクチュエータにおいて、前記キャビティユニットは、前記圧力室の列を複数列備え、前記個別内部電極が、前記圧力室の複数列に対応して複数列あり、前記コモン内部電極が、前記複数列の個別内部電極と前記積層方向に対向しかつその配列方向に延び、前記中継電極及び個別表面電極が、前記複数列の個別内部電極と対応して複数列あり、前記コモン表面電極が、前記個別表面電極と同一平面に、その個別表面電極の列方向と直交する端部に沿って、複数列の並び方向に長く形成されていることが好ましい。
【００１５】
請求項４の発明によれば、コモン表面電極とコモン内部電極との接続を確保して、中継用電極を利用した個別表面電極と個別内部電極との接続がなされる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように構成したから、本発明は、個別表面電極と個別内部電極との間の複数のセラミックスシートの間に、個別表面電極と個別内部電極とを接続する複数の中継用電極を配置し、この各中継用電極が、前記個別表面電極と前記積層方向に対向しかつ接続された第１の部分と、前記個別内部電極と前記積層方向に対向しかつ接続され、前記第１の部分の配列方向において各第１の部分に対して半ピッチずれて配置された第２の部分と、この第１の部分と第２の部分とを接続する第３の部分とを備えるようにしているので、個別内部電極において個別表面電極に電気的に接続される部分と、前記圧力室に対応する部分とを導通を損なうことなく直接接近させても、変位に関与しない中継用電極において個別表面電極に接続される第１の部分と個別内部電極に接続される第２の部分とを離して、個別表面電極と個別内部電極との半ピッチのずれを吸収することができる。よって、個別内部電極全体の長さを短くでき、電極の高密度化、あるいはコンパクト化に有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。なお、本発明に係る積層型圧電アクチュエータが用いられるインクジェットヘッドは、カラー記録用で、具体的に図示しないが、記録用紙の搬送方向Ｙ（副走査方向）と直交する方向Ｘ（主走査方向）に往復移動するキャリッジに搭載される。そして、そのインクジェットヘッドには、例えば、キャリッジ上に搭載されるインクカートリッジから、あるいはプリンタ本体内に設置されたインクタンクからインク供給パイプ及びキャリッジ上に搭載されたダンパータンクを介して、４色のカラーインク（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）が供給されるように構成されている。
【００１８】
図１は本発明を適用するインクジェットヘッドの上面にフレキシブルフラットケーブルが接合された状態を示す斜視図、図２はキャビティユニット等の斜視図、図３はキャビティユニットの要部の部分拡大斜視図である。
【００１９】
図１に示すように、インクジェットヘッド１は、液滴を吐出する複数のノズル列に対応する圧力室の複数の列を有するキャビティユニット２と、その上側に接着されるプレート型の圧電アクチュエータ３とを備え、その圧電アクチュエータ３の上面側に駆動信号を入力するためのフレキシブルフラットケーブル４が接合されるようになっている。
（キャビティユニット２の構造）
キャビティユニット２は、８枚の扁平なプレートをそれぞれ積み重ねて接着してなる積層構造体で、図２に示すように、下側から順に、ノズルプレート１１、カバープレート１２、ダンパープレート１３、下側及び上側マニホールドプレート１４，１５、下側及び上側スペーサプレート１６，１７及び、圧力室１８ａが形成されているベースプレート１８を備える。なお、合成樹脂材料からなるノズルプレート１１を除き、各プレート１２〜１８は、４２％ニッケル合金鋼板で形成され、それぞれ５０μｍ〜１５０μｍ程度の板厚を有する。
【００２０】
キャビティユニット２の下面を構成するノズルプレート１１には、多数のインク吐出用のノズル１１ａ（２５μｍ程度の孔径）がＹ方向に沿って列状に配置されてなる５つのノズル列Ｎ（図２に３列のみ図示）が設けられている。
【００２１】
下側及び上側マニホールドプレート１４，１５には、Ｙ方向に細長い貫通孔が各ノズル列Ｎに対応して厚さ方向に貫通するように形成され、下側スペーサプレート１６とダンパープレート１３とに挟まれることにより、前記貫通孔が５つのマニホールド室１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ（共通インク室）となる。なお、マニホールド室１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、それぞれシアンインク（Ｃ）用、イエローインク（Ｙ）用、マゼンタインク（Ｍ）用とされ、マニホールド室１９ｄ，１９ｅはブラックインク（ＢＫ）用とされる。
【００２２】
図２において、ベースプレート１８のＹ方向の一端部には４つのインク供給孔２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄが並んで設けられ、インク供給孔２１ａ，２１ｂ，２１ｃはマニホールド室１９ａ，１９ｂ，１９ｃに、インク供給孔２１ｄは２つのマニホールド室１９ｄ，１９ｅにそれぞれインクを供給するものである。そして、図２に示すように、上側スペーサプレート１７及び下側スペーサプレート１６の一端部に、インク供給孔２１ａ〜２１ｄに上流端が連通するインク供給通路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが穿設されている。そして、インク供給通路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃの下流端は対応するマニホールド室１９ａ，１９ｂ，１９ｃの一端部に、インク供給通路部２２ｄの下流端はマニホールド室１９ｄ，１９ｅの一端部にそれぞれ連通している。
【００２３】
また、ダンパープレート１３の下面側には、平面視で各マニホールド室１９ａ〜１９ｅの形状に対応し下方に開口する６つの凹溝部が形成され、その凹溝部の開口部分がカバープレート１２にて塞がれて密閉状態のダンパー室２３とされる。この構成により、圧電アクチュエータ３の駆動で圧力室１８ａに圧力波が伝播されるが、その圧力波のうちマニホールド室１９ａ〜１９ｅの方向に向かう後退成分を、各ダンパー室２３の壁厚の薄い部分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ことができるようになっている。
【００２４】
下側スペーサプレート１６には、図３に示すように、ノズル列Ｎの各ノズル１１ａに対応する絞り部２４が形成されている。この絞り部２４はＸ方向に延びる細幅の凹溝状である。この各絞り部２４の一端は、上側マニホールドプレート１５のマニホールド室１９ａ〜１９ｅのうち対応するものに連通し、各絞り部２４の他端は、上側スペーサプレート１７において上下方向に貫通する連通孔２５に連通する。
【００２５】
カバープレート１２、ダンパープレート１３、下側及び上側マニホールド１４，１５、下側及び上側スペーサプレート１６，１７には、それぞれ、各ノズル列Ｎ毎にノズル１１ａに連通する連通孔２５が、マニホールド室１９及びダンパー室２３と上下に重ならない位置で上下に貫通するように形成されている。
【００２６】
また、ベースプレート１８には、Ｘ方向に細長く延び厚さ方向に貫通する圧力室１８ａがノズル１１ａの個数に対応して、各ノズル列Ｎ毎に形成されている。各圧力室１８ａの長手方向の一端は、上側スペーサプレート１７の連通孔２５に連通しており、各圧力室１８ａの長手方向の他端は、各プレート１２〜１７を貫通して形成される連通路２６に連通している。各列の圧力室１８ａは隔壁２７を介してＹ方向に一定の配列ピッチＰ（図３参照）でもって配置されている。各圧力室１８ａは隣接する列の圧力室１８ａに対してＹ方向に半ピッチＰ／２だけずれ、いわゆる千鳥状に配列されている。
【００２７】
これにより、各インク供給孔２１ａ〜２１ｄから各マニホールド室１９ａ〜１９ｅ内に流入したインクは、絞り部２４、連通孔２５を通って各圧力室１８ａ内に分配されたのち、各圧力室１８ａ内から連通路２６を通って、それぞれの圧力室１８ａに対応するノズル１１ａに至り、液滴として吐出されるという構成になっている。
（圧電アクチュエータ３の構造）
圧電アクチュエータ３は、図４に示すように、表面に複数の個別内部電極３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅのパターンが形成される第１のセラミックスシート３１と、表面にコモン内部電極３７のパターンが形成される第２の圧電セラミックスシート３２が交互に３枚ずつ積層された部分の上側に、導通用ダミーセラミックスシート３３を積層し、さらにその上側に、個別表面電極３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ，３８Ｄ，３８Ｅとコモン表面電極３９Ａ，３９Ｂとが表面に形成されているトップセラミックスシート３４を積層する一方、前記第１及び第２のセラミックスシート３１，３２の積層部分の下側に、上面全体に亘ってコモン表面電極７１が形成され最下層となる第３のセラミックスシート３５を積層し、それらが焼成されて一体化されてなる。ダミーセラミックスシート３３及びトップセラミックスシート３４は、拘束層、すなわち後述するように第１及び第２のセラミックスシート３１，３２の活性部が変位するとき、圧力室１８ａと反対側への変位を抑え圧力室１８ａ側に変位を多く向けるようにするものである。
【００２８】
それらのシート３１〜３５は、それぞれ強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ（ＰｂＴｉＯ3・ＰｂＺｒＯ3））系のセラミックス粉末、バインダ、溶剤を混合した混合液を調製し、シート状に広げて乾燥させグリーンシートを形成する。これらのグリーンシート上に、上記の各電極となる導電材料（銀−パラジュウム系の導電性ペースト）をスクリーン印刷等によって形成する。そして、これらのグリーンシートを積層して、焼成されて一体化される。その後、個別電極とコモン電極との間に、公知のように分極処理用の高電圧が印加され、その両電極に挟まれたセラミックスシートが分極処理されて、いわゆる圧電特性（駆動電圧の印加によって変位する性質）が付与される。なお、各セラミックスシート３１〜３５は、１枚の厚さが３０μｍ程度である。導通用ダミーセラミックスシート３３、トップセラミックスシート３４及び第３のセラミックスシート３５は圧電特性を発揮しない他の材料でも形成してもよく、電気的絶縁性を有すればよい。
−第１のセラミックスシート３１−
第１のセラミックスシート３１の表面には、図５に示すように、その表面に沿って各圧力室１８ａに対応して個別内部電極３６Ａ〜３６Ｅが５列配置される。各個別内部電極３６Ａ〜３６Ｅは、各圧力室１８ａとほぼ同じ長さで、平面視で重複しかつ各圧力室１８ａよりもやや狭い幅の直線状の直線部３６Ａａ〜３６Ｅａを有する。また、それぞれ平面視で直線部３６Ａａ〜３６Ｅａの一端部に、その延長方向に連続して直線部３６Ａａ〜３６Ｅａより幅広で平面視矩形状の導通部３６Ａｂ〜３６Ｅｂが連接されている。
【００２９】
中央に位置する列を構成する個別内部電極３６Ｃａ，３６Ｃｂは、圧力室１８ａの外側端部に対応する直線部３６Ｃａａ，３６Ｃｂａの端部に、導通部３６Ｃａｂ，３６Ｃｂｂが交互に反対側になるように連接されている。
【００３０】
その個別内部電極３６Ｃａ，３６Ｃｂの外側に位置する列を構成する個別内部電極３６Ｂ，３６Ｄは、圧力室１８ａの外側端部に対応する直線部３６Ｂａ，３６Ｄａの端部に、導通部３６Ｂｂ，３６Ｄｂが連接されている。その個別内部電極３６Ｂ，３６Ｄの外側に位置する列を構成する個別内部電極３６Ａ，３６Ｅは、圧力室１８ａの内側端部に対応する直線部３６Ａａ，３６Ｅａの端部に、導通部３６Ａｂ，３６Ｅｂが連接されている。
【００３１】
また、個別内部電極３６Ａ〜３６Ｅの導通部３６Ａｂ〜３６Ｅｂは、上下に隣接する第２のセラミックスシート３２に列状に配置された導通用電極４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆあるいは導通用ダミーシート３３に列状に配置された中継用電極４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ，４２Ｅ，４２Ｆとそれぞれ少なくとも一部が平面視で重なる配置とされる。
【００３２】
さらに、第１のセラミックスシート３１には、第２のセラミックスシート３２におけるコモン内部電極３７（３７Ａ〜３７Ｆ）と平面視で一部重複する個所であって、第１のセラミックスシート３１の広幅面における短辺及び長辺に沿う外周部位等にダミーコモン電極４３が形成されている。
−第２のセラミックスシート３２−
第２のセラミックスシート３２の表面には、図６に示すように、各圧力室１８ａに対してコモン内部電極３７が共通に配置されている。このコモン内部電極３７は、複数列の個別内部電極３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃと前記積層方向において対向しかつその列方向に延びている５つの第１の帯状部分３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄ，３７Ｅと、それらの端部をシート端部において連結する第２の帯状部分３７Ｆ，３７Ｇとを有する。
【００３３】
また、第１の帯状部分３７Ａ〜３７Ｅの間には、各個別内部電極３６Ａ〜３６Ｅの導通部３６Ａｂ〜３６Ｅｂに対応して導通用電極４１Ａ〜４１Ｆが列状に配置されている。コモン内部電極３７は、列状に配置される各導通用電極４１Ａ〜４１Ｆを囲んで形成されていることになる。
【００３４】
なお、中央に位置する導通用電極４１Ｃ，４１Ｄは列方向の配列ピッチが、両側に配置される導通用電極４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｅ，４１Ｆの配列ピッチの２倍のピッチとされ、２列の導通用電極４１Ｃ，４１Ｄで、中央に位置する個別内部電極３６Ｃａ，３６Ｃｂの列に対応している。
−導通用ダミーセラミックスシート３３−
導通用ダミーセラミックスシート３３の表面には、第２のセラミックスシート３２と同様に、図７に示すように、各個別内部電極３６Ａ〜３６Ｅとシート積層方向において対向しかつ平行に、中継用電極４２Ａ〜４２Ｆがそれぞれ列状に配置されている。なお、導通用電極４１Ａ〜４１Ｆは、後述するスルーホール５３Ａの内部導通電極５２Ａを通じて、異なる位置で個別内部電極３６Ａ〜３６Ｅ及び個別表面電極３８Ａ〜３８Ｅにそれぞれ接続されている。
【００３５】
中央に位置する中継用電極４２Ｃ，４２Ｄは列方向の配列ピッチが、両側に配置される中継用電極４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｅ，４２Ｆの配列ピッチの２倍のピッチとされ、２列の中継用電極４２Ｃ，４２Ｄで、中央に位置する個別内部電極３６Ｃａ，３６Ｃｂの列に対応している。また、中央に位置する中継用電極４２Ｃ，４２Ｄは平面視矩形状である。その中継用電極４２Ｃ，４２Ｄは、その下側の導通用電極４１Ｃ，４１Ｄの列方向の長さ範囲において、圧力室１８ａに対しその配列ピッチＰの半分のピッチずれ、圧力室１８ａ，１８ａ間の隔壁２７の上方に対応して配置されている。
【００３６】
その中継用電極４２Ｃ，４２Ｄの外側に位置する列を構成する中継用電極４２Ｂ，４２Ｅは、個別表面電極３８Ｂ，３８Ｄに対応する直線部４２Ｂａ，４２Ｅａ（第１の部分）と、直線部４２Ｂａ，４２Ｅａの配列方向において各直線部４２Ｂａ，４２Ｅａに対し半ピッチずれて配置された導通部４２Ｂｂ，４２Ｅｂ（第２の部分）と、直線部４２Ｂａ，４２Ｅａと導通部４２Ｂｂ，４２Ｅｂとを接続する屈曲部４２Ｂｃ，４２Ｅｃ（第３の部分）とを有する。その個別内部電極４２Ｂ，４２Ｅの外側に位置する列を構成する個別内部電極４２Ａ，４２Ｆは、個別表面電極３８Ａ，３８Ｅに対応する直線部４２Ａａ，４２Ｆａ（第１の部分）と、直線部４２Ｂａ，４２Ｆａの配列方向において各直線部４２Ａａ，４２Ｆａに対し半ピッチずれて配置された導通部４２Ａｂ，４２Ｆｂ（第２の部分）と、直線部４２Ａａ，４２Ｆａと導通部４２Ａｂ，４２Ｆｂとを接続する屈曲部４２Ａｃ，４２Ｆｃ（第３の部分）とを有する。
【００３７】
そして、直線部４２Ａａ，４２Ｂａ，４２Ｅａ，４２Ｆａは、中継用電極４２Ａ〜４２Ｆの配列方向と直交する方向の長さを有し、列方向において、圧力室１８ａの配列ピッチＰの半分のピッチずつずれ、圧力室１８ａ，１８ａ間の隔壁２７の上方に対応して配置されている。
【００３８】
そして、図５に示すように、導通部４２Ａｂと導通部４２Ｂｂと、及び導通部４２Ｅｂと導通部４２Ｆｂとは、圧力室１８ａ一端の延長位置の上方に配置されている。
【００３９】
また、両側に位置する２列の中継用電極４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｅ，４２Ｆの導通部４２Ａｂ，４２Ｂｂ，４２Ｅｂ，４２Ｆｂ及び中継用電極４２Ｃ，４２Ｄは、下に隣接する第２のセラミックスシート３２に列状に配置された導通用電極４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｅ，４１Ｆ，４１Ｃ，４１Ｄ及び第１のセラミックスシート３１上の導通部３６Ａｂ，３６Ｂｂ，３６Ｃｂｂ，３６Ｃａｂ，３６Ｄｂ，３６Ｅｂとそれぞれ少なくとも一部が平面視で重なる配置とされている。
【００４０】
両側に位置する２列の中継用電極４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｅ，４２Ｆの直線部４２Ａａ，４２Ｂａ，４２Ｅａ，４２Ｆａ及び中継用電極４２Ｃ，４２Ｄは、上側に位置するトップセラミックシート３４の個別表面電極３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｄ，３８Ｅ及３８Ｃａ，３８Ｃｂとそれぞれ平行でかつ少なくとも一部が平面視で重なる配置とされている。
【００４１】
このようにすることで、個別表面電極３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｄ，３８Ｅに後述のスルーホール５３Ａの内部導通電極５２Ａを通じて接続される直線部４２Ａａ，４２Ｂａ，４２Ｅａ，４２Ｆａと、個別内部電極３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｄ，３６Ｅに後述のスルーホール５３Ａの内部導通電極５２Ａを通じて接続される導通部４２Ａｂ，４２Ｂｂ，４２Ｅｂ，４２Ｆｂとを離すことができるので、変位に関与しない中継用電極４２Ａ〜４２Ｆにおいて、個別表面電極３８Ａ〜３８Ｅと個別内部電極３６Ａ〜３６Ｅとの半ピッチのずれを吸収することができる。
【００４２】
さらに、導通用セラミックスダミーシート３３の上面の短辺に沿う部位つまり中継用電極４２Ａ〜４２Ｆの列方向と直交する端部に沿って複数列の並び方向に長く、セラミックスシート３２におけるコモン内部電極３７の一部（帯状部分３７Ｆ，３７Ｇ）及び圧電セラミックスシート３１におけるダミーコモン電極４３の一部にそれぞれ平面視で重複する位置にコモン電極用の中継用電極４４Ａ，４４Ｂが形成されている。
−トップセラミックスシート３４−
トップセラミックスシート３４の表面には、図８に示すように、その表面に沿って、各中継用電極４２Ａ〜４２Ｆに対応して個別表面電極３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃａ，３８Ｃｂ，３８Ｄ，３８Ｅが複数列配置され、コモン表面電極３９Ａ，３９Ｂは、トップセラミックスシート３４の表面における個別表面電極３８Ａ〜３８Ｅと同一平面に、その個別表面電極３８Ａ〜３８Ｅの列方向と直交する端部に沿って、複数列の並び方向に長く形成されている。
【００４３】
中央に位置する各個別表面電極３８Ｃａ，３８Ｃｂは、Ｘ方向に延びる第１の部分３８Ｃａａ，３８Ｃｂａと、その第１の部分の内側端部に接続されＹ方向に延びる第２の部分３８Ｃａｂ，３８Ｃｂｂとを有する平面視Ｔ字形状である。そして、この表面電極３８Ｃａ，３８Ｃｂは、互いに他の列の表面電極に対して半ピッチずれて、千鳥状に配置されている。第１の部分３８Ｃａａ，３８Ｃｂａの端部部分上には、後述するフレキシブルフラットケーブル４の接続端子と接続される接合電極部３８Ｃａｃ，３８Ｃｂｃ（図８のハッチング部分参照）が形成されている。
【００４４】
外側に位置する個別表面電極３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｄ，３８Ｅは、平面視で直線状で、隣接する表面電極とは半ピッチずつずれるように、千鳥状に配置されている。そして、各列の表面電極３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｄ，３８Ｅには、列方向において交互に表面電極の両端に位置するように、すなわち千鳥状に、後述するフレキシブルフラットケーブル４の接続端子と接続される部分（接合電極部３８Ａａ，３８Ｂａ，３８Ｄａ，３８Ｅａ（図８のハッチング部分参照））が形成されている。
【００４５】
そして各個別表面電極３８Ａ〜３８Ｅは、各個別内部電極３６Ａ〜３６Ｅにおける各直線部３６Ａａ〜３６Ｅａと略平行であって、その各下方に並列状に位置する相隣接する圧力室１８ａ、１８ａの間の隔壁２７（図３参照）の上方に位置される。従って、圧力室１８ａのＹ方向の配列ピッチＰと同じピッチにて個別内部電極３６Ａ〜３６Ｅが配置され、かつ圧力室１８ａの配置と半ピッチずれて個別表面電極３８Ａ〜３８Ｅが配置されることになる。これは、個別表面電極３８Ａ〜３８Ｅにフレキシブルフラットケーブル４の接続端子を接続する際の押圧力を隔壁２７で受け、圧力室１８ａ上方のセラミクスシートに押圧力が作用し破壊しないようにするためである。
【００４６】
コモン表面電極３９Ａ，３９Ｂは、トップセラミックスシート３４上にその短辺に沿って長く形成され、その表面上に長手方向に沿って、フレキシブルフラットケーブル４の接続端子と接続される複数の接合電極部３９Ａａ，３９Ｂａ（図８のハッチング部分参照）が形成されている。
【００４７】
圧電アクチュエータを前述のように焼成したとき、表面電極も高温で処理され、表面電極へのフレキシブルフラットケーブル４の接続端子のハンダ接合性が低下するため、表面電極（銀−パラジュウム系）上に銀系の接合電極部３８Ａａ，３８Ｂａ，３８Ｃａｃ，３８Ｃｂｃ，３８Ｄａ，３８Ｅａ，３９Ａｂ，３９Ｂｂを付着させてフレキシブルフラットケーブル４の接続端子との接合性を改善している。
【００４８】
個別表面電極３８Ｃａ，３８Ｃｂの列の間には、電気的な導通に関与しない複数のダミー表面電極５１が規則的に設けられている。個別表面電極３８Ｂ，３８Ｃａの間の部分、個別表面電極３８Ｃｂ，３８Ｄの間の部分、個別表面電極３８Ａ，３８Ｅの外側部分にも、電気的な導通に関与しないダミー表面電極５１が設けられている。
【００４９】
なお、前述したダミー表面電極５１は、各シートを一体化するためにプレスする際に、一様に加圧して接合力が低下しないように、表面電極が設けられている部分にバランスよく配置すればよく，図８に示す配置に制限されるものではない。
−第３の圧電セラミックスシート３５−
前述したように上面全体に亘ってコモン内部電極７１が形成されている（図４参照）。
−スルーホール−
最下層の第３のセラミックスシート３５を除き、第１及び第２のセラミックスシート３１，３２及び導通用ダミーシート３３、トップセラミックスシート３４には、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、シート厚さ方向に貫通し内部導通電極５２Ａとなる導電性ペーストが充填される複数のスルーホール５３Ａが穿設されている。
【００５０】
つまり、各個別表面電極３８Ａ〜３８Ｅ、各個別内部電極３６Ａ〜３６Ｅの導通部３６Ａｂ〜３６Ｅｂ、導通用電極４１Ａ〜４１Ｆ及び中継用電極４２Ａ〜４２Ｆは、それぞれを上下方向に電気的に接続するために、セラミックスシート３１，３２，３３，３４を貫通するように穿設された複数のスルーホール５３Ａ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５２Ａが形成されている。なお、中継用電極４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｅ，４２Ｆについては、それの直線部４２Ａａ，４２Ｂａ，４２Ｅａ，４２Ｆａが個別表面電極３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｄ，３８Ｅに、導通部４２Ａｂ，４２Ｂｂ，４２Ｅｂ，４２Ｆｂが個別内部電極３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｄ，３８Ｅにそれぞれスルーホール５３Ａの内部導通電極５２Ａを通じて接続されている。
【００５１】
また、セラミックスシート３１，３２，３３及び３４には、コモン電極用の表面電極３９Ａ，３９Ｂ、コモン電極３７（３７Ａ〜３７Ｅ），７１とダミーコモン電極４３、コモン電極用の中継用電極４４Ａ，４４Ｂ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３９Ａ，３９Ｂ，３７，７１，４３，４４Ａ，４４Ｂの位置において、上記と同様に各セラミックスシート３１，３２，３３及び３４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）にて内部導通電極が形成されている。
【００５２】
これらの場合、各内部導通電極５２Ａは、上下に隣接するセラミックスシート３１〜３４の部位で平面視で上下に重複しない位置に適宜距離だけ隔てて形成されている。例えば、第１のセラミックスシート３１に形成されたスルーホール５３Ａの位置は、第２のセラミックスシート３２に設けられたスルーホール５３Ａの位置から偏倚している。これは、セラミックスシートの元材料であるグリーンシートにスルーホール５３Ａが形成され、その後、表面に導電材料をスクリーン印刷等する際に、導電材料がスルーホール内に流れ込んで内部導通電極５２Ａが形成されるので、内部導通電極５２Ａは表面側を開口した中空状になり（図１０(ｂ)参照）、上層のシートのスルーホールがこれと同軸上に重なると、内部導通電極５２Ａ同士の接触面積が減少してしまうので、これを回避するためである。スルーホール内にカップ状に形成された内部導通電極５２Ａの底部を、下層シートの平面状の電極４２Ａ（４１Ａ）に面接触させて、電気的な導通を確実にするのである。
【００５３】
個別表面電極３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｄ，３８Ｅと中継用電極４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｄ，４２Ｅは、それらの電極の各列方向と直交する方向に長く延び、前記積層方向において対向しかつ平行に配列されおり、その列方向と直交する方向において隣接する個別表面電極３６Ａ〜３６Ｅおよび中継用電極４２Ａ〜４２Ｅと相互に異なる位置で接続されている。具体的には、図１１に示すように、個別表面電極３８Ａとそれに対向する中継用電極４２Ａの直線部４２Ａａとは、それらの長手方向一端でスルーホール内の内部導通電極５２Ａによって接続され、それらに隣接する個別表面電極３８Ａと中継用電極４２Ａの直線部４２Ａａとは、それらの長手方向他端で内部導通電極５２Ａによって接続される。つまり、列方向において、電極の両端に交互に千鳥状に接続される。このように相互に異なる位置で接続されるので、多数のスルーホールが列方向に隣接して並ぶことなく分散配置することができ、セラミックスシートを焼成する際に、スルーホールを基点としてセラミックスシートが反り変形することを抑えることができる。
−フレキシブルフラットケーブル４−
フレキシブルフラットケーブル４は、トップセラミックスシート３４の上面に重ねられ、ノズル列と直交する方向（Ｘ方向）に外方へ突出して配置される（図１参照）。フレキシブルフラットケーブル４は、電気絶縁性を有し、可撓性の合成樹脂材（例えば、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂）からなる帯状のベース材１００の片面に、個別電極用の接合電極部３８Ａａ〜３８Ｅａと対応して銅箔からなる接続端子４８Ａ，４８Ｂ，４８Ｃ，４８Ｄ，４８Ｅ並びにそれらに接続される微細な信号線４６が設けられている。また、コモン電極用の接合電極部３９Ａｂ，３９Ｂｂと対応した位置に接続端子４９Ａ，４９Ｂ並びにそれらに接続される帯状（配線４６よりも幅の広い）の信号線４７がフレキシブルフラットケーブル４の両側縁に沿って設けられている（図９参照）。これらの接続端子及び配線は、フォトレジスト法等により形成され、これらの表面が電気絶縁性を有し、可撓性の合成樹脂材（例えば、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂）からなるカバーレイ１０２にて被覆されている。
【００５４】
接続端子４８Ａ〜４８Ｅ，４９Ａ，４９Ｂは、ベース材１００から露出され、コモン電極用及び個別電極用の接合電極部３８Ａａ〜３８Ｅａ，３９Ａｂ，３９Ｂｂと導電性ろう材（たとえばハンダ）４５により接合される。この信号線の他端はベース材１００に搭載された駆動用の集積回路１０１に電気的に接合されており、圧電アクチュエータに選択的に駆動信号を供給することができる。
【００５５】
接続端子４８Ａ〜４８Ｅは、個別電極用の接合電極部３８Ａａ〜３８Ｅａと対応して各列ごとに千鳥状に配列され、さらに、隣接する列に対しても千鳥状に配列されているから、接続端子４８Ａ〜４８Ｅどうしの間隔を広くとることができ、その間隔に信号線４６を相互に干渉することなく配線することができる。
（圧電アクチュエータの機能）
セラミックスシートの積層方向における個別内部電極３６Ａ〜３６Ｅとコモン内部電極３７，７１との間のセラミックスシート３１，３２が活性部（エネルギー発生手段）として機能する。つまり、任意の個別内部電極３６Ａ〜３６Ｅとコモン内部電極３７，７１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内部電極３６Ａ〜３６Ｅに対応したセラミックスシート３１，３２の活性部に、前記積層方向に圧電縦効果による歪みを発生するものである。この活性部（エネルギー発生手段）は、圧力室１８ａの数と同一の数で同一の列にてそれに対応する位置に形成される。
【００５６】
即ち、前記活性部は、ノズル１１ａ（圧力室１８ａ）の列方向（Ｙ方向）に沿って配置され、かつノズル列の数（５つ）と同じ数だけ、Ｘ方向に配置されることになる。また、各活性部は、Ｘ方向に圧力室１８ａの長手方向に長く形成され、かつ隣接する活性部の配置間隔は圧力室１８ａの配置間隔と同様であって、千鳥状に配列されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の圧電式インクジェットヘッドのキャビティユニットと圧電アクチュエータと、フラットケーブルとを分離して示す斜視図である。
【図２】キャビティユニットの分解斜視図である。
【図３】キャビティユニットの一部分解斜視図である。
【図４】一部を省略して示す、圧電アクチュエータの分解斜視図である。
【図５】一部を省略して示す、第１の圧電セラミックスシートの平面図である。
【図６】第２の圧電セラミックスシートの平面図である。
【図７】調整用ダミーシートを示す平面図である。
【図８】トップセラミックスシートを示す平面図である。
【図９】フレキシブルフラットケーブルにおける電極配置を説明する平面図である。
【図１０】（ａ）は個別電極〜表面電極の導通関係を説明する断面図、（ｂ）はスルーホールの説明図である。
【図１１】個別電極〜表面電極の導通関係を説明する斜視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  インクジェットヘッド
２  キャビティユニット
３  圧電アクチュエータ
４  フレキシブルフラットケーブル
１８ａ  圧力室
３１，３２  セラミックスシート
３４  トップセラミックスシート
３６Ａ〜３６Ｅ  個別内部電極
３６Ａａ〜３６Ｅａ    直線部
３６Ａｂ〜３６Ｅｂ    導通部
３７Ａ，３７Ｂ  コモン内部電極
３８Ａ〜３８Ｅ  個別表面電極
３９Ａ〜３９Ｅ  コモン表面電極
４２Ａ〜４２Ｆ    中継用電極
４２Ａａ，４２Ｂａ，４２Ｅａ，４２Ｆａ    直線部（第１の部分）
４２Ａｂ，４２Ｂｂ，４２Ｅｂ，４２Ｆｂ    矩形部（第２の部分）
４２Ａｃ，４２Ｂｃ，４２Ｅｃ，４２Ｆｃ    屈曲部（第３の部分）
５２Ａ    内部導通電極
５３Ａ    スルーホール
【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】
0005194386.tif 000009
【図９】
0005194386.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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