(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面に列状に配置された複数個のノズルと、該各ノズル毎に対応する圧力室と、各圧力室から前記各ノズル毎に連通するインク流通路と、インク供給源からインクを溜めたのち前記列状の複数のノズルに対応する複数の圧力室にインクを補充するマニホールド室とを有した複数枚のプレートと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な活性部を有してインクを噴射させる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、
前記圧力室を、前記ノズルの列方向の適宜数毎に複数のグループに分割し、
前記アクチュエータを、前記圧力室の各グループに対応させて複数に分割し、且つ隣接するアクチュエータの端部を相互に対向させて複数配置し、
前記キャビティユニットにおける圧力室の配置間隔のうち、前記隣接するグループの間を他の前記ノズルの列方向における圧力室の配置間隔よりも大きく設定し、
前記キャビティユニットにおける各圧力室から対応するノズルまで連通するインク流通路を、キャビティユニットにおける複数枚のプレートの板厚方向に対して傾斜状に形成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】
前記各アクチュエータにおける活性部の間隔と、対応する圧力室の間隔とを、前記ノズルの配置間隔と同じに設定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】
前記複数のノズルからなる列を４列とし、前記各ノズルの列に対応させて配置する前記アクチュエータには、前記各ノズルの列に対応するように４列の活性部が形成されている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。
【請求項４】
前記各アクチュエータにおける前記隣接する他のアクチュエータの端部と対向する端部と、前記ノズルの列方向の最列端の前記活性部との間は、前記活性部の配列ピッチの１／２よりも大きく設定したことを特徴とする請求項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。
【請求項５】
前記各アクチュエータは、前記各圧力室毎に対応した個別電極とその個別電極の列に平面視重複して位置するコモン電極との間に圧電シートを挟んで形成した圧電アクチュエータであり、前記個別電極とコモン電極との間の圧電シートの部分を前記活性部としていることを特徴とする請求項１から４のいずれか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、インクジェットプリンタヘッドに係り、より詳しくは、列状に並ぶノズルの数を多くした大型のインクジェットプリンタヘッドの構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
先行技術のオンディマンド型のインクジェットプリンタヘッドにおいては、特開２００２−３６５４５号公報や特開２００２−５９５４７号公報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内部電極としてのコモン電極と個別電極とを交互に積層して構成され、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となるように、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。
【０００３】
ところで、通常のインクジェットプリンタ装置においては、そのインクジェットプリンタヘッドを備えたキャリッジを、用紙搬送方向（副走査方向という）と直交する幅方向（主走査方向）に往復移動させながら、前記用紙の幅方向に印刷作業するとき、前記インクジェットプリンタヘッドのノズル列方向は、用紙搬送方向（副走査方向）と平行状に並べられている。従って、前記１回の主走査方向のキャリッジの移動により印刷できる、副走査方向の印刷範囲（印刷長さ）は、前記各ノズルの列の長さに略対応することになる。例えば、前記副走査方向に、１インチ（２５．４ｍｍ）の長さに、７２個のノズルを千鳥配列させたインクジェットプリンタヘッドでは、１回の主走査方向の移動にて、副走査方向に印刷できる範囲（長さ）は１インチということになる。
【０００４】
そして、最近のプリンタの印字速度の高速化、及び高品質化に伴い、同じ短いノズルの間隔（ドット間隔）で前記副走査方向のノズル数を増大させて、ノズル列の長さを２インチ程度にする等、ノズル列を長くすることが要望されている。その場合、キャビティユニットにおけるプレートにノズルや圧力室を形成する場合、レーザ加工またはエッチング加工等の製法によることと、プレートの材質（金属製または合成樹脂製）から、ノズルや圧力室の間隔は、その個数に関係なくほぼ設計値どおり正確に得ることができる。
【０００５】
他方、１つの圧電アクチュエータの圧電セラミックス板に、前記ノズルの数と同じだけの活性部を形成するには、当該アクチュエータセラミックス板の長さも必然的に長くする必要があった。
【０００６】
周知のように、圧電アクチュエータの製作に際しては、前記コモン電極がパターン形成された圧電セラミックス板と、個別電極がパターン形成された圧電セラミックス板とを交互に積層プレスして後、焼成するものであるから、その焼成により圧電セラミックス板は、長さ方向、幅方向及び厚さ方向の夫々の寸法が収縮するのが通常であり、特に長さ方向（ノズルの列方向）の収縮量が大きいから、その収縮量（収縮率）を見込んで、前記パターン形成される個別電極の間隔を設定する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、圧電セラミックス板の製作精度のバラツキ、及び焼成温度のバラツキ等により、圧電セラミックス板の長さが長い程、仕上がった状態での前記個別電極の配置間隔を圧力室の間隔に合わせることが困難になり、製品歩留りが悪化するという問題があった。
【０００８】
本発明は、圧電アクチュエータのノズル列方向の長さを長くする代わりに、圧電アクチュエータをノズルの列方向に複数に分割して縦列配置し、その配置に応じて、キャビティユニット側の圧力室からノズルまでのインク流通路の形態を工夫することで、製造コストを抑えながら大型のインクジェットプリンタヘッドを簡単に提供することを技術的課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明のインクジェットプリンタヘッドは、前面に列状に配置された複数個のノズルと、該各ノズル毎に対応する圧力室と、各圧力室から前記各ノズル毎に連通するインク流通路と、インク供給源からインクを溜めたのち前記列状の複数のノズルに対応する複数の圧力室にインクを補充するマニホールド室とを有した複数枚のプレートと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な活性部を有してインクを噴射させる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、前記圧力室を、前記ノズルの列方向の適宜数毎に複数のグループに分割し、前記アクチュエータを、前記圧力室の各グループに対応させて複数に分割し、且つ隣接するアクチュエータの端部を相互に対向させて複数配置し、前記キャビティユニットにおける圧力室の配置間隔のうち、前記隣接するグループの間を他の前記ノズルの列方向における圧力室の配置間隔よりも大きく設定し、前記キャビティユニットにおける各圧力室から対応するノズルまで連通するインク流通路を、キャビティユニットにおける複数枚のプレートの板厚方向に対して傾斜状に形成したものである。
【００１０】
そして、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記各アクチュエータにおける活性部の間隔と、対応する圧力室の間隔とを、前記ノズルの配置間隔と同じに設定したことを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記複数のノズルからなる列を４列とし、前記各ノズルの列に対応させて配置する前記アクチュエータには、前記各ノズルの列に対応するように４列の活性部が形成されていることを特徴とするものである。
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、前記各アクチュエータにおける前記隣接する他のアクチュエータの端部と対向する端部と、前記ノズルの列方向の最列端の前記活性部との間は、前記活性部の配列ピッチの１／２よりも大きく設定したものである。
請求項５に記載の発明は、請求項１から４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、前記各アクチュエータは、前記各圧力室毎に対応した個別電極とその個別電極の列に平面視重複して位置するコモン電極との間に圧電シートを挟んで形成した圧電アクチュエータであり、前記個別電極とコモン電極との間の圧電シートの部分を前記活性部としているものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面について説明する。図１は本発明の実施の形態による圧電式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との一部切欠き斜視図であり、図１において、金属板製のキャビティユニット１１の上面に対して接合されるプレート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、フレキシブルフラットケーブル１３（図５及び図６参照）が接着剤にて重ね接合されている。
【００１３】
前記キャビティユニット１１は図２〜図６に示すように構成されている。すなわち、ノズルプレート１４、デセントプレート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。
【００１４】
前記ノズルプレート１４には、微小径（実施形態では２５μｍ程度）のインク噴出用のノズル２４（個別の列のノズルに対しては符号２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを付する）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２において、Ｘ軸方向）に沿って４列の千鳥配列状に設けられている（図２参照）。
【００１５】
即ち、第１列のノズル２４ａと第２列のノズル２４ｂ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、第３列のノズル２４ｃと第４列のノズル２４ｄ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２４ａと第２列のノズル２４ｂとの組と、第３列のノズル２４ｃと第４列のノズル２４ｄ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２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（図２参照）。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（図５参照）。
【００１６】
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）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。
【００１７】
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２及び図６（ａ）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。
【００１８】
そして、各圧電アクチュエータ１２ａ（または１２ｂ）は、後に詳述するように、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。
【００１９】
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）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４参照）。
【００２０】
前記圧力室２３は、２つの圧電アクチュエータ１２ａ、１２ｂと対応てベースプレート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。
【００２１】
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の一端は、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に貫通形成された各連通路２５（個別には２５ａ、２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ，２５ｇの符号を付する）を介して各ノズル２４に連通する。また、各圧力室２３の他端は、スペーサプレート１９、２０、２１に形成された後述するマニホールド室２６に連通する。
【００２２】
図２及び図５に示すごとく、２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、最列端の電極３６、３７とそれに近接する圧電アクチュエータの端部との距離Ｌ１を、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。隣接する圧電アクチュエータ１２ａ，１２ｂはその端部の間に隙間をあけて位置することになる。
【００２３】
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から、各圧力室２３の一端をノズル２４に接続する連通路２５は、各プレートの積層方向に対して傾斜することになる。また、連通路２５は、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する。
【００２４】
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（個別には、２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈ）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、図３に示すように、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、前記図２及び図３の実施例では、八本のマニホールド室２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈ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、図示しないインク供給源からのインク供給孔３１に連通するように、各グループの互いに反対側へ延長され、各マニホールド室２６ａ，２６ｃ，２６ｅ，２６ｇの他端は、他のグループのマニホールド室２６ｂ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｈの他端と近接している。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レーザ加工またはプラズマジェット加工、電解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。
【００２５】
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。
【００２６】
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６（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をその下面側で前記第１スペーサプレート１９を、上面側で第３スペーサプレート２１を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と前記絞り部２８における一端部２８ａとに連通している。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と圧力室２３の他端部とに連通している（図６（ａ）参照）。
【００２７】
図２に示すように、前記ベースプレート２２、第３、第２、第１の各スペーサプレート２１、２０、１９における長手方向の両端部に、大きい径の８つのインク供給孔３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが上下に連通し、且つ前記各マニホールド室２６の端部に連通するように穿設形成されている。そして、また、スペーサプレート１３の一端に穿設されたインク供給孔３１ａの上面には、その上方の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が張設されている。
【００２８】
一方、前記各圧電アクチュエータ１２は、図４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（４〜１０枚）の圧電シート３３、３４とその最上層のトップシート３５とを積層した構造である。そして、最下段の圧電シート３３とそれから上方へ数えて奇数番目の圧電シート３３の上面（広幅面）には、図４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に対応した箇所ごとに細幅の個別電極３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄが、第１の方向（圧電シート３３の長辺方向、図４のＸ方向、ノズル２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの列方向）に沿って列状に形成される。
【００２９】
各個別電極３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ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３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄは、前記各圧力室２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄとほぼ同じ長さで、平面視で圧力室よりもやや狭い幅に形成する。最外列側に配置される第１列目の個別電極３６ａと第４列目の個別電極３６ｄ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。
【００３０】
また、第２列目の個別電極３６ｂと第３列目の個別電極３６ｃとは、各圧電シート３３の短辺方向の中央寄り部位（各圧電シート３３のー対の長辺で挟まれる中央寄り部位）に配置されている。最下層以外の圧電シート３３には、後述するコモン電極３７における引き出し部３７ａと平面視で重複する個所に、ダミーコモン電極４３を形成する。
【００３１】
他方、前記コモン電極３７は、下から偶数番目の圧電シート３４の表面に印刷形成されるもので、当該圧電シート３４の第１の方向（Ｘ軸方向、圧電シート３４長辺に沿う方向）に長い２本の幹部３７ａ，３７ｂと、該両幹部３７ａ，３７ｂと接続し、且つ圧電シート３４の短辺縁に沿って伸びる引き出し部３７ｃとからなる。前記一方の幹部３７ａは、前記第１列目の個別電極３６ａと第２列目の個別電極３６ｂとの大部分に平面視で重複する位置に配置されている一方、この幹部３７ａの両側に沿って一定間隔で配置形成されるダミー電極３８ａ，３８ｂは、前記第１列目の個別電極３６ａ及び第２列目の個別電極３６ｂの一部と平面視で重複する位置に配置されている。
【００３２】
同様にして、他方の幹部３７ｂは、前記第３列目の個別電極３６ｃと第４列目の個別電極３６ｄとの大部分に平面視で重複する位置に配置されている一方、この幹部３７ｂの両側に沿って一定間隔で配置形成されるダミー電極３８ｃ，３８ｄは、前記第３列目の個別電極３６ｃ及び第４列目の個別電極３６ｄの一部と平面視で重複する位置に配置されている。
【００３３】
そして、トップシート３５の表面（上面）には、前記４列の各個別電極３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄに対する４列の各表面電極３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄと、コモン電極３７に対する表面電極４０とが設けられている。そして、最下層の圧電シート３３を除き、それより上層の圧電シート３３、３４とトップシート３５とには、前記各表面電極３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄと、それらにそれぞれ対応する上下位置の個別電極３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄと、ダミー電極３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄとが互いに上下方向に連通するスルーホール４１を穿設し、各スルーホール４１内に充填した導電部材（導電性ペースト）を介して互いに電気的に導通できるように接続する。同様にして、トップシート３５における表面電極４０と、それに対応する下層の圧電シート３４におけるコモン電極３７の引き出し部３７ｃと、圧電シート３３におけるダミーコモン電極４３とに互いに上下に連通するスルーホール４２を穿設し、各スルーホール４２内に充填した導電部材（導電性ペースト）を介して互いに電気的に導通できるように接続する。
【００３４】
なお、圧電アクチュエータ１２の製造方法としては、圧電シートであるセラミックス基板の表面に、個別電極、コモン電極、ダミー電極、ダミーコモン電極並びに表面電極はそれぞれ、銀−パラジゥムペースト等の導電性ペーストをスクリーン印刷形成し、乾燥後に、積層したのち焼成して形成するものである。当然のことながら、前記各ダミー電極３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄは、隣接するもの同士及びコモン電極３７とも電気的に接続さないように島状に形成される。同様にして、ダミーコモン電極４３は、個別電極と電気的に接続させないように島状に形成される。
【００３５】
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と対面する広幅面）全体に、接着剤層としてのインク非浸透性の合成樹脂材からなる接着剤シート（囲示せず）を予め貼着し、次いで、前記キャビティユニット１１に対して、当該圧電アクチュエータ１２が、その各個別電極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接着・固定される（図５及び図６（ａ）参照）。また、この圧電アクチュエータ１２における上側の表面には、前記フレキシブルフラットケーブル１３が重ね押圧されることにより、このフレキシブルフラットケーブル１３における各種の配線パタ一ン（図示せず）が、前記各表面電極３９、４０に電気的に接合される。
【００３６】
この構成において、圧電アクチュエータ１２における表面電極３９、４０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、任意の表面電極３９と表面電極４０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２３ａ〜２３ｄの内容積が縮小され、この圧力室２３ａ〜２３ｄ内のインクが、ノズル２４ａ〜２４ｄから液滴状に噴出して、所定の印字が行われる（図６（ａ）参照）。
【００３７】
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２４ａをブラックインクの吐出用とし、第２列のノズル２４ｂをシアンインク、第３列のノズル２４ｃをイエローインク、第４列のノズル２４ｄをマゼンタインクの吐出用にそれぞれ設定すると、図３に示す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２６ａ，２６ｂ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２６ｃ，２６ｄ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２６ｅ，２６ｆ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２６ｇ，２６ｈにはマゼンタインクが充填されるのである。
【００３８】
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、ノズル２４の間隔は上記グル−プ分けにかかわらずＰ（＜Ｌ２）と狭くし、圧力室２３からノズル２４まで連通する連通路２５を傾斜状に形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。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。
【００３９】
また、既に開発されたインクジェットプリンタヘッドで、長手方向（列方向）のノズル２４（圧力室２３）の個数が７５個で、その個数を長さ１インチに配列したものがある場合、そのための圧電アクチュエータ１２を複数使用することで、ノズル列の長さが２インチまたは数インチのものが容易に製造できる。
【００４０】
また、前記従来の圧電アクチュエータに対応するキャビティユニットにおけるマニホールド室の長さ，深さ及び平面視形状が既に設計されていたとすると、実施形態では、ノズル列の長さが２インチまたは数インチになる場合でも、図３に示すように、前記各列のマニホールド室２６の長さを分割することで、前記既に設計したものと同じ長さ，深さ及び平面視形状にて形成する。つまり、マニホールド室２６をキャビティユニット１１の長手方向、つまり列方向の圧力室２３（ノズル２４）の総数１５０（長さ２インチ）の半分の個所（個数で７５個（１インチ））で分割されたように形成して配置する。
【００４１】
つまり、ノズル数が多くなる（ノズル列が長くなる）のに対応してマニホールド室２６を長くするのでないから、マニホールド室２６が長くなるのに伴い流路抵抗が増して、インク供給量が低下するということがない。また、流路抵抗を減らすためにはマニホールド室２６の幅や深さを大きくする必要があるが、そうすると、キャビティユニット１１が大型化するだけでなく、アクチュエータの駆動により、圧力室２３からマニホールド室２６側に伝播した圧力波の成分が、クロストークを発生させないためには、アクチュエータ１２の駆動電圧、駆動タイミング、駆動波形等を変更しなければならない。上記実施の形態では、既に開発・設計されたマニホールド室２６を圧力室２３のグループに対応して配置するだけで、アクチュエータの駆動電圧、駆動タイミング、駆動波形等も既に開発・設計されたものをほぼそのまま適用することができ、ノズル２４からのインクの噴射形態等を従前と同じにできる。
【００４２】
なお、図示実施形態では、複数の圧電アクチュエータ１２ａ、１２ｂをノズル２４の列方向に沿って縦列配置するとき、該アクチュエータ１２ａ、１２ｂの相対向する端部間に隙間を設けたが、この隙間をほとんど零となるように配置しても良い。
【００４３】
このように、従来品の圧電アクチュエータ１２を使用し、且つマニホールド室２６の長さ、深さ及び平面視形状も従来品の形態を流用して製作すれば、印刷性能や印刷精度（ノズルのドット密度）が従来品とほぼ同じであって、且つ１列の長さの長いインクジェットプリンタヘッドを簡単に実現させることでき、製品設計・開発に要する手間（期間）及び費用を節約（短縮）できるという効果を奏する。
【００４４】
本発明において、マニホールド室の長さに対応する圧力室２３（ノズル２４）の数には限定はなく、また、配置すべき圧電アクチュエータ１２の数にも制限はない。
【００４５】
なお、キャビティユニット１１における前記複数のノズル２４からなる列を４列とし、前記各ノズル２４の列に対応させて配置する前記各マニホールド室２６は、前記各ノズル２４の列の伸びる方向に沿って略平行状に形成すれば、ノズル２４の列とマニホールド室２６の列とが平面視で重複関係にあっても、不都合がなく、キャビティユニット１１の平面視形状の面積を小さくしたコンパクトなものを製作できるという効果を奏する。
【００４６】
本発明の変形例として、図２に示すキャビティユニット１１（圧電アクチュエータ１２ａと１２ｂとがＸ軸方向に縦列配置されているもの）を、Ｙ軸方向に２つ並設した形態にすれば、２インチに３００個のノズルを持つ列が４列平行状に配列されたインクジェットプリンタヘッドとなるから、その各列毎にインク色を変えた４色のカラープリンタとするときには、高密度のドット数（１５０ｄｐｉ）で、且つ副搬送方向の印字範囲を２インチとする大型のプリンタヘッドとなり、高密度で高速印刷を達成できる。
【００４７】
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。さらに、アクチュエータは、圧電素子を利用したものの他、静電気により、各圧力室の背面を覆う振動板を振動させてノズルからインクを吐出させる形式のものや、各圧力室のごとにジュール熱発生素子を設けて、駆動信号によりジュール熱発生素子を発熱させて圧力室内のインクを気化させてノズルから吐出するインクを加圧する形式であっても良い。
【００４８】
【発明の作用・効果】
以上に説明したように、請求項１に記載の発明のインクジェットプリンタヘッドは、前面に列状に配置された複数個のノズルと、該各ノズル毎に対応する圧力室と、各圧力室から前記各ノズル毎に連通するインク流通路と、インク供給源からインクを溜めたのち前記列状の複数のノズルに対応する複数の圧力室にインクを補充するマニホールド室とを有した複数枚のプレートと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な活性部を有してインクを噴射させる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、前記圧力室を、前記ノズルの列方向の適宜数毎に複数のグループに分割し、前記アクチュエータを、前記圧力室の各グループに対応させて複数に分割し、且つ隣接するアクチュエータの端部を相互に対向させて複数配置し、前記キャビティユニットにおける圧力室の配置間隔のうち、前記隣接するグループの間を他の前記ノズルの列方向における圧力室の配置間隔よりも大きく設定し、前記キャビティユニットにおける各圧力室から対応するノズルまで連通するインク流通路を、キャビティユニットにおける複数枚のプレートの板厚方向に対して傾斜状に形成したものである。
【００４９】
このように構成することにより、ノズルの配置間隔（ピッチ）を従前のものと同一にしたままノズル数を増やしてノズル列を長くした場合でも、アクチュエータはノズルの列方向の長さの短いものを使用することができる。従って、アクチュエータを製造したとき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、寸法精度の良いアクチュエータを効率良く、且つ安価に製造できるという効果を奏する。
【００５０】
また、これにより、アクチュエータの長さの数倍に対応するノズル列を持つインクジェットプリンタヘッドを容易に製造できる。
【００５１】
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、前記各アクチュエータにおける活性部の間隔と、対応する圧力室の間隔とを、前記ノズルの配置間隔と同じに設定したことを特徴とするものであるから、従前に開発したアクチュエータを利用し、且つその基本性能を変えず、また駆動電圧や駆動タイミングも変更することなく、大型のインクジェットプリンタヘッドを効率良く製作でき、高速印刷可能なプリンタに供することができるという効果を奏する。
【００５２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記複数のノズルからなる列を４列とし、前記各ノズルの列に対応させて配置する前記アクチュエータには、前記各ノズルの列に対応するように４列の活性部が形成されていることを特徴とするものであるから、請求項１または請求項２に記載の発明による効果に加えて、カラー用のインクジェットプリンタをコンパクトに製造できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態による圧電式インクジェットプリンタヘッドのキャビティユニットと圧電アクチュエータとを分離して示す一部斜視図である。
【図２】  キャビティユニットの分解斜視図である。
【図３】  マニホールドプレートの斜視図である。
【図４】  圧電アクチュエータにおける個別電極とコモン電極との配置パターンを示す部分的拡大斜視図である。
【図５】  フレキシブルフラットケーブルと、キャビティユニットと圧電アクチュエータとを接着・固定した状態のインクジェットプリンタヘッドの中途部を図１又は図２のＸ軸方向の断面で見た拡大断面図である。
【図６】  （ａ）はインクジェットプリンタヘッドの中途部を図１又は図２のＹ軸方向の断面で見た拡大断面図、（ｂ）は絞り部の拡大平面図である。
【符号の説明】
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      フレキシブルフラットケーブル
１４      ノズルプレート
１５      中間プレート
１６      ダンパープレート
１７、１８      マニホールドプレート
１９、２０、２１      スペーサプレート
２２      ベースプレート
２３      圧力室
２４      ノズル
２５      インク流通路としての連通路
２６      マニホールド室
２７      ダンパー室
２８      絞り部
２９、３０      インク通路
３１ａ〜３１ｄ    インク供給孔
３３、３４    圧電シート
３６      個別電極
３７      コモン電極
【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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