JP4622376B2 - Inkjet head - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体にインクを吐出して印刷を行うインクジェットヘッドに関する。   The present invention relates to an inkjet head that performs printing by discharging ink onto a recording medium.

インクジェットヘッドは、インクジェットプリンタ等において、インクタンクから供給されたインクを複数の圧力室に分配し、各圧力室に選択的にパルス状の圧力を付与することによりノズルからインクを吐出する。圧力室に選択的に圧力を付与するための一つの手段として、圧電性のセラミックからなる複数の圧電シートが積層されたアクチュエータユニットが用いられることがある。   In an ink jet printer or the like, an ink jet head distributes ink supplied from an ink tank to a plurality of pressure chambers, and ejects ink from nozzles by selectively applying a pulsed pressure to each pressure chamber. As one means for selectively applying pressure to the pressure chamber, an actuator unit in which a plurality of piezoelectric sheets made of piezoelectric ceramic are laminated may be used.

かかるインクジェットヘッドの一例として、連続平板状の圧電シートを、複数の圧力室に跨って形成された共通電極と、各圧力室に対向して配置され主電極領域及び外部より電圧が印加される補助電極領域からなる複数の個別電極とで挟み込んだアクチュエータユニットを有するものが知られている（特許文献１参照）。このインクジェットヘッドにおいて、複数の個別電極の補助電極領域には、フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）の接点とそれぞれ半田によって電気的に接続される接点に向かって凸状のランド部が形成されている。そして、個別電極及び共通電極に挟まれ且つ積層方向に分極された圧電シートの部分は、個別電極がＦＰＣからの駆動信号の供給によって、共通電極と異なる電位にされると、いわゆる圧電縦効果により積層方向に伸縮する。これにより、圧力室内の容積が変動し、圧力室に連通したノズルから記録媒体に向けてインクが吐出される。   As an example of such an ink-jet head, a continuous plate-shaped piezoelectric sheet is arranged across a plurality of pressure chambers, a common electrode, and an auxiliary device to which a voltage is applied from the main electrode region and the outside, arranged to face each pressure chamber. One having an actuator unit sandwiched between a plurality of individual electrodes made of an electrode region is known (see Patent Document 1). In this ink jet head, in the auxiliary electrode region of the plurality of individual electrodes, convex land portions are formed toward the contacts of the flexible printed circuit (FPC) and the contacts that are electrically connected by solder. ing. And the portion of the piezoelectric sheet sandwiched between the individual electrode and the common electrode and polarized in the stacking direction is caused by the so-called piezoelectric longitudinal effect when the individual electrode is set to a different potential from the common electrode by supplying a drive signal from the FPC. Stretch in the stacking direction. As a result, the volume in the pressure chamber varies, and ink is ejected from the nozzles communicating with the pressure chamber toward the recording medium.

ところで、上述したランド部は、ガラスフリットを含む金又は銀などからなり、Ａｇ−Ｐｄ系の金属材料からなる個別電極と半田との接合力を高めている。これは、Ａｇ−Ｐｄ系の金属材料と半田との直接の結合性が弱いため、ＦＰＣの接点と個別電極の補助電極領域とを半田で接合しても、容易にＦＰＣと個別電極とが外れてしまうからである。つまり、ランド部−補助電極領域、ランド部−半田の高い結合特性をいかし、個別電極とＦＰＣの接点とをランド部及び半田を介して高い接合力で電気的に接続している。   By the way, the land portion described above is made of gold or silver containing glass frit, and enhances the bonding force between the individual electrode made of an Ag—Pd metal material and solder. This is because the direct bonding between the Ag-Pd metal material and the solder is weak, so even if the FPC contact and the auxiliary electrode region of the individual electrode are joined with solder, the FPC and the individual electrode are easily detached. Because it will end up. That is, the high bonding characteristics of the land portion-auxiliary electrode region and the land portion-solder are used to electrically connect the individual electrode and the contact point of the FPC with a high bonding force via the land portion and the solder.

特開２００４−１３６６６８号公報JP 2004-136668 A

しかしながら、上述した特許文献１に記載のインクジェットヘッドにおいては、複数の個別電極毎にランド部が形成されている。これらランド部は、アクチュエータユニットの表面に個別電極が焼成された後に、個別電極の補助電極領域上にランド部となる金属材料を１つずつ塗布して形成されている。このように形成されたランド部に対して半田付けをする場合、溶融した半田の広がり方によっては、隣接する電極を短絡したり、対応する圧力室の変形を妨げることが心配される。また、高解像度・高密度化の要求に応えようとしたときには、ランド部の形成位置がＦＰＣの接点と対向する所望位置に配置されているかどうかを１つずつ検査する必要がある。つまり、個別電極の補助電極領域にランド部を形成するためには、アクチュエータユニットの焼成工程後に、ランド部となる金属材料の塗布工程及びランド部の形成位置検査工程という非常に繁雑な工程が必要になり、インクジェットヘッドの製造工程数及び製造工程時間が増加する。   However, in the ink jet head described in Patent Document 1 described above, a land portion is formed for each of a plurality of individual electrodes. These land portions are formed by applying a metal material to be the land portions one by one on the auxiliary electrode region of the individual electrode after the individual electrodes are fired on the surface of the actuator unit. When soldering the land portion thus formed, depending on how the molten solder spreads, there is a concern that adjacent electrodes may be short-circuited or the corresponding pressure chambers may be prevented from deforming. Further, when trying to meet the demand for higher resolution and higher density, it is necessary to inspect one by one whether the land portion is formed at a desired position facing the contact of the FPC. That is, in order to form the land portion in the auxiliary electrode region of the individual electrode, after the firing process of the actuator unit, a very complicated process of applying a metal material to be the land part and a formation position inspection process of the land part is necessary. Thus, the number of manufacturing processes and the manufacturing process time of the inkjet head increase.

そこで、本発明の目的は、ランド部を用いなくとも圧電アクチュエータとＦＰＣなどの平型柔軟ケーブルとを接続可能なインクジェットヘッドを提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an ink jet head capable of connecting a piezoelectric actuator and a flat flexible cable such as an FPC without using a land portion.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

本発明のインクジェットヘッドは、少なくとも１枚が圧電材料からなる積層された複数のシート、及び、前記複数のシートのうち最外層にあるシートの外側面上にインク吐出チャンネル毎に形成された複数の表面電極を含む圧電アクチュエータと、それぞれが前記表面電極に対向する位置に形成された複数の孔を有する絶縁性のフレキシブル層、それぞれが前記孔内に配置された複数の導電部材、及び、それぞれが前記導電部材に接合され且つ前記フレキシブル層の一方の面上において延在する複数の配線を含む平型柔軟ケーブルとを備えている。そして、前記圧電アクチュエータにおいて前記表面電極が形成された面と前記フレキシブル層の他方の面とが、絶縁性を有する接着剤で、前記フレキシブル層における前記複数の孔以外の領域において、前記複数の孔をそれぞれ囲み接着されており、前記導電部材が、前記配線及び前記表面電極よりも低い融点を有し、前記導電部材を介して前記配線と前記表面電極とが電気的に接続されている。
The inkjet head according to the present invention includes a plurality of stacked sheets, at least one of which is made of a piezoelectric material, and a plurality of ink discharge channels formed on the outer surface of the outermost layer of the plurality of sheets. A piezoelectric actuator including a surface electrode; an insulative flexible layer having a plurality of holes each formed at a position facing the surface electrode; a plurality of conductive members each disposed in the hole; and A flat flexible cable including a plurality of wires joined to the conductive member and extending on one surface of the flexible layer. Then, the and the other surface of the piezoelectric actuator odor Te before Symbol surface electrodes formed surface and the flexible layer, an adhesive having an insulating property, in the region other than the plurality of holes in said flexible layer, said plurality holes and are respectively enclosed adhesive, the conductive member has a lower melting point than the wiring and the surface electrode, prior to the wiring through a Kishirubeden member and the surface electrode is electrically connected Yes.

これによると、平型柔軟ケーブルのフレキシブル層の他方の面が圧電アクチュエータの最外層にあるシートと接着されているので、導電部材によって接合された配線と表面電極との電気的な接続状態を保持することが可能となる。そのため、配線と接合するために上記公報のようにランド部を表面電極上に形成する必要がない。したがって、インクジェットヘッドの製造工程数の減少及び製造時間の短縮が可能となる。また、導電部材の広がりの範囲を規制することが可能となり、隣接する表面電極間が短絡する不具合を防ぐことができる。
According to this, since the other surface of the flexible layer of the flat flexible cable is bonded to the sheet on the outermost layer of the piezoelectric actuator, the electrical connection state between the wiring joined by the conductive member and the surface electrode is maintained. It becomes possible to do. Therefore, it is not necessary to form the land portion on the surface electrode as in the above publication in order to join the wiring. Accordingly, it is possible to reduce the number of manufacturing steps of the ink jet head and shorten the manufacturing time. In addition, it is possible to regulate the range of expansion of the conductive member, and it is possible to prevent a short circuit between adjacent surface electrodes.

本発明において、前記孔の側壁が、前記圧電アクチュエータに向かって開いたテーパー面になっていることが好ましい。これにより、フレキシブル層の孔をエッチングで形成することができるので、レーザ加工などで孔を形成するよりも製造コストが低下する。   In the present invention, it is preferable that the side wall of the hole has a tapered surface that opens toward the piezoelectric actuator. Thereby, since the hole of a flexible layer can be formed by an etching, manufacturing cost falls rather than forming a hole by laser processing etc.

また、このとき、前記配線の周縁が、前記テーパー面と対向する位置に存在していてもよい。これにより、複数の配線を高密度に配置することが可能になる。   At this time, the peripheral edge of the wiring may be present at a position facing the tapered surface. As a result, a plurality of wirings can be arranged with high density.

また、本発明において、前記導電部材の体積が、前記フレキシブル層における前記孔の占有体積よりも小さいことが好ましい。これにより、溶融した導電部材が、フレキシブル層の孔の外部に流出しにくくなる。そのため、表面電極間の短絡を抑制することができる。   Moreover, in this invention, it is preferable that the volume of the said electrically-conductive member is smaller than the occupation volume of the said hole in the said flexible layer. This makes it difficult for the molten conductive member to flow out of the hole of the flexible layer. Therefore, a short circuit between the surface electrodes can be suppressed.

また、本発明において、前記孔内の空間が、前記フレキシブル層の前記一方の面側に設けられた開口を介して外部と連通していることが好ましい。これにより、平型柔軟ケーブルと圧電アクチュエータとを加熱して接合した場合に、空間内に存在する空気が膨張して、フレキシブル層と圧電アクチュエータの表面との密着が阻害されない。   Moreover, in this invention, it is preferable that the space in the said hole is connecting with the exterior through the opening provided in the said one surface side of the said flexible layer. As a result, when the flat flexible cable and the piezoelectric actuator are heated and joined, the air existing in the space expands, and adhesion between the flexible layer and the surface of the piezoelectric actuator is not hindered.

また、このとき、前記配線には放射状に延びた複数の突起が形成されており、各突起がその先端近傍において前記フレキシブル層の前記一方の面に固定されているとともに、隣接する２つの突起に挟まれた領域に前記孔の前記一方の面側に設けられた開口の一部が露出していてもよい。これにより、外部と連通できる複数の開口が形成されることになるので、空間内において膨張した空気を外部に確実に排出することができる。したがって、フレキシブル層と圧電アクチュエータの表面との密着が確保される。   Also, at this time, a plurality of radially extending protrusions are formed on the wiring, and each protrusion is fixed to the one surface of the flexible layer in the vicinity of the tip, and two adjacent protrusions are formed. A part of the opening provided on the one surface side of the hole may be exposed in the sandwiched region. As a result, a plurality of openings that can communicate with the outside are formed, so that the air expanded in the space can be reliably discharged to the outside. Therefore, adhesion between the flexible layer and the surface of the piezoelectric actuator is ensured.

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッド１の斜視図である。図２は、図１のII−II線における断面図であり、インクジェットヘッドを構成するホルダにヘッド本体が組み付けられた状態を示している。図３は、図２に示すヘッド本体にフレームが接着された状態を示す斜視図である。図４は、図２に示すヘッド本体とフレキシブルプリント回路とを分離させた状態の斜視図である。インクジェットヘッド１は、シリアル式のインクジェットプリンタ（図示略）に用いられて、副走査方向に平行に搬送されてきた用紙に対してマゼンタ、イエロー、シアン及びブラックの４色のインクを吐出して記録するものである。図１及び図２に示すようにインクジェットヘッド１は、４色のインクをそれぞれ貯溜する４つのインク室３が形成されたインクタンク７１と、このインクタンク７１の下方に配置されたヘッド本体７０と、ヘッド本体７０の上方に接着されたフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）５０とを備えている。   FIG. 1 is a perspective view of an inkjet head 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1 and shows a state in which the head body is assembled to a holder constituting the inkjet head. FIG. 3 is a perspective view showing a state in which a frame is bonded to the head main body shown in FIG. FIG. 4 is a perspective view showing a state where the head body and the flexible printed circuit shown in FIG. 2 are separated. The ink-jet head 1 is used in a serial-type ink-jet printer (not shown) and records by ejecting ink of four colors, magenta, yellow, cyan and black, onto a sheet conveyed in parallel in the sub-scanning direction. To do. As shown in FIGS. 1 and 2, the inkjet head 1 includes an ink tank 71 in which four ink chambers 3 for storing four color inks are formed, and a head body 70 disposed below the ink tank 71. And a flexible printed circuit (FPC) 50 bonded to the upper portion of the head main body 70.

インクタンク７１の内部には、４つのインク室３が主走査方向に並んで形成されており、図２中左方のインク室３からマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックのインクが順に貯溜されている。これら４つのインク室３は、対応するインクカートリッジ（図示せず）がチューブ４０（図１参照）によってそれぞれ接続されており、インクカートリッジからインク室３に各色のインクが供給されるようになっている。また、図２及び図３に示すようにインクタンク７１が、平面矩形形状のフレーム４１に組み付けられている。このフレーム４１は、略直方体形状を有するホルダ７２に紫外線型硬化剤４３で固着されている。さらに、このフレーム４１には、図３に示すように、平面形状が長方形形状の開口部４２が形成されており、この開口部４２内に後述のアクチュエータユニット（圧電アクチュエータ）２１を配置するようにしてヘッド本体７０が接着固定されている。インクタンク７１の下端部には、４つのインク室３にそれぞれ連通する４つのインク導出口３ａが形成されている。一方、フレーム４１には、図３に示すように、４つのインク導出口３ａとそれぞれ連なる平面形状が楕円形状の４つの貫通孔４１ａが形成されている。   Inside the ink tank 71, four ink chambers 3 are formed side by side in the main scanning direction, and magenta, yellow, cyan, and black inks are sequentially stored from the left ink chamber 3 in FIG. . These four ink chambers 3 are respectively connected to corresponding ink cartridges (not shown) by tubes 40 (see FIG. 1), and ink of each color is supplied from the ink cartridges to the ink chambers 3. Yes. Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the ink tank 71 is assembled to a frame 41 having a planar rectangular shape. The frame 41 is fixed to a holder 72 having a substantially rectangular parallelepiped shape with an ultraviolet curing agent 43. Further, as shown in FIG. 3, the frame 41 is formed with an opening 42 having a rectangular planar shape, and an actuator unit (piezoelectric actuator) 21 described later is disposed in the opening 42. Thus, the head main body 70 is bonded and fixed. At the lower end of the ink tank 71, four ink outlets 3a communicating with the four ink chambers 3 are formed. On the other hand, as shown in FIG. 3, the frame 41 is formed with four through-holes 41a each having an elliptical planar shape connected to the four ink outlets 3a.

ヘッド本体７０は、それぞれの色ごとに複数のインク流路が形成された流路ユニット４と、流路ユニット４の上面にエポキシ系の熱硬化性接着剤によって接着されたアクチュエータユニット２１とを含んでいる。図４に示すように、流路ユニット４及びアクチュエータユニット２１はともに、長方形平面形状を有する複数の薄板を積層して構成され、インクタンク７１の下方に配置されている。流路ユニット４の上面には、アクチュエータユニット２１を避けて平面形状が楕円形状の４つのインク供給口４ａ（図５参照）が形成されている。これら４つのインク供給口４ａが形成された領域には、各インク供給口４ａと対向する位置に複数の微小孔が形成されたフィルタ４５が配置されている。こうして、インク供給口４ａから流路ユニット４内に流通するインク内のゴミなどがフィルタ４５によって捕獲される。   The head main body 70 includes a flow path unit 4 in which a plurality of ink flow paths are formed for each color, and an actuator unit 21 bonded to the upper surface of the flow path unit 4 with an epoxy-based thermosetting adhesive. It is out. As shown in FIG. 4, both the flow path unit 4 and the actuator unit 21 are configured by laminating a plurality of thin plates having a rectangular planar shape, and are disposed below the ink tank 71. On the upper surface of the flow path unit 4, four ink supply ports 4 a (see FIG. 5) having an elliptical planar shape are formed so as to avoid the actuator unit 21. In the region where these four ink supply ports 4a are formed, a filter 45 in which a plurality of micro holes are formed is arranged at a position facing each ink supply port 4a. In this way, dust or the like in the ink flowing from the ink supply port 4 a into the flow path unit 4 is captured by the filter 45.

また、図３に示すようにフレーム４１には、貫通孔４１ａが形成されている。この貫通孔４１ａは、フレーム４１に接着された流路ユニット４のインク供給口４ａと連通している。この構成により、インクタンク７１から４つのインク導出口３ａ及び４つの貫通孔４１ａを通ってそれぞれに対応する４つのインク供給口４ａから流路ユニット４内に至る一連の流路が形成される。   As shown in FIG. 3, the frame 41 has a through hole 41a. The through hole 41 a communicates with the ink supply port 4 a of the flow path unit 4 bonded to the frame 41. With this configuration, a series of flow paths from the ink tank 71 through the four ink outlets 3a and the four through holes 41a to the corresponding four ink supply ports 4a into the flow path unit 4 are formed.

図２に示すように、ヘッド本体７０は、ホルダ７２の下面に形成された段付き状の開口部７２ａに配置されている。より具体的には、ヘッド本体７０が、インク吐出面７０ａが外部に露出するようにフレーム４１を介してホルダ７２に装着されている。ホルダ７２と流路ユニット４との隙間には、シール剤７３が配置されている。なお、インク吐出面７０ａはヘッド本体７０の底面でもあり、微小径を有する多数のノズル８（図６参照）が配列されている。また、アクチュエータユニット２１の上面には、給電部材であるＦＰＣ（平型柔軟ケーブル）５０が接着され主走査方向の一方に引き出されるとともに、屈曲しながら上方に引き出されている。図２及び図３に示すように、ＦＰＣ５０のアクチュエータユニット２１と対向する部分における上面には、ＦＰＣ５０及びアクチュエータユニット２１を保護しつつ、アクチュエータユニット２１が発する熱を放散するアルミプレート４４が貼付されている。このアルミプレート４４は、アクチュエータユニット２１の駆動している個別電極５８（図７参照）部分からの熱を放散し、アクチュエータユニット２１全体の温度分布を均一化している。   As shown in FIG. 2, the head body 70 is disposed in a stepped opening 72 a formed on the lower surface of the holder 72. More specifically, the head main body 70 is attached to the holder 72 via the frame 41 so that the ink discharge surface 70a is exposed to the outside. A sealant 73 is disposed in the gap between the holder 72 and the flow path unit 4. The ink ejection surface 70a is also the bottom surface of the head body 70, and a large number of nozzles 8 (see FIG. 6) having a minute diameter are arranged. An FPC (flat flexible cable) 50 as a power feeding member is bonded to the upper surface of the actuator unit 21 and pulled out in one of the main scanning directions, and is pulled out upward while being bent. As shown in FIGS. 2 and 3, an aluminum plate 44 that dissipates the heat generated by the actuator unit 21 while protecting the FPC 50 and the actuator unit 21 is attached to the upper surface of the portion of the FPC 50 that faces the actuator unit 21. Yes. The aluminum plate 44 dissipates heat from the individual electrode 58 (see FIG. 7) that is driving the actuator unit 21, and makes the temperature distribution of the entire actuator unit 21 uniform.

図２に示すように、アクチュエータユニット２１に接着されたＦＰＣ５０は、スポンジなどの弾性部材７４を介してインクタンク７１の側面に沿うように引き出され、その途中にドライバＩＣ７５が設置されている。つまり、ＦＰＣ５０は、搭載されたドライバＩＣ７５から出力された駆動信号をアクチュエータユニット２１（後に詳述）に伝達するように、各個別電極５８に対して電気的に接続されている。   As shown in FIG. 2, the FPC 50 bonded to the actuator unit 21 is pulled out along the side surface of the ink tank 71 through an elastic member 74 such as a sponge, and a driver IC 75 is installed in the middle thereof. That is, the FPC 50 is electrically connected to each individual electrode 58 so as to transmit the drive signal output from the mounted driver IC 75 to the actuator unit 21 (described in detail later).

ホルダ７２のドライバＩＣ７５に対向する側壁には、開口部７２ｂが形成されている。また、ドライバＩＣ７５とこの開口部７２ｂとの間には、略直方体形状のアルミ板からなるヒートシンク７６が配置されている。ここには、弾性部材７４も配置されており、ドライバＩＣ７５は、間にＦＰＣ５０を挟んでヒートシンク７６に対して押圧されている。これらヒートシンク７６及び開口部７２ｂにより、ドライバＩＣ７５で発生した熱を効率的に散逸させることができる。また、開口部７２ｂ内には、ホルダ７２の側壁とヒートシンク７６の隙間を埋めるためのシール剤７７が配置されており、インクジェットヘッド１の本体にゴミやインクが侵入することを防いでいる。   An opening 72 b is formed on the side wall of the holder 72 that faces the driver IC 75. A heat sink 76 made of a substantially rectangular parallelepiped aluminum plate is disposed between the driver IC 75 and the opening 72b. Here, an elastic member 74 is also disposed, and the driver IC 75 is pressed against the heat sink 76 with the FPC 50 interposed therebetween. The heat generated by the driver IC 75 can be efficiently dissipated by the heat sink 76 and the opening 72b. In addition, a sealant 77 for filling a gap between the side wall of the holder 72 and the heat sink 76 is disposed in the opening 72b to prevent dust and ink from entering the main body of the inkjet head 1.

図５は、図４に示すＦＰＣ５０及びヘッド本体７０の分解斜視図である。図６は、図４に示すVI−VI線における断面図であり、ヘッド本体７０とＦＰＣ５０とが固定さ
れた状態を示している。図５から分かるように、ヘッド本体７０は、流路ユニット４とアクチュエータユニット２１とを含んでいる。このうち、流路ユニット４は、上から、キャビティプレート１８、サプライプレート１７、アパーチャプレート１６、２枚のマニホールドプレート１４，１５、ダンパプレート１３、カバープレート１２、ノズルプレート１１の計８枚のシート材が積層された積層構造を有している。本実施の形態において、流路ユニット４を構成する８枚のプレート１１〜１８のうち、ノズルプレート１１を除く７枚のプレート１２〜１８がステンレス鋼からなり、ノズルプレート１１がポリイミド樹脂からなる。 FIG. 5 is an exploded perspective view of the FPC 50 and the head main body 70 shown in FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI shown in FIG. 4 and shows a state in which the head body 70 and the FPC 50 are fixed. As can be seen from FIG. 5, the head body 70 includes the flow path unit 4 and the actuator unit 21. Among these, the flow path unit 4 has a total of eight sheets including a cavity plate 18, a supply plate 17, an aperture plate 16, two manifold plates 14 and 15, a damper plate 13, a cover plate 12, and a nozzle plate 11 from the top. It has a laminated structure in which materials are laminated. In the present embodiment, among the eight plates 11 to 18 constituting the flow path unit 4, the seven plates 12 to 18 excluding the nozzle plate 11 are made of stainless steel, and the nozzle plate 11 is made of polyimide resin.

アクチュエータユニット２１は、後で詳述するように、２枚の絶縁シート５２，５３（図７参照）と２枚の圧電シート５４，５５（図７参照）とが積層され、活性部となる部分を有する１つの活性層（以下、単に「活性部を有する層」というように記する）と活性部を有しない３つの非活性層とを有している。なお、活性層となる総数は、要求されるアクチュエータユニット２１の変位量に応じて適宜決められるものであり、本実施の形態のように１層に限るものではない。すなわち、複数層積層することもできる。   As will be described in detail later, the actuator unit 21 is a portion where two insulating sheets 52 and 53 (see FIG. 7) and two piezoelectric sheets 54 and 55 (see FIG. 7) are laminated to become an active part. One active layer (hereinafter simply referred to as a “layer having an active part”) and three inactive layers having no active part. Note that the total number of active layers is appropriately determined according to the required displacement amount of the actuator unit 21, and is not limited to one layer as in the present embodiment. That is, a plurality of layers can be stacked.

ノズルプレート１１には、図５及び図６に示すように、微小径のノズル８が解像度に応じた間隔で複数形成されている。これらノズル８は、ノズルプレート１１における長手方向に沿って、千鳥状の５列に配列されている。   As shown in FIGS. 5 and 6, a plurality of nozzles 8 having a small diameter are formed on the nozzle plate 11 at intervals corresponding to the resolution. These nozzles 8 are arranged in five staggered rows along the longitudinal direction of the nozzle plate 11.

図５に示すように、キャビティプレート１８の中央部には、複数の圧力室１０がキャビティプレート１８の長手方向に沿って千鳥状配列で５列に穿設されている。また、キャビティプレート１８の一端部側には、インク供給口４ａとなる４つの孔３５がキャビティプレート１８の短手方向に沿って離隔して形成されている。各圧力室１０は、長手方向がキャビティプレート１８の長手方向に対して直交している。各圧力室１０の一端部は、図５及び図６に示すように、サプライプレート１７、アパーチャプレート１６、２枚のマニホールドプレート１４，１５、ダンパプレート１３及びカバープレート１２に千鳥状配列で穿設されている微小径の貫通孔３１を介して、ノズルプレート１１におけるノズル８に連通している。   As shown in FIG. 5, a plurality of pressure chambers 10 are perforated in five rows in a staggered manner along the longitudinal direction of the cavity plate 18 at the center of the cavity plate 18. Further, four holes 35 serving as ink supply ports 4 a are formed on one end portion side of the cavity plate 18 so as to be separated along the short direction of the cavity plate 18. Each pressure chamber 10 has a longitudinal direction orthogonal to the longitudinal direction of the cavity plate 18. As shown in FIGS. 5 and 6, one end of each pressure chamber 10 is drilled in a staggered arrangement in the supply plate 17, the aperture plate 16, the two manifold plates 14 and 15, the damper plate 13 and the cover plate 12. The nozzle plate 11 communicates with the nozzles 8 through the through holes 31 having a small diameter.

図５に示すように、２枚のマニホールドプレート１４，１５のうち、アパーチャプレート１６に近い側のマニホールドプレート１５には、５つのインク室半部２０ａが貫通状に形成されている。これら５つのインク室半部２０ａは、マニホールドプレート１５の長手方向に沿って延在されつつ、マニホールドプレート１５の短手方向に互いに離隔している。   As shown in FIG. 5, among the two manifold plates 14 and 15, the manifold plate 15 on the side close to the aperture plate 16 has five ink chamber half portions 20a formed in a penetrating manner. The five ink chamber halves 20 a extend along the longitudinal direction of the manifold plate 15 and are separated from each other in the short direction of the manifold plate 15.

一方、ダンパプレート１３側のマニホールドプレート１４にも、５つのインク室半部２０ａと同様の５つのインク室半部２０ｂが貫通して形成されている。図６に示すように、この構成で２枚のマニホールドプレート１４，１５、アパーチャプレート１６及びダンパプレート１３の計４枚を積層することにより、対向する２つのインク室半部２０ａ，２０ｂが相互に接合され、このときに形成される上下の開口が、上からのアパーチャプレート１６と下からのダンパプレート１３とにより覆われる。これにより、貫通孔３１の列の間及び外側に計５つの共通インク室５が形成される。なお、共通インク室５の一端部がインク供給口４ａとそれぞれ対向している。   On the other hand, the manifold plate 14 on the damper plate 13 side is also formed with five ink chamber halves 20b that are similar to the five ink chamber halves 20a. As shown in FIG. 6, by stacking a total of four of the two manifold plates 14, 15, the aperture plate 16 and the damper plate 13 in this configuration, the two opposing ink chamber halves 20a, 20b are mutually connected. The upper and lower openings formed at this time are covered with the aperture plate 16 from above and the damper plate 13 from below. Thereby, a total of five common ink chambers 5 are formed between and outside the rows of the through holes 31. Note that one end of the common ink chamber 5 faces the ink supply port 4a.

サプライプレート１７には、複数の貫通孔３１の他に、複数の連絡孔３２が貫通して形成されている。これらの連絡孔３２は、一方の開口において圧力室１０と連通し他方の開口において後述のアパーチャ３３と連通している。さらに、複数の連絡孔３２は、各圧力室１０に対応してサプライプレート１７の長手方向に沿って千鳥状の５列に配列されている。また、サプライプレート１７は、長手方向の一端部側に、図５に示す４つの孔３６を有している。これら孔３６は、それぞれキャビティプレート１８の４つの孔３５と対向するように形成されている。   The supply plate 17 is formed with a plurality of communication holes 32 in addition to the plurality of through holes 31. These communication holes 32 communicate with the pressure chamber 10 at one opening and communicate with an aperture 33 described later at the other opening. Further, the plurality of communication holes 32 are arranged in five staggered rows along the longitudinal direction of the supply plate 17 corresponding to each pressure chamber 10. The supply plate 17 has four holes 36 shown in FIG. 5 on one end side in the longitudinal direction. These holes 36 are formed so as to face the four holes 35 of the cavity plate 18, respectively.

アパーチャプレート１６には、複数の貫通孔３１の他に、アパーチャプレート１６の短手方向に沿って延在した略長方形平面形状のアパーチャ３３が、アパーチャプレート１６の長手方向に沿って千鳥状の５列に配列されている。アパーチャ３３は、一端部において連絡孔３２と連通し、他端部において共通インク室５と連通している。アパーチャ３３は、インク流動方向と直交する方向の断面積が若干小さくなっており、インク吐出時に圧力室１０から共通インク室５側に逆流しようとするインクの流れを制限するものである。また、アパーチャプレート１６には、４つの孔３５あるいは孔３６とそれぞれ対向する位置に孔３７が形成されている。各孔３７は、一方の開口において孔３６とそれぞれ連通し、他方の開口において対応する共通インク室５とそれぞれ連通している。   In addition to the plurality of through holes 31, the aperture plate 16 has substantially rectangular planar apertures 33 that extend along the short direction of the aperture plate 16, and have a staggered shape 5 along the longitudinal direction of the aperture plate 16. Arranged in columns. The aperture 33 communicates with the communication hole 32 at one end, and communicates with the common ink chamber 5 at the other end. The aperture 33 has a slightly smaller cross-sectional area in the direction orthogonal to the ink flow direction, and restricts the flow of ink that tends to flow backward from the pressure chamber 10 toward the common ink chamber 5 when ink is ejected. The aperture plate 16 is formed with holes 37 at positions facing the four holes 35 or 36 respectively. Each hole 37 communicates with the hole 36 at one opening, and communicates with the corresponding common ink chamber 5 at the other opening.

なお、４つの孔３７のうち、図５中最も奥に位置する１つの孔３７は、図５中奥の２つの共通インク室５と連通しており、他の３つの孔３７は、図５中手前の３つの共通インク室５とそれぞれ連通している。つまり、５つの共通インク室５のうち、図５中奥に位置する２つの共通インク室５には、１つのインク供給口４ａからのインクがそれぞれに供給され、他の３つの共通インク室５には、対応する１つのインク供給口４ａからのインクがそれぞれに供給される。本実施の形態において、図５中奥の２つの共通インク室５には、ブラックのインクが供給され、図５中手前から奥に向かって配置する３つの共通インク室５には、マゼンタ、イエロー及びシアンの順にインクが供給されている。   Of the four holes 37, one hole 37 located at the back in FIG. 5 communicates with the two common ink chambers 5 at the back in FIG. 5, and the other three holes 37 are in FIG. It communicates with the three common ink chambers 5 in the middle. That is, out of the five common ink chambers 5, the two common ink chambers 5 located at the back in FIG. 5 are respectively supplied with ink from one ink supply port 4 a, and the other three common ink chambers 5. Are supplied with ink from one corresponding ink supply port 4a. In the present embodiment, black ink is supplied to the two common ink chambers 5 at the back in FIG. 5, and magenta and yellow are supplied to the three common ink chambers 5 arranged from the front to the back in FIG. Ink is supplied in the order of cyan.

ダンパプレート１３には、図５及び図６に示すように５列のダンパ溝３８が凹設されている。これらダンパ溝３８は、カバープレート１２に向けてのみ開放するように形成され、その位置及び形状は共通インク室５と同形状となっている。したがって、マニホールドプレート１４，１５及びダンパプレート１３を接合したときは、ダンパプレート１３の共通インク室５と対向する部分には、ダンパ部３９が位置する。ここで、ダンパ部３９は、適宜弾性変形し得るステンレス鋼に形成された凹部の底面として構成されているので、共通インク室５側及びダンパ溝３８側に自由に振動することができる。このような構成により、インク吐出時に圧力室１０で発生した圧力変動が共通インク室５に伝播しても、これに対応してダンパ部３９が弾性変形することによって吸収減衰させることができる。   As shown in FIGS. 5 and 6, the damper plate 13 is provided with five rows of damper grooves 38. These damper grooves 38 are formed so as to open only toward the cover plate 12, and their positions and shapes are the same as those of the common ink chamber 5. Therefore, when the manifold plates 14 and 15 and the damper plate 13 are joined, the damper portion 39 is located at a portion of the damper plate 13 that faces the common ink chamber 5. Here, the damper portion 39 is configured as a bottom surface of a recess formed in stainless steel that can be appropriately elastically deformed, and therefore can freely vibrate toward the common ink chamber 5 side and the damper groove 38 side. With such a configuration, even if the pressure fluctuation generated in the pressure chamber 10 during ink ejection propagates to the common ink chamber 5, the damper portion 39 can be absorbed and attenuated by elastically deforming correspondingly.

このような流路ユニット４の構成により、流路ユニット４の内部には、インク供給口４ａから順に共通インク室５、アパーチャ３３、連絡孔３２、圧力室１０及び貫通孔３１を通ってノズル８に至るインク流路が構成されている。インク供給口４ａから流路ユニット４内に流入したインクは、一旦共通インク室５に貯溜される。そして、アパーチャ３３を経由して、各圧力室１０に供給される。各圧力室１０で、アクチュエータユニット２１により圧力が付与されたインクが、各貫通孔３１を経由して、対応するノズル８から吐出される。   With the configuration of the flow path unit 4, the nozzle 8 passes through the common ink chamber 5, the aperture 33, the communication hole 32, the pressure chamber 10, and the through hole 31 in order from the ink supply port 4 a. The ink flow path leading to is configured. The ink that has flowed into the flow path unit 4 from the ink supply port 4 a is temporarily stored in the common ink chamber 5. Then, it is supplied to each pressure chamber 10 via the aperture 33. In each pressure chamber 10, ink to which pressure is applied by the actuator unit 21 is ejected from the corresponding nozzle 8 via each through hole 31.

図７は、図６に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図８は、図４に示すアクチュエータユニット２１の要部分解斜視図である。図７及び図８に示すように、アクチュエータユニット２１は、２枚の絶縁シート５２，５３と２枚の圧電シート５４，５５とが積層されて構成されている。圧電シート５５の上面には、複数の個別電極５８が、流路ユニット４における各圧力室１０に対向配置するように形成されている。これらの個別電極５８は、圧力室１０の配列に対応して、圧電シート５５の長手方向に沿って千鳥状の５列に配列されている。各個別電極５８は、全体として圧電シート５５の短手方向に細長く形成されている。また、各個別電極５８は、いずれか一方の端部から圧電シート５５の長手方向に延出された引き出し部５８ａを有している。なお、いずれの引き出し部５８ａも、各圧力室１０を区画する隔壁と対向する位置まで引き出されている。   FIG. 7 is an enlarged view of a region surrounded by a dashed line drawn in FIG. FIG. 8 is an exploded perspective view of a main part of the actuator unit 21 shown in FIG. As shown in FIGS. 7 and 8, the actuator unit 21 is configured by stacking two insulating sheets 52 and 53 and two piezoelectric sheets 54 and 55. A plurality of individual electrodes 58 are formed on the upper surface of the piezoelectric sheet 55 so as to be opposed to the pressure chambers 10 in the flow path unit 4. These individual electrodes 58 are arranged in five staggered rows along the longitudinal direction of the piezoelectric sheet 55 corresponding to the arrangement of the pressure chambers 10. Each individual electrode 58 is formed to be elongated in the short direction of the piezoelectric sheet 55 as a whole. In addition, each individual electrode 58 has a lead-out portion 58 a that extends from either one end portion in the longitudinal direction of the piezoelectric sheet 55. In addition, any drawer | drawing-out part 58a is pulled out to the position facing the partition which divides each pressure chamber 10. FIG.

圧電シート５４の上面には、複数の圧力室１０に跨って共通の共通電極５９が設けられている。図７及び図８に示すように、圧電シート５４の上面には、共通電極５９が形成されていない複数の非形成領域６０が存在する。これらの非形成領域６０は、引き出し部５８ａに対向して配置されている。各非形成領域６０内には、共通電極５９の代わりに後述のスルーホール６８の一部となる孔が夫々形成されている。これによって、スルーホール６８内に存在する導体６８ａと共通電極５９とが電気的に絶縁されている。この構成で、各個別電極５８と共通電極５９とに挟まれる圧電シート５４の領域は、圧力室１０毎に対応した活性部となる。なお、圧電シート５４以外の２枚の絶縁シート５２，５３及び圧電シート５５は、活性部を有しない非活性層となる。   A common electrode 59 common to the plurality of pressure chambers 10 is provided on the upper surface of the piezoelectric sheet 54. As shown in FIGS. 7 and 8, a plurality of non-formation regions 60 where the common electrode 59 is not formed exist on the upper surface of the piezoelectric sheet 54. These non-formation regions 60 are arranged so as to face the lead portions 58a. In each non-formation region 60, instead of the common electrode 59, a hole that becomes a part of a through hole 68 described later is formed. Thereby, the conductor 68a existing in the through hole 68 and the common electrode 59 are electrically insulated. With this configuration, the region of the piezoelectric sheet 54 sandwiched between each individual electrode 58 and the common electrode 59 becomes an active portion corresponding to each pressure chamber 10. The two insulating sheets 52 and 53 and the piezoelectric sheet 55 other than the piezoelectric sheet 54 are inactive layers having no active part.

最上段の絶縁シート５２の上面（すなわち、アクチュエータユニット２１の上面）には、図７及び図８に示すように、各個別電極５８の夫々に接続する表面電極６３と、共通電極５９に接続する表面電極６５とが設けられている。表面電極６３は、各圧力室１０を区画する隔壁と対向する位置に配置されており、各個別電極５８に対応してアクチュエータユニット２１の長手方向に沿って千鳥状の５列に配列されている。表面電極６３は、アクチュエータユニット２１の短手方向に沿って延在した長方形形状を有している。表面電極６５は、絶縁シート５２の一端部上において、アクチュエータユニット２１の短手方向に沿って延在している。   As shown in FIGS. 7 and 8, the upper surface of the uppermost insulating sheet 52 (that is, the upper surface of the actuator unit 21) is connected to the surface electrode 63 connected to each individual electrode 58 and the common electrode 59. A surface electrode 65 is provided. The surface electrodes 63 are arranged at positions facing the partition walls that define the pressure chambers 10, and are arranged in five staggered rows along the longitudinal direction of the actuator unit 21 corresponding to the individual electrodes 58. . The surface electrode 63 has a rectangular shape extending along the short direction of the actuator unit 21. The surface electrode 65 extends along the short direction of the actuator unit 21 on one end of the insulating sheet 52.

絶縁シート５２，５３には、表面電極６３と引き出し部５８ａとに対向する領域及び表面電極６５と共通電極５９とに対向する領域にスルーホール６８，６９の一部となる孔がそれぞれ形成されている。この構成で、２枚の絶縁シート５２，５３及び１枚の圧電シート５４のスルーホール６８，６９の一部となる孔を互いに位置合わせした状態で各シートを積層することで、アクチュエータユニット２１には２枚の絶縁シート５２，５３を連続して貫通するスルーホール６９と、２枚の絶縁シート５２，５３と１枚の圧電シート５４とを連続して貫通するスルーホール６８とが形成される。スルーホール６８内には、導体６８ａが配置されており、表面電極６３と個別電極５８とをそれぞれ電気的に接続している。スルーホール６９内には、導体６９ａが配置されており、表面電極６５と共通電極５９とをそれぞれ電気的に接続している。   The insulating sheets 52 and 53 are formed with holes that are part of the through holes 68 and 69 in a region facing the surface electrode 63 and the lead portion 58a and a region facing the surface electrode 65 and the common electrode 59, respectively. Yes. With this configuration, the sheets are stacked in a state in which the holes that are part of the through holes 68 and 69 of the two insulating sheets 52 and 53 and the one piezoelectric sheet 54 are aligned with each other. Is formed with a through hole 69 passing through the two insulating sheets 52 and 53 continuously, and a through hole 68 passing through the two insulating sheets 52 and 53 and one piezoelectric sheet 54 continuously. . A conductor 68a is disposed in the through hole 68, and the surface electrode 63 and the individual electrode 58 are electrically connected to each other. A conductor 69 a is disposed in the through hole 69 and electrically connects the surface electrode 65 and the common electrode 59.

図７に示すように、アクチュエータユニット２１の上面には、接着剤４９によって固定されたＦＰＣ５０が配置されている。図９は、ＦＰＣ５０の拡大平面図である。図７及び図９に示すようにＦＰＣ５０は、ベースフィルム（フレキシブル層）８１と、ベースフィルム８１の上面に複数形成された２種類の導体パターン（配線）８２，８３とを含んでいる。ベースフィルム８１は、ポリイミド樹脂からなり可撓性を有している。ベースフィルム８１には、厚み方向に貫通しつつ上面から下面に向かって拡大した複数の孔８４が形成されている。これらの孔８４は、本実施の形態においてエッチング法により形成されている。また、これら孔８４は、導体パターン８２，８３の末端部８２ｂ，８３ｂ（後述する）と対向する領域に形成されており、孔８４の上面側の開口が末端部８２ｂ，８３ｂに塞がれている。一方、下面側の開口は表面電極６３，６５に塞がれている。   As shown in FIG. 7, an FPC 50 fixed by an adhesive 49 is disposed on the upper surface of the actuator unit 21. FIG. 9 is an enlarged plan view of the FPC 50. As shown in FIGS. 7 and 9, the FPC 50 includes a base film (flexible layer) 81 and two types of conductor patterns (wirings) 82 and 83 formed on the upper surface of the base film 81. The base film 81 is made of a polyimide resin and has flexibility. The base film 81 is formed with a plurality of holes 84 extending from the upper surface toward the lower surface while penetrating in the thickness direction. These holes 84 are formed by an etching method in the present embodiment. These holes 84 are formed in regions facing the end portions 82b and 83b (described later) of the conductor patterns 82 and 83, and the openings on the upper surface side of the holes 84 are blocked by the end portions 82b and 83b. Yes. On the other hand, the opening on the lower surface side is closed by the surface electrodes 63 and 65.

導体パターン８２，８３は、銅箔により形成されている。導体パターン８２は、ベースフィルム８１上においてＦＰＣ５０の先端から基端に向かって延在された延在部８２ａと、延在部８２ａの先端に繋がった円形平面形状の末端部８２ｂとを有している。延在部８２ａの基端はドライバＩＣ７５と電気的に接続されている。導体パターン８３も、ベースフィルム８１上においてＦＰＣ５０の先端から基端に向かって延在された延在部８３ａと、延在部８３ａの先端に繋がった円形平面形状の末端部８３ｂとを有している。延在部８３ａの基端は、グランドに電気的に接続されている。   The conductor patterns 82 and 83 are made of copper foil. The conductor pattern 82 has an extending part 82a extending from the front end of the FPC 50 toward the base end on the base film 81, and a circular planar end part 82b connected to the front end of the extending part 82a. Yes. The base end of the extending portion 82a is electrically connected to the driver IC 75. The conductor pattern 83 also has an extending part 83a extending from the front end of the FPC 50 toward the base end on the base film 81, and a circular planar end part 83b connected to the front end of the extending part 83a. Yes. The base end of the extending part 83a is electrically connected to the ground.

末端部８２ｂ，８３ｂは、図７及び図９に示すように、孔８４の上面側の開口面積より大きく、下面側の開口面積より小さい平面積を有している。また、末端部８２ｂ，８３ｂの周縁がベースフィルム８１上に接着されている。つまり、これら末端部８２ｂ，８３ｂの周縁が、平面視で孔８４の内壁であるテーパー面と重なっている。そのため、延在部８２ａ，８３ａの延在方向と直交する方向に関する末端部８２ｂどうしの間隙及び末端部８２ｂと末端部８３ｂとの間隙が比較的広くなる。言い換えると、複数の導体パターン８２，８３をＦＰＣ５０上に高密度に配置することが可能となる。   As shown in FIGS. 7 and 9, the end portions 82b and 83b have a flat area larger than the opening area on the upper surface side of the hole 84 and smaller than the opening area on the lower surface side. Further, the peripheral edges of the end portions 82 b and 83 b are bonded onto the base film 81. That is, the peripheral edges of the end portions 82b and 83b overlap with the tapered surface that is the inner wall of the hole 84 in plan view. Therefore, the gap between the end portions 82b and the gap between the end portions 82b and 83b in the direction orthogonal to the extending direction of the extending portions 82a and 83a are relatively wide. In other words, the plurality of conductor patterns 82 and 83 can be arranged on the FPC 50 with high density.

孔８４内には、図７に示すように、半田からなる導電部材８５が配置されている。導電部材８５を構成する半田量は、孔８４の内容積（ベースフィルム８１における孔８４の占有体積）よりも若干小さい体積を有している。導電部材８５は、ＦＰＣ５０とアクチュエータユニット２１との間に介在する接着剤４９により、末端部８２ｂ，８３ｂと表面電極６３，６５との電気的接続を失わないように保持されている。つまり、導電部材８５による末端部８２ｂ，８３ｂ及び表面電極６３，６５のそれぞれの接合箇所に直接的に外力がかかりにくくなっている。   As shown in FIG. 7, a conductive member 85 made of solder is disposed in the hole 84. The amount of solder constituting the conductive member 85 has a volume slightly smaller than the inner volume of the hole 84 (the occupied volume of the hole 84 in the base film 81). The conductive member 85 is held by an adhesive 49 interposed between the FPC 50 and the actuator unit 21 so as not to lose the electrical connection between the end portions 82b and 83b and the surface electrodes 63 and 65. That is, it is difficult for an external force to be directly applied to the joint portions of the end portions 82 b and 83 b and the surface electrodes 63 and 65 by the conductive member 85.

さらに、接着剤４９により、孔８４の下面側開口がアクチュエータユニット２１で封止されている。つまり、末端部８２ｂ，８３ｂと表面電極６３，６５との半田付け時に、溶融した半田が対応する表面電極６３，６５以外の領域にまで広がらないようになっている。これにより、隣接する電極間の電気的短絡が防止され、ＦＰＣ５０とアクチュエータユニット２１との間の電気的接続の信頼性が向上している。   Further, the lower surface side opening of the hole 84 is sealed with the actuator unit 21 by the adhesive 49. That is, when soldering the end portions 82b and 83b and the surface electrodes 63 and 65, the melted solder does not spread to a region other than the corresponding surface electrodes 63 and 65. Thereby, the electrical short circuit between adjacent electrodes is prevented, and the reliability of the electrical connection between the FPC 50 and the actuator unit 21 is improved.

本実施の形態における導電部材８５には、半田が使用されているが導電性接着剤などであってもよい。好ましくは、導体パターン８２，８３の融点より低い融点を有しておればよい。これは、ＦＰＣ５０の下面（ベースフィルム８１の下面）とアクチュエータユニット２１との間に介在した接着剤４９を加熱して硬化させるとき、導体パターン８２，８３を溶融せずに導電部材８５だけを同時に溶融することが可能になり、溶融した導電部材８５が、孔８４内において末端部８２ｂ，８３ｂと表面電極６３，６５とに確実に接合するからである。これにより、末端部８２ｂ，８３ｂと表面電極６３，６５との電気的接続の信頼性が向上する。なお、本実施の形態における導電部材８５となる半田は、銅箔からなる導体パターン８２，８３よりも融点が低いので、上述した効果を有する。また、導電部材８５の体積が孔８４の内容積より小さい。そのため、ＦＰＣ５０とアクチュエータユニット２１との間の接着剤４９を加熱硬化させた場合に、溶融した導電部材８５が、孔８４内の空間から外部に流出しにくくなる。つまり、孔８４からはみ出すように導電部材が配置されていると、溶融した導電部材が孔８４から溢れでて外部に流出し、アクチュエータユニット２１の上面上に広がることが心配される。しかし、実際に配置されている導電部材８５は孔８４の内容積より少ないので、導電部材８５が溶融しても孔８４から溢れ出にくくなる。そのため、表面電極間の短絡を抑制することができる。   Solder is used for the conductive member 85 in the present embodiment, but a conductive adhesive or the like may be used. Preferably, it has a melting point lower than the melting points of the conductor patterns 82 and 83. This is because, when the adhesive 49 interposed between the lower surface of the FPC 50 (the lower surface of the base film 81) and the actuator unit 21 is heated and cured, only the conductive member 85 is simultaneously melted without melting the conductor patterns 82 and 83. This is because the molten conductive member 85 can be reliably bonded to the end portions 82 b and 83 b and the surface electrodes 63 and 65 in the hole 84. Thereby, the reliability of the electrical connection between the end portions 82b and 83b and the surface electrodes 63 and 65 is improved. In addition, since the solder used as the conductive member 85 in the present embodiment has a lower melting point than the conductor patterns 82 and 83 made of copper foil, the above-described effects are obtained. Further, the volume of the conductive member 85 is smaller than the inner volume of the hole 84. Therefore, when the adhesive 49 between the FPC 50 and the actuator unit 21 is heated and cured, the molten conductive member 85 is less likely to flow out of the space in the hole 84 to the outside. That is, if the conductive member is arranged so as to protrude from the hole 84, there is a concern that the molten conductive member overflows from the hole 84 and flows out to the outside and spreads on the upper surface of the actuator unit 21. However, since the conductive member 85 that is actually disposed is smaller than the inner volume of the hole 84, it is difficult for the conductive member 85 to overflow from the hole 84 even if the conductive member 85 melts. Therefore, a short circuit between the surface electrodes can be suppressed.

このような構成により、アクチュエータユニット２１の個別電極５８が表面電極６３を介してドライバＩＣ７５に接続され、共通電極５９が表面電極６５を介してグランドに接続される。これにより、共通電極５９をグランド電位にしつつ、アクチュエータユニット２１の各個別電極５８のうち、任意の個別電極５８と共通電極５９との間にドライバＩＣ７５からの駆動電圧（駆動信号）を印加することが可能となる。こうして、所望の個別電極５８に対応する活性部に、積層方向の歪みを発生させ、この個別電極５８に対応するノズル８からインクを吐出させることで、用紙への所定の印字が行われる。   With such a configuration, the individual electrode 58 of the actuator unit 21 is connected to the driver IC 75 via the surface electrode 63, and the common electrode 59 is connected to the ground via the surface electrode 65. Thereby, the drive voltage (drive signal) from the driver IC 75 is applied between any individual electrode 58 and the common electrode 59 among the individual electrodes 58 of the actuator unit 21 while the common electrode 59 is set to the ground potential. Is possible. In this way, distortion in the stacking direction is generated in the active portion corresponding to the desired individual electrode 58, and ink is ejected from the nozzle 8 corresponding to the individual electrode 58, whereby predetermined printing on the paper is performed.

以上のように、本実施の形態のインクジェットヘッド１によると、ＦＰＣ５０のベースフィルム８１の下面がアクチュエータユニット２１の上面と接着されているので、導電部材８５によって接合された導体パターン８２，８３と表面電極６３，６５とがそれぞれ電気的な接続状態を保持することが可能となる。つまり、ＦＰＣ５０に外力がかかっても、末端部８２ｂ，８３ｂと表面電極６３，６５とを接合している導電部材８５に直接、外力がかからないので、末端部８２ｂ，８３ｂと表面電極６３，６５との接合が外れにくくなる。そのため、上記公報のようにＦＰＣと接合するための複数のランド部を形成する必要がなくなる。すなわち、表面電極６３，６５上にランド部を形成しない分だけのインクジェットヘッド１の製造工程数の減少及び製造時間の短縮が可能となる。また、ＦＰＣ５０とアクチュエータユニット２１とが接着されていることの別の効果として、導電部材８５の不必要な広がり防止がある。導体パターン８２，８３と表面電極６３，６５との接合時に、導電部材８５が溶融して広がろうとするが、その広がりの範囲を規制する働きをしている。これにより、隣接する電極間が短絡する不具合を防ぐことができる。また、ＦＰＣ５０に形成された孔８４がエッチングにより形成されているので、レーザ加工などで孔を形成するよりも製造コストが低下する。   As described above, according to the inkjet head 1 of the present embodiment, since the lower surface of the base film 81 of the FPC 50 is bonded to the upper surface of the actuator unit 21, the conductive patterns 82 and 83 joined by the conductive member 85 and the surface The electrodes 63 and 65 can each be kept in an electrically connected state. That is, even if an external force is applied to the FPC 50, no external force is directly applied to the conductive member 85 that joins the end portions 82b and 83b and the surface electrodes 63 and 65, so the end portions 82b and 83b and the surface electrodes 63 and 65 It becomes difficult to disconnect. Therefore, it is not necessary to form a plurality of land portions for joining with the FPC as in the above publication. That is, it is possible to reduce the number of manufacturing steps of the inkjet head 1 and to shorten the manufacturing time as much as the land portions are not formed on the surface electrodes 63 and 65. Another effect of bonding the FPC 50 and the actuator unit 21 is to prevent the conductive member 85 from being unnecessarily spread. At the time of joining the conductor patterns 82 and 83 and the surface electrodes 63 and 65, the conductive member 85 melts and spreads, but functions to regulate the extent of the spread. Thereby, the malfunction which short-circuits between adjacent electrodes can be prevented. Further, since the hole 84 formed in the FPC 50 is formed by etching, the manufacturing cost is lower than when the hole is formed by laser processing or the like.

上述したインクジェットヘッド１におけるＦＰＣ５０においては、末端部８２ｂ，８３ｂは共に円形平面形状を有しているが、図１０に示すように、末端部はともに、孔８４の中心からほぼ１２０°の角度をおいて、放射状に延在した３つの突起９１を有する末端部９２であってもよい。この変形例における末端部９２の各突起９１の先端は、ベースフィルム８１の上面に固定されている。より具体的には、固定部位は孔８４の上面側開口縁部である。これにより、末端部９２がベースフィルム８１に対してバランスよく均等に固定されている。また、３つの突起９１のうち、図１０中上方に延在した１つの突起９１と左右斜め下に延在した２つの突起９１との間からは、それぞれ孔８４の上面側開口の一部９３が露出している。この構成により、ＦＰＣとアクチュエータユニットとの接着には、接着剤の加熱が必要であっても、孔８４内の空気を開口９３から外部に逃がすことができる。つまり、上述したインクジェットヘッド１におけるＦＰＣ５０では、末端部８２ｂ，８３ｂが円形平面形状で孔８４の上面側の開口全体を塞ぐように覆っている。そのため、ＦＰＣ５０とアクチュエータユニット２１とを加熱して接着したときに、孔８４内の膨張した空気が行き場を失い、末端部８２ｂ，８３ｂとベースフィルム８１あるいは、ベースフィルム８１とアクチュエータユニット２１とを剥がす可能性がある。しかし、本変形例では膨張した空気が開口９３から外部に逃げるので、このような膨張した空気による剥がれを防ぐことができる。また、末端部９２は、孔８４と重なる領域において、上述した末端部８２ｂ，８３ｂよりも表面積が小さくなっているので、変形させやすくなっている。そのため、後述する別の変形例に示すように、末端部９２に突出部が形成しやすい。   In the FPC 50 in the inkjet head 1 described above, both the end portions 82b and 83b have a circular planar shape. However, both end portions are at an angle of approximately 120 ° from the center of the hole 84 as shown in FIG. In this case, the end portion 92 having three protrusions 91 extending radially may be used. The tip of each projection 91 of the end portion 92 in this modification is fixed to the upper surface of the base film 81. More specifically, the fixing part is an opening edge on the upper surface side of the hole 84. As a result, the end portion 92 is fixed to the base film 81 in a balanced manner. Further, among the three protrusions 91, a portion 93 of the opening on the upper surface side of the hole 84 is formed between the one protrusion 91 extending upward in FIG. 10 and the two protrusions 91 extending obliquely to the left and right. Is exposed. With this configuration, even when heating of the adhesive is required for bonding the FPC and the actuator unit, the air in the hole 84 can escape from the opening 93 to the outside. That is, in the FPC 50 in the ink jet head 1 described above, the end portions 82b and 83b are covered with a circular planar shape so as to block the entire opening on the upper surface side of the hole 84. For this reason, when the FPC 50 and the actuator unit 21 are heated and bonded, the expanded air in the hole 84 loses its place, and the end portions 82b and 83b and the base film 81 or the base film 81 and the actuator unit 21 are peeled off. there is a possibility. However, in this modified example, the expanded air escapes from the opening 93 to the outside, and thus peeling by the expanded air can be prevented. Further, since the end portion 92 has a smaller surface area than the above-described end portions 82b and 83b in the region overlapping the hole 84, the end portion 92 is easily deformed. Therefore, as shown in another modified example to be described later, a protruding portion is easily formed on the end portion 92.

また、別の変形例によると、図１１に示すように、上述した末端部８２ｂ，８３ｂが中心近傍部分から表面電極６３，６５に向かって突出した突出部９５を有する円形平面形状の末端部９６であってもよい。末端部９６は、上述した末端部８２ｂ，８３ｂと同様にその周縁がベースフィルム８１と接着されている。末端部９６は、延在部８２ａ，８３ａとそれぞれ一体的に形成されており、同じ銅箔からなる。また、突出部９５は、ベースフィルム８１上に末端部９６及び延在部８２ａ，８３ａとが形成された後、先端が丸まった針状パンチによってプレス加工されて形成されており、突出部９５の先端がベースフィルム８１の下面より若干突出している。このような末端部９６を有するＦＰＣ９７とアクチュエータユニット２１とを接着剤４９により接合することで、突出部９５の先端が表面電極６３，６５とそれぞれ接触する。つまり、突出部９５が上述した導電部材８５と同じ役割をはたし、末端部９６と表面電極６３，６５とを電気的に接続している。   In addition, according to another modification, as shown in FIG. 11, the end portions 96b and 83b described above have a circular flat end portion 96 having a protruding portion 95 protruding from the vicinity of the center toward the surface electrodes 63 and 65. It may be. The periphery of the end portion 96 is bonded to the base film 81 in the same manner as the end portions 82b and 83b described above. The end portion 96 is formed integrally with the extending portions 82a and 83a, and is made of the same copper foil. Further, the protrusion 95 is formed by pressing with a needle-like punch having a rounded tip after the end portion 96 and the extension portions 82 a and 83 a are formed on the base film 81. The tip protrudes slightly from the lower surface of the base film 81. By joining the FPC 97 having the end portion 96 and the actuator unit 21 with the adhesive 49, the tips of the protruding portions 95 are in contact with the surface electrodes 63 and 65, respectively. That is, the protruding portion 95 plays the same role as the conductive member 85 described above, and electrically connects the end portion 96 and the surface electrodes 63 and 65.

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述したインクジェットヘッド１においては、導体パターン８２，８３の末端部８２ｂ，８３ｂの平面形状は、どのような形状でもよい。また、延在部８２ａ，８３ａの先端が、ベースフィルム８１上において、孔８４に対向する領域を横切るまで延在し、その横切った延在部の途中部位と表面電極とが導電部材を介して接合されていてもよい。また、上述したインクジェットヘッド１におけるＦＰＣ５０は、孔８４の内壁がベースフィルム８１の厚み方向と平行なストレート面を有していてもよい。また、孔８４の内壁は、テーパー面及びストレート面以外の屈曲した面であってもよい。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as long as they are described in the claims. For example, in the inkjet head 1 described above, the planar shapes of the end portions 82b and 83b of the conductor patterns 82 and 83 may be any shape. Further, the ends of the extending portions 82a and 83a extend on the base film 81 until they cross the region facing the hole 84, and the intermediate portion of the extending portion and the surface electrode cross through the conductive member. It may be joined. Further, the FPC 50 in the inkjet head 1 described above may have a straight surface in which the inner wall of the hole 84 is parallel to the thickness direction of the base film 81. The inner wall of the hole 84 may be a curved surface other than the tapered surface and the straight surface.

またさらに、末端部９６に突出部９５を形成した場合でも、突出部９５の先端に半田や導電性接着剤などの導電性部材を配設するとよい。この場合、突出部９５と表面電極６３，６５とを接合するために加熱工程を必要とするが、膨張した空気を孔８４外に開放するための開口を突出部９５が有していることが有効である。この開口を有することの効果は、上述の通りであるが、さらに突出部の形成が容易となる。また、実効的には導電部材を増やすことになるので、その分実際に配設することになる半田や導電性接着剤の消費量が少なくて済み、インクジェットヘッド１の低コスト化に寄与する。   Furthermore, even when the protruding portion 95 is formed at the end portion 96, a conductive member such as solder or a conductive adhesive may be disposed at the tip of the protruding portion 95. In this case, a heating step is required to join the protruding portion 95 and the surface electrodes 63 and 65, but the protruding portion 95 has an opening for opening the expanded air out of the hole 84. It is valid. Although the effect of having this opening is as described above, the formation of the protruding portion is further facilitated. In addition, since the number of conductive members is effectively increased, the consumption of solder and conductive adhesive to be actually disposed can be reduced correspondingly, which contributes to the cost reduction of the inkjet head 1.

本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの斜視図である。1 is a perspective view of an inkjet head according to an embodiment of the present invention. 図１のII−II線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II-II line of FIG. 図２に示すヘッド本体にフレームが接着された状態を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a state where a frame is bonded to the head main body shown in FIG. 2. 図２に示すヘッド本体とフレキシブルプリント回路とを分離させた状態の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a state where a head main body and a flexible printed circuit shown in FIG. 2 are separated. 図４に示すＦＰＣ及びヘッド本体の分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view of the FPC and head body shown in FIG. 4. 図４に示すVI−VI線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the VI-VI line shown in FIG. 図６に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。It is an enlarged view of the area | region enclosed with the dashed-dotted line drawn in FIG. 図４に示すアクチュエータユニットの要部分解斜視図である。It is a principal part disassembled perspective view of the actuator unit shown in FIG. ＦＰＣの拡大平面図である。It is an enlarged plan view of FPC. 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの変形例を示しており、ＦＰＣの拡大平面図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a modified example of the inkjet head according to the embodiment of the present invention, and is an enlarged plan view of the FPC. 本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの他の変形例を示し、ヘッド本体とＦＰＣとの接合状況を示す拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view illustrating another modification of the ink jet head according to the embodiment of the present invention and illustrating a bonding state between the head main body and the FPC.

符号の説明Explanation of symbols

１ インクジェットヘッド
４ 流路ユニット
８ ノズル
１０ 圧力室
２１ アクチュエータユニット（圧電アクチュエータ）
４９ 接着剤
５０，９７ ＦＰＣ（平型柔軟ケーブル）
５２，５３ 絶縁シート
５６，５７ 圧電シート
５８ 個別電極
５９ 共通電極
６３ 表面電極
６５ 表面電極
８１ ベースフィルム（フレキシブル層）
８２，８３ 導体パターン（配線）
８２ａ，８３ａ 延在部
８２ｂ，８３ｂ，９２，９６ 末端部
８４ 孔
８５ 導電部材
９１ 突起 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inkjet head 4 Flow path unit 8 Nozzle 10 Pressure chamber 21 Actuator unit (piezoelectric actuator)
49 Adhesive 50,97 FPC (Flat Flexible Cable)
52, 53 Insulating sheet 56, 57 Piezoelectric sheet 58 Individual electrode 59 Common electrode 63 Surface electrode 65 Surface electrode 81 Base film (flexible layer)
82, 83 Conductor pattern (wiring)
82a, 83a Extension part 82b, 83b, 92, 96 Terminal part 84 Hole 85 Conductive member 91 Protrusion

Claims (6)

少なくとも１枚が圧電材料からなる積層された複数のシート、及び、前記複数のシートのうち最外層にあるシートの外側面上にインク吐出チャンネル毎に形成された複数の表面電極を含む圧電アクチュエータと、
それぞれが前記表面電極に対向する位置に形成された複数の孔を有する絶縁性のフレキシブル層、それぞれが前記孔内に配置された複数の導電部材、及び、それぞれが前記導電部材に接合され且つ前記フレキシブル層の一方の面上において延在する複数の配線を含む平型柔軟ケーブルとを備えており、
前記圧電アクチュエータにおいて前記表面電極が形成された面と前記フレキシブル層の他方の面とが、絶縁性を有する接着剤で、前記フレキシブル層における前記複数の孔以外の領域において、前記複数の孔をそれぞれ囲み接着されており、
前記導電部材が、前記配線及び前記表面電極よりも低い融点を有し、前記導電部材を介して前記配線と前記表面電極とが電気的に接続されていることを特徴とするインクジェットヘッド。 A piezoelectric actuator comprising a plurality of stacked sheets of at least one piezoelectric material, and a plurality of surface electrodes formed for each ink discharge channel on the outer surface of the outermost layer of the plurality of sheets; ,
Insulating flexible layers each having a plurality of holes formed at positions facing the surface electrode, a plurality of conductive members each disposed in the holes, and each of which is joined to the conductive member and A flat flexible cable including a plurality of wirings extending on one surface of the flexible layer,
In the piezoelectric actuator, the surface on which the surface electrode is formed and the other surface of the flexible layer are insulating adhesives, and the plurality of holes are respectively formed in regions other than the plurality of holes in the flexible layer. Is enclosed and glued ,
An ink jet head wherein the conductive member has a lower melting point than the wiring and the surface electrode, before and said surface electrode and the wiring through the Kishirubeden member is characterized by being electrically connected. 前記孔の側壁が、前記圧電アクチュエータに向かって開いたテーパー面になっていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 1, wherein a side wall of the hole has a tapered surface that opens toward the piezoelectric actuator. 前記配線の周縁が、前記テーパー面と対向する位置に存在することを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 2, wherein a peripheral edge of the wiring exists at a position facing the tapered surface. 前記導電部材の体積が、前記フレキシブル層における前記孔の占有体積よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 1, wherein a volume of the conductive member is smaller than a volume occupied by the holes in the flexible layer. 前記孔内の空間が、前記フレキシブル層の前記一方の面側に設けられた開口を介して外部と連通していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to any one of claims 1 to 4, wherein a space in the hole communicates with the outside through an opening provided on the one surface side of the flexible layer. . 前記配線には放射状に延びた複数の突起が形成されており、各突起がその先端近傍において前記フレキシブル層の前記一方の面に固定されているとともに、隣接する２つの突起に挟まれた領域に前記孔の前記一方の面側に設けられた開口の一部が露出していることを特徴とする請求項５に記載のインクジェットヘッド。
A plurality of radially extending protrusions are formed on the wiring, and each protrusion is fixed to the one surface of the flexible layer in the vicinity of the tip thereof, and is formed in a region sandwiched between two adjacent protrusions. The inkjet head according to claim 5, wherein a part of an opening provided on the one surface side of the hole is exposed.

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