JP2007021855A - Inkjet head and its inspection method - Google Patents

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JP2007021855A
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Yoshitsugu Morita
祥嗣 森田
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ブラザー工業株式会社
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PROBLEM TO BE SOLVED: To detect the presence or absence of defects (hair cracks) by a high precision even when the defect in a ceramic layer covering openings of pressure chambers is small.
SOLUTION: The surface where a piezoelectric actuator 21 is stacked in a cavity unit 20 has conductive properties. In the piezoelectric actuator 21, a first ceramic layer 41 directly covering the openings of the pressure chambers 24, a layer of electrodes for crack inspection 51 formed like a face over a plurality of the pressure chambers 24, a third ceramic layer 43, and a second ceramic layer 42 held between electrodes for driving are included from the pressure chamber side in this order. The defect in the ceramic layer 41 is detected by measuring an insulation resistance between the cavity unit 20 and the electrode for crack inspection 51 while ink is filled in the pressure chamber 24.
COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクジェットヘッドに係り、特に、インクが充填されたキャビティユニットの圧力室に、圧電アクチュエータが吐出圧力を与えるように構成されたインクジェットヘッド及びその検査方法に関するものである。 The present invention relates to an ink jet head, in particular, the pressure chambers of the cavity unit filled with ink, to a constructed ink-jet head and an inspection method thereof as a piezoelectric actuator gives a discharge pressure.

従来から、インクジェットヘッドにおいては、圧電層と電極層とを交互に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変位により、前記圧力室の容積に変化を与えインクを吐出させるものが知られている。 Conventionally, in the ink jet head, a plate-type piezoelectric actuator which is formed by laminating a piezoelectric layer and an electrode layer are alternately and is joined facing the pressure chambers of the cavity unit, by the displacement of the piezoelectric actuator, which eject ink given change in the volume of the pressure chamber is known.

例えば、特許文献1のインクジェットヘッドでは、キャビティユニットが複数のプレートを積層して形成されており、その最前面のプレートに複数のノズルが設けられるとともに、最背面のプレートにノズル毎に対応する複数の圧力室が背面側に開口を有して設けられている。 For example, a plurality in the ink jet head disclosed in Patent Document 1, the cavity unit is formed by stacking a plurality of plates, a plurality of nozzles are provided in the plate of the foreground, corresponding to each nozzle plate backmost the pressure chamber is provided with an opening on the back side. 圧電アクチュエータでは、図7に模式的に示すように、キャビティユニット120の各圧力室124毎に対応した個別電極152の層と全圧力室124に共通なコモン電極153の層とが圧電層162を挟んで交互に積層されており、個別電極152とコモン電極153とに上下を挟まれた圧電層162の領域が活性部となっている。 In the piezoelectric actuator, as shown schematically in Figure 7, the piezoelectric layer 162 is a layer of common common electrode 153 on the layer and the total pressure chamber 124 of the individual electrode 152 corresponding to the pressure chambers each 124 of the cavity unit 120 sandwiched therebetween are alternately stacked, the area of ​​the piezoelectric layer 162 sandwiched between the upper and lower individual electrodes 152 and the common electrode 153 is in the active portion.

そして、前記各圧力室124の位置に各活性部を対応させて、キャビティユニット120の背面に圧電アクチュエータ121が積層固定され、インクジェットヘッド100が形成される。 Then, the made to correspond to each of the active portions on the position of each pressure chamber 124, the piezoelectric actuator 121 is laminated and fixed to the back of the cavity unit 120, the inkjet head 100 is formed. このインクジェットヘッド100では、接地されたコモン電極153に対して個別電極152に選択的に電圧を印加することで対応する活性部が変位し、この変位が伝達されて圧力室124に吐出圧力が与えられる。 In the inkjet head 100, the corresponding active portion is displaced by selectively applying a voltage to the individual electrode 152 with respect to the common electrode 153 which is grounded, given discharge pressure in the pressure chamber 124 this displacement is transmitted It is.

圧電アクチュエータの圧電層162は、一般的に、PZT系等の圧電材料(セラミックス粉末)からなるグリーンシートを積層して焼結することにより形成されているため、焼結体である圧電層162(以下、セラミックス層162と記載する)には、微小な欠陥(ヘアクラック)160が生じやすい。 The piezoelectric layer 162 of the piezoelectric actuator is generally because by laminating a green sheet made of piezoelectric material PZT system or the like (ceramic powder) is formed by sintering, the piezoelectric layer 162 is a sintered body ( hereinafter, the described as the ceramic layer 162), a microscopic defects (hair cracks) 160 is likely to occur. この欠陥160が、図7に示すように、圧力室の開口を覆うセラミックス層162aにおいて、その圧力室側の面からセラミックス層162を貫通して電極層の面に至るように延びていると、この欠陥160を通じて圧力室124からセラミックス層162aにインクが浸透する可能性が大きい。 This defect 160 is, as shown in FIG. 7, the ceramic layer 162a covering the opening of the pressure chamber and extends to reach the surface of the electrode layer through the ceramic layer 162 from the surface of the pressure chamber side, but it is likely to ink penetrates the ceramic layer 162a from the pressure chamber 124 through the defect 160. そして、さらにインクの浸透が進むと、電極間の電気的短絡を招くという問題があった。 When further progresses penetration of the ink, there is a problem of causing an electrical short circuit between the electrodes.

そのため、前記特許文献1では、キャビティユニットと圧電アクチュエータとの接着にインク非浸透性の接着シートを用い、この接着シートで、キャビティユニットと対向する圧電アクチュエータの面を全部覆うようにして、圧電アクチュエータのセラミックス層がインクと直接接触しないようにしている。 Therefore, in Patent Document 1, using a non-ink-permeable adhesive sheet of the adhesive between the cavity unit and the piezoelectric actuator, in the adhesive sheet, so as to cover all the surface of the piezoelectric actuator facing the cavity unit, a piezoelectric actuator ceramic layer is prevented from direct contact with the ink.
特開2002−59547号公報(図7及び図8参照) JP 2002-59547 JP (see FIGS. 7 and 8)

ところで、キャビティユニットでは、静電気等によりインクに電荷が溜まることがある。 Incidentally, in the cavity unit may charge the ink is accumulated by static electricity or the like. 通常インクは、正に帯電すると、図7に示すように、圧力室に充填されたインク170と、グランドに接続された圧電アクチュエータのコモン電極153との間には、最下層のセラミックス層162aを挟んで電位差が生じることになる。 Usually the ink, when positively charged, as shown in FIG. 7, the ink 170 filled in the pressure chamber, between the common electrode 153 of the piezoelectric actuator connected to ground, the lowermost ceramic layer 162a a potential difference is generated across. このような電位差は、正に帯電したインク170を陰極側(コモン電極153側)に移動させる電気浸透現象を発生させるため、インクには、セラミックス層162に浸透させようとする積極的な力が作用する。 Such potential difference for generating the electroosmotic phenomenon to move the positively charged ink 170 on the cathode side (the common electrode 153 side), the ink, aggressive force to penetrate the ceramic layer 162 It acts.

前述した特許文献1では、接着シートで圧電アクチュエータのセラミックス層を覆っているものの、微視的には、接着シートには微小な空孔が多数あるため、前述したようなインクを積極的にセラミックス層側に誘導する力が作用すると、インクが接着シートを通過する。 In Patent Document 1 described above, although covering the ceramic layer of the piezoelectric actuator in the adhesive sheet, microscopically, since the adhesive sheet is microvoids many actively ceramic ink as described above When the force induced in the layer side is applied, the ink passes through the adhesive sheet. その結果、セラミックス層に図7に示すような欠陥160があると、その内部にインクが浸透してしまい、従来同様の電気的短絡等の問題を招来する。 As a result, when there is a defect 160 as shown in FIG. 7 in the ceramic layer, it will be ink penetration into its inside, which lead to conventional similar electrical short circuit problems.

また、セラミックス層の欠陥は、セラミックス層を焼成処理する工程で発生するだけでなく、圧電アクチュエータをキャビティユニットに接着する工程やフレキシブルフラットケーブル等の他の部材を圧電アクチュエータ上に積層して組立てる工程でも圧電アクチュエータをキャビティユニットの圧力室に向けて押す力を作用させるため、組立てられた状態でその内部に存在するセラミックス層の欠陥を目視で確認することは困難であった。 Also, defects in the ceramic layer is not generated in the step of firing handle ceramic layer, the step of assembling by laminating other members such as steps or a flexible flat cable for bonding the piezoelectric actuator to the cavity unit on a piezoelectric actuator But for applying a force to push toward the piezoelectric actuator to the pressure chambers of the cavity unit, it is difficult to check the defect of the ceramic layer present therein in a state assembled visually. そのため、従来は、欠陥(クラック)が圧力室から個別電極の位置にまで到達するほど長く伸び、さらにインクが欠陥を通じて個別電極まで浸透し、個別電極間あるいは個別電極とコモン電極間の電気的短絡を引き起こさないと欠陥の有無が検出できなかった。 Therefore, conventionally, elongated more defects (cracks) reaches the pressure chamber to a position of the individual electrode, penetrates into the individual electrodes further ink through defects, electrical shorting between individual electrodes or between the individual electrode and the common electrode If not cause the presence or absence of a defect can not be detected. 従って、欠陥がもっと短小な状態でも検出できるようにしたいという要望があった。 Therefore, there is a desire to so defects can be detected in a more short and small state.

本発明は、上記課題を解消するものであり、圧力室の開口を覆うセラミックス層における欠陥(ヘアクラック)が短小であっても、その有無を高い精度で検出することのできるインクジェットヘッド及びその検査方法の提供を目的とするものである。 The present invention is to solve the above problems, even in the defect (hair cracks) in the ceramic layer covering the opening of the pressure chamber is short and small, the ink-jet head and the inspection can detect the presence or absence with high precision it is an object to provide a method.

前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明におけるインクジェットヘッドは、インクを吐出する複数のノズルが配置され、前記各ノズル毎に対応する複数の圧力室が平面上に開口形成されたキャビティユニットと、前記キャビティユニットの前記圧力室が開口した面に積層され、インクが充填された前記圧力室に吐出圧力を与える圧電アクチュエータと、を備えるインクジェットヘッドにおいて、前記キャビティユニットにおける前記圧電アクチュエータが積層される面は、導電性を有し、前記圧電アクチュエータには、前記複数の圧力室にわたる大きさを有する扁平形状で且つその扁平な方向と直交する方向に積層される複数のセラミックス層と、このセラミックス層の扁平な方向の面上に配置される複数の電極層とが備えられ、 To achieve the above object, an ink jet head in the invention of claim 1 is disposed a plurality of nozzles for ejecting ink, the pressure chambers corresponding to the respective nozzles are opened and formed on a plane and the cavity unit, wherein the pressure chamber of the cavity unit is stacked open face, a piezoelectric actuator providing a discharge pressure to the pressure chamber filled with ink, the ink-jet head comprising the piezoelectric actuator in said cavity unit surface to be laminated, electrically conductive, the piezoelectric actuator includes a plurality of ceramic layers stacked in a direction and perpendicular to the flat direction flat shape having a size across the plurality of pressure chambers, a plurality of electrode layers disposed on the flat direction of the surface of the ceramic layer is provided, 記セラミックス層には、前記圧力室の開口を直接覆う第1のセラミックス層と、前記第1のセラミックス層における前記圧力室と対向する面とは反対の面側に配置される1層または複数層の第2のセラミックス層と、前記第1のセラミックス層と前記第2のセラミックス層との間に介在する第3のセラミックス層とが含まれ、前記電極層には、前記第1のセラミックス層と第3のセラミックス層との間に配置され且つ前記複数の圧力室にわたって面状に形成されたクラック検査用電極の層と、前記第2のセラミックス層を挟んで対をなす駆動用電極の層とが含まれていることを特徴とするものである。 The serial ceramic layer, a first ceramic layer covering the opening of the pressure chamber directly, one or a plurality of layers arranged on the opposite side of said pressure chamber and the opposing surfaces of the first ceramic layer a second ceramic layer of the third ceramic layer interposed between the first ceramic layer and the second ceramic layer is included, in the electrode layer includes a first ceramic layer a layer of third ceramic layer disposed and the plurality of crack inspection electrodes formed on a planar over a pressure chamber between a layer of the driving electrode pairs across the second ceramic layer and it is characterized in that it contains.

また、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において、前記駆動用電極は、キャビティユニットの複数の圧力室に対応して共通に配置されたコモン電極と各圧力室毎に対応する個別電極とが前記第2のセラミックス層を挟んで構成され、前記コモン電極の層が、前記第3のセラミックス層を挟んで前記クラック検査用電極の層と対向していることを特徴とするものである。 The invention of claim 2 is an ink jet according to claim 1, wherein the driving electrode has a plurality of correspondingly to each pressure chamber and the common electrode disposed in common to the pressure chambers of the cavity unit the corresponding individual electrode is formed across the second ceramic layer, and wherein the layer of the common electrode is opposed to the layer of the crack inspection electrodes sandwiching the third ceramic layer it is intended to.

また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記クラック検査用電極は、前記コモン電極と電気的に独立して設けられ、前記圧電アクチュエータが駆動されるときに、前記クラック検査用電極は、前記コモン電極とともに接地されることを特徴とするものである。 The invention described in Claim 3 is an ink jet head according to claim 2, wherein the crack inspection electrode, the provided common electrode and electrically independent, when the piezoelectric actuator is driven the crack inspection electrode is characterized in that is grounded together with the common electrode.

また、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ヘッドにおいて、前記第1のセラミックス層は、前記第2のセラミックス層よりも、厚みが薄く設定されていることを特徴とするものである。 Further, the invention according to claim 4, in the ink-jet head according to any one of claims 1 to 3, wherein the first ceramic layer, the than the second ceramic layer, the thickness is set to be thinner it is characterized in.

また、請求項5に記載の発明は、請求項2から4のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、前記キャビティユニットは前記コモン電極と電気的に接続され、前記圧電アクチュエータが駆動されるときには、前記キャビティユニットは、前記コモン電極とともに接地されることを特徴とするものである。 Further, the invention according to claim 5, in the ink-jet head according to claim 2 to 4, wherein the cavity unit is electrically connected to the common electrode when said piezoelectric actuator is driven, the cavity unit is characterized in that is grounded together with the common electrode.

また、請求項6に記載の発明におけるインクジェットヘッドの検査方法は、インクを吐出する複数のノズルが配置され、前記各ノズル毎に対応する複数の圧力室が平面上に開口形成されたキャビティユニットと、前記キャビティユニットの前記圧力室が開口した面に積層され、インクが充填された前記圧力室に吐出圧力を与える圧電アクチュエータと、を備えるインクジェットヘッドにおいて、前記キャビティユニットにおける前記圧電アクチュエータが積層される面は、導電性を有し、前記圧電アクチュエータには、前記複数の圧力室にわたる大きさを有する扁平形状で且つその扁平な方向と直交する方向に積層される複数のセラミックス層と、このセラミックス層の扁平な方向の面上に配置される複数の電極層とが備えられ、前記セラミ The inspection method of the ink jet head in the invention of claim 6 is disposed a plurality of nozzles for ejecting ink, said cavity unit having a plurality of pressure chambers corresponding to each nozzle is opened and formed on a plane , wherein the pressure chambers of the cavity unit is stacked open face, a piezoelectric actuator providing a discharge pressure to the pressure chamber filled with ink, the ink-jet head comprising the piezoelectric actuator in said cavity unit are stacked surface is conductive, the piezoelectric actuator includes a plurality of ceramic layers stacked in a direction and perpendicular to the flat direction flat shape having a size across the plurality of pressure chambers, the ceramic layer a plurality of electrode layers disposed on a flat direction of the surface is provided, wherein the ceramic クス層には、前記圧力室の開口を直接覆う第1のセラミックス層と、前記第1のセラミックス層における前記圧力室と対向する面とは反対の面側に配置される1層または複数層の第2のセラミックス層と、前記第1のセラミックス層と前記第2のセラミックス層との間に介在する第3のセラミックス層とが含まれ、前記電極層には、前記第1のセラミックス層と第3のセラミックス層との間に配置され且つ前記複数の圧力室にわたって面状に形成されたクラック検査用電極の層と、前記第2のセラミックス層を挟んで対をなす駆動用電極の層とが含まれ、前記圧力室にインクが充填された状態で、前記クラック検査用電極と前記キャビティユニットにおける圧電アクチュエータが積層される面との間の電気的特性を測定し、前記第1のセラ The box layer, a first ceramic layer covering the opening of the pressure chamber directly, the first-layer is disposed on the opposite side of said pressure chamber and the opposing surfaces of the ceramic layer or layers a second ceramic layer, wherein the third ceramic layer interposed between the first ceramic layer and the second ceramic layer is included, in the electrode layer, the first ceramic layer and the 3 and the ceramic layer and the layer of crack testing electrodes formed on the planar over arranged and the plurality of pressure chambers between, and the layers of the driving electrode pairs across the second ceramic layer including, in a state where the ink in the pressure chamber is filled, to measure the electrical characteristics between the surface on which the piezoelectric actuator is laminated in the cavity unit and the crack inspection electrode, the first canceler ックス層にクラックがあるか否かを検査するものである。 The box layer is to check whether there is a crack.

請求項1に記載の発明によれば、キャビティユニットにおいて圧電アクチュエータが積層される面は導電性を有しているので、圧力室を直接覆う第1のセラミックス層は、前記導電性を有する面とクラック検査用電極とに挟まれており、これらの間の電気的特性は、第1のセラミックス層に欠陥が生じこの欠陥にインクが浸透することで変化する。 According to the invention described in claim 1, since the surface on which the piezoelectric actuator is stacked in the cavity unit has an electrical conductivity, a first ceramic layer covering the pressure chamber directly, and the surface having the conductive is sandwiched and crack inspection electrode, the electrical characteristics between them, the ink in this defect defect occurs in the first ceramic layer is changed by osmosis. 従って、この電気的特性の変化を測定することによって、第1のセラミックス層における欠陥の有無を検出することができる。 Thus, by measuring the change in the electrical characteristics, it is possible to detect the presence or absence of defects in the first ceramic layer. クラック検査用電極は、第2のセラミックス層を挟む駆動用電極よりも圧力室に近い位置に設けられているので、圧力室側からセラミックス層の内部に延びる欠陥が、駆動用電極に到達しない短小な欠陥であっても検出することが可能となる。 Crack inspection electrode is so provided at a position closer to the pressure chamber than the drive electrodes sandwiching the second ceramic layer, a defect extending from the pressure chamber side inside the ceramic layer, it does not reach the driving electrodes short and small even a defect can be detected.

請求項2に記載の発明によれば、コモン電極が第3のセラミックス層を挟んでクラック検査用電極と対向しているから、駆動用電極は、圧力室側からコモン電極、個別電極の順に交互に配置されている。 According to the invention described in claim 2, alternately from the common electrode faces the crack inspection electrodes sandwiching the third ceramic layer, the driving electrode, common electrode from the pressure chamber side, in the order of the individual electrodes It is located in. そして、第1のセラミックス層に生じた欠陥は、圧力室側からコモン電極に到達する前に、必ずクラック検査用電極に達するので、第1のセラミックス層の電気的特性の測定により確実に検出することができる。 The defects generated in the first ceramic layer, before reaching the common electrode from the pressure chamber side, because always reach crack inspection electrode, reliably detected by measuring the electrical characteristics of the first ceramic layer be able to.

請求項3に記載の発明によれば、クラック検査用電極とコモン電極とは、圧電アクチュエータの駆動時に、いずれも接地されるから、クラック検査用電極とコモン電極とに挟まれる第3のセラミックス層はその積層方向の上下が同電位となって電界が形成されないので、仮にインクに電気浸透現象が生じても、第3のセラミックス層によってインクの通過を阻止することができる。 According to the invention described in claim 3, the crack inspection electrodes and the common electrode, at the time of driving the piezoelectric actuator, since both are grounded, a third ceramic layer sandwiched between the crack inspection electrode and the common electrode since not formed electric field is a vertically same potential of the lamination direction, even if the cause electroosmotic phenomenon to the ink, it is possible to prevent the passage of ink by the third ceramic layer.

請求項4に記載の発明によれば、第1のセラミックス層は、駆動用電極に挟まれていないので、電気的な耐圧を考慮する必要がなく、そのため、駆動用の第2のセラミックス層よりも厚みを薄くすることができる。 According to the invention described in claim 4, the first ceramic layer, because not sandwiched by the drive electrodes, it is not necessary to consider the electrical breakdown voltage, therefore, the second ceramic layer for driving from it is also possible to reduce the thickness. 従って、セラミックス層が厚い場合には電極に到達できなかかった短小な欠陥であっても、厚みの薄い第1のセラミックス層では圧力室側から延びてクラック検査用電極に到達するので、検出感度を向上させることができる。 Therefore, even in short and small defect it took such unreachable electrode when the ceramic layer is thick, so it reaches the crack inspection electrode extends from the pressure chamber side in the thin thickness first ceramic layer, the detection sensitivity it is possible to improve the. また、第1のセラミックス層が薄いと、第1のセラミックス層を付加しても、圧電アクチュエータ全体としての大型化を抑制することができる。 Further, the first ceramic layer is thin, be added first ceramic layer, it is possible to suppress an increase in size of the entire piezoelectric actuator.

請求項5に記載の発明によれば、圧電アクチュエータが駆動されるときには、コモン電極は接地されるので、キャビティユニットのインクが静電気等に帯電しても、この静電気を、キャビティユニットにおいてインクと接する導電性材料の部分とコモン電極とを介して速やかにグランドに逃がすことができ、静電気によりインクの吐出動作が不安定になること等を防止することができる。 According to the invention described in claim 5, when the piezoelectric actuator is driven, since the common electrode is grounded, even if the ink of the cavity unit is charged with static electricity or the like, this static electricity, contact with the ink in the cavity unit through the portion of the conductive material and the common electrode can be released quickly to the ground, the ink ejection operation by the static electricity can be prevented and the like to become unstable.

請求項6に記載の発明によれば、圧力室を直接覆う第1のセラミックス層に欠陥が生じ、この欠陥にインクが浸透すると、第1のセラミックス層を挟む、キャビティユニットにおける圧電アクチュエータが積層される面と、第1のセラミックス層の上面との間の電気的特性が変化するので、この現象を利用して第1のセラミックス層における欠陥の有無を検出することができる。 According to the invention of claim 6, defects occur in the first ceramic layer covering the pressure chamber directly, when the ink in the defect penetrates, to sandwich the first ceramic layer, a piezoelectric actuator is stacked in the cavity unit a surface that, because the electrical properties between the upper surface of the first ceramic layer is changed, it is possible to detect the presence or absence of defects in the first ceramic layer by utilizing this phenomenon. すなわち、クラック検査用電極は、駆動用電極で挟まれた第2のセラミックス層よりも、圧力室に近い位置に設けられているので、圧力室側からセラミックス層の内部に延びる欠陥が、駆動用電極に到達する前の微小な状態でも検出することが可能となる。 That is, the crack inspection electrode than the second ceramic layer sandwiched between the driving electrode, since provided at a position closer to the pressure chamber, a defect extending from the pressure chamber side inside the ceramic layer, for driving it becomes possible to detect a very small state before reaching the electrode.

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 It will be described below with reference to embodiments of the present invention with reference to the drawings. 図1は本発明の実施形態のインクジェットヘッドの斜視図、図2はインクジェットヘッドの分解斜視図、図3は図1のIII−III線矢視断面図、図4は圧電アクチュエータの分解斜視図、図5は圧電アクチュエータの要部断面図、図6(a)は圧電アクチュエータとキャビティユニットとの電気的接続を示す模式的な斜視図、図6(b)は欠陥の検査を説明するための等価回路図である。 Figure 1 is a perspective view of an ink jet head of an embodiment of the present invention, FIG 2 is an exploded perspective view of an ink jet head, FIG. 3 is III-III sectional view taken along line of FIG. 1, FIG. 4 is an exploded perspective view of the piezoelectric actuator, Figure 5 is a fragmentary sectional view of the piezoelectric actuator, FIGS. 6 (a) is a schematic perspective view showing an electrical connection between the piezoelectric actuator and the cavity unit, FIG. 6 (b) equivalent for explaining the inspection of defects it is a circuit diagram.

図1は、本発明の実施形態による圧電式のインクジェットヘッド1におけるキャビティユニット20、圧電アクチュエータ21、及びフレキシブルフラットケーブル22の斜視図であり、金属板製の複数枚のプレートからなるキャビティユニット20にプレート型の圧電アクチュエータ21が接合され、このプレート型の圧電アクチュエータ21の上面に外部機器との接続のためのフレキシブルフラットケーブル22が重ね接合されている。 1, the cavity unit 20 in the inkjet head 1 of the piezoelectric type according to an embodiment of the present invention, is a perspective view of a piezoelectric actuator 21, and the flexible flat cable 22, the cavity unit 20 composed of a plurality of plates made of metal plate plate type piezoelectric actuator 21 is joined to the flexible flat cable 22 for connection with an external device on the upper surface of the piezoelectric actuator 21 of the plate type is lap joint. そして、キャビティユニット20の下面側に開口されたノズル23から、下向きにインクが吐出するものとする(図3参照)。 Then, from the nozzles 23 opened in the lower surface of the cavity unit 20, the ink is assumed to be discharged downward (see FIG. 3).

前記キャビティユニット20は、図2に示すように、ノズルプレート30、スペーサプレート31、2枚のマニホールドプレート33a、33b、サプライプレート34、ベースプレート35、及びキャビティプレート36の合計7枚の薄い板をそれぞれ接着剤にて重ね接合した構造となっている。 The cavity unit 20, as shown in FIG. 2, the nozzle plate 30, spacer plate 31,2 manifold plates 33a, 33b, a supply plate 34, a base plate 35, and the sum of the cavity plate 36 seven thin plates, respectively has a bonded structure overlaid with an adhesive.

実施形態では、各プレート30〜36は50〜150μm程度の厚さを有し、ノズルプレート30はポリイミド等の合成樹脂製で、その他のプレート31〜36は42%ニッケル合金鋼板製である。 In embodiments, each of the plates 30-36 has a thickness of about 50 to 150 [mu] m, the nozzle plate 30 is made of synthetic resin such as polyimide, other plates 31 to 36 are made of 42% nickel alloy steel plate. 前記ノズルプレート30には、微小径(25μm程度)のインク吐出用のノズル23が微小間隔で多数個穿設されている。 Wherein the nozzle plate 30, nozzle 23 for ejecting ink of small diameter (about 25 [mu] m) are large number bored at fine intervals. このノズル23は、当該ノズルプレート30における長辺方向(X方向)と平行な2列に配列されている。 The nozzle 23 is arranged in two rows parallel to the long side direction (X direction) of the nozzle plate 30.

また、前記キャビティプレート36には、図3に示すように、複数の圧力室24がキャビティプレート36の長辺(前記X方向)と平行な2列に配列されている。 Further, the cavity plate 36, as shown in FIG. 3, a plurality of pressure chambers 24 are arranged in two rows parallel to the long sides (the X direction) of the cavity plate 36. 実施形態では、前記各圧力室24は、平面視細長形状に形成され、その長手方向がキャビティプレート36の短辺方向(Y方向)に沿うようにして穿設され、長手方向の一端部がノズル23と連通し、他端部が後述する共通インク室25と連通する。 In embodiments, each of the pressure chambers 24 is formed in plan view elongated, the longitudinal direction is bored so as to be along the direction of the short side of the cavity plate 36 (Y direction), one end portion in the longitudinal direction nozzles 23 and communicating with the other end communicates with the common ink chamber 25 described later.

各圧力室24における先端部は、ベースプレート35、サプライプレート34と2枚のマニホールドプレート33a、33b、及びスペーサプレート31に穿設されている微小径の連通孔26を介して、ノズルプレート30における前記各ノズル23に連通している。 Tip of each of the pressure chambers 24, a base plate 35, a supply plate 34 and the two manifold plates 33a, 33b, and through the micro-diameter communication hole 26 which is formed in the spacer plate 31, the the nozzle plate 30 It communicates with each nozzle 23.

キャビティプレート36の下面に隣接するベースプレート35には、各圧力室24の他端部に接続する貫通孔28が穿設されている。 The base plate 35 adjacent to the lower surface of the cavity plate 36, a through hole 28 is bored to connect to the other end of each of the pressure chambers 24.

ベースプレート35の下面に隣接するサプライプレート34には、後述する共通インク室25から前記各圧力室24へインクを供給するための接続流路29が設けられる。 The supply plate 34 adjacent to the lower surface of the base plate 35, the connecting channel 29 for supplying provided an ink to the respective pressure chambers 24 from the common ink chamber 25 described later. そして各接続流路29には、共通インク室25からインクが入る入口孔と、圧力室24側(貫通孔28)に開口する出口孔と、入口孔と出口孔との間にあって、接続流路29中で最も大きな流路抵抗となるように断面積を小さくして形成された絞り部とが備えられている。 And in each connection channel 29, be between the inlet hole which the ink enters from the common ink chamber 25, an outlet hole opened to the pressure chamber 24 side (through hole 28), the inlet hole and an outlet hole, connecting channel and the greatest flow resistance and so as to the cross-sectional area smaller then throttle portion formed in 29 is provided.

2枚のマニホールドプレート33a,33bには、その長辺方向(X方向)に沿って長い2つの共通インク室25が前記ノズル23の各列に沿って延びるように板厚さを貫通して形成されている。 Two manifold plates 33a, the 33b, formed through the long side direction thickness is to extend along each column of the two common ink chamber 25 longer along the direction (X direction) of the nozzle 23 It is. すなわち、図2及び図3に示すように、2枚のマニホールドプレート33a、33bを積層し、かつその上面をサプライプレート34にて覆い、下面をスペーサプレート31にて覆うことにより、合計2つの共通インク室(マニホールド室)25が密閉状に形成される。 That is, as shown in FIGS. 2 and 3, two manifold plates 33a, 33b are stacked, and covering the upper surface thereof at the supply plate 34, by covering the lower surface with the spacer plate 31, a total of two common ink chambers (manifold chambers) 25 are formed in a closed shape. 各共通インク室25は、各プレートの積層方向から平面視したときに、前記圧力室24の一部と重なって圧力室24の列方向(ノズル23の列方向)に沿って長く延びている。 Each common ink chamber 25, when viewed in plan from the stacking direction of the plates, and extending long in the column direction (column direction of the nozzle 23) of the pressure chamber 24 overlaps a portion of the pressure chamber 24. 接続流路29の一端は共通インク室25に他端は連通孔26を介して圧力室24にそれぞれ連通している。 One end of the connecting channel 29 and the other end to the common ink chamber 25 is communicated respectively with the pressure chamber 24 through the communication hole 26.

また、図2に示すように、キャビティプレート36、ベースプレート35、及びサプライプレート34の一方の短辺側の端部には、上下の位置を対応させて、それぞれ2つのインク供給口40が穿設されている。 Further, as shown in FIG. 2, a cavity plate 36, the one end portion of the short side of the base plate 35 and supply plate 34, the upper and lower position in correspondence, each of the two ink supply ports 40 are bored It is. インク供給源からのインクが、これらインク供給口40から共通インク室25の一端部に連通するようになっている。 Ink from the ink supply source is adapted to communicate these ink supply ports 40 at one end of the common ink chamber 25. また、インク供給口40には、フィルタ体40aが接着剤等で貼着されている。 Further, the ink supply port 40, the filter body 40a is adhered with an adhesive or the like.

インク供給口40からノズル23に至るインク流通路では、インクは、インク供給口40からインク供給チャンネルとしての共通インク室25に供給された後、図3に示すように、サプライプレート34の接続流路29及びベースプレート35の貫通孔28を経由して各圧力室24に分配供給される。 The ink circulation path extending from the ink supply port 40 to the nozzle 23, the ink after being supplied to the common ink chamber 25 as an ink supply channel from the ink supply port 40, as shown in FIG. 3, connecting flow of the supply plate 34 via the through-hole 28 of the road 29 and the base plate 35 the pressure chambers is distributed to 24. そして、インクは各圧力室24内から前記連通孔26を通って、その圧力室24に対応するノズル23に至るという構成になっている。 Then, the ink has a configuration that through the communication hole 26 from the pressure chamber 24, to the nozzle 23 corresponding to the pressure chamber 24.

一方、前記圧電アクチュエータ21には、特開平4−341853号公報等に開示された公知のものと同様に、複数の圧力室にわたる大きさを有する扁平形状で且つその扁平な方向と直交する方向に積層される複数のセラミックス層と、この複数のセラミックス層の扁平な方向の面上に配置される複数の電極層とが備えられている。 On the other hand, the piezoelectric actuator 21, similar to the known ones disclosed in Japanese Patent Laid-Open 4-341853 discloses the like, and in the direction perpendicular to the flat direction flat shape having a size over a plurality of pressure chambers a plurality of ceramic layers stacked, and a plurality of electrode layers disposed on the flat direction of the surface of the plurality of ceramic layers are provided. ここでは、セラミックス粉末、バインダ、溶剤を混合したものを1枚の厚さが30μm程度になるように扁平に成形したグリーンシートの複数枚のうち適数枚のシート面に導電性ペーストで電極層を印刷法等によって形成し、その複数枚のグリーンシートを積層して焼成することで、圧電アクチュエータ21を形成している。 Here, the ceramic powder, the binder, the electrode layer with a conductive paste to the number of sheets surface suitable among the plurality of green sheets where the thickness of one sheet obtained by mixing a solvent was formed as flattened is about 30μm It was formed by a printing method or the like and fired by laminating the plurality of green sheets to form a piezoelectric actuator 21. これにより、各グリーンシートは、焼結体のセラミックス層となる。 As a result, each green sheet is a ceramic layer of the sintered body. このセラミックス層としては、圧力室の開口を直接覆うように最も下面(キャビティユニット20)側に配置される第1のセラミックス層41と、第1のセラミックス層41の上面に重ねられる第3のセラミックス層43と、その上面に重ねられる複数層の第2のセラミックス層42と、第2のセラミックス層のうちの最上層の上面に重ねられる複数層の第4のセラミックス層44とが設けられている。 As the ceramic layer, the first ceramic layer 41 which is disposed closest to the lower surface (the cavity unit 20) side so as to cover the openings of the pressure chambers directly, a third ceramic superimposed on the upper surface of the first ceramic layer 41 a layer 43, a second ceramic layer 42 of the multiple layers to be overlaid on the upper surface, and a fourth ceramic layer 44 of the multiple layers to be overlaid on the upper surface of the uppermost layer of the second ceramic layer is provided . この実施形態では、第2のセラミックス層42が4層、第4のセラミックス層44が3層設けられているが、第2、第4のセラミックス層42、44は、いずれも1層であってもよい。 In this embodiment, the second ceramic layer 42 is four layers, although the fourth ceramic layer 44 is provided three-layer, the second, fourth ceramic layers 42 and 44 are all of a single layer it may be.

電極層としては、第1のセラミックス層41と第3のセラミックス層43との間に形成されるクラック検査用電極51の層と、第2のセラミックス層42を挟んで対をなす駆動用電極の層と、最上面に配置されフレキシブルフラットケーブル22と電気的に接続される表面電極46の層とが設けられている。 As the electrode layer, a layer of crack inspection electrode 51 formed between the first ceramic layer 41 and the third ceramic layer 43, the driving electrode pairs across the second ceramic layer 42 a layer, a layer of the surface electrode 46 connected is disposed on the top surface to the flexible flat cable 22 electrically is provided.

駆動用電極は、図4に示すように、個別電極52とコモン電極53の対であり、個別電極52は各圧力室24に対応した箇所毎に細幅で圧電アクチュエータ21の長辺方向(X方向)に沿って列状に配置され、コモン電極53はすべての圧力室を覆ってこれらに共通に対応するように配置されている。 Driving electrodes, as shown in FIG. 4, a pair of individual electrodes 52 and the common electrode 53, the long side direction of the piezoelectric actuator 21 at the narrow individual electrodes 52 each position corresponding to the pressure chambers 24 (X are arranged in a row along the direction), it is arranged so as to correspond commonly to the common electrode 53 covers all of the pressure chambers. コモン電極53は、キャビティユニット20のキャビティプレート36と電気的に接続する(後述する)ために、セラミックス層の端縁にまで延設されて、圧電アクチュエータ21の側面に引き出されている。 The common electrode 53, in order to connect electrically to the cavity plate 36 of the cavity unit 20 (described later), extends to the edge of the ceramic layer, is drawn to the side face of the piezoelectric actuator 21. この実施形態では、第3のセラミックス層43と第2のセラミックス層42との間、換言すれば、図5に示すように、4層ある第2のセラミックス層42のうちの最下層の第2のセラミックス層の下面側にコモン電極53の層が配置されて、これより上方に、個別電極52の層とコモン電極53の層とが、第2のセラミックス層42を挟んで交互に配置されている。 In this embodiment, between the third ceramic layer 43 and the second ceramic layer 42, in other words, as shown in FIG. 5, the second lowermost layer of the second ceramic layer 42 with four layers lower surface side is disposed a layer of the common electrode 53 on the ceramic layer, which from above, a layer of the layer and the common electrode 53 of the individual electrodes 52, are arranged alternately across the second ceramic layer 42 there. そして、圧電アクチュエータ21の駆動時には、コモン電極53が接地され、個別電極52に駆動パルス信号が印加される。 At the time of driving the piezoelectric actuator 21, the common electrode 53 is grounded, the drive pulse signal is applied to the individual electrode 52.

クラック検査用電極51は、面状の電極を、第1のセラミックス層41の上面に配置したものであり、ここでは、図4に示すように、全部の圧力室を覆うように形成され、検査用端子56を、圧電アクチュエータ21の一方の短辺寄りに設けている。 Crack inspection electrodes 51, the planar electrode, which is arranged on the upper surface of the first ceramic layer 41, here, as shown in FIG. 4, is formed so as to cover the whole of the pressure chamber, inspection the use terminal 56 is provided on one short side toward the piezoelectric actuator 21. クラック検査用電極51は、検査用端子56の部分を除き、コモン電極と略同じパターンに形成されている。 Crack testing electrode 51, except for the portion of the test terminals 56 are formed in a substantially same pattern as a common electrode. そして、検査用端子56は、導電性材料が充填されスルーホール57を介して表面電極46(46c)に接続している。 Then, terminals for inspection 56, the conductive material is connected to the surface electrode 46 (46c) through a through hole 57 is filled.

表面電極46は、図1、図4及び図5に示すように、最上層に配置された第4のセラミックス層44の上面に設けられており、積層方向に対応する前記個別電極52の各々に対して電気的に接続される表面電極46aと、前記コモン電極53に対して電気的に接続される表面電極46bと、クラック検査用電極51の検査用端子56と電気的に接続される表面電極46cとが設けられている。 Surface electrode 46, as shown in FIGS. 1, 4 and 5, is provided on the upper surface of the fourth ceramic layer 44 disposed on the uppermost layer, each of the individual electrodes 52 corresponding to the stacking direction and the surface electrode 46a is electrically connected for the and the surface electrode 46b which is electrically connected to the common electrode 53, the inspection terminals 56 electrically connected to the surface electrodes of the crack inspection electrodes 51 and 46c are provided. 個別電極52と表面電極46aとの接続、及びコモン電極53と表面電極46bとの接続は、図4に示すように、導電性部材を充填したスルーホール58及び個別電極52とコモン電極53とのそれぞれに対応して設けられたダミー電極とによって行っているが、この他に、圧電アクチュエータ21の側面に積層方向(上下方向)に延びる側面電極を形成してこの側面電極で接続してもよい。 Connection between the individual electrode 52 and the surface electrodes 46a, and the connection between the common electrode 53 and the surface electrode 46b, as shown in FIG. 4, through holes 58 and the individual electrodes 52 were filled with a conductive member and the common electrode 53 are performed by the dummy electrodes provided corresponding to each of the addition, by forming the side electrodes extending in the lamination direction (vertical direction) on the side surface of the piezoelectric actuator 21 may be connected with this side electrodes . なお、図4及び図5に示す各電極層の配置パターンは、一例であって、これに限定するものではない。 The arrangement pattern of the electrode layer shown in FIGS. 4 and 5, an example, not limited thereto.

このように電極層が設けられた圧電アクチュエータ21では、公知のように個別電極52とコモン電極53との間に高電圧を印加することで、両電極に挟まれたセラミックス層の部分が分極され、活性部として形成される。 In the piezoelectric actuator 21 thus electrode layer is provided, by applying a high voltage between the individual electrodes 52 and the common electrode 53 in a known manner, the portion of the ceramic layer sandwiched both electrodes are polarized It is formed as an active section. そして、インクを吐出させる圧力室に対応する個別電極52とコモン電極53との間に駆動電圧を印加すると、対応する活性部が変形し、圧力室の容積を変化させる。 Then, when a drive voltage is applied between the individual electrodes 52 and the common electrode 53 corresponding to the pressure chamber to eject ink, corresponding active portions of the deformed, changing the volume of the pressure chamber. 第4のセラミックス層44は3層設けられているが、これらは駆動用電極(個別電極52とコモン電極53)に挟まれていないから、前述した高電圧が印加されても、活性部が形成されない。 Although the fourth ceramic layer 44 is provided three-layer, because they are not sandwiched by the drive electrodes (individual electrodes 52 and the common electrode 53), it is applied a high voltage as described above, the active part forming not. すなわち、第4のセラミックス層44は、圧電アクチュエータ21の駆動時には変形しないで、前記活性部の変形を圧力室24側に効率よく生じさせるための拘束部として作用する。 That is, the fourth ceramic layer 44 is not deformed at the time of driving the piezoelectric actuator 21, it acts as a restraint portion for generating efficient deformation of the active portion into the pressure chamber 24 side.

この圧電アクチュエータ21はキャビティユニット20の上面に、第1のセラミックス層41が圧力室24と対面するように接着固定される。 The piezoelectric actuator 21 on the upper surface of the cavity unit 20, the first ceramic layer 41 is adhesively fixed so as to face the pressure chamber 24. 接着剤には、耐インク性に優れたシート状の接着剤(図示せず)が用いられる。 The adhesive, ink resistance excellent sheet adhesive (not shown) is used. そして、接着固定されたキャビティユニット20と圧電アクチュエータ21とは、図3及び図6に示すように、圧電アクチュエータ21の側面に引き出されたコモン電極53と金属製のキャビティプレート36とが、導電性部材59によって電気的に接続される。 Then, a cavity unit 20 and the piezoelectric actuator 21 that is adhered and fixed, as shown in FIGS. 3 and 6, and a cavity plate 36 side in pulled-out common electrode 53 and the metal of the piezoelectric actuator 21, conductive It is electrically connected by member 59. キャビティユニット20の内部のインクは、静電気等により帯電する場合があるが、圧電アクチュエータ21の駆動時には、コモン電極53は接地されるので、静電気はキャビティユニット20、導電性部材59及びコモン電極53を介してグランドに速やかに逃がされる。 The ink of the cavity unit 20 is sometimes charged by static electricity or the like, at the time of driving the piezoelectric actuator 21, since the common electrode 53 is grounded, static electricity cavity unit 20, a conductive member 59 and the common electrode 53 It is promptly released to the ground through. 導電性部材59としては、導電性ペーストを用いており、圧電アクチュエータ21の外周のいずれか1箇所に配置すればよい。 As the conductive member 59, and a conductive paste, it may be arranged in any one position of the outer periphery of the piezoelectric actuator 21. なお、クラック検査用電極51は、導電性部材59が設けられている位置では、キャビティユニット20の側面まで延出されておらず、クラック検査用電極51と導電性部材59とは電気的に接続されていない。 Incidentally, the crack inspection electrode 51 is at the position where the conductive member 59 is provided, not extend to the side surface of the cavity unit 20, electrically connected to the crack inspection electrode 51 and the conductive member 59 It has not been.

なお、この実施形態では、コモン電極53の層を3層設けているが、これら3層のコモン電極53は、電気的に接続されているので、キャビティプレート36は、必ずしも最もキャビティユニット20に近いコモン電極53の層と接続するように構成しなくてもよく、いずれかの層のコモン電極53と接続していればよい。 In this embodiment, although a layer of the common electrode 53 three layers, the common electrodes 53 of these three layers, since they are electrically connected, a cavity plate 36, close to the necessarily most cavity unit 20 it may not be configured to connect with a layer of the common electrode 53, need only be connected to the common electrode 53 of one of the layers.

また、本実施形態は、キャビティプレート36が金属製で導電性を有している形態であるためこのキャビティプレート36とコモン電極53とを接続したが、キャビティユニット20における圧電アクチュエータ21が積層される面に導電性を有する薄膜が形成される形態や、キャビティユニット20と圧電アクチュエータ21との間に導電性を有するプレート(またはシート)が介挿される形態等の場合には、その導電性を有する部材とコモン電極53とを電気的に接続してもよい。 Further, this embodiment has a cavity plate 36 has coupling the cavity plate 36 and the common electrode 53 for the form which has conductivity by metallic, the piezoelectric actuator 21 are stacked in the cavity unit 20 form a thin film having conductivity on the surface is formed and, in the case of a form such that the plate (or sheet) is interposed having conductivity between the cavity unit 20 and the piezoelectric actuator 21 has its conductivity the member and the common electrode 53 may be electrically connected.

次に、このように構成されたインクジェットヘッド1に対して、インクと接する第1のセラミックス層41に欠陥(ヘアクラック)が発生しているか否かを検査する検査方法について説明する。 Next, the inkjet head 1 configured as described above, the inspection method defective first ceramic layer 41 (hair cracks) checks whether occurring in contact with the ink will be described. 検査は、キャビティユニット20と圧電アクチュエータ21とフレキシブルフラットケーブル22とが接合されたインクジェットヘッド1が、インクジェットプリンタ等の本体に接続される前で、且つインクタンクからインクジェットヘッド1へインクを供給するための流路部材をインクジェットヘッド1に接続しそのインクジェットヘッドにインクを充填した状態で行う。 Examination, the ink-jet head 1 and the cavity unit 20 and the piezoelectric actuator 21 and the flexible flat cable 22 is bonded is, before being connected to the main body of an ink jet printer, and the ink for supplying the ink tank to the ink jet head 1 performing a channel member in a state connected to the inkjet head 1 filled with ink to the ink jet head.

検査に際しては、クラック検査用電極51とキャビティプレート36との間で、電気的特性である抵抗値を計測する。 In tests, with the crack inspection electrodes 51 and the cavity plate 36, to measure the resistance value is an electrical property. 具体的には、クラック検査用電極51の検査用端子56が、表面電極46cを介して、またキャビティプレート36が導電部材59、コモン電極53、表面電極46bを介してフレキシブルフラットケーブル22上に形成された配線パターンにそれぞれ接続されているので、検査用端子56及びコモン電極53に対応するフレキシブルフラットケーブル22の各端子の間で、絶縁抵抗計で絶縁抵抗値を計測する。 Specifically, the terminals for inspection 56 of the crack inspection electrodes 51, via the surface electrodes 46c, also formed on the flexible flat cable 22 cavity plate 36 is a conductive member 59, the common electrode 53 via the surface electrodes 46b because it is connected to the a wiring pattern, between the respective terminals of the flexible flat cable 22 corresponding to terminals for inspection 56 and the common electrode 53, to measure the insulation resistance in the insulation resistance meter. 前述したように、検査時にはキャビティユニット20にインクが充填されているので、インクジェットヘッド1の第1のセラミックス層41において、圧力室24から積層方向に延びる欠陥(ヘアクラック)が生じていると、この欠陥にインクが浸透する。 As described above, since the ink is filled in the cavity unit 20 at the time of inspection, in the first ceramic layer 41 of the ink-jet head 1, a defect extending from the pressure chamber 24 in the stacking direction (hair cracks) occurs, ink to penetrate to this defect. キャビティプレート36とクラック検査用電極51とは電気的に独立しており、また各セラミックス層41,42,43は、いずれも静電容量C(41),C(42)、C(43)を有しているので、前記欠陥がなければ、キャビティプレート36とクラック検査用電極51とは、図6(b)に示すように、第1のセラミックス層41の静電容量C(41)だけを介して接続された状態となり、抵抗値(R1)を測定してもその値は無限大となる。 The cavity plate 36 and the crack testing electrodes 51 are electrically independent, and each ceramic layer 41, 42 and 43 are both capacitive C (41), C (42), C (43) since it has, if there is the defect, the cavity plate 36 and the crack inspection electrode 51, as shown in FIG. 6 (b), only the electrostatic capacitance C of the first ceramic layer 41 (41) becomes connected state via its value resistance value (R1) be measured it is infinite. ところが、欠陥にインクが浸透すると、キャビティプレート36とクラック検査用電極51との間はインクによって導通するので抵抗値(R1)が大幅に低下する。 However, when the ink in the defect penetrates, the resistance value because between the cavity plate 36 and the crack inspection electrode 51 conducts the ink (R1) is greatly reduced. 従って、この抵抗値(R1)を測定することで、第1のセラミックス層41にインクが浸透して導通を引き起こす欠陥が存在するか否かを検査することができるのである。 Thus, by measuring the resistance (R1), it is possible to ink in the first ceramic layer 41 checks whether the defect causing conduction penetrate there.

上記クラック検査用電極51は、欠陥の検出を広範囲に行うために、コモン電極53と略同じパターンの広幅状に形成されているので、クラック検査用電極51を省略して、コモン電極53とキャビティプレート36との間で電気的特性を測定して、圧力室24から上方に延びる欠陥を検査することも可能である。 Said crack inspection electrode 51, in order to detect the defect extensively and is formed in the wide shape of substantially the same pattern as the common electrode 53, by omitting the crack inspection electrodes 51, the common electrode 53 and the cavity by measuring the electrical properties between the plates 36, it is possible to inspect a defect extending upward from the pressure chamber 24. ところが、本実施形態では、静電気による破壊の防止対策として、インクに接するキャビティプレート36をコモン電極53と接続して接地しているため、インクジェットヘッド1の欠陥の検査を行う段階では、図6(b)に示すように、キャビティプレート36とコモン電極53とは、若干の抵抗(R(59))を有するものの導電性部材59によって常に電気的に接続されている。 However, in this embodiment, as measures to prevent destruction due to static electricity, because of the ground cavity plate 36 in contact with the ink by connecting the common electrode 53, in the step of inspecting the defect of the ink-jet head 1, FIG. 6 ( as shown in b), the cavity plate 36 and the common electrode 53, is always electrically connected by a conductive member 59 having a slight resistance (R (59)). そのため、コモン電極53を欠陥の検査に利用することができないので、クラック検査用電極51を設けることが必要となるのである。 Therefore, it is not possible to use the common electrodes 53 for inspection of the defect, it become necessary to provide a crack inspection electrode 51.

上記検査によって第1のセラミックス層41に欠陥が生じていると判定されたインクジェットヘッド1は、不良品として製造工程から除外される。 Ink-jet head 1 of defects in the first ceramic layer 41 by the inspection is determined to have occurred are excluded from the manufacturing process as a defective product. これにより、電気的短絡を招くような欠陥(クラック)が存在しない圧電アクチュエータ21を有するインクジェットヘッド1を良品として選別し、インクジェットプリンタ等の本体に接続して搭載することができるので、製造工程の効率化を図ることができる。 Thus, the inkjet head 1 having a piezoelectric actuator 21 that defects that cause electrical shorts (cracking) is not present sorted as defective, it is possible to mount connected to the body such as an ink jet printer, the manufacturing process it is possible to improve the efficiency. なお、キャビティプレート36とクラック検査用電極51との間では、電気的特性として抵抗値を測定するだけではなく、必要に応じて静電容量等を測定してもよい。 In addition, between the cavity plate 36 and the crack inspection electrode 51, not only to measure the resistance value as electric characteristics, may measure the capacitance or the like, if necessary.

また、第1のセラミックス層41は、駆動用には用いられないため電気的な耐圧を考慮する必要がないので、駆動用に用いる第2のセラミックス層42よりも積層方向の厚みを薄くすることができる。 The first ceramic layer 41, since there is no need to consider the electrical breakdown voltage for not used for driving, it than the second ceramic layer 42 is used for driving to reduce the thickness of the lamination direction can. 従って、セラミックス層の厚みが厚い場合に比べて、圧力室24側からセラミックス層の積層方向に延びる欠陥が短小な欠陥であっても、クラック検査用電極51に到達し易いので、欠陥の検出感度を向上させるという効果を奏する。 Therefore, as compared with the case where the thickness of the ceramic layer is thick, even defect defect is short and small extending in the stacking direction of the ceramic layer from the pressure chamber 24 side, because it is easy to reach the crack inspection electrodes 51, the detection sensitivity of the defect an effect of improving.

また、検査が終了して本体に取り付けられたインクジェットヘッド1では、クラック検査用電極51とコモン電極53とは電気的に接続される。 Further, in the inkjet head 1 attached to the body inspection is completed, the crack inspection electrode 51 and the common electrode 53 are electrically connected. 具体的には、フレキシブルフラットケーブル22が接続される本体側の印刷配線基板上で、その両電極に対応する端子が電気的に接続するように構成される。 Specifically, the main unit side of the printed circuit board to the flexible flat cable 22 is connected, configured so that the terminal corresponding to the two electrodes are electrically connected. また、フレキシブルフラットケーブル22上で両電極に対応する端子どおしを導線で短絡させるように構成することもできる。 It is also possible to configure the terminal etc. pushing corresponding to the electrodes on the flexible flat cable 22 so as to short-circuit in wire. したがって、圧電アクチュエータ21の駆動時には、クラック検査用電極51もコモン電極53と同様に接地されることになる。 Therefore, when driving of the piezoelectric actuator 21, so that the crack inspection electrode 51 is also grounded in the same manner as the common electrode 53. これにより、万一、インクが静電気に帯電し、電気浸透現象によってセラミックス層側に浸透することがあっても、第3のセラミックス層43を挟んで配置されるクラック検査用電極51とコモン電極53との間が同電位となって電界が形成されないので、第3のセラミックス層43で電気浸透現象によるインクの移動を食い止め、これより上方にインクが浸透することを阻止することができる。 Thus, any chance, the ink is electrostatically charged, even to penetrate the ceramic layer side by electro-osmosis phenomenon, third crack inspection electrode 51 that sandwich the ceramic layer 43 and the common electrode 53 since no electric field is formed is the same electric potential between the can with a third ceramic layer 43 stemmed movement of the ink by electroosmotic phenomenon, which the ink upward prevents the penetration.

本発明の実施形態のインクジェットヘッドの斜視図である。 It is a perspective view of an ink jet head of an embodiment of the present invention. インクジェットヘッドの分解斜視図である。 It is an exploded perspective view of an ink jet head. 図1のIII −III 線矢視断面図である。 It is a III -III sectional view taken along line of FIG. 圧電アクチュエータの分解斜視図である。 It is an exploded perspective view of the piezoelectric actuator. 圧電アクチュエータの要部断面図である。 It is a fragmentary cross-sectional view of a piezoelectric actuator. (a)は圧電アクチュエータとキャビティユニットとの電気的接続を示す模式的な斜視図、(b)は欠陥の検査を説明するための等価回路図である。 (A) is a schematic perspective view showing an electrical connection between the piezoelectric actuator and the cavity unit, (b) is an equivalent circuit diagram for explaining the inspection of defects. 従来のインクジェットヘッドを説明する縦断面図である。 It is a longitudinal sectional view illustrating a conventional ink jet head.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 インクジェットヘッド20 キャビティユニット21 圧電アクチュエータ22 フレキシブルフラットケーブル23 ノズル24 圧力室36 キャビティプレート41 第1のセラミックス層42 第2のセラミックス層43 第3のセラミックス層44 第4のセラミックス層46 表面電極51 クラック検査用電極52 個別電極53 コモン電極56 検査用端子 1 ink jet head 20 cavity unit 21 piezoelectric actuator 22 flexible flat cable 23 nozzle 24 the pressure chamber 36 the cavity plate 41 first ceramic layer 42 second ceramic layer 43 third ceramic layer 44 fourth ceramic layer 46 surface electrode 51 crack inspection electrodes 52 individual electrode 53 common electrode 56 terminals for inspection

Claims (6)

  1. インクを吐出する複数のノズルが配置され、前記各ノズル毎に対応する複数の圧力室が平面上に開口形成されたキャビティユニットと、 Are arranged a plurality of nozzles for ejecting ink, and the cavity unit having a plurality of pressure chambers corresponding to the respective nozzles are opened and formed on a plane,
    前記キャビティユニットの前記圧力室が開口した面に積層され、インクが充填された前記圧力室に吐出圧力を与える圧電アクチュエータと、を備えるインクジェットヘッドにおいて、 Wherein said pressure chamber of the cavity unit is stacked open face, a piezoelectric actuator ink gives discharge pressure to the pressure chamber which is filled in the ink-jet head comprising a
    前記キャビティユニットにおける前記圧電アクチュエータが積層される面は、導電性を有し、 Surface on which the piezoelectric actuator in said cavity unit are stacked is electrically conductive,
    前記圧電アクチュエータには、前記複数の圧力室にわたる大きさを有する扁平形状で且つその扁平な方向と直交する方向に積層される複数のセラミックス層と、このセラミックス層の扁平な方向の面上に配置される複数の電極層とが備えられ、 Wherein the piezoelectric actuator includes a plurality of ceramic layers stacked in a direction and perpendicular to the flat direction flat shape having a size across the plurality of pressure chambers, disposed on the flat direction of the surface of the ceramic layer a plurality of electrode layers being are provided,
    前記セラミックス層には、前記圧力室の開口を直接覆う第1のセラミックス層と、前記第1のセラミックス層における前記圧力室と対向する面とは反対の面側に配置される1層または複数層の第2のセラミックス層と、前記第1のセラミックス層と前記第2のセラミックス層との間に介在する第3のセラミックス層とが含まれ、 Wherein the ceramic layer comprises a first ceramic layer covering the opening of the pressure chamber directly, one or a plurality of layers arranged on the opposite side of said pressure chamber and the opposing surfaces of the first ceramic layer It contains a second ceramic layer of a third ceramic layer interposed between the first ceramic layer and the second ceramic layer,
    前記電極層には、前記第1のセラミックス層と第3のセラミックス層との間に配置され且つ前記複数の圧力室にわたって面状に形成されたクラック検査用電極の層と、前記第2のセラミックス層を挟んで対をなす駆動用電極の層とが含まれていることを特徴とするインクジェットヘッド。 The electrode layer is a layer of crack testing electrodes formed on the planar over arranged and the plurality of pressure chambers between said first ceramic layer and the third ceramic layer, said second ceramic ink jet head is characterized in that it contains the a layer of the driving electrode pairs across the layers.
  2. 前記駆動用電極は、キャビティユニットの複数の圧力室に対応して共通に配置されたコモン電極と各圧力室毎に対応する個別電極とが前記第2のセラミックス層を挟んで構成され、 The driving electrode is configured by sandwiching a plurality individual electrodes and said second ceramic layer corresponding to each common electrode and each of the pressure chambers arranged in common corresponding to the pressure chambers of the cavity unit,
    前記コモン電極の層が、前記第3のセラミックス層を挟んで前記クラック検査用電極の層と対向し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 layers of the common electrodes, the ink-jet head according to claim 1, characterized in that it is a layer facing the third ceramic layer interposed therebetween wherein the cracking test electrodes.
  3. 前記クラック検査用電極は、前記コモン電極と電気的に独立して設けられ、前記圧電アクチュエータが駆動されるときに、前記クラック検査用電極は、前記コモン電極とともに接地され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。 Wherein said crack inspection electrode, the provided common electrode and electrically independent, when the piezoelectric actuator is driven, the crack inspection electrode is characterized by being grounded along with the common electrode the inkjet head according to claim 2.
  4. 前記第1のセラミックス層は、前記第2のセラミックス層よりも、厚みが薄く設定されている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ヘッド。 The first ceramic layer, the than the second ceramic layer, the ink-jet head according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the thickness is set to be thinner.
  5. 前記キャビティユニットは前記コモン電極と電気的に接続され、前記圧電アクチュエータが駆動されるときには、前記キャビティユニットは、前記コモン電極とともに接地されることを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載のインクジェットヘッド。 It said cavity unit is connected to the common electrode and electrically, when said piezoelectric actuator is driven, the cavity unit, according to claim 2 4, characterized in that it is grounded together with the common electrode the ink-jet head of.
  6. インクを吐出する複数のノズルが配置され、前記各ノズル毎に対応する複数の圧力室が平面上に開口形成されたキャビティユニットと、 Are arranged a plurality of nozzles for ejecting ink, and the cavity unit having a plurality of pressure chambers corresponding to the respective nozzles are opened and formed on a plane,
    前記キャビティユニットの前記圧力室が開口した面に積層され、インクが充填された前記圧力室に吐出圧力を与える圧電アクチュエータと、を備えるインクジェットヘッドにおいて、 Wherein said pressure chamber of the cavity unit is stacked open face, a piezoelectric actuator ink gives discharge pressure to the pressure chamber which is filled in the ink-jet head comprising a
    前記キャビティユニットにおける前記圧電アクチュエータが積層される面は、導電性を有し、 Surface on which the piezoelectric actuator in said cavity unit are stacked is electrically conductive,
    前記圧電アクチュエータには、前記複数の圧力室にわたる大きさを有する扁平形状で且つその扁平な方向と直交する方向に積層される複数のセラミックス層と、このセラミックス層の扁平な方向の面上に配置される複数の電極層とが備えられ、 Wherein the piezoelectric actuator includes a plurality of ceramic layers stacked in a direction and perpendicular to the flat direction flat shape having a size across the plurality of pressure chambers, disposed on the flat direction of the surface of the ceramic layer a plurality of electrode layers being are provided,
    前記セラミックス層には、前記圧力室の開口を直接覆う第1のセラミックス層と、前記第1のセラミックス層における前記圧力室と対向する面とは反対の面側に配置される1層または複数層の第2のセラミックス層と、前記第1のセラミックス層と前記第2のセラミックス層との間に介在する第3のセラミックス層とが含まれ、 Wherein the ceramic layer comprises a first ceramic layer covering the opening of the pressure chamber directly, one or a plurality of layers arranged on the opposite side of said pressure chamber and the opposing surfaces of the first ceramic layer It contains a second ceramic layer of a third ceramic layer interposed between the first ceramic layer and the second ceramic layer,
    前記電極層には、前記第1のセラミックス層と第3のセラミックス層との間に配置され且つ前記複数の圧力室にわたって面状に形成されたクラック検査用電極の層と、前記第2のセラミックス層を挟んで対をなす駆動用電極の層とが含まれ、 The electrode layer is a layer of crack testing electrodes formed on the planar over arranged and the plurality of pressure chambers between said first ceramic layer and the third ceramic layer, said second ceramic includes a layer of the driving electrode pairs across the layer,
    前記圧力室にインクが充填された状態で、前記クラック検査用電極と前記キャビティユニットにおける圧電アクチュエータが積層される面との間の電気的特性を測定し、前記第1のセラミックス層にクラックがあるか否かを検査するインクジェットヘッドの検査方法。 In a state where ink is filled in the pressure chamber, the measured electrical characteristic between the surface on which the piezoelectric actuator is laminated with crack inspection electrode in the cavity unit, there is a crack in the first ceramic layer method of inspecting an ink jet head for checking whether.
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