JP3468279B2 - 圧電振動子ユニットの製造方法 - Google Patents

圧電振動子ユニットの製造方法

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    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、伸縮軸方向に平行
に内部電極が積層形成された圧電振動子ユニット、より
詳細には内部電極の構造、及びインクジェット式記録ヘ
ッドに関する。 【0002】 【従来の技術】縦振動モードの圧電振動子を使用したイ
ンクジェット式記録ヘッドは、特開平4-1052号公報に見
られるように、複数のノズルを穿設したノズルプレート
の背面に狭い間隙をおいて弾性板を配設し、さらに弾性
板の背面に流路形成基板の各圧力発生室に対応するよう
分割した圧電定数d31の圧電振動子を当接させて構成
し、リサーバからのインクをインク供給口を経由させて
圧力発生室に導いた上で、ここのインクを記録信号に応
じて駆動させた圧電振動子により加圧してインク滴とし
てノズル開口から吐出させるようにしたものである。 【0003】このような圧電振動子は、例えば特開平7-
195688号公報に見られるように共通内部電極と、個別内
部電極とを圧電材料を介してサンドイッチ状に積層し、
共通内部電極を固定端側の後端面に、また個別内部電極
を自由端側の先端面に露出させた1枚の圧電振動板を、
両端にダミーの圧電振動子を、また中央部に駆動用圧電
振動子を、非振動領域が連続するように歯割して構成さ
れている。駆動用圧電振動子の個別内部電極とは先端面
から各駆動用圧電振動子の非振動領域に延びるセグメン
ト電極を、共通内部電極とは後端面からダミーの圧電振
動子の非振動領域に延びるコモン電極を形成し、セグメ
ント電極とコモン電極にフレキシブケーブルが接続され
ている。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】このため、圧電振動板
にはセグメント電極となる先端面から表面に延びる第1
の導電層と、後端面から表面に延び、かつ第1の導電層
とは分離した第2の導電層の形成を必要として、導電層
形成に手間が掛かるという問題がある。本発明はこのよ
うな問題に鑑みてなされたものであって、その目的とす
るところは、先端面と表面との2面だけに形成された共
通の導電層によりセグメント電極、及びコモン電極を形
成することができる圧電振動子ユニットの製造方法を提
案することである 【0005】 【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、駆動用圧電振動子の形成領
域では非振動領域と振動領域との境界で分断されて先端
面と後端面とに露出し、またダミーの圧電振動子を形成
する領域では前記先端面から前記後端面まで連続し、か
つ前記先端面と前記後端面とに露出する第1の導電層
と、前記駆動用圧電振動子の形成領域では後端面にのみ
露出し、また前記ダミーの圧電振動子を形成する領域で
は前記先端面から前記後端面まで連続し、かつ前記先端
面と前記後端面とに露出する第2の導電層とを圧電材料
層を介して形成して圧電材料板を形成する工程と、前記
圧電材料板の前記先端面から一方の表面の前記非振動領
域まで導電層を形成する工程と、前記圧電材料板の前記
非振動領域を固定基板に固定して、前記先端面から前記
導電層を相互に分離できる領域までスリットを形成して
ダミーの圧電振動子と駆動用圧電振動子とに歯割する工
程と、を備える。 【0006】 【作用】共通内部電極に接続するコモン電極と、個別内
部電極に接続するセグメント電極とを、先端面から非振
動領域まで延びる導電層をスリットにより分割すること
により形成でき、後端面から表面に延びる導電層の形成
が不要となる。 【0007】 【発明の実施の形態】そこで以下に本発明の詳細を図示
した実施例に基づいて説明する。図1は、本発明のイン
クジェット式記録ヘッドの一実施例を示すものであっ
て、流路ユニット1は、ノズル開口2を一定ピッチで穿
設したノズルプレート3と、ノズル開口2に連通する圧
力発生室4、これにインク供給口5を介してインクを供
給するリザーバ6を備えた流路形成基板7と、圧電振動
子ユニット8の縦振動モードの各圧電振動子9の先端に
当接して圧力発生室4の容積を膨張、縮小させる弾性板
10とを一体に積層して構成されている。 【0008】圧電振動子ユニット8は、外部からの駆動
信号を伝達するフレキシブルケーブル11に接続された
上でヘッドホルダ12の収容室13に収容、固定され、
また流路ユニット1は、ホルダー12の開口面14に固
定されて記録ヘッドが構成されている。 【0009】圧電振動子ユニット8は、図3に示したよ
うにインク滴を吐出させる駆動用の圧電振動子9を圧力
発生室4の配列ピッチに一致させて固定基板15に固定
するとともに、圧電振動子9の列設方向の両端に位置し
て若干幅広に構成されたダミーの圧電振動子16を固定
基板15に固定して構成されている。 【0010】駆動用圧電振動子9は、駆動用の圧電振動
子9の共通内部電極17と、個別内部電極18とを圧電
材料19を介してサンドイッチ状に積層し、共通内部電
極17を固定端側の後端面に、また個別内部電極18を
自由端側の先端面に露出させて構成されている。 【0011】内部電極18と同一の面をなすように圧電
材料19の層19aを挟んで他の内部電極17、18と
は独立するダミーの電極20が幅方向に連続するように
形成されている。ダミーの電極20は、圧電振動板を形
成する際の焼成条件を一定にして、反り等が発生するの
を防止する目的で形成される。 【0012】一方、第2図に示したようにダミーの圧電
振動子16は、駆動用圧電振動子9と同一面に圧電材料
19を挟んで先端から後端まで延び、両端で露出する電
極21が形成されている。 【0013】駆動用圧電振動子9の個別内部電極18
は、その先端面を固定領域、つまり非振動領域まで延び
たセグメント電極22に接続されて、固定領域まで導電
的に引き出されている。 【0014】一方、ダミーの圧電振動子16の電極21
は、駆動用圧電振動子9と同様に固定領域まで延びたコ
モン電極23に接続されて固定領域まで導電的に引き出
されている。 【0015】このような圧電振動子ユニットは、定盤の
表面に圧電振動板のサイズの一致した圧電材料のグリー
ンシート30を載置し(図4(I))、これの表面に分
離帯19aとなる領域31以外の領域に銀−パラジウム
を主成分とする導電材料層32を塗布等により形成する
(図4(II))。 【0016】導電材料32の表面に前述のグリーンシー
ト30を載置し(図4(III))、駆動用圧電振動子を
形成すべき領域の、圧電振動子の先端側を導電層非形成
領域33とするように導電材料層34を塗布する(図5
(I))。導電材料層34の先端側の内側の境界線34
a、34bは、分離帯19aとなる領域31の内側の境
界線31a、31bに一致している。 【0017】以下、圧電材料のグリーンシート30を介
装しながら、導電材料層32と導電材料層34を交互に
所定の層数形成し、乾燥後に焼成して1枚の圧電材料板
を構成する。 【0018】圧電材料板の露出側の表面、及び先端面と
に外部電極となる導線層35をスパッタリング等の造膜
法により形成して、非振動領域を固定基板15に固定す
る。 【0019】この状態で、前述の分離帯となる領域31
の端部31aに一致する位置を歯割線とするようにダミ
ーの振動子16を形成し、ついで駆動用圧電振動子9の
幅に一致してワイヤーソウやダイシングソウ等の切断具
36で先端から導電層35を相互に分離できる領域まで
スリット37を形成する。 【0020】このスリット37は、その底部37aが図
3(イ)に示したように表面側が後端側に、また裏面側
が先端側に位置するように斜面となるように形成され
る。 【0021】図6は、前述のフレキシブルケーブル11
の一実施例を示すものであって、両側にはコモン電極2
3に接続する導電パターン26を、また中央領域にセグ
メント電極22に接続する導電パターン27を、ダミー
の圧電振動子16、駆動用の圧電振動子9の配列ピッチ
に一致するようにベース材に、直線上に位置するように
形成して構成されている。なお、図中符号28は、駆動
用半導体集積回路を示す。 【0022】このフレキシブルケーブル11は、その導
電パターン26、27の先端部を圧電振動子ユニット8
のダミーの圧電振動子16、及び圧電振動子9の固定基
板15との固定領域で、かつスリット37よりも先端側
に位置決めして半田付け、導電性接着剤、異方性導電接
着フィルムにより導電関係を形成させて固定される。 【0023】この実施例において、外部駆動回路からフ
レキシブルケーブル11を介して駆動信号を供給する
と、圧電振動子9は、コモン電極23、ダミーの圧電振
動子16の電極21を介して共通内部電極17と、セグ
メント電極22を介して個別内部電極18とに駆動信号
を受けて軸方向に伸縮して、流路ユニット1の特定の圧
力発生室4を収縮、膨張させ、ノズル開口2からインク
滴を吐出させる。 【0024】このように圧電振動子9、16の同一帯域
でフレキシブケーブル11が接合されるため、従来の圧
電振動子では先端側で、またダミーの圧電振動子では後
端側にというように接合領域を軸方向にずらせる場合に
比較して、非振動領域の幅wを可及的に小さくして材料
コストの引き下げと製造歩留まりを向上することができ
る。 【0025】なお、上述の実施例においては、先端面と
表面にのみ導電層を形成して、セグメント電極22、及
びコモン電極23を形成しているが、図7に示したよう
に後端面全体に導電層40を形成すると、内部電極1
7、20が導電層40、電極21を介してもコモン電極
23と導電関係を形成するから電気抵抗を引き下げるこ
とができる。 【0026】また、図8に示したように後端面にだけで
はなくダミーの圧電振動子16の側面に導電層41を形
成したり、図9に示したように後端面全体に形成された
導電層40とダミーの圧電振動子の側面に形成された導
電層41とを連続するように形成して導通させると、コ
モン電極と共通内部電極18との接続抵抗を引き下げる
とともに、フレキシブケーブル11の導電パターン26
を導電層41によりダミーの圧電振動子16の側面でも
接続可能となり、フレキシブルケーブル11と圧電振動
子ユニット8との接合の自由度を高めることができる。
また、導電層41を圧電振動子9、16の裏面、つまり
固定基板側に回り込むように形成し、少なくとも表面が
導電性を有する固定基板15と導電関係を持たせて固定
すると、電気抵抗を一層引き下げることができる。 【0027】さらには、セグメント電極22、及びコモ
ン電極23を先端面からさらに図7に示したように圧電
振動子9、及びダミーの圧電振動子16の裏面側に回り
込む領域23aを形成すると、圧電振動子ユニット8を
流路ユニット1に組み付け際における圧電振動子9、1
6の先端面の欠け等の破損を防止することができる。 【0028】図10は、同上圧電振動子ユニットに適し
たインクジェット式記録ヘッドの一実施例を示すもので
あって、弾性板10を導電性材料、例えばステンレス鋼
板により形成し、かつダミーの圧電振動子16の先端に
当接するアイランド部10’だけを導電性材料、例えば
ステンレス鋼により構成すると、コモン電極23がアイ
ランド部10’、弾性板10と導電関係を形成するか
ら、弾性板10を外部駆動回路に接続することにより、
駆動用圧電振動子9の個別内部電極18にはセグメント
電極22、フレキシブケーブル11を介して、また共通
内部電極17には弾性板10、アイランド部10’を介
して駆動信号を供給することができる。この場合にも前
述のごとく、コモン電極23をフレキシブケーブル11
に接続して駆動信号を供給すると、伝送路の電気抵抗を
引き下げることができる。 【0029】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、共
通内部電極に接続するコモン電極と、個別内部電極に接
続するセグメント電極とを、先端面から非振動領域まで
延びる導電層をスリットにより分割することにより形成
できて、後端面から表面に延びる導電層の形成が不要と
なり、外部接続用電極形成用の導電層の形成工程を簡素
化し、圧電振動子ユニットを容易に製造することができ
る。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明のインクジェット式記録ヘッドの一実施
例を、駆動用圧電振動子の領域での断面構造でもって示
す図である。 【図2】同上記録ヘッドのダミーの圧電振動子の一実施
例を示す図である。 【図3】図(イ)、(ロ)は、同上記録ヘッドの圧電振
動子ユニット一実施例、及びダミーの圧電振動子の1つ
を除去した状態で示す図である。 【図4】図(I)乃至(III)は、それぞれ同上圧電振動
子の製造方法の前半の工程を示す図である。 【図5】図(I)、(II)は、それぞれ同上圧電振動子
の製造方法の後半の工程を示す図である。 【図6】同上記録ヘッドに使用するフレキシブケーブル
の一実施例を示す図である。 【図7】本発明の圧電振動子ユニットの他の実施例を示
す図である。 【図8】本発明の圧電振動子ユニットの他の実施例を示
す図である。 【図9】本発明の圧電振動子ユニットの他の実施例を示
す図である。 【図10】本発明のインクジェット式記録ヘッドの他の
実施例を、ダミーの圧電振動子の近傍の断面構造で示す
図である。 【符号の説明】 1 流路ユニット 2 ノズル開口 4 圧力発生室 5 インク供給口 6 リザーバ 8 圧電振動子ユニット 9 圧電振動子 11 フレキシブルケーブル 16 ダミーの圧電振動子 17 共通内部電極 18 個別内部電極 19 圧電材料 21 電極 22 セグメント電極 23 コモン電極 37 スリット 37a スリットの底面

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 駆動用圧電振動子の形成領域では非振動
    領域と振動領域との境界で分断されて先端面と後端面と
    に露出し、またダミーの圧電振動子を形成する領域では
    前記先端面から前記後端面まで連続し、かつ前記先端面
    と前記後端面とに露出する第1の導電層と、前記駆動用
    圧電振動子の形成領域では後端面にのみ露出し、また前
    記ダミーの圧電振動子を形成する領域では前記先端面か
    ら前記後端面まで連続し、かつ前記先端面と前記後端面
    とに露出する第2の導電層とを圧電材料層を介して形成
    して圧電材料板を形成する工程と、 前記圧電材料板の前記先端面から一方の表面の前記非振
    動領域まで導電層を形成する工程と、 前記圧電材料板の前記非振動領域を固定基板に固定し
    て、前記先端面から前記導電層を相互に分離できる領域
    までスリットを形成してダミーの圧電振動子と駆動用圧
    電振動子とに歯割する工程と、 からなる圧電振動子ユニットの製造方法。
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