JP3503630B2 - インクジェット用圧電体母部材及びそれを用いたインクジェットヘッド用圧電変位素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置のインクジェットヘッドに適したアクチュエータ
である圧電変位素子と圧電体母部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電材料よりなる圧電変位素子は電気エ
ネルギーと機械エネルギーの変換素子としての機能を有
することにより、アクチュエーター等の分野に応用され
ている。さらに近年では、圧電変位素子を積層型とする
ことにより駆動電圧の大幅な低減が図られている。イン
クジェットヘッド用圧電変位素子としては、特開昭５６
−１２０３６５号公報に於て、積層型のインクジェット
ヘッド用圧電変位素子をインクジェットヘッドのアクチ
ュエーターとして用いることにより、駆動電圧の大幅な
低減を図る方法が示されている。また、インクジェット
ヘッド用圧電変位素子の構成として実際には圧電歪を発
生させない部分にもダミーの内部電極を設けることによ
り焼成時に発生する応力歪による反りやうねりを緩和
し、インクジェットヘッドの実装に有利な構成が特開平
４−２３５０４１号公報に示されている。さらに、内部
電極が連結されたパターンを積層し、切断後の内部電極
の引き出しを容易にして、インクジェット用圧電体母部
材よりインクジェットヘッド用圧電変位素子を多数個取
りし、歩留まりを向上させる方法が特開昭６２−１０４
１８２号公報に示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術ではインクジェットヘッド用圧電変位素子の構成と
して有利でありながらも、インクジェット用圧電体母部
材から各バルクもしくは各チップを切断して多数個取り
し、分極処理さらにはインクジェットヘッドに実装する
ために有利な内部電極の構成が示されず、多数個取りに
ついては単に内部電極を多数個取りのパターンにして積
層するという方法にとどまっていた。

【０００４】また、従来のインクジェット用圧電体母部
材から切断、分割されたバルクでは内部電極が露出して
いるため分極処理において内部電極間でショートや火花
放電に伴う素子焼けの不良が多数発生していた。

【０００５】ここで、本発明中で用いるバルク及びチッ
プの名称について定義する。内部電極に電圧を印加する
為の外部電極付け及び該外部電極に電圧を印加し圧電材
料の分極処理を行う為にインクジェットヘッド用圧電体
母部材から切断された部材をバルク、該バルクよりイン
クジェットヘッドに実装されるサイズに切断された部材
をチップとする。

【０００６】インクジェットヘッドのアクチュエータに
インクジェットヘッド用圧電変位素子を用いたインクジ
ェットプリンタが既に商品化させれいる現在では、イン
ク吐出に有利な構成のインクジェットヘッド用圧電変位
素子の信頼性及びコストダウンを進めることが重要であ
り、インクジェット用圧電体母部材からインクジェット
ヘッド用圧電変位素子への分離切断、分極及び実装での
不良率の低減に有利な内部電極のパターンを構成する必
要がある。

【０００７】更に、圧電材料と内部電極を積層形成し焼
結した際には、インクジェット用圧電体母部材内でも中
心部と外枠部分での特性の差が大きい為、チップ単体の
大きさでインクジェット用圧電体母部材を構成し素子加
工した際には、各素子の変位量のばらつきが大きく、イ
ンクジェットヘッドの印字濃度のばらつきも大きかっ
た。その為にも、大型のインクジェット用圧電体母部材
にインクジェットヘッド用圧電変位素子の多数個取りが
可能な内部電極を高密度に配置し、インクジェットヘッ
ド内での変位量のばらつきを小さくする必要がある。

【０００８】本発明は前記課題を解決するためのもので
ありその目的とするところは、バルク、チップ及び素子
への分離切断，分極及び実装での不良率を低減し、且つ
インクジェットヘッド内の各素子の変位量のばらつきを
小さくしたするために有利なインクジェット用圧電体母
部材の内部電極パターンの構成を具体的に示し、信頼性
向上及びコストダウンを実現したインクジェットヘッド
及びインクジェットプリンタを供給することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第一のインクジ
ェット用圧電体母部材は、圧電材料を挟んで第一の内部
電極と第二の内部電極を交互に積層形成し、インクジェ
ットヘッド用圧電変位素子が多数個配置されたインクジ
ェット用圧電体母部材において、前記第一、第二の内部
電極は同一製版マスクを用いて交互に積層され、同一寸
法である前記第一、第二の内部電極の重複、非重複によ
って長さ方向に連なる第一の非重複部、第一の重複部、
第二の非重複部、第二の重複部の一連のパターンの長さ
方向への繰り返しから構成され、前記第一の非重複部は
前記第二の内部電極、前記第二の非重複部は前記第一の
内部電極、前記第一、第二の重複部は前記第一、第二の
内部電極、が配設され、両切断面の少なくとも一方に第
二の重複部を構成する第一の内部電極が露出されるよう
に、第一の非重複部と第二の重複部の境界面、または第
二の重複部寄りの境界面近傍を切断部とすることを特徴
とする。

【００１０】 本発明のインクジェットヘッド用圧電
変位素子は、少なくとも一方に第二の重複部を構成する
第一の内部電極が露出されるように、第一の非重複部と
第二の重複部の境界面、または第二の重複部寄りの境界
面近傍で前記インクジェット用圧電体母部材を切断して
形成された前記インクジェットヘッド用圧電変位素子で
あって、前記第一、第二の内部電極が第一、第二の外部
電極にそれぞれ並列に接続されることを特徴とする。

【００１１】 本発明のインクジェットヘッドは、イン
クを吐出するノズルと、これに連通する圧力室と、該圧
力室の一壁面を形成する振動板を有し、前記インクジェ
ットヘッド用圧電変動素子を用いて前記振動板に圧力を
発生させることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】＜実施例１＞図１は本発明のイン
クジェット用圧電体母部材の第一の構成を示す図であ
る。インクジェット用圧電体母部材１は圧電材料２を挟
んで第一の内部電極３及び第二の内部電極４が交互に積
層形成されている。第一の内部電極３と第二の内部電極
４で形成される第一の非重複部５、第一の重複部６、第
二の非重複部７、第二の重複部８が並ぶパターン９が長
さ方向１０に繰り返されている。インクジェットヘッド
用圧電変位素子に用いるバルクはインクジェット用圧電
体母部材１における第一の非重複部５の近傍で且つ第二
の重複部８の切断部１１で切断され、両切断面の少なく
とも一方に第二の重複部８を構成する第一の内部電極３
を露出させた。

【００１３】切断部１１で個取りされたバルク１２を図
２に示す。インクジェット用圧電体母部材１から個取り
されたバルク１２において、変位を取り出す自由端不活
性部１３、電圧印加の際に変位する活性部１４、固定側
不活性部１５及び内部電極は重複しているが電圧印加で
駆動しないダミー電極１６が形成されている。また、第
一の内部電極３は端面１７のみに露出し、端面１８には
露出していない。ここで、第一の非重複部５は自由端不
活性部１５に対応し、以下第一の重複部６が活性部１４
に、第二の非重複部８と第二の重複部９が固定側不活性
部１５に対応している。ダミー電極１６は第二の重複部
９により構成される。

【００１４】図８はインクジェット用圧電体母部材１よ
り切断されたバルク１２に外部電極３１、３２を形成し
た図である。バルク１２は外部電極３１、３２に電圧を
印加し分極処理を行なった後、インクジェットヘッドに
使用する際に適当なサイズの部材（チップ）の幅３３に
切断される。外部電極３１、３２はスパッタや蒸着で薄
膜の電極を形成するか、導電性接着剤で厚膜の電極を形
成する。分極処理においては、圧電材料に最適な温度、
電圧及び電圧印加時間を適宜選択して用いる。ここで、
チップが複数個取りできるバルクサイズを設計する事に
より、分極処理工程で発生するばらつきを小さく抑える
ことが可能である。

【００１５】以上のように、本発明のインクジェットヘ
ッド用圧電変位素子に用いるインクジェット用圧電体母
部材における内部電極の重複及び非重複のパターンを用
いることにより、インクジェット用圧電体母部材内には
切断用の切りしろ以外はチップが高密度に集積されてい
ることが分かる。

【００１６】切断部１１で個取りされたバルクの第２構
成を図２１に示す。バルク１９において変位を取り出す
自由端不活性部１３、電圧印加の際に変位する活性部１
４、固定側不活性部１５及び内部電極は重複しているが
電圧印加で駆動しないダミー電極１６が形成されてい
る。また、第一の内部電極３は端面１７及び端面１８の
両側に露出している。バルク１２と同様に外部電極３１
及び３２を形成し、外部電極３１及び３２に電圧を印加
し分極処理を行なった後、チップ幅３３に切断される。
ここで端面１８に露出した第一の内部電極３と端面１７
に露出した第一の内部電極３は第一の非重複部５がある
為に電圧印加によってショートは発生しない。よって、
母部材１２と母部材１９は内部電極の構成は異なるが、
同じ形態の外部電極を構成し、分極処理することが可能
である。

【００１７】ここで、図２のバルク１２と図２１のバル
ク１９は図１の切断部１１の位置ををズラせることによ
り得られたものである。バルク１２とバルク１９は内部
電極の外観は異なるが、特性では同じである。よって、
切断部１１にはばらつきが許容されており、図２２で説
明する。図２２は図１の母部材１の部分拡大図である。

【００１８】切断部１１が第一の非重複部５と第二の重
複部８の境界１２１で切断された場合バルク１２が得ら
れる。一方、切断部１１が第二の重複部８の範囲１２２
で境界１２１よりも内側の点１２３で切断された場合バ
ルク１９が得られる。

【００１９】

【発明の実施の形態】内部電極のパターン９を繰り返し
配置した母部材１のバルク切断時の切断部１１は範囲１
２２で位置ズレが許容されている。よって、母部材１は
従来のインクジェットヘッド用圧電変位素子を多数個取
りできるのみでなく、切断の際に位置ズレが生じ、異な
った内部電極パターンとなったインクジェットヘッド用
圧電変位素子も同様の特性を示しインクジェットヘッド
に使用することが可能であることが分かった。ところ
で、端面１８に第二の内部電極４のみ露出するように切
断した場合、端面１７も第二の内部電極４のみ露出され
る場合が考えられる。これにより両端面に同じ内部電極
が露出されてしまうため、電圧印加によって変位する活
性部１４を得ることができない。従って、端面１７につ
いて再度切断する必要が出てきてしまい、作業効率が低
下してしまう。これに対し、バルクの切断部１１を第二
の重複部８の範囲１２２で境界１２１よりも内側の点１
２３で切断する場合は、端面１７および１８の両端面に
第一の内部電極３と第二の内部電極４の両電極を一回の
切断作業で露出できるため、確実に活性部１４を得る事
が可能となる。これにより、容易に信頼性の高いインク
ジェットヘッド用の圧電変位素子が作成可能となる。

【００２０】本実施例の構成で製造されたインクジェッ
トヘッド用圧電変位素子をインクジェットヘッドに用い
る概略を以下に示す。

【００２１】図９は、本発明のインクジェットヘッド用
圧電変位素子を用いたインクジェットヘッドの用の駆動
部を示す図である。バルク１２から幅３３で個取りされ
たチップ４１はセラッミクス等の基材４２に接着剤４３
を介して接着される。基材４２の表面には電極４７が形
成されている。基材４２の電極４７は外部電極３２と導
通がとられている。基材４２上に接着されたチップ４１
は、ダイシングソー，ワイヤーソーもしくはレーザー等
により素子幅４４、素子間隔４５の櫛歯形状４６に切削
加工した。切削加工の際には、チップ４１を個々の素子
に完全に分離するために、基材４２にも切り込ませるこ
とにより電極４７も櫛歯形状４６に対応した電極５１が
各素子毎に分断されている。よって、電極５１は各素子
に個別に対応し且つ導通が確保されている。櫛歯形状４
６の両端には、インク吐出に関与しないダミー素子４８
が設けられている。次に各素子に電圧を印加するため
に、外部電極３１、３２を取り出す加工を行なった。第
一に外部電極３１と電極４７を導電部材４９により連結
し、さらに電極４７に各素子に共通に連結された電極
（共通電極）５３を連結した。第二に電極５１の間隔と
対応した個別電極５２を電極５１と重なるように連結し
た。導電部材４９、共通電極５３と個別電極５２はリー
ドフレームやフレキシブルプリントサーキットを用い
た。導電部材４９、５３及び個別電極５２を用いた連結
はハンダ等の導電性接着剤を用いた。各素子に対応した
個別電極５２をセグメント電極、各素子に連結された共
通電極５３をコモン電極とし、インクジェットヘッドの
インク吐出用の駆動部５４として用いた。

【００２２】図１０は本発明のインクジェットヘッド用
圧電変位素子を用いた駆動部をインクジェットヘッドに
用いた図である。駆動部５４の個別電極５２、共通電極
５３に電圧を印加した際に発生する圧電歪をインク吐出
の圧力として伝達するための圧力板６０、各素子に対応
したインク室が設けられた流路形成基板６１、インク吐
出の為のノズル孔６３を設けたノズルプレート６２が積
層接着され、且つ圧力板６０は駆動部５４の素子端面６
４上に接着されている。流路形成基板６１にはインク流
路６５、各素子に対応したインク室６６、インク室６６
へインクが流れ込む為の流路６７が形成されている。ま
た、インクはインクパイプ６８及び圧力板６０に形成さ
れたインク穴６９を介して流路形成基板６１のインク流
路６５へ流入される。

【００２３】本発明のインクジェット用圧電体母部材よ
り切断されたチップをインクジェットヘッド用圧電変位
素子に加工しインクジェットヘッドのアクチュエーター
として用いて印刷を行ったところ、インク吐出量及びイ
ンク吐出速度のばらつきが小さく、非常に鮮明で美しい
印刷物を得る事が出来た。

【００２４】次に、本発明のインクジェット用圧電体母
部材の第一の構成の製造方法について簡単に説明する。
図３、図４、図５、図６、及び図７は圧電材料と内部電
極を交互に積層していく手順を示す図である。

【００２５】図３に示すように、まず図１の圧電材料２
の圧電体の生シート２１を形成する。次に図４に示すよ
うに、圧電体生シート２１上に第一の内部電極の電極ペ
ースト２２を印刷する。次に図５に示すように、電極ペ
ースト２２の上に圧電体生シート２１を積層し、さらに
図６に示す様に該圧電体生シートの上に第二の内部電極
である電極ペースト２３を印刷する。以上の圧電体生シ
ートの積層と電極ペーストの印刷を繰り返すことによ
り、図７に示すような、圧電体生シートと電極ペースト
の積層体２４を製造する。この際、圧電体生シート上に
電極ペーストを印刷したものを各圧電材料の圧電体生シ
ート単位で製造し、最後に各圧電体生シートを積層して
も良い。そして次に圧電体生シートと電極ペーストの積
層体２４を熱圧着した後、約１０００℃の高温で焼結さ
せることにより本発明のインクジェット用圧電体母部材
を製造することができる。以上の製造工程に於いて、内
部電極の印刷、積層体の熱圧着、あるいは焼結等は非常
に製造ばらつきが発生し易い工程であるが、多数個取り
可能なインクジェット用圧電体母部材を用いることによ
り必然的にバルクもしくはチップ間でのばらつきを小さ
くし製造歩留を向上させることができる。

【００２６】また、圧電材料としてはチタン酸ージルコ
ン酸鉛のＰＺＴ系等から圧電材料を適宜選択した。圧電
体生シートの作製は、まず圧電材料を仮焼結後、粉末に
し、有機バインダ、可塑剤、分散剤、溶媒と混合してス
ラリーを作り、次に、スラリーをローラーに付着させブ
レードで厚さを均一にして転写し、一定のサイズに打ち
抜いて乾燥させたものを圧電体生シートとした。電極ペ
ーストとしては、銀、パラジウム、白金等から適宜選択
もしくは混合し、溶媒、結合剤と混合して使用した。

【００２７】＜比較例１＞本比較例は、本発明のインク
ジェット用圧電体母部材から個取りされたチップと、チ
ップ単体サイズのインクジェット用圧電体母部材から個
取りされたチップとの変位量のばらつきを比較した。

【００２８】図１１はチップ単体サイズのインクジェッ
ト用圧電体母部材を示す図である。チップ単体サイズの
インクジェット用圧電体母部材７１を構成し、幅７２、
長さ７３に切断し、インクジエット用圧電素子に用いる
チップ７４を個取りした。図１２はチップ７４に外部電
極３１、３２を形成した図である。

【００２９】図１３は、本発明の多数個取りが可能な内
部電極パターンが高密度に配置された幅７７のインクジ
ェット用圧電体母部材７５から幅７２、長さ７３のチッ
プ７６を多数個取りしたしたことを示す図である。尚、
内部電極材料及び圧電材料はインクジェット用圧電体母
部材７１とインクジェット用圧電体母部材７５では同じ
材料を使用した。図１４はチップ７６に外部電極３１、
３２を形成した図である。ここで、チップ７４とチップ
７６は外観では全く同様の構成である。

【００３０】チップ７４及びチップ７６を同様の条件で
分極処理した後、幅７２内に約１５０ｍ^ー6幅のインクジ
ェット用圧電変位素子に加工した際の、各素子の変位量
を測定した。図１５は、チップ７４及びチップ７６の変
位量の分布を示した図である。チップ７４の変位量は曲
線７９で示された。一方、チップ７６はインクジェット
用圧電体母部材７５からの切断位置によって変位量の分
布は一様ではないが、インクジェット用圧電体母部材７
５の幅７７内における各チップの位置に対応させて値を
プロットしたところ曲線８０に分布していることが分か
った。以上の結果より、同じ材料から構成されたインク
ジェット用圧電体母部材７１、７５はほぼ同じ変位量の
ばらつき範囲７８である。しかし、同サイズの幅７２の
チップで比較したところ多数個取りされたチップ７６の
ばらつき範囲は８１または８２であり、チップ７４のば
らつき範囲７８よりも小さいことが分かった。

【００３１】よって、本発明のインクジェットヘッド用
圧電変位素子は、インクジェット用圧電体母部材からの
多数個取りによって歩留まりの向上やコスドダウンを実
現するだけでなく、変位量のばらつき範囲を小さくし信
頼性を向上させている。

【００３２】＜比較例２＞比較例１におけるチップ７４
及びチップ７６をインクジェットヘッドに用いてインク
吐出を行なった。図１６は、インクジェットヘッドのノ
ズル孔から吐出されたインク滴の重量とノズル数をプロ
ットした図である。チップ７４を用いたインクジェット
ヘッドは曲線８３、チップ７６を用いたインクジェット
ヘッドは曲線８４の分布を示した。よって、チップサイ
ズでの変位量のはらつき範囲を小さくした本発明のイン
クジェットヘッド用圧電変位素子はインクジェットヘッ
ドから吐出されるインク重量のばらつき範囲も小さくし
印字品質を向上させていることが分かった。さらに、本
発明のインクジェットヘッド用圧電変位素子を用いたイ
ンクジェットプリンタにより印刷を行なったところ、従
来のインクジェットプリンタと比較して濃淡のばらつき
が小さい非常に鮮明な印字品質を実現した。

【００３３】＜実施例２＞実施例１の図１のインクジェ
ット用圧電体母部材１の内部電極のパターン９におい
て、第一の非重複部５、第二の非重複部７の長さがほぼ
等しいインクジェット用圧電体母部材１を形成した。ま
た、インクジェット用圧電体母部材１からのインクジェ
ットヘッド用圧電変位素子の切断部１１は、第一の非重
複部５の近傍で且つ第二の重複部８であるで切断され、
両切断面の少なくとも一方に第二の重複部８を構成する
第一の内部電極３を露出させた。切断のピッチは印刷パ
ターン９と同じピッチで切断した。以上の工程により、
インクジェット用圧電体母部材内にはインクジェットヘ
ッド用圧電変位素子に用いるバルク及びチップの大きさ
と切断の際の切りしろのみが配置されているため非常に
高密度にバルク及びチップをパターン配置することが出
来た。

【００３４】

【発明の実施の形態】製造方法は、実施例１の図３、図
４、図５、図６及び図９と同様の手順でも製造できる
が、図４と図６における内部電極の印刷パターンを共通
とし、第一の内部電極２２と第二の内部電極２３を、図
１における第一の重複部６と第二の非重複部７の寸法の
和に相当する寸法にずらして印刷することによっても実
現できる。しかも、前記の共通の印刷パターンを用いる
方法においては、第一の内部電極２２と第二の内部電極
の２３の印刷時にずらす寸法を任意に設定することによ
り、図１の第一の重複部６の長さ、つまり変位する活性
部長さを任意に設定することが可能であり、インクジェ
ットヘッドの必要変位量の規格に柔軟に対応することが
可能になった。さらに、内部電極の印刷パターンを共通
とすることで、内部電極を交互に積み重ねる際、活性部
を構成する第一の内部電極２２と第二の内部電極２３の
重なり量のずれが、印刷パターンのオフセット誤差のみ
となるためバルク内の活性部の形成精度が高まり、バル
ク内の変位バラツキが低減できる。

【００３５】＜実施例３＞図１７は本発明のインクジェ
ット用圧電体母部材について第三の構成を示す図であ
る。インクジェット用圧電体母部材９１は圧電材料２を
挟んで第一の内部電極９２及び第二の内部電極９３が交
互に積層形成されている。第一の内部電極９２と第二の
内部電極９３で形成される第一の非重複部９４、第一の
重複部９５、第二の非重複部９６、第二の重複部９７、
第三の非重複部９８、第三の重複部９９が並ぶパターン
１００が長さ方向１０１に繰り返されている。また、第
二の非重複部９６と第三の非重複部９８、及び第二の重
複部９５と第三の重複部９９はそれぞれ等しい寸法で構
成されている。バルクは、インクジェット用圧電体母部
材９１における第一の非重複部９４の中心近傍の切断部
１０２及び第二の重複部９７の中心近傍の切断部１０３
で切断される。切断部１０２、１０３で個取りされたバ
ルク１０４を図１８に示す。バルク１０４は、実施例１
のインクジェット用圧電体母部材１から個取りされたバ
ルク１２と同様の構成になっている。バルク１０４にお
いては、変位を取り出す自由端不活性部１０５、電圧印
加によって変位する活性部１０６、固定側不活性部１０
７及び内部電極は重複しているが電圧印加で駆動しない
ダミー電極１０８が形成されている。バルク１０４はチ
ップ幅１０９に切断され、インクジェットヘッド用圧電
変位素子として用いた。

【００３６】以上のように、本発明のインクジェット用
圧電体母部材における内部電極の重複及び非重複のパタ
ーンを用いることにより、インクジェット用圧電体母部
材内には切断用の切りしろ以外はバルク及びチップが高
密度に集積されていることが分かる。

【００３７】図２３は図１７の母部材９１の部分拡大図
である。切断部１０２は第一の非重複部９４の範囲１３
１で切断時の位置ズレが許容される。一方、切断部１０
３は第二の重複部９７の範囲１３２で切断時の位置ズレ
が許容される。切断部１０２及び切断部１０３が各々範
囲１３１及び範囲１３２で位置ズレした場合、バルク１
０４と同様の内部電極パターンのバルクを得るとが可能
である。よって、母部材９１は従来のインクジェットヘ
ッド用圧電変位素子を多数個取りできるのみでなく、切
断の際に位置ズレの許容範囲を有し、且つ位置ズレが生
じた場合でも従来と同様の内部電極の構成を有するイン
クジェットヘッド用圧電変位素子を得られることが分か
った。

【００３８】本発明のインクジェット用圧電体母部材９
１から個取りしたチップをインクジェットヘッド用圧電
変位素子に加工しインクジェットヘッドに用いたとこ
ろ、濃淡のばらつきの小さい非常に鮮明な印刷が可能に
なった。

【００３９】＜実施例４＞図１９は本発明の第四の実施
例を示す図である。インクジェット用圧電体母部材１１
１には、実施例１のインクジェット用圧電体母部材１も
しくは実施例３のインクジェット用圧電体母部材９１が
部分１１２に構成されており、幅方向１１３の外側側面
部分１１４及び１１５は第一、第二の内部電極が露出し
ないように圧電材料で覆われている。外側側面部分１１
４及び１１５を形成している圧電材料は部分１１２に用
いられている圧電材料と同じ材料でも異なる材料であっ
てもよい。

【００４０】母部材はバルク切断、バルクに外部電極を
形成、分極処理、チップ切断の工程を経てインクジェッ
トヘッドに用られる。本発明の母部材１１１は前記工程
の分極処理における不良発生を低減させてチップの製造
歩留を向上させる効果を有する為、バルク切断から分極
までの工程を以下に示し効果を説明する。

【００４１】インクジェット用圧電体母部材１１１を実
施例１のインクジェット用圧電体母部材１に該当する切
断部１１、もしくは実施例３のインクジェット用圧電体
母部材９１に該当する切断部１０２、１０３で切断し
て、バルク１１７を得た。図２０はバルク１１７に外部
電極３１、３２を形成した図である。バルク１１７は幅
方向１１３の外側側面部分１１４、１１５に内部電極の
露出がないため、分極処理で外部電極３１、３２に電圧
を印加した際に外側側面の内部電極間で従来発生してい
たショートや火花放電に伴う素子焼けの不良を防止する
ことができた。インクジェットヘッド用圧電変位素子を
高密度に配置した実施例１、２、３のインクジェット用
圧電体母部材に本実施例の構成を加えたところ、分極工
程における不良発生が防止され歩留が向上し、それに伴
いコストダウンを大幅に進めることができた。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、イン
クジェット用圧電体母部材にインクジェットヘッド用圧
電変位素子が多数個取りが可能な内部電極パターンを高
密度に構成することにより、インクジェット用圧電体母
部材からインクジェットヘッド用圧電変位素子への分離
切断，分極及び実装等の製造工程を有利にし、製造歩留
を大幅に向上させることができた。また、インクジェッ
ト用圧電体母部材の幅方向外側側面に内部電極を露出さ
せない構成にすることにより、分極処理工程に於ける不
良の発生を防止しする事ができた為、より効果的に製造
歩留の向上とコストダウンを実現することが可能であ
る。

【００４３】さらに、本発明のインクジェットヘッド用
圧電変位素子は、従来のインクジェットヘッド用圧電変
位素子と比較して同サイズのチップ内に於ける変位量の
ばらつきを小さくして信頼性を大幅に向上させ、その結
果として、本発明のインクジェットヘッド用圧電変位素
子を用いたインクジェットヘッドはインク吐出量のばら
つきが小さく信頼性が大幅に向上していることもわかっ
た。

【００４４】さらに、本発明のインクジェット用圧電体
母部材の内部電極のパターンを用いることにより、バル
ク切断時の切断位置ズレに許容範囲をもたせることが可
能でであり、許容範囲内での切断は従来のインクジェッ
トヘッド用圧電変位素子と同様の内部電極パターンの素
子、または、内部電極パターンは異なっても特性の同様
な素子が得られることが明らかになった。

【００４５】よって、本発明のインクジェットヘッド用
圧電変位素子を用いることにより、従来よりも大幅なコ
ストダウンと信頼性の向上を実現させたインクジェット
ヘッド及びインクジェットプリンタを供給する事が可能
になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例のインクジェット用圧電
体母部材を示す図。

【図２】本発明の第一の実施例のインクジェット用圧電
体母部材から個取りされたバルクを示す図。

【図３】本発明のインクジェット用圧電体母部材の製造
工程を示す図。

【図４】本発明のインクジェット用圧電体母部材の製造
工程を示す図。

【図５】本発明のインクジェット用圧電体母部材の製造
工程を示す図。

【図６】本発明のインクジェット用圧電体母部材の製造
工程を示す図。

【図７】本発明のインクジェット用圧電体母部材の製造
工程を示す図。

【図８】本発明のインクジェット用圧電体母部材より個
取りしたバルクに外部電極を形成した図。

【図９】本発明のインクジェットヘッド用圧電変位素子
を用いたインクジェットヘッドの駆動部を示す図。

【図１０】本発明のインクジェットヘッド用圧電変位素
子を用いたインクジェットヘッドを示す図。

【図１１】チップ単体サイズのインクジェット用圧電体
母部材を示す図。

【図１２】チップに外部電極を形成した図。

【図１３】本発明のインクジェット用圧電体母部材を示
す図。

【図１４】本発明のインクジェット用圧電体母部材より
個取りしたチップに外部電極を形成した図。

【図１５】本発明のインクジェットヘッド用圧電変位素
子と従来のインクジェットヘッド用圧電変位素子の変位
量の分布を比較した図。

【図１６】本発明のインクジェットヘッド用圧電変位素
子を用いたインクジェットヘッドと従来のインクジェッ
トヘッド用圧電変位素子を用いたインクジェットヘッド
のインク吐出量のばらつきを比較した図。

【図１７】本発明の実施例３のインクジェット用圧電体
母部材を示す図。

【図１８】本発明の実施例３のインクジェット用圧電体
母部材から個取りされたバルクを示す図。

【図１９】本発明の実施例４のインクジェット用圧電体
母部材の第四の構成を示す図。

【図２０】本発明の実施例４のインクジェット用圧電体
母部材から個取りされたバルクに外部電極を形成した
図。

【図２１】本発明の第一の実施例のインクジェット用圧
電体母部材から個取りされたバルクの第二の構成を示す
図。

【図２２】本発明の第一の実施例を示す図１の部分拡大
図。

【図２３】本発明の第二の実施例を示す図１７の部分拡
大図。

【符号の説明】

１ インクジェット用圧電体母部材 ２ 圧電材料 ３ 第一の内部電極 ４ 第二の内部電極 ５ 第一の非重複部 ６ 第一の重複部 ７ 第二の非重複部 ８ 第二の重複部 ９ パターン １０ 長さ方向 １１ 切断部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 41/187 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/16 B41J 2/045 B41J 2/055 H01L 41/083 H01L 41/09 H01L 41/187

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電材料を挟んで第一の内部電極と第二
   の内部電極を交互に積層形成し、インクジェットヘッド
   用圧電変位素子が多数個配置されたインクジェット用圧
   電体母部材において、 前記第一、第二の内部電極は同一製版マスクを用いて交
   互に積層され、同一寸法である前記第一、第二の内部電
   極の重複、非重複によって長さ方向に連なる第一の非重
   複部、第一の重複部、第二の非重複部、第二の重複部、
   の一連のパターンの長さ方向への繰り返しから構成さ
   れ、 前記第一の非重複部は前記第二の内部電極、前記第二の
   非重複部は前記第一の内部電極、前記第一、第二の重複
   部は前記第一、第二の内部電極、が配設され、両切断面
   の少なくとも一方に第二の重複部を構成する第一の内部
   電極が露出されるように、第一の非重複部と第二の重複
   部の境界面、または第二の重複部寄りの境界面近傍を切
   断部とすることを特徴とするインクジェット用圧電体母
   部材。
2. 【請求項２】 少なくとも一方に第二の重複部を構成す
   る第一の内部電極が露出されるように、第一の非重複部
   と第二の重複部の境界面、または第二の重複部寄りの境
   界面近傍で前記インクジェット用圧電体母部材を切断し
   て形成された前記インクジェットヘッド用圧電変位素子
   であって、 前記第一、第二の内部電極が第一、第二の外部電極にそ
   れぞれ並列に接続された請求項１に記載のインクジェッ
   トヘッド用 圧電変位素子。
3. 【請求項３】 インクを吐出するノズルと、これに連通
   する圧力室と、該圧力室の一壁面を形成する振動板を有
   し、前記インクジェットヘッド用圧電変動素子を用いて
   前記振動板に圧力を発生させ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。