JPH04141433A - インクジェット式印字ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、インフジエラ］・プリンターに用いる印字ヘ
ッドに関する。

［従来の技術１ 従来のインクジェット式印字ヘッドは、日本特許公報、
特公昭６０−８９５３号公報に示されたように、インク
タンクを構成する容器の壁面に複数のノズル開口を形成
すると共に、各ノズル開口と対向するように伸縮方向を
一致させて圧電素子を配設して構成されている。この印
字ヘッドは、駆動信号を圧電素子に印加して圧電素子を
伸縮させ、この時に発生するインクの動圧によりインク
滴をノズル開口から吐出させて印刷用紙にドツトを形成
するものである。

このような形式の印字ヘッドに於いては、液滴の形成効
率や飛翔力が大きいことが望ましい。しかしながら、圧
電素子の単位長さ、及び単位電圧当りの伸縮率は極めて
小さいため、印字に要求される飛翔力を得るには高い電
圧を印加することが必要となり、駆動回路や電気絶縁対
策が複雑化するという問題がある。

このような問題を解決するため、日本特許公報特開昭６
３−２９５２６９号公報に示されているように、電極と
圧電材料とを交互（、：サン］・イッチ状に積層しまた
インクシェツト印字ヘット用の圧電素ｆが提案されてい
る。この圧電素子−によれば電極間距離を可及的に小さ
くすることが出来るため、駆動信号の電圧を下げること
が出来るという効果がある。

［発明が解決しＪ：うとする課題］ し、かじながら、このような圧電素子は小型に成形する
ことが困難であり、その用途が限定されるという問題が
ある。

本発明の目的は、圧電素子・を容易に小型化することの
できるインクジェット式印字ヘットを提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために本発明に於いては、圧電材料
と導電材料をそれぞれに交互に層状に積層し、前記導電
材料は、圧電材料の幅方向全体を覆う部分り、　１と圧
電材料の幅方向の中心よりどちらか一方に偏った場１す
ｉをん′う部分■−１２を右し、１）ＩＪ記偏った部分
Ｙ、２の位置４］Ｊ（−；ことに交ｔ７Ｈに変λて積層
する構造にした。

［実施例１ 第１図に本発明に於（づるインフジエラ［・式印字ヘッ
ドの１例を示す。第１図に於て、１１は上１台、１２は
接着剤、１３ば、個別電極、１／１は圧電素子列、１５
はノズルを形成した板祠（以下、ノズルプレートと称す
。）、］６は耐湿性絶縁充填祠である。

本ヘッドは以下の二り稈で製造される。

第２図（ａ）に於て、定盤２１の」二にグリーンシート
状、又は、ペースＩ・状に調製したチタン酸ジルコン酸
鉛系複合ペロブスカイトセラミック等の圧電材料２２を
塗布して、第２図（ｂ）に示ずＪ：うにこれの表面に圧
７Ｂ材料２２の１幅方向全体ど圧電材料の幅方向の中心
より偏った部分とを覆う一方の電極となる第１の導電層
２３を、Ａｇ、Ｐｄ等の導電ペーストを厚膜印刷法或は
、薄膜成膜法などを用いて形成する。さらに第２図（ｃ
）に於てこの導電層２３の表面に圧電材料２２を塗布し
７、この］−而に第２図（ｄ）のように他方の電極とな
る導電層２４を導電層２３と幅方向の中心あに対して対
称の形状となるように前記の方法で塗布する。後は、前
記の方法で導電層と圧電材料を必要な積層数だけ繰り返
し塗布し、所望の厚みに積層した状態第２図（ｅ）で乾
燥させ、これに圧力を加えた状態で焼成することにより
第３図に示すような、直方体状の圧電素子３１が形成さ
れる。

この圧電素ｆ−３１の導電Ｗｉ２３．２４が露出してい
る底面３４に導電膜３２．３３を形成して乾燥する。こ
こでの導電膜の形成方法は、厚膜プロセスでも薄膜プロ
セスでも良いが、膜厚の均一性、密着強度の点で薄膜プ
ロセスの方が適している。

又、ここで、印刷時厚み寸法は、焼成時に収縮する為、
〕−力収縮率を加味して各層を所望の寸法より厚く印刷
しなくてはならない。この収縮率は、選定する導電材料
、圧電材料、焼成条件にＪ：り異なるが、約１０〜５０
％程度である。

上記の工程で製造された圧電素子３１に第４図（ａ）に
示すように、導電膜３２．３３と対応して個別電極１３
と、外部接続用導体パターン４１を形成した基台１１上
に、第４図（Ｉ））に示すように圧電素介３１を接着剤
］２により固定する。ここでの接着剤１２（Ｊ、電極３
２．３３と基台］１上に形成された個別電極１３と電気
的に接続する必要があるため、半田、導電性接着剤等の
導電ペーストにして接続する方法が最適である。このよ
うにして固定した圧電索子３１は、第４図（Ｃ）に示す
ように個別電極ピッチと同ピツチで細かくダイヤモンド
カッター等で切込み４２をいれる。

次に、ダイヤモンドカッター等で切込みの入った隙間に
、信頼性向上のためインクが流れ込むのを防止するよう
シリコーン等の耐湿性材料１２を圧電素子自由端部と同
一面になるまで充填する。

ここで、耐湿性材料１２に気泡が入るのを除去するため
真空脱泡等の処理を行なうのが望ましい。

次に、ノズルプレートを組み込み第１図に示したヘット
構造を得る。

ここでは、　−列の圧電素子列の実施例について１説明
し、たが、第５図に示すように圧電素子の高密度化等を
１〒１的としてマトリックス状に配置するときには、圧
電素子・の大きさ内に駆動用個別電極１３を配置できる
ため本構造の圧電素子３１は、特に有効である。

又、本実施例においてば、層間導電層２３．２・１ば、
圧ｉｉＬ材料の幅方向の中心線に対して対称の拘（こつ
いて示したが、第６図に示すように任意の形状（ご導電
層６１．６２を形成しても同等の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、圧電材料と導電材料をそれぞ
れに交互に層状に積層した圧電素子を、一端を基台に固
定し、また他端を自由端としてノズル開口に対応させて
配置すると共に、前記導電材料は、圧電材料の幅方向全
体を覆う部分Ｌ１と圧電材料の幅方向の中心よりどちら
か一方に偏った場所を覆う部分Ｌ２を有し、前記偏った
部分Ｌ２の位置を１層ごとに交互にｆ？を層する（７４
造にすること（二より、圧電素子をインクタンク内に配
置するのに好適な圧電素子列が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のインクジェット式印字ヘッドの構造
を示す図で、正面と側面を同時に表わした図である。 第２図（ａ）〜（ｅ）、第３図、第４図（ａ）〜（Ｃ）
、第５図は本発明のインクシェツト式印字ヘッドの製造
工程を示す図であり、第２図（ｂ）〜（ｅ）は平面と正
面をそれぞれ同時に表わした図である。また第３図及び
第４図（ｂ）は平面と側面を同時に表わし、第４図（ａ
）と第５図は平面、正面、側面を同時に表わした図であ
る。 第６図は、本発明の他の実施例を示す図で、平面、正面
、側面を同時に表わした図である。 １１・・・基台 １２・・・接着剤 １３・・・個別電極 ・圧電素子列 ノズルプレート 耐湿性絶縁充填材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ノズル開口に対応させて圧電素子が配置され、圧電素子
   への駆動信号によりインクがノズル開口から外部に放出
   されるようにしたインクジェット式印字ヘッドにおいて
   、前記圧電素子が少なくとも、圧電材料と導電材料とを
   それぞれに交互に層状に積層した圧電素子であり、かつ
   、その一端を基台に固定し、他端を自由端としてノズル
   開口に対応させて配置し、前記導電材料は、圧電材料の
   幅方向全体を覆う部分Ｌ１と圧電材料の幅方向の中心よ
   りどちらか一方に偏った場所を覆う部分Ｌ２を有し、前
   記偏った部分Ｌ２の位置を１層ごとに交互に変えて積層
   していることを特徴とするインクジェット式印字ヘッド
   。