JPH04331155A - インクジェット式印字ヘッド - Google Patents
インクジェット式印字ヘッドInfo
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- JPH04331155A JPH04331155A JP3101256A JP10125691A JPH04331155A JP H04331155 A JPH04331155 A JP H04331155A JP 3101256 A JP3101256 A JP 3101256A JP 10125691 A JP10125691 A JP 10125691A JP H04331155 A JPH04331155 A JP H04331155A
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Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
ターに用いる印字ヘッドに関する。
ターに用いる印字ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】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
にドットを形成するものである。
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
にドットを形成するものである。
【０００３】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。
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。
【０００４】このような問題を解決するため、日本特許
公報特開昭６３−２９５２６９号公報に示されているよ
うに、電極と圧電材料とを交互にサンドイッチ状に積層
したインクジェット印字ヘッド用の圧電素子が提案され
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。
公報特開昭６３−２９５２６９号公報に示されているよ
うに、電極と圧電材料とを交互にサンドイッチ状に積層
したインクジェット印字ヘッド用の圧電素子が提案され
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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな圧電素子内部の導電材料の多くはＡｇ／Ｐｄを使用
しており、又、低コスト化を考えるとＡｇリッチの方が
有利である。その為、導電材料を露出させると沿面部で
Ａｇマイグレーションが発生し信頼性を低下させる要因
となる。この問題を回避する為、特開平２−１６４０８
４号公報に外部電極が形成される側面の導電材料端面に
ニッケルメッキを施す方法が示されている。 しかし
、この方法では、圧電素子を加工して使用する際に外部
電極が形成されていない側面で導電材料が露出する為、
この部分での信頼性の確保が困難であった。以上の理由
により、圧電素子を小型に成形することが困難となり、
圧電素子を高密度で配置することが出来ず、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、低価格
で信頼性が高く、容易に小型化することができる圧電素
子を用いたインクジェット式印字ヘッドを提供すること
にある。
うな圧電素子内部の導電材料の多くはＡｇ／Ｐｄを使用
しており、又、低コスト化を考えるとＡｇリッチの方が
有利である。その為、導電材料を露出させると沿面部で
Ａｇマイグレーションが発生し信頼性を低下させる要因
となる。この問題を回避する為、特開平２−１６４０８
４号公報に外部電極が形成される側面の導電材料端面に
ニッケルメッキを施す方法が示されている。 しかし
、この方法では、圧電素子を加工して使用する際に外部
電極が形成されていない側面で導電材料が露出する為、
この部分での信頼性の確保が困難であった。以上の理由
により、圧電素子を小型に成形することが困難となり、
圧電素子を高密度で配置することが出来ず、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、低価格
で信頼性が高く、容易に小型化することができる圧電素
子を用いたインクジェット式印字ヘッドを提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては、圧電材料と導電材料をそれぞれ交
互に層状に積層した圧電素子の導電材料の露出した部分
を、Ａｇ以外の材料で被覆する構造にした。
に本発明においては、圧電材料と導電材料をそれぞれ交
互に層状に積層した圧電素子の導電材料の露出した部分
を、Ａｇ以外の材料で被覆する構造にした。
【０００７】
【実施例】図１に本発明におけるインクジェット式印字
ヘッドの１例を示す。図１において、１１は基台、１２
は接着剤、１３は導電材料、１４は圧電素子列、１５は
ノズルを形成した板材（以下、ノズルプレートと称す。 ）、１６は導電材料を被覆した材料、１７はインク流路
である。
ヘッドの１例を示す。図１において、１１は基台、１２
は接着剤、１３は導電材料、１４は圧電素子列、１５は
ノズルを形成した板材（以下、ノズルプレートと称す。 ）、１６は導電材料を被覆した材料、１７はインク流路
である。
【０００８】本ヘッドは以下の工程で製造される。
【０００９】図２において、定盤２１の上にグリーンシ
ート状、又は、ペースト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、図３に示すようにこれの表面に一方の電極
となる第１の導電材料２３を、Ａｇ、Ｐｄ等の導電ペー
ストを厚膜印刷法を用いて形成する。
ート状、又は、ペースト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、図３に示すようにこれの表面に一方の電極
となる第１の導電材料２３を、Ａｇ、Ｐｄ等の導電ペー
ストを厚膜印刷法を用いて形成する。
【００１０】さらに図４において、第１の導電層２３の
表面に圧電材料２２を塗布し、この上面に図５のように
他方の電極となる第２の導電層２４を前記の方法で塗布
する。後は、前記の方法で導電層２３、２４と圧電材料
２２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、図６で乾燥させる。
表面に圧電材料２２を塗布し、この上面に図５のように
他方の電極となる第２の導電層２４を前記の方法で塗布
する。後は、前記の方法で導電層２３、２４と圧電材料
２２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、図６で乾燥させる。
【００１１】これに圧力を加えた状態で焼成することに
より図７に示すような、直方体状の圧電素子３１を形成
する。この圧電素子３１の導電層２３、２４が露出して
いる面に外部電極３２、３３を形成して乾燥する。ここ
での外部電極３２、３３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、予め収縮率を加味
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
件により異なるが、約１０〜５０％程度である。
より図７に示すような、直方体状の圧電素子３１を形成
する。この圧電素子３１の導電層２３、２４が露出して
いる面に外部電極３２、３３を形成して乾燥する。ここ
での外部電極３２、３３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、予め収縮率を加味
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
件により異なるが、約１０〜５０％程度である。
【００１２】上記の工程で製造された圧電素子３１に図
８に示すように、外部電極３２、３３と対応して個別電
極１３を形成した基台１１上に、図９に示すように圧電
素子３１を接着剤１２により固定する。
８に示すように、外部電極３２、３３と対応して個別電
極１３を形成した基台１１上に、図９に示すように圧電
素子３１を接着剤１２により固定する。
【００１３】このようにして固定した圧電素子３１は、
図１０に示すように個別電極ピッチと同ピッチで細かく
ダイヤモンドカッター等で切込み４１をいれる。この後
、個別電極１３と切込みの入った圧電素子列１４とを接
続する。個別電極１３と圧電素子列１４を接続する接着
剤は、外部電極３２と基台１１上に形成された個別電極
１３とを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１９にして接続する方法が最
適である。
図１０に示すように個別電極ピッチと同ピッチで細かく
ダイヤモンドカッター等で切込み４１をいれる。この後
、個別電極１３と切込みの入った圧電素子列１４とを接
続する。個別電極１３と圧電素子列１４を接続する接着
剤は、外部電極３２と基台１１上に形成された個別電極
１３とを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１９にして接続する方法が最
適である。
【００１４】次に、図１１に示すようにダイヤモンドカ
ッター等で切込みの入った導電材料が露出した沿面電極
１０を被覆材料１６で被覆する。ここでの、被覆材料１
６の形成方法としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ等の卑
金属の電解メッキ、無電解メッキ方法や、特開昭６４−
７５７５号公報に示されている電気泳導法によりガラス
粉末を付着させる方法などが考えられる。しかしながら
電気泳導法は、ガラス粉末付着後高温処理を要する為、
高耐熱接着剤等の選定が必要となるため採用には注意を
要する。更に、導電材料を被覆材料とした場合は必要に
応じて酸化処理等の表面処理を行い、絶縁膜化しても良
い。この後、メッキ液の残さが無い様に洗浄を行う。
ッター等で切込みの入った導電材料が露出した沿面電極
１０を被覆材料１６で被覆する。ここでの、被覆材料１
６の形成方法としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ等の卑
金属の電解メッキ、無電解メッキ方法や、特開昭６４−
７５７５号公報に示されている電気泳導法によりガラス
粉末を付着させる方法などが考えられる。しかしながら
電気泳導法は、ガラス粉末付着後高温処理を要する為、
高耐熱接着剤等の選定が必要となるため採用には注意を
要する。更に、導電材料を被覆材料とした場合は必要に
応じて酸化処理等の表面処理を行い、絶縁膜化しても良
い。この後、メッキ液の残さが無い様に洗浄を行う。
【００１５】次に、図１２に示すようにコモン電極１８
を接続し、更に、信頼性向上のためインクが流れ込むの
を防止するよう耐湿性材料等で圧電素子周囲を保護して
も良い。ここで、耐湿性材料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。
を接続し、更に、信頼性向上のためインクが流れ込むの
を防止するよう耐湿性材料等で圧電素子周囲を保護して
も良い。ここで、耐湿性材料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。
【００１６】次に、インク流路、ノズルプレートを形成
し、その結果、図１に示したヘッド構造を得る。
し、その結果、図１に示したヘッド構造を得る。
【００１７】
【発明の効果】以上説明してきたように、圧電材料と導
電材料をそれぞれ交互に層状に積層した圧電素子の導電
材料の露出した部分を、Ａｇ以外の材料で被覆する構造
にした前記圧電素子を、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構造に
より、導電材料に使用されているマイグレーションを発
生し易いＡｇ材料を露出させる事がなくなる。この為、
圧電素子沿面部でのＡｇマイグレーションを抑制する事
が出来、導電材料のＡｇリッチ化、圧電素子の後加工が
可能となった。以上により、低価格で信頼性が高く、容
易に小型化することができる圧電素子を用いたインクジ
ェット式印字ヘッドが得られた。
電材料をそれぞれ交互に層状に積層した圧電素子の導電
材料の露出した部分を、Ａｇ以外の材料で被覆する構造
にした前記圧電素子を、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構造に
より、導電材料に使用されているマイグレーションを発
生し易いＡｇ材料を露出させる事がなくなる。この為、
圧電素子沿面部でのＡｇマイグレーションを抑制する事
が出来、導電材料のＡｇリッチ化、圧電素子の後加工が
可能となった。以上により、低価格で信頼性が高く、容
易に小型化することができる圧電素子を用いたインクジ
ェット式印字ヘッドが得られた。
【図１】本発明のインクジェット式印字ヘッドの構造を
示す断面図。
示す断面図。
【図２】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造工
程を示す断面図。
程を示す断面図。
【図３】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造工
程を示す断面図。
程を示す断面図。
【図４】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造工
程を示す断面図。
程を示す断面図。
【図５】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造工
程を示す断面図。
程を示す断面図。
【図６】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造工
程を示す断面図。
程を示す断面図。
【図７】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造工
程を示す断面図。
程を示す断面図。
【図８】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造工
程を示す断面図。
程を示す断面図。
【図９】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造工
程を示す断面図。
程を示す断面図。
【図１０】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造
工程を示す断面図。
工程を示す断面図。
【図１１】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造
工程を示す断面図。
工程を示す断面図。
【図１２】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造
工程を示す断面図。
工程を示す断面図。
１１ 基台
１２ 接着剤
１３ 個別電極
１４ 圧電素子列
１５ ノズルプレート
１６ 被覆材料
１７ インク流路
１８ コモン電極
Claims (8)
- 【請求項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交互に層状に積層した圧電素
子であり、かつ、前記圧電素子の外部電極が形成されな
い側面の導電材料が露出した部分がＡｇ以外の材料によ
り被覆された構造を有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。 - 【請求項２】 前記被覆材料が、卑金属であることを
特徴とする請求項１記載のインクジェット式印字ヘッド
。 - 【請求項３】 前記被覆材料が、Ｎｉであることを特
徴とする請求項１記載のインクジェット式印字ヘッド。 - 【請求項４】 前記被覆材料が、Ｃｕであることを特
徴とする請求項１記載のインクジェット式印字ヘッド。 - 【請求項５】 前記被覆材料が、Ｃｒであることを特
徴とする請求項１記載のインクジェット式印字ヘッド。 - 【請求項６】 前記被覆材料がメッキ法により形成さ
れている事を特徴とする請求項３又は４又は５記載のイ
ンクジェット式印字ヘッド。 - 【請求項７】 前記被覆材料の表面が絶縁処理されて
いることを特徴とする請求項３又は４又は５記載のイン
クジェット式印字ヘッド。 - 【請求項８】 前記被覆材料が、ガラス絶縁体である
ことを特徴とする請求項１記載のインクジェット式印字
ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3101256A JPH04331155A (ja) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | インクジェット式印字ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3101256A JPH04331155A (ja) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | インクジェット式印字ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04331155A true JPH04331155A (ja) | 1992-11-19 |
Family
ID=14295835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3101256A Pending JPH04331155A (ja) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | インクジェット式印字ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04331155A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6986189B2 (en) | 1998-09-17 | 2006-01-17 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing a piezoelectric vibrator unit |
| JP2012064674A (ja) * | 2010-09-14 | 2012-03-29 | Taiyo Yuden Co Ltd | 圧電素子及び積層型圧電構造体 |
-
1991
- 1991-05-07 JP JP3101256A patent/JPH04331155A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6986189B2 (en) | 1998-09-17 | 2006-01-17 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing a piezoelectric vibrator unit |
| JP2012064674A (ja) * | 2010-09-14 | 2012-03-29 | Taiyo Yuden Co Ltd | 圧電素子及び積層型圧電構造体 |
| CN103069599A (zh) * | 2010-09-14 | 2013-04-24 | 太阳诱电株式会社 | 压电元件及层叠式压电结构体 |
| US9117993B2 (en) | 2010-09-14 | 2015-08-25 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Piezoelectric element and stacked piezoelectric structure |
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