JPH04368852A - 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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- JPH04368852A JPH04368852A JP3145955A JP14595591A JPH04368852A JP H04368852 A JPH04368852 A JP H04368852A JP 3145955 A JP3145955 A JP 3145955A JP 14595591 A JP14595591 A JP 14595591A JP H04368852 A JPH04368852 A JP H04368852A
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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、
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。
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、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。
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。
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。
【０００６】この問題を回避する為、特開平２−１６４
０８４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。
０８４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。
【０００７】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。
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。
【０００８】
【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交
互に層状に積層した圧電素子の外部電極が形成されない
側面に露出した陽極の導電材料をＡｇ以外の材料で被覆
する構造にした。
に本発明に於いては、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外部電極が形成されない
側面に露出した陽極の導電材料をＡｇ以外の材料で被覆
する構造にした。
【０００９】
【実施例】図１に本発明に於けるインクジェット式印字
ヘッドの１例を示す。図１に於て、１１は基台、１２は
接着剤、１３は個別電極、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は陽極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に於て、１１は基台、１２は
接着剤、１３は個別電極、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は陽極導電材料を被覆した材料、１７はインク流
路である。
【００１０】本ヘッドは以下の工程で製造される。
【００１１】図２に於て、定板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。さらに図４に於てこ
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導電材料２４を前記の
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、図６で乾燥させる。
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。さらに図４に於てこ
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導電材料２４を前記の
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、図６で乾燥させる。
【００１２】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。
【００１３】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。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。ここでの接着剤は、
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。
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。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。ここでの接着剤は、
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の陽極側を被覆材料１６で被覆する。ここでの、被
覆材料１６の形成方法としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆ
ｅ等の卑金属の電解メッキ方法や、特開昭６４−７５７
５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。
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の陽極側を被覆材料１６で被覆する。ここでの、被
覆材料１６の形成方法としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆ
ｅ等の卑金属の電解メッキ方法や、特開昭６４−７５７
５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。
【００１５】この後、メッキ液の残さが無い様に洗浄を
行う。このようにして、表面被覆された圧電素子は、陽
極の導電材料から析出する酸化銀の発生を抑制できる。 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。更に、陽極だけを被覆する為、
圧電材料層の厚みを薄くして異極の導電材料間距離を近
づけてもメッキの異常成長等による短絡の発生を抑制す
ることができる。
行う。このようにして、表面被覆された圧電素子は、陽
極の導電材料から析出する酸化銀の発生を抑制できる。 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。更に、陽極だけを被覆する為、
圧電材料層の厚みを薄くして異極の導電材料間距離を近
づけてもメッキの異常成長等による短絡の発生を抑制す
ることができる。
【００１６】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。
【００１７】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。
【００１８】
【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外部
電極が形成されない側面に露出した陽極の導電材料を、
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した。これにより、陽極
の導電材料から析出する酸化銀の発生を抑制できる。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。更に、陽極だけを被覆する為、圧
電材料層の厚みを薄くして異極の導電材料間距離を近づ
けてもメッキの異常成長等による短絡の発生を抑制する
ことができる。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外部
電極が形成されない側面に露出した陽極の導電材料を、
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した。これにより、陽極
の導電材料から析出する酸化銀の発生を抑制できる。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。更に、陽極だけを被覆する為、圧
電材料層の厚みを薄くして異極の導電材料間距離を近づ
けてもメッキの異常成長等による短絡の発生を抑制する
ことができる。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
い側面に露出した陽極の導電材料が、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】 請求項１の被覆材料が、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】 請求項１の被覆材料が、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】 請求項１の被覆材料が、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】 請求項１の被覆材料が、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または４または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または４または５記載の
インクジェット式印字ヘッド。 - 【請求項８】 請求項１の被覆材料が、ガラス絶縁体
であることを特徴とするインクジェット式印字ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3145955A JPH04368852A (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | インクジェット式印字ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3145955A JPH04368852A (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | インクジェット式印字ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04368852A true JPH04368852A (ja) | 1992-12-21 |
Family
ID=15396899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3145955A Pending JPH04368852A (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | インクジェット式印字ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04368852A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1164016A2 (en) * | 2000-06-12 | 2001-12-19 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric vibrator unit |
-
1991
- 1991-06-18 JP JP3145955A patent/JPH04368852A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1164016A2 (en) * | 2000-06-12 | 2001-12-19 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric vibrator unit |
| EP1164016A3 (en) * | 2000-06-12 | 2002-01-16 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric vibrator unit |
| US7111927B2 (en) | 2000-06-12 | 2006-09-26 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric vibrator unit |
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