JPH07186379A - Ink jet piezoelectric element base member and piezoelectric displacing element using the member for ink jet head - Google Patents

Ink jet piezoelectric element base member and piezoelectric displacing element using the member for ink jet head

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JPH07186379A
JPH07186379A JP32937893A JP32937893A JPH07186379A JP H07186379 A JPH07186379 A JP H07186379A JP 32937893 A JP32937893 A JP 32937893A JP 32937893 A JP32937893 A JP 32937893A JP H07186379 A JPH07186379 A JP H07186379A
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Abstract

PURPOSE:To reduce a percentage of defect in mounting, reduce a variation in displacing amount between elements, and contrive a higher reliability and a lower cost by a method wherein first inner electrodes are provided in a first lap part, a second non-lap part, and a second lap part which are connected in order, and second inner electrodes are provided in a first non-lap part, the first lap part, and the second lap part which are connected in order. CONSTITUTION:An ink jet piezoelectric element base member 1 is formed by alternately laminating first inner electrodes 3 and second inner electrodes 4 with piezoelectric materials 2 between. A pattern 9 of the arrangement of a first non-lap part 5, a first lap part 6, a second non-lap part 7, and a second lap part 8 each of which is made of the electrodes 3 and/or the electrodes 4 is repeated in a longitudinal direction 10. As a bulk to be used for a piezoelectric displacing element for an ink jet head, the ink jet piezoelectric element base member 1 is cut at a cutting part 11 of the lap part 8 in the vicinity of the non-lap part 5. The electrodes 3 forming the lap part 8 are exposed on at least one of the cut surfaces of the bulk. By using the pattern in which the inner electrodes are lapped and unlapped, chips can be accumulated with high density except the cutting margins.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric displacement element which is an actuator suitable for an ink jet head of an ink jet recording apparatus, and a piezoelectric body mother member.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art A piezoelectric displacement element made of a piezoelectric material has a function as a conversion element for converting electric energy and mechanical energy, and is therefore applied to the field of actuators and the like. Furthermore, in recent years, the driving voltage has been significantly reduced by using a piezoelectric displacement element of a laminated type. A piezoelectric displacement element for an inkjet head is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 56
In Japanese Patent Laid-Open No. 120365, there is disclosed a method of significantly reducing a driving voltage by using a laminated type piezoelectric displacement element for an inkjet head as an actuator of the inkjet head. Further, as a structure of the piezoelectric displacement element for an inkjet head, by providing dummy internal electrodes even in a portion that does not actually generate piezoelectric strain, warpage and undulation due to stress strain generated during firing are alleviated, which is advantageous for mounting an inkjet head. Such a structure is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-235041. Furthermore, a method of stacking patterns in which internal electrodes are connected, facilitating extraction of the internal electrodes after cutting, and taking a large number of piezoelectric displacement elements for inkjet heads from the inkjet piezoelectric mother material to improve the yield is a method. JP-A-62-104
No. 182 publication.

【0003】[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。
However, although the prior art is advantageous as the structure of the piezoelectric displacement element for the inkjet head, each bulk or each chip is cut from the piezoelectric base member for inkjet to obtain a large number of them. The structure of the internal electrodes advantageous for the polarization treatment and further for mounting on the ink jet head is not shown, and as for the multi-cavity production, the method is merely to stack the internal electrodes in a multi-cavity pattern.

【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。
Further, since the internal electrodes are exposed in the bulk cut and divided from the conventional piezoelectric mother material for ink jet, short-circuiting between internal electrodes during the polarization treatment and a number of defective elements burning due to spark discharge occur. Was there.

【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。
Here, the names of the bulk and chip used in the present invention will be defined. Attaching an external electrode for applying a voltage to the internal electrode, and applying a voltage to the external electrode to polarize the piezoelectric material, a member cut from a piezoelectric base member for an inkjet head is a bulk, and an inkjet head is used from the bulk. The member cut to the size to be mounted on is used as a chip.

【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。
Inkjet printers that use piezoelectric displacement elements for inkjet heads as actuators for inkjet heads have already been commercialized, and the reliability and cost reduction of piezoelectric displacement elements for inkjet heads that are advantageous for ink ejection are promoted. This is important, and it is necessary to configure an internal electrode pattern that is advantageous for reducing the defective rate in separation cutting, polarization, and mounting from the inkjet piezoelectric base member to the inkjet head piezoelectric displacement element.

【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。
Further, when the piezoelectric material and the internal electrode are laminated and sintered, there is a large difference in characteristics between the central portion and the outer frame portion even within the piezoelectric base material for ink jet, so that the size of the chip itself is reduced. When the inkjet piezoelectric base member was formed and the elements were processed, the amount of displacement of each element varied greatly, and the print density of the inkjet head also varied greatly. For this reason, it is necessary to arrange a high-density internal electrode capable of obtaining a large number of piezoelectric displacement elements for an inkjet head on a large-sized inkjet piezoelectric base member to reduce the variation in the displacement amount within the inkjet head. is there.

【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。
The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to reduce the separation and cutting into bulk, chips and devices, polarization, and the defective rate in mounting, and to reduce each defect in the ink jet head. To provide an inkjet head and an inkjet printer, which concretely show a configuration of an internal electrode pattern of a piezoelectric base member for inkjet, which is advantageous for reducing a variation in displacement amount of an element, and which realizes reliability improvement and cost reduction. It is in.

【0009】[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、しかもイン
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、前記第一の内部電極は順番に連なる第一の重複部、
第二の非重複部、第二の重複部に、また前記第二の内部
電極は順番に連なる第一の非重複部、第一の非重複部、
第二の重複部に配設されていることを特徴とする。
A first ink jet piezoelectric base member according to the present invention comprises a first internal electrode and a second internal electrode which are alternately laminated with a piezoelectric material sandwiched between them. In a piezoelectric body member for inkjet in which a large number of piezoelectric displacement elements are arranged, the first and second electrodes are overlapped, and a first non-overlapped portion continuous in the length direction by non-overlapped, a first overlapped portion, Two non-overlapping parts, which is composed of repeating a series of patterns in the lengthwise direction of a second overlapping part, wherein the first internal electrode is a first overlapping part that is sequentially connected,
A second non-overlapping portion, a second non-overlapping portion, a second non-overlapping portion, a second non-overlapping portion, in which the second internal electrode is sequentially connected.
It is characterized in that it is arranged in the second overlapping portion.

【0010】本発明の第一のインクジェットヘッド用圧
電変位素子は前記第一のインクジェット用圧電体母部材
の第一の非重複部近傍で且つ第二の重複部で切り分けら
れた両切断面の少なくとも一方に第二の重複部を構成す
る第一の内部電極を露出させ、該切断面に形成されて第
一の内部電極、第二の内部電極をそれぞれ並列に接続す
る第一、第二の外部電極を有し、第一の非重複部を変位
を取り出す自由端不活性部、第一の重複部を変位する活
性部、第二の非重複部と第二の重複部を固定側不活性
部、としたことを特徴とする。
The first piezoelectric displacement element for an inkjet head of the present invention is at least both cut surfaces which are cut in the vicinity of the first non-overlapping portion of the first inkjet piezoelectric base member and at the second overlapping portion. A first internal electrode that exposes the first internal electrode that constitutes the second overlapping portion on one side and that is formed on the cut surface and that connects the first internal electrode and the second internal electrode in parallel, respectively. A free end inactive part that has electrodes and takes out the displacement of the first non-overlapping part, an active part that displaces the first overlapping part, a second side non-overlapping part and a second overlapping part are fixed side inactive parts , And is characterized.

【0011】本発明の第二のインクジェット用圧電体母
部材は、第一、第二の電極の非重複、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、第三の非重複部、第三の重複部
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、且つ前記第一、第三の重複部長さがほぼ等しく且つ
第二、第三非重複部の長さがほぼ等しく構成され、前記
第一の内部電極は順番に連なる第一の重複部第二の非重
複部、第二の重複部、第三の非重複部、第三の重複部
に、また前記第二の内部電極は第一の非重複部、第一の
重複部、第二の重複部、第三の重複部に配設されている
ことを特徴とする。
The second piezoelectric base material for ink jet of the present invention is a non-overlapping first and second electrode, a first non-overlapping portion which is continuous in the lengthwise direction due to the overlapping, a first overlapping portion, a second Of the non-overlapping portion, the second overlapping portion, the third non-overlapping portion, the third overlapping portion is repeated in the lengthwise direction of the pattern, and the first, the third overlapping portion length The first and second internal electrodes are configured to be substantially equal and the lengths of the second and third non-overlapping portions are approximately equal to each other, and the first internal electrodes are sequentially connected to each other. In the non-overlap portion, the third overlap portion, and the second internal electrode is arranged in the first non-overlap portion, the first overlap portion, the second overlap portion, and the third overlap portion. It is characterized by

【0012】本発明の第二のインクジェットヘッド用圧
電変位素子は前記第二のインクジェット用圧電体母部材
の第一の非重複部の中心近傍及び第二の重複部の中心近
傍で切り分けられた切断面と、該切断面に形成されて第
一の内部電極、第二の内部電極をそれぞれ並列に接続す
る第一、第二の外部電極を有し、第一の非重複部を変位
を取り出す自由端不活性部、第一もしくは第三の重複部
を変位する活性部、第二もしくは第三の非重複部と第二
の重複部を固定側不活性部、としたことを特徴とする。
A second piezoelectric displacement element for an ink jet head of the present invention is a cut divided near the center of the first non-overlap portion and near the center of the second overlap portion of the second ink jet piezoelectric base member. A surface and first and second external electrodes formed on the cut surface and connecting the first internal electrode and the second internal electrode in parallel, respectively, and the displacement of the first non-overlapping portion can be freely extracted. The end inactive part, the active part displacing the first or third overlapping part, and the second or third non-overlapping part and the second overlapping part are fixed side inactive parts.

【0013】さらに、本発明の第三のインクジェット用
圧電体母部材は前記第一、第二のインクジェット用圧電
体母部材に於いて、前記第一及び第二の内部電極が幅方
向外側側面に露出しないように幅方向外部が圧電材料で
覆われていることを特徴とする。
Further, a third ink jet piezoelectric body mother member of the present invention is the same as the first and second ink jet piezoelectric substance mother members, wherein the first and second internal electrodes are on the outer side surfaces in the width direction. It is characterized in that the widthwise outside is covered with a piezoelectric material so as not to be exposed.

【0014】[0014]

【実施例】【Example】

〈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。
<Embodiment 1> FIG. 1 is a view showing a first constitution of a piezoelectric base member for an inkjet of the present invention. In the piezoelectric body member 1 for inkjet, the first internal electrodes 3 and the second internal electrodes 4 are alternately laminated with the piezoelectric material 2 interposed therebetween. Pattern 9 in which the first non-overlapping portion 5, the first non-overlapping portion 6, the second non-overlapping portion 7, and the second non-overlapping portion 8 formed by the first internal electrode 3 and the second internal electrode 4 are lined up Are repeated in the length direction 10. The bulk used for the piezoelectric displacement element for the inkjet head is in the vicinity of the first non-overlapping portion 5 of the piezoelectric base member 1 for inkjet and the cut portion 11 of the second overlapping portion 8.
Then, the first internal electrode 3 constituting the second overlapping portion 8 was exposed on at least one of both cut surfaces.

【0015】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。
FIG. 2 shows the bulk 12 taken by the cutting section 11. In the bulk 12 taken from the piezoelectric base member 1 for inkjet, the free end inactive part 13 for taking out the displacement, the active part 14 displaced when a voltage is applied, the fixed side inactive part 15 and the internal electrode are overlapped. A dummy electrode 16 which is not driven by voltage application is formed. The first internal electrode 3 is exposed only on the end face 17 and is not exposed on the end face 18. Here, the first non-overlapping portion 5 corresponds to the free end inactive portion 15, and the first overlapping portion 6 is hereinafter referred to as the active portion 14.
In addition, the second non-overlapping portion 8 and the second overlapping portion 9 correspond to the fixed-side inactive portion 15. The dummy electrode 16 is composed of the second overlapping portion 9.

【0016】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。
FIG. 8 is a view in which the external electrodes 31 and 32 are formed on the bulk 12 cut from the piezoelectric base material 1 for ink jet. The bulk 12 is subjected to polarization treatment by applying a voltage to the external electrodes 31 and 32, and then cut into a width 33 of a member (chip) of an appropriate size when used in an inkjet head. As the external electrodes 31 and 32, thin-film electrodes are formed by sputtering or vapor deposition, or thick-film electrodes are formed with a conductive adhesive. In the polarization process, the optimum temperature for the piezoelectric material,
The voltage and voltage application time are appropriately selected and used. here,
By designing a bulk size that allows multiple chips to be taken, it is possible to suppress variations that occur in the polarization process step.

【0017】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。
As described above, by using the overlapping and non-overlapping patterns of the internal electrodes in the piezoelectric body member for inkjet used in the piezoelectric displacement element for the inkjet head of the present invention, cutting is made in the piezoelectric body member for inkjet. It can be seen that the chips are integrated at a high density except for the cutting margin.

【0018】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。
FIG. 21 shows a second structure of the bulk taken by the cutting section 11. Free end inactive portion 13 for extracting displacement in bulk 19, active portion 1 that is displaced when a voltage is applied
4, the fixed side inactive portion 15 and the internal electrode overlap, but a dummy electrode 16 which is not driven by voltage application is formed. The first internal electrode 3 is exposed on both sides of the end face 17 and the end face 18. External electrode 31 similar to bulk 12
And 32 are formed, a voltage is applied to the external electrodes 31 and 32, polarization processing is performed, and then the chip width 33 is cut.
Here, the first internal electrode 3 exposed on the end face 18 and the end face 17
Since the first internal electrode 3 exposed at 1 has the first non-overlapping portion 5, no short circuit occurs due to the voltage application. Therefore,
The mother electrode 12 and the mother member 19 have different internal electrode configurations,
It is possible to construct an external electrode of the same form and perform polarization treatment.

【0019】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。
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。
Here, the bulk 12 in FIG. 2 and the bulk 19 in FIG. 21 are obtained by shifting the position of the cutting portion 11 in FIG. Although the bulk 12 and the bulk 19 have different internal electrodes in appearance, they have the same characteristics. Therefore,
Variation is allowed in the cutting portion 11, which will be described with reference to FIG. 22 is a partially enlarged view of the mother member 1 of FIG.
When the cutting part 11 is cut at the boundary 121 between the first non-overlapping part 5 and the second overlapping part 8, the bulk 12 is obtained. on the other hand,
The cutting part 11 has a boundary 121 within the range 122 of the second overlapping part 8.
Bulk 19 is obtained when cut at a point 123 which is more inside.

【0020】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122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。
A positional deviation is allowed in the range 122 of the cutting portion 11 when the mother member 1 in which the patterns 9 of the internal electrodes are repeatedly arranged is cut in bulk. Therefore, the base member 1 can not only take a large number of conventional piezoelectric displacement elements for inkjet heads, but also has a similar characteristic in piezoelectric displacement elements for inkjet heads, which are misaligned during cutting and have different internal electrode patterns. It was found that it can be used for an inkjet head.

【0021】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。
An outline of using the piezoelectric displacement element for an ink jet head manufactured in the constitution of this embodiment in an ink jet head is shown below.

【0022】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。
FIG. 9 is a diagram showing a driving unit for an ink jet head using the piezoelectric displacement element for an ink jet head of the present invention. Chips 41 individually taken from the bulk 12 with a width 33 are attached to a base material 42 such as ceramics with an adhesive 43.
Be glued through. An electrode 47 is formed on the surface of the base material 42. The electrode 47 of the base material 42 is electrically connected to the external electrode 32. Chip 41 bonded on base material 42
Was cut into a comb-tooth shape 46 having an element width 44 and an element interval 45 by using a dicing saw, a wire saw, a laser, or the like. At the time of cutting, in order to completely separate the chip 41 into individual elements, the base material 42 is also cut into the electrodes 47 and the electrodes 51 corresponding to the comb-tooth shape 46 are divided for each element. ing. Therefore, the electrode 51 corresponds to each element individually and electrical continuity is secured. Comb shape 4
Dummy elements 48 that are not involved in ink ejection are provided at both ends of 6.
Is provided. Next, in order to apply a voltage to each element, processing for taking out the external electrodes 31 and 32 was performed. First, the external electrode 31 and the electrode 47 were connected by the conductive member 49, and the electrode 47 was connected to the electrode (common electrode) 53 commonly connected to each element. Secondly, the individual electrodes 52 corresponding to the intervals between the electrodes 51 were connected so as to overlap the electrodes 51. A lead frame or a flexible printed circuit was used for the conductive member 49, the common electrode 53, and the individual electrode 52. For the connection using the conductive members 49, 53 and the individual electrode 52, a conductive adhesive such as solder was used. The individual electrode 52 corresponding to each element was used as a segment electrode, and the common electrode 53 connected to each element was used as a common electrode, which was used as a drive unit 54 for ejecting ink of the inkjet head.

【0023】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。
FIG. 10 is a diagram in which a drive unit using the piezoelectric displacement element for an inkjet head of the present invention is used in an inkjet head. A pressure plate 60 for transmitting the piezoelectric strain generated when a voltage is applied to the individual electrode 52 and the common electrode 53 of the drive unit 54 as a pressure of ink ejection, and a flow path formation in which an ink chamber corresponding to each element is provided. A substrate 61 and a nozzle plate 62 having a nozzle hole 63 for ejecting ink are laminated and adhered, and the pressure plate 60 is a device end surface 6 of the drive unit 54.
4 is glued on. The flow path forming substrate 61 has an ink flow path 65, an ink chamber 66 corresponding to each element, and an ink chamber 66.
A flow path 67 is formed for the ink to flow into. Further, the ink flows into the ink flow path 65 of the flow path forming substrate 61 through the ink pipe 68 and the ink hole 69 formed in the pressure plate 60.

【0024】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。
When a chip cut from the ink jet piezoelectric base member of the present invention was processed into a piezoelectric displacement element for an ink jet head and used as an actuator of the ink jet head for printing, the ink ejection amount and ink ejection speed varied. I was able to obtain a small, very clear and beautiful printed material.

【0025】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。
Next, the manufacturing method of the first constitution of the piezoelectric base member for inkjet of the present invention will be briefly described.
FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6, and FIG. 7 are diagrams showing a procedure for alternately stacking piezoelectric materials and internal electrodes.

【0026】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。
As shown in FIG. 3, first, the piezoelectric material 2 of FIG.
The raw sheet 21 of the piezoelectric body is formed. Next, as shown in FIG. 4, the electrode paste 22 of the first internal electrode is printed on the piezoelectric green sheet 21. Next, as shown in FIG. 5, the piezoelectric green sheet 21 is laminated on the electrode paste 22, and the electrode paste 23 which is the second internal electrode is further laminated on the piezoelectric green sheet as shown in FIG. Print. By repeating the stacking of the piezoelectric green sheet and the printing of the electrode paste as described above, a stacked body 24 of the piezoelectric green sheet and the electrode paste as shown in FIG. 7 is manufactured. At this time, a piezoelectric green sheet on which an electrode paste is printed may be manufactured for each piezoelectric green sheet unit of each piezoelectric material, and finally each piezoelectric green sheet may be laminated. Then, the laminated body 24 of the piezoelectric green sheet and the electrode paste is subjected to thermocompression bonding and then sintered at a high temperature of about 1000 ° C. to manufacture the piezoelectric body member for inkjet of the present invention. In the above manufacturing process, printing of the internal electrodes, thermocompression bonding of the laminate, or sintering is a process in which manufacturing variations easily occur. As a result, it is possible to inevitably reduce the variation between bulks or chips and improve the manufacturing yield.

【0027】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。
Further, as the piezoelectric material, a piezoelectric material is appropriately selected from PZT system such as lead titanate-lead zirconate. Piezoelectric green sheets are prepared by first sintering the piezoelectric material into powder, mixing it with an organic binder, plasticizer, dispersant, and solvent to make a slurry, and then attaching the slurry to a roller and making it thick with a blade. The material was transferred evenly in size, punched into a certain size, and dried to obtain a piezoelectric green sheet. The electrode paste was appropriately selected or mixed from silver, palladium, platinum, etc., and mixed with a solvent and a binder before use.

【0028】〈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。
Comparative Example 1 In this comparative example, the amount of displacement between a chip individually taken from the inkjet piezoelectric base member of the present invention and a chip individually taken from the inkjet piezoelectric base member having a single chip size. Were compared.

【0029】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。
FIG. 11 is a diagram showing a piezoelectric base member for an ink jet of a single chip size. The ink jet piezoelectric body mother member 71 having a single chip size is formed, and the width 72,
It cut | disconnected to the length 73, and took the chip | tip 74 used for the piezoelectric element for ink jets. FIG. 12 is a diagram in which the external electrodes 31 and 32 are formed on the chip 74.

【0030】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。
In FIG. 13, a large number of chips 76 having a width 72 and a length 73 are taken from a piezoelectric mother material 75 for an ink jet having a width 77 in which internal electrode patterns capable of making a large number of the present invention are arranged at a high density. It is a figure which shows what was done. still,
As the internal electrode material and the piezoelectric material, the same material was used for the inkjet piezoelectric base member 71 and the inkjet piezoelectric base member 75. In FIG. 14, the chip 76 has an external electrode 31,
It is the figure which formed 32. Here, the chip 74 and the chip 76 are completely the same in appearance.

【0031】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。
After the chips 74 and 76 were polarized under the same conditions, the amount of displacement of each element was measured when it was processed into a piezoelectric displacement element for ink jet with a width of about 150 m -6 . FIG. 15 is a diagram showing the distribution of the displacement amounts of the tip 74 and the tip 76. The amount of displacement of the tip 74 is shown by the curve 79. On the other hand, the chip 76 has a non-uniform distribution of displacement amount depending on the cutting position from the piezoelectric body member for inkjet 75, but the piezoelectric body member for inkjet 7
When the values were plotted corresponding to the positions of the respective chips within the width 77 of 5, it was found that they were distributed on the curve 80. From the above results, the piezoelectric piezoelectric mother members 71 and 75 made of the same material have the same variation range 78 of the displacement amount. However, when comparing chips of the same size with a width of 72, it was found that the variation range of the chip 76 obtained by a large number was 81 or 82, which was smaller than the variation range 78 of the chip 74.

【0032】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。
Therefore, the piezoelectric displacement element for an ink jet head according to the present invention not only realizes an improvement in yield and cost reduction by taking a large number of piezoelectric ink jet mother materials but also reduces the variation range of the displacement amount and improves reliability. Is improving.

【0033】<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。
<Comparative Example 2> Chip 74 in Comparative Example 1
Ink was discharged by using the chip 76 and the chip 76 as an inkjet head. FIG. 16 is a diagram in which the weight of the ink droplets ejected from the nozzle holes of the inkjet head and the number of nozzles are plotted. The inkjet head using the chip 74 has a curve 83, and the inkjet head using the chip 76 has a curve 84. Therefore, it has been found that the piezoelectric displacement element for an inkjet head according to the present invention in which the displacement range of the displacement amount in the chip size is reduced also reduces the variation range of the weight of the ink ejected from the inkjet head and improves the printing quality. . Further, when printing was carried out by an inkjet printer using the piezoelectric displacement element for an inkjet head of the present invention, it was possible to realize a very clear print quality with less variation in shading as compared with a conventional inkjet printer.

【0034】〈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。
<Embodiment 2> In the pattern 9 of the internal electrodes of the piezoelectric base member 1 for inkjet shown in FIG. 1 of Embodiment 1, the lengths of the first non-overlapping portion 5 and the second non-overlapping portion 7 are almost the same. The same piezoelectric base member 1 for inkjet was formed. Further, the cutting portion 11 of the piezoelectric displacement element for an inkjet head from the piezoelectric body member 1 for inkjet is cut in the vicinity of the first non-overlap portion 5 and at the second overlap portion 8,
The first internal electrode 3 forming the second overlapping portion 8 was exposed on at least one of both cut surfaces. The cutting pitch was the same as that of the printed pattern 9. By the above process,
Since only the size of the bulk and the chip used for the piezoelectric displacement element for the inkjet head and the cut margin at the time of cutting are arranged in the piezoelectric base material for inkjet, the bulk and the chip can be arranged in a very high density pattern. done.

【0035】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。
The manufacturing method can be carried out by the same procedure as in FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6 and FIG.
6 and the printing pattern of the internal electrodes in FIG. 6 are common, the first internal electrode 22 and the second internal electrode 23 are set to the sum of the dimensions of the first overlapping portion 6 and the second non-overlapping portion 7 in FIG. It can also be realized by printing by shifting to a corresponding dimension. Moreover, in the method using the common print pattern described above, the first internal electrode 22 and the second internal electrode 23
It is possible to arbitrarily set the length of the first overlapping portion 6 in FIG. 1, that is, the length of the active portion to be displaced, by arbitrarily setting the dimension to be shifted at the time of printing, and It has become possible to flexibly comply with the standards.

【0036】<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。
<Embodiment 3> FIG. 17 is a view showing a third constitution of the piezoelectric base member for inkjet of the present invention. In the piezoelectric body member 91 for inkjet, the first internal electrode 92 and the second internal electrode 93 are alternately laminated with the piezoelectric material 2 interposed therebetween. A first non-overlapping portion 94 formed by the first internal electrode 92 and the second internal electrode 93, a first overlapping portion 95, a second non-overlapping portion 96, a second overlapping portion 97,
The pattern 100 in which the third non-overlapping portion 98 and the third overlapping portion 99 are arranged is repeated in the length direction 101. The second non-overlapping part 96 and the third non-overlapping part 98, and the second non-overlapping part 95 and the third non-overlapping part 99 have the same dimensions. The bulk is a cut portion 102 near the center of the first non-overlap portion 94 and a cut portion 103 near the center of the second overlap portion 97 in the inkjet piezoelectric base member 91.
Is cut by. FIG. 18 shows a bulk 104 that is cut by the cutting units 102 and 103. The bulk 104 corresponds to the first embodiment.
It has the same structure as the bulk 12 individually taken from the inkjet piezoelectric base member 1. In the bulk 104, the free end inactive portion 105 for extracting displacement, the active portion 106 displaced by voltage application, and the fixed-side inactive portion 10
7 and the internal electrode overlap, but a dummy electrode 108 which is not driven by voltage application is formed. The bulk 104 was cut into a chip width 109 and used as a piezoelectric displacement element for an inkjet head.

【0037】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。
As described above, by using the overlapping and non-overlapping patterns of the internal electrodes in the piezoelectric body member for inkjet of the present invention, bulk and It can be seen that the chips are densely integrated.

【0038】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。
FIG. 23 is a partially enlarged view of the mother member 91 of FIG. The cutting portion 102 is the range 13 of the first non-overlapping portion 94.
With 1, the positional deviation during cutting is allowed. On the other hand, the cutting unit 10
3 is a range 132 of the second overlapping portion 97, and positional deviation at the time of cutting is allowed. If the cutting portion 102 and the cutting portion 103 are displaced in the range 131 and the range 132, respectively, the bulk 1
It is possible to obtain the bulk of the internal electrode pattern similar to 04. Therefore, the base member 91 can not only take a large number of conventional piezoelectric displacement elements for inkjet heads, but also has a permissible range of misalignment upon cutting, and even if misalignment occurs, the same internal electrode as in the related art can be used. It was found that a piezoelectric displacement element for an inkjet head having the above structure can be obtained.

【0039】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。
Piezoelectric base member 9 for ink jet of the present invention
When chips obtained from 1 were processed into a piezoelectric displacement element for an inkjet head and used for the inkjet head, very clear printing with small variation in shading was possible.

【0040】<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。
<Embodiment 4> FIG. 19 is a view showing a fourth embodiment of the present invention. Piezoelectric piezoelectric base member 11
In FIG. 1, the inkjet piezoelectric mother member 1 of the first embodiment or the inkjet piezoelectric mother member 91 of the third embodiment is configured in the portion 112, and the outer side surface portions 114 and 115 in the width direction 113 are the first, The second internal electrode is covered with a piezoelectric material so as not to be exposed. Outer side surface part 11
The piezoelectric material forming 4 and 115 may be the same or different than the piezoelectric material used in portion 112.

【0041】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。
The mother member is used for an ink jet head through the steps of bulk cutting, forming external electrodes on the bulk, polarization treatment, and chip cutting. Since the mother member 111 of the present invention has the effect of reducing the occurrence of defects in the polarization process of the above steps and improving the manufacturing yield of chips, the steps from bulk cutting to polarization will be shown below to explain the effects.

【0042】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。
The inkjet piezoelectric base member 111 is cut at the cutting portion 11 corresponding to the inkjet piezoelectric base member 1 of the first embodiment or at the cutting portions 102 and 103 corresponding to the inkjet piezoelectric base member 91 of the third embodiment. It was cut to obtain bulk 117. FIG. 20 is a diagram in which the external electrodes 31 and 32 are formed on the bulk 117. In the bulk 117, since the internal electrodes are not exposed at the outer side surface portions 114 and 115 in the width direction 113, when a voltage is applied to the outer electrodes 31 and 32 by the polarization treatment, a short circuit that has conventionally occurred between the outer side surface internal electrodes. It was possible to prevent the failure of the element burning due to the spark discharge. When the configuration of the present example is added to the piezoelectric body members for inkjet of Examples 1, 2, and 3 in which the piezoelectric displacement elements for inkjet head are arranged at high density, the occurrence of defects in the polarization process is prevented and the yield is improved. As a result, we were able to significantly reduce costs.

【0043】[0043]

【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。
As described above, according to the present invention, a high density internal electrode pattern capable of forming a large number of piezoelectric displacement elements for inkjet heads is formed on the piezoelectric base material for inkjets. The manufacturing process such as separation and cutting from the piezoelectric mother member to the piezoelectric displacement element for the inkjet head, polarization, and mounting was made advantageous (*! *), And the manufacturing yield could be greatly improved. Also,
Since the internal electrodes are not exposed on the outer side surface in the width direction of the piezoelectric body member for inkjet, it is possible to prevent the occurrence of defects in the polarization treatment process, so that the manufacturing yield can be improved more effectively. It is possible to realize improvement and cost reduction.

【0044】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。
Further, the piezoelectric displacement element for an ink jet head of the present invention has a smaller variation in displacement amount within a chip of the same size as compared with the conventional piezoelectric displacement element for an ink jet head, and thus the reliability is greatly improved. As a result, it was also found that the inkjet head using the piezoelectric displacement element for an inkjet head of the present invention has a small variation in the amount of ejected ink and the reliability is significantly improved.

【0045】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。
Further, by using the pattern of the internal electrodes of the piezoelectric base member for inkjet of the present invention, it is possible to give a tolerance for the cutting position deviation during bulk cutting, and cutting within the tolerance is possible. It has been revealed that an element having an internal electrode pattern similar to that of the conventional piezoelectric displacement element for an inkjet head, or an element having similar characteristics even if the internal electrode pattern is different.

【0046】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。
Therefore, by using the piezoelectric displacement element for an ink jet head of the present invention, it becomes possible to supply an ink jet head and an ink jet printer which realize a drastic cost reduction and improvement in reliability as compared with the prior art.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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。
FIG. 1 is a diagram showing a piezoelectric base member for inkjet according to a first embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 2 is a view showing a bulk individually taken from the piezoelectric body member for inkjet according to the first embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process of the inkjet piezoelectric base member of the present invention.

【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。
FIG. 4 is a view showing a manufacturing process of the inkjet piezoelectric base member of the present invention.

【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。
FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process of the piezoelectric base member for inkjet of the present invention.

【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。
FIG. 6 is a diagram showing a manufacturing process of the piezoelectric base member for inkjet of the present invention.

【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。
FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing process of the inkjet piezoelectric base member of the present invention.

【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。
FIG. 8 is a view in which an external electrode is formed on a bulk individually taken from the piezoelectric base material for inkjet of the present invention.

【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。
FIG. 9 is a diagram showing a drive unit of an inkjet head using the piezoelectric displacement element for inkjet head of the present invention.

【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。
FIG. 10 is a diagram showing an inkjet head using the piezoelectric displacement element for an inkjet head of the present invention.

【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。
FIG. 11 is a diagram showing a piezoelectric base member for an inkjet of a single chip size.

【図12】チップに外部電極を形成した図。FIG. 12 is a diagram in which external electrodes are formed on a chip.

【図13】本発明のインクジェット用圧電体母部材を示
す図。
FIG. 13 is a diagram showing an inkjet piezoelectric base member of the present invention.

【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。
FIG. 14 is a view in which external electrodes are formed on a chip individually taken from the piezoelectric base material for inkjet of the present invention.

【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。
FIG. 15 is a diagram comparing the displacement distributions of the piezoelectric displacement element for an inkjet head of the present invention and the conventional piezoelectric displacement element for an inkjet head.

【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。
FIG. 16 is a diagram comparing variations in ink ejection amount between an inkjet head using the piezoelectric displacement element for an inkjet head of the present invention and an inkjet head using a conventional piezoelectric displacement element for an inkjet head.

【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。
FIG. 17 is a diagram showing an inkjet piezoelectric body mother member according to a third embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 18 is a view showing a bulk obtained from an inkjet piezoelectric base member according to a third embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 19 is a diagram showing a fourth configuration of the piezoelectric body member for inkjet according to the fourth embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 20 is a diagram in which external electrodes are formed on a bulk obtained from a piezoelectric mother material for inkjet according to a fourth embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 21 is a diagram showing a second structure of a bulk individually taken from the piezoelectric body member for inkjet according to the first embodiment of the present invention.

【図22】本発明の第一の実施例を示す図1の部分拡大
図。
FIG. 22 is a partially enlarged view of FIG. 1 showing a first embodiment of the present invention.

【図23】本発明の第二の実施例を示す図17の部分拡
大図。
FIG. 23 is a partially enlarged view of FIG. 17 showing a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 1 Inkjet Piezoelectric Base Member 2 Piezoelectric Material 3 First Internal Electrode 4 Second Internal Electrode 5 First Non-Overlapping Section 6 First Overlapping Section 7 Second Non-Overlapping Section 8 Second Overlapping Section 9 Pattern 10 Length direction 11 Cutting part

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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、 前記第一の内部電極は順番に連なる第一の重複部、第二
の非重複部、第二の重複部に、また前記第二の内部電極
は順番に連なる第一の非重複部、第一の重複部、第二の
重複部に配設されていることを特徴とするインクジェッ
ト用圧電体母部材。
1. A piezoelectric body member for inkjet, wherein first internal electrodes and second internal electrodes are alternately laminated with a piezoelectric material sandwiched therebetween, and a large number of piezoelectric displacement elements for inkjet head are arranged. 1, the length of a series of patterns of the first non-overlapping portion, the first non-overlapping portion, the second non-overlapping portion, and the second overlapping portion that are continuous in the length direction due to the duplication of the second internal electrode and the non-overlapping The first internal electrode is sequentially connected to the first overlapping portion, the second non-overlapping portion, the second overlapping portion, and the second internal electrode is sequentially connected to the first overlapping portion. A piezoelectric body member for inkjet, which is disposed in one non-overlapping portion, a first overlapping portion, and a second overlapping portion.
【請求項2】 前記第一、第二の非重複部の長さがほぼ
等しいことを特徴とする請求項1記載のインクジェット
用圧電体母部材。
2. The piezoelectric body member for inkjet according to claim 1, wherein the first and second non-overlapping portions have substantially the same length.
【請求項3】 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、しかもインクジェット
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、 前記母部材は、第一、第二の電極の非重複、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、第三の非重複部、第三の
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、且つ前記第一、第三の重複部長さがほぼ等しく
且つ第二、第三非重複部の長さがほぼ等しく構成され、 前記第一の内部電極は順番に連なる第一の重複部、第二
の非重複部、第二の重複部、第三の非重複部、第三の重
複部に、また前記第二の内部電極は第一の非重複部、第
一の重複部、第二の重複部、第三の重複部に配設されて
いることを特徴とするインクジェット用圧電体母部材。
3. A piezoelectric body member for inkjet, wherein first internal electrodes and second internal electrodes are alternately laminated with a piezoelectric material sandwiched between them, and a plurality of piezoelectric displacement elements for inkjet head are arranged. The mother member is a non-overlap of the first and second electrodes, a first non-overlap portion that is continuous in the length direction due to the overlap, a first overlap portion, a second non-overlap portion, a second overlap portion, a third Of the non-overlapping portion and the third overlapping portion, which are repeated in the length direction, and the lengths of the first and third overlapping portions are substantially equal and the lengths of the second and third non-overlapping portions are the same. Are substantially equal to each other, the first internal electrodes are sequentially connected to a first overlapping portion, a second non-overlapping portion, a second overlapping portion, a third non-overlapping portion, a third overlapping portion, Further, the second internal electrode is a first non-overlap portion, a first overlap portion, a second overlap portion, a third overlap portion. Inkjet piezoelectric base member, characterized in that it is set.
【請求項4】 前記第一及び第二の内部電極が幅方向外
側側面に露出しないように幅方向外部が圧電材料で覆わ
れていることを特徴とする請求項1、請求項3記載のイ
ンクジェット用圧電体母部材。
4. The inkjet according to claim 1, wherein the widthwise outside is covered with a piezoelectric material so that the first and second internal electrodes are not exposed at the widthwise outside side surface. Piezoelectric mother material.
【請求項5】 請求項1または請求項2記載のインクジ
ェット用圧電体母部材の第一の非重複部近傍で且つ第二
の重複部で切り分けられた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を露出させ、 該切断面に形成されて第一の内部電極、第二の内部電極
をそれぞれ並列に接続する第一、第二の外部電極を有
し、 第一の非重複部を変位を取り出す自由端不活性部、第一
の重複部を変位する活性部、第二の非重複部と第二の重
複部を固定側不活性部、としたことを特徴とするインク
ジェットヘッド用圧電変位素子。
5. The second overlap on at least one of the two cut surfaces separated by the second overlap portion in the vicinity of the first non-overlap portion of the inkjet piezoelectric base member according to claim 1 or 2. A first internal electrode forming a part, and having first and second external electrodes formed on the cut surface and connecting the first internal electrode and the second internal electrode in parallel, respectively. It is characterized in that one non-overlapping portion is a free end inactive portion for taking out displacement, an active portion displacing the first overlapping portion, and a second non-overlapping portion and a second overlapping portion are fixed side inactive portions. A piezoelectric displacement element for an inkjet head.
【請求項6】 請求項3記載のインクジェット用圧電体
母部材の第一の非重複部の中心近傍及び第二の重複部の
中心近傍で切り分けられた切断面と、該切断面に形成さ
れて第一の内部電極、第二の内部電極をそれぞれ並列に
接続する第一、第二の外部電極を有し、 第一の非重複部を変位を取り出す自由端不活性部、第一
もしくは第三の重複部を変位する活性部、第二もしくは
第三の非重複部と第二の重複部を固定側不活性部、とし
たことを特徴とするインクジェットヘッド用圧電変位素
子。
6. A cut surface, which is cut in the vicinity of the center of the first non-overlapping portion and in the vicinity of the center of the second overlapping portion, of the piezoelectric body member for inkjet according to claim 3, and formed on the cut surface. A first inner electrode and a second inner electrode that respectively connect the second inner electrode in parallel, and have first and second outer electrodes, and a free end inactive portion from which the displacement of the first non-overlap portion is taken out, the first or third A piezoelectric displacement element for an inkjet head, wherein the overlapping portion is an active portion that is displaced, and the second or third non-overlapping portion and the second overlapping portion are fixed side inactive portions.
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