JPH08187848A - 積層式圧電素子およびその製造方法 - Google Patents
積層式圧電素子およびその製造方法Info
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- JPH08187848A JPH08187848A JP7003090A JP309095A JPH08187848A JP H08187848 A JPH08187848 A JP H08187848A JP 7003090 A JP7003090 A JP 7003090A JP 309095 A JP309095 A JP 309095A JP H08187848 A JPH08187848 A JP H08187848A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 歩留まりおよび信頼性が高く、製造コストの
低いインクジェット式印字ヘッドに用いられる積層式圧
電素子及びその製法を提供するものである。 【構成】 圧電セラミック層４０と内部電極層４２，４
４とを交互に積層した構成を有し、その積層方向に開け
られた細長い穴部５２により少なくともその中央部が複
数のアクチュエータ部４６に分割されている。前記アク
チュエータ部４６の各々に対する電極へ、選択的に電圧
を印加することにより、所望のアクチュエータ部４６を
独立して駆動することができる。又、アクチュエータ部
４６の低電圧駆動を可能とする。また、積層式圧電素子
３８に設けられたスリットが細長い穴部５２であり、前
記各アクチュエータ部４６がその端部で圧電不活性部４
８に保持されるので、幅が細くても製造時や駆動時に折
れにくい。
低いインクジェット式印字ヘッドに用いられる積層式圧
電素子及びその製法を提供するものである。 【構成】 圧電セラミック層４０と内部電極層４２，４
４とを交互に積層した構成を有し、その積層方向に開け
られた細長い穴部５２により少なくともその中央部が複
数のアクチュエータ部４６に分割されている。前記アク
チュエータ部４６の各々に対する電極へ、選択的に電圧
を印加することにより、所望のアクチュエータ部４６を
独立して駆動することができる。又、アクチュエータ部
４６の低電圧駆動を可能とする。また、積層式圧電素子
３８に設けられたスリットが細長い穴部５２であり、前
記各アクチュエータ部４６がその端部で圧電不活性部４
８に保持されるので、幅が細くても製造時や駆動時に折
れにくい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インク滴を飛翔させ印
字媒体上にドットによる文字あるいは図形を形成するイ
ンクジェット式印字ヘッドに備えられた積層式圧電素子
およびその製造方法に関する。
字媒体上にドットによる文字あるいは図形を形成するイ
ンクジェット式印字ヘッドに備えられた積層式圧電素子
およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、圧電素子を用いたインクジェット
ヘッドは、インク溜まり部あるいはインク流路の壁面の
一部を電圧印加された圧電素子の変位により変形させ、
ノズルよりインク滴を飛翔させている。
ヘッドは、インク溜まり部あるいはインク流路の壁面の
一部を電圧印加された圧電素子の変位により変形させ、
ノズルよりインク滴を飛翔させている。
【０００３】その手段として、特開平６−７９８７１号
公報に開示されるような構造が一般的である。すなわ
ち、図７に示すように、縦方向に変位する柱状の圧電セ
ラミックス８１の先端部分に弾力性のある薄板８２が接
着され、更に、その上に圧電セラミックス８１の先端部
がインク流路８３の位置にくるように樹脂製のノズルプ
レート材８４が接着されている。圧電セラミックス８１
は、駆動電圧の低電圧化を実現するものとして、厚みの
薄い圧電素子シートと電極とを多数積層した積層型のア
クチュエータが用いられている。圧電セラミックス８１
は、駆動電圧は圧電セラミックス８１の対向する両側面
に内部電極を一層おきに露出させてそこからワイヤボン
ディング等で供給される。柱状の圧電セラミックス８１
はブロック状の焼結体にスライサー等で溝を入れて形成
する。圧電セラミックス８１が電圧の印加により変位
し、薄板８２を変形させてインク流路内のインクをノズ
ルから吐出させて印字している。
公報に開示されるような構造が一般的である。すなわ
ち、図７に示すように、縦方向に変位する柱状の圧電セ
ラミックス８１の先端部分に弾力性のある薄板８２が接
着され、更に、その上に圧電セラミックス８１の先端部
がインク流路８３の位置にくるように樹脂製のノズルプ
レート材８４が接着されている。圧電セラミックス８１
は、駆動電圧の低電圧化を実現するものとして、厚みの
薄い圧電素子シートと電極とを多数積層した積層型のア
クチュエータが用いられている。圧電セラミックス８１
は、駆動電圧は圧電セラミックス８１の対向する両側面
に内部電極を一層おきに露出させてそこからワイヤボン
ディング等で供給される。柱状の圧電セラミックス８１
はブロック状の焼結体にスライサー等で溝を入れて形成
する。圧電セラミックス８１が電圧の印加により変位
し、薄板８２を変形させてインク流路内のインクをノズ
ルから吐出させて印字している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示すインクジェット式印字ヘッドでは柱状の圧電セラミ
ックス８１は、各々分離されており、且つ非常に幅が細
く折れやすいために製造歩留まりが低く、また、駆動中
に折れるなど信頼性も低かった。
示すインクジェット式印字ヘッドでは柱状の圧電セラミ
ックス８１は、各々分離されており、且つ非常に幅が細
く折れやすいために製造歩留まりが低く、また、駆動中
に折れるなど信頼性も低かった。
【０００５】また、柱状の圧電素子をスライサーによる
機械加工で行ったり、電力供給用にワイヤボンディング
を行うために製造工程数が多くなり製造コストが高くな
るという問題点があった。
機械加工で行ったり、電力供給用にワイヤボンディング
を行うために製造工程数が多くなり製造コストが高くな
るという問題点があった。
【０００６】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、歩留まり、信頼性が高く、製造
コストの低いインクジェット式印字ヘッドを提供するこ
とを目的とする。
になされたものであり、歩留まり、信頼性が高く、製造
コストの低いインクジェット式印字ヘッドを提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の積層式圧電素子は、インクジェット式印字ヘ
ッドのキャビティ内に圧力変動を生じさせ、前記キャビ
ティ内のインクを噴射させるものであり、更に、圧電セ
ラミック層と内部電極層とを交互に積層した構成を有
し、その積層方向に開けられた細長い穴部により少なく
ともその中央部が複数のアクチュエータ部に分割されて
おり、前記内部電極層のうち、奇数番目の電極層と偶数
番目の電極層とが、少なくとも前記分割されたアクチュ
エータ部の各々を介して積層方向に対向するように配設
され、前記奇数番目の電極層と偶数番目の電極層のう
ち、少なくとも一方の電極層が各アクチュエータ部に対
する複数の電極により構成され、各々の電極が互いに絶
縁されてなる。
に本発明の積層式圧電素子は、インクジェット式印字ヘ
ッドのキャビティ内に圧力変動を生じさせ、前記キャビ
ティ内のインクを噴射させるものであり、更に、圧電セ
ラミック層と内部電極層とを交互に積層した構成を有
し、その積層方向に開けられた細長い穴部により少なく
ともその中央部が複数のアクチュエータ部に分割されて
おり、前記内部電極層のうち、奇数番目の電極層と偶数
番目の電極層とが、少なくとも前記分割されたアクチュ
エータ部の各々を介して積層方向に対向するように配設
され、前記奇数番目の電極層と偶数番目の電極層のう
ち、少なくとも一方の電極層が各アクチュエータ部に対
する複数の電極により構成され、各々の電極が互いに絶
縁されてなる。
【０００８】尚、前記圧電セラミック層は、各電極層間
に生ずる電界方向と同方向に分極されたものでもよい。
に生ずる電界方向と同方向に分極されたものでもよい。
【０００９】尚、前記各電極層は端子部を有し、その端
子部の全てが積層型圧電素子の１つの側面に露出してい
てもよい。
子部の全てが積層型圧電素子の１つの側面に露出してい
てもよい。
【００１０】本発明の積層式圧電素子の製造方法は、イ
ンクジェット式印字ヘッドのキャビティ内に圧力変動を
生じさせ、前記キャビティ内のインクを噴射させる積層
式圧電素子を製造する手法であって、細長い穴部を所定
のピッチで形成した平板シートを圧電材料を用いて作成
する工程と、前記シート上に第１の電極を、その端子部
が前記シートの一側縁部に露出するように形成する工程
と、前記シート上に第２の電極を、その複数の端子部が
前記シートの一側縁部に露出するように形成する工程
と、前記第１の電極が形成されたシートと前記第２の電
極が形成されたシートとを交互に積層圧着させた積層体
を形成する工程とからなる。
ンクジェット式印字ヘッドのキャビティ内に圧力変動を
生じさせ、前記キャビティ内のインクを噴射させる積層
式圧電素子を製造する手法であって、細長い穴部を所定
のピッチで形成した平板シートを圧電材料を用いて作成
する工程と、前記シート上に第１の電極を、その端子部
が前記シートの一側縁部に露出するように形成する工程
と、前記シート上に第２の電極を、その複数の端子部が
前記シートの一側縁部に露出するように形成する工程
と、前記第１の電極が形成されたシートと前記第２の電
極が形成されたシートとを交互に積層圧着させた積層体
を形成する工程とからなる。
【００１１】尚、前記各電極を形成する工程は、導電性
ペーストを用いたスクリーン印刷によるものであっても
よい。
ペーストを用いたスクリーン印刷によるものであっても
よい。
【００１２】尚、前記平板シートを作成する工程は、ス
ラリー状にした圧電材料を塗布工法により所定厚さに成
形し、グリーンシートを作成する工程と、前記グリーン
シートを打ち抜きまたは切断加工して、細長い穴部を形
成する工程とからなるものでもよい。
ラリー状にした圧電材料を塗布工法により所定厚さに成
形し、グリーンシートを作成する工程と、前記グリーン
シートを打ち抜きまたは切断加工して、細長い穴部を形
成する工程とからなるものでもよい。
【００１３】尚、前記平板シートを作成する工程は射出
成形によるものであってもよい。
成形によるものであってもよい。
【００１４】本発明の積層式圧電素子の製造方法は、イ
ンクジェット式印字ヘッドのキャビティ内に圧力変動を
生じさせ、前記キャビティ内のインクを噴射させる積層
式圧電素子を製造する手法であって、圧電材料からなる
平板シート上に第１の電極を、その端子部が前記シート
の一側縁部に露出するように形成する工程と、前記シー
ト上に第２の電極を、その複数の端子部が前記シートの
一側縁部に露出するように形成する工程と、前記第１お
よび第２の電極が形成された各シートに、細長い穴部を
所定のピッチで形成する工程と、前記第１の電極が形成
されたシートと前記第２の電極が形成されたシートとを
交互に積層圧着させた積層体を形成する工程とからな
る。
ンクジェット式印字ヘッドのキャビティ内に圧力変動を
生じさせ、前記キャビティ内のインクを噴射させる積層
式圧電素子を製造する手法であって、圧電材料からなる
平板シート上に第１の電極を、その端子部が前記シート
の一側縁部に露出するように形成する工程と、前記シー
ト上に第２の電極を、その複数の端子部が前記シートの
一側縁部に露出するように形成する工程と、前記第１お
よび第２の電極が形成された各シートに、細長い穴部を
所定のピッチで形成する工程と、前記第１の電極が形成
されたシートと前記第２の電極が形成されたシートとを
交互に積層圧着させた積層体を形成する工程とからな
る。
【００１５】尚、前記各電極を形成する工程は、導電性
ペーストを用いたスクリーン印刷によるものであっても
よい。
ペーストを用いたスクリーン印刷によるものであっても
よい。
【００１６】尚、前記穴部を形成する工程は、打ち抜き
加工によるものであってもよい。
加工によるものであってもよい。
【００１７】本発明の積層式圧電素子の製造方法は、イ
ンクジェット式印字ヘッドのキャビティ内に圧力変動を
生じさせ、前記キャビティ内のインクを噴射させる積層
式圧電素子を製造する手法であって、圧電材料からなる
平板シート上に第１の電極を、その端子部が前記シート
の一側縁部に露出するように形成する工程と、前記シー
ト上に第２の電極を、その複数の端子部が前記シートの
一側縁部に露出するように形成する工程と、前記第１の
電極が形成されたシートと前記第２の電極が形成された
シートとを交互に積層圧着させた積層体を形成する工程
と、前記積層体に、前記シートの積層方向を深さとする
細長い穴部を所定のピッチで形成する工程とからなる。
ンクジェット式印字ヘッドのキャビティ内に圧力変動を
生じさせ、前記キャビティ内のインクを噴射させる積層
式圧電素子を製造する手法であって、圧電材料からなる
平板シート上に第１の電極を、その端子部が前記シート
の一側縁部に露出するように形成する工程と、前記シー
ト上に第２の電極を、その複数の端子部が前記シートの
一側縁部に露出するように形成する工程と、前記第１の
電極が形成されたシートと前記第２の電極が形成された
シートとを交互に積層圧着させた積層体を形成する工程
と、前記積層体に、前記シートの積層方向を深さとする
細長い穴部を所定のピッチで形成する工程とからなる。
【００１８】尚、前記各電極を形成する工程は、導電性
ペーストを用いたスクリーン印刷によるものであっても
よい。
ペーストを用いたスクリーン印刷によるものであっても
よい。
【００１９】尚、前記穴部を形成する工程は、打ち抜き
加工によるものであってもよい。
加工によるものであってもよい。
【００２０】
【作用】上記の構成を有する本発明の請求項１に係る積
層式圧電素子においては、圧電セラミック層と内部電極
層とを交互に積層した構成を有し、その積層方向に開け
られた細長い穴部により少なくともその中央部が複数の
アクチュエータ部に分割されている。前記アクチュエー
タ部の各々に対する電極へ、選択的に電圧を印加するこ
とにより、所望のアクチュエータ部を独立して駆動する
ことができる。又、アクチュエータ部の低電圧駆動を可
能とする。また、圧電素子に設けられたスリットが細長
い穴部であり、前記各アクチュエータ部がその端部で互
いに保持されるので、幅が細くても製造時や駆動時に折
れにくい。
層式圧電素子においては、圧電セラミック層と内部電極
層とを交互に積層した構成を有し、その積層方向に開け
られた細長い穴部により少なくともその中央部が複数の
アクチュエータ部に分割されている。前記アクチュエー
タ部の各々に対する電極へ、選択的に電圧を印加するこ
とにより、所望のアクチュエータ部を独立して駆動する
ことができる。又、アクチュエータ部の低電圧駆動を可
能とする。また、圧電素子に設けられたスリットが細長
い穴部であり、前記各アクチュエータ部がその端部で互
いに保持されるので、幅が細くても製造時や駆動時に折
れにくい。
【００２１】本発明の請求項２に係る積層式圧電素子に
おいては、積層方向への変形量を大きく取ることがで
き、信頼性の高いインク吐出を行なう。
おいては、積層方向への変形量を大きく取ることがで
き、信頼性の高いインク吐出を行なう。
【００２２】本発明の請求項３に係る積層式圧電素子に
おいては、１側面に各電極の端子を全て集め、露出させ
たので、電極の取り出しが容易になり、駆動制御回路や
回路基板への電極の接続をまとめて行なうことができ
る。
おいては、１側面に各電極の端子を全て集め、露出させ
たので、電極の取り出しが容易になり、駆動制御回路や
回路基板への電極の接続をまとめて行なうことができ
る。
【００２３】上記の構成を有する本発明の請求項４に係
る積層式圧電素子の製造方法においては、細長い穴部を
所定のピッチで形成した平板シートを圧電材料を用いて
作成し、前記シート上に第１の電極を、その端子部が前
記シートの一側縁部に露出するように形成する一方で、
前記シート上に第２の電極を、その複数の端子部が前記
シートの一側縁部に露出するように形成する。そして、
前記第１の電極が形成されたシートと前記第２の電極が
形成されたシートとを交互に積層圧着させた積層体を形
成する。この手法は、特殊な加工装置および加工工程を
必要としないため、製造管理が簡略化でき、大量生産性
に優れる。
る積層式圧電素子の製造方法においては、細長い穴部を
所定のピッチで形成した平板シートを圧電材料を用いて
作成し、前記シート上に第１の電極を、その端子部が前
記シートの一側縁部に露出するように形成する一方で、
前記シート上に第２の電極を、その複数の端子部が前記
シートの一側縁部に露出するように形成する。そして、
前記第１の電極が形成されたシートと前記第２の電極が
形成されたシートとを交互に積層圧着させた積層体を形
成する。この手法は、特殊な加工装置および加工工程を
必要としないため、製造管理が簡略化でき、大量生産性
に優れる。
【００２４】請求項５に係る積層式圧電素子の製造方法
においては、導電性のペーストを用いたスクリーン印刷
により、容易に所定パターンを有する電極を形成する。
においては、導電性のペーストを用いたスクリーン印刷
により、容易に所定パターンを有する電極を形成する。
【００２５】請求項６に係る積層式圧電素子の製造方法
においては、スラリー状にした圧電材料を塗布工法によ
り所定厚さに成形し、グリーンシートを作成し、前記グ
リーンシートを簡便な打ち抜きまたは切断加工して、細
長い穴部を形成することにより、平板シートを作成す
る。
においては、スラリー状にした圧電材料を塗布工法によ
り所定厚さに成形し、グリーンシートを作成し、前記グ
リーンシートを簡便な打ち抜きまたは切断加工して、細
長い穴部を形成することにより、平板シートを作成す
る。
【００２６】請求項７に係る積層式圧電素子の製造方法
においては、射出成形により平板シートが作成される。
この手法においては、穴部を形成するための特別な加工
装置および工程を必要としないので、更に、製造管理が
簡略化でき、大量生産性に優れる。
においては、射出成形により平板シートが作成される。
この手法においては、穴部を形成するための特別な加工
装置および工程を必要としないので、更に、製造管理が
簡略化でき、大量生産性に優れる。
【００２７】上記の構成を有する本発明の請求項８に係
る積層式圧電素子の製造方法においては、圧電材料から
なる平板シート上に第１の電極を、その端子部が前記シ
ートの一側縁部に露出するように形成し、一方で、前記
シート上に第２の電極を、その複数の端子部が前記シー
トの一側縁部に露出するように形成する。そして、前記
第１および第２の電極が形成された各シートに、細長い
穴部を所定のピッチで形成し、前記第１の電極が形成さ
れたシートと前記第２の電極が形成されたシートとを交
互に積層圧着させた積層体を形成する。よって、この手
法では、平板シート上に前記第２の電極を形成する際に
は、各々に絶縁された複数のパターンを有するものを形
成する必要はなく、細長い穴部が形成されるとともに、
第２の電極は各々各端子に対応して複数に分割され、互
いに絶縁されるような簡易的なものを形成してもよい。
る積層式圧電素子の製造方法においては、圧電材料から
なる平板シート上に第１の電極を、その端子部が前記シ
ートの一側縁部に露出するように形成し、一方で、前記
シート上に第２の電極を、その複数の端子部が前記シー
トの一側縁部に露出するように形成する。そして、前記
第１および第２の電極が形成された各シートに、細長い
穴部を所定のピッチで形成し、前記第１の電極が形成さ
れたシートと前記第２の電極が形成されたシートとを交
互に積層圧着させた積層体を形成する。よって、この手
法では、平板シート上に前記第２の電極を形成する際に
は、各々に絶縁された複数のパターンを有するものを形
成する必要はなく、細長い穴部が形成されるとともに、
第２の電極は各々各端子に対応して複数に分割され、互
いに絶縁されるような簡易的なものを形成してもよい。
【００２８】請求項９に係る積層式圧電素子の製造方法
においては、導電性のペーストを用いたスクリーン印刷
により、容易に所定パターンを有する電極を形成する。
においては、導電性のペーストを用いたスクリーン印刷
により、容易に所定パターンを有する電極を形成する。
【００２９】請求項１０に係る積層式圧電素子の製造方
法においては、簡便な打ち抜き加工により穴部を形成す
る。
法においては、簡便な打ち抜き加工により穴部を形成す
る。
【００３０】上記の構成を有する本発明の請求項１１に
係る積層式圧電素子の製造方法においては、圧電材料か
らなる平板シート上に第１の電極を、その端子部が前記
シートの一側縁部に露出するように形成し、一方で、前
記シート上に第２の電極を、その複数の端子部が前記シ
ートの一側縁部に露出するように形成する。そして、前
記第１の電極が形成されたシートと前記第２の電極が形
成されたシートとを交互に積層圧着させた積層体を形成
し、前記積層体に、前記シートの積層方向を深さとする
細長い穴部を所定のピッチで形成する。よって、この手
法では、前記積層体におけるシートの多少の位置ずれに
依らず、桁の揃ったアクチュエータ部を確実に形成する
ことができる。加えて、平板シート上に前記第２の電極
を形成する際には、各々に絶縁された複数のパターンを
有するものを形成する必要はなく、細長い穴部が形成さ
れるとともに、第２の電極は各々各端子に対応して複数
に分割され、互いに絶縁されるような簡易的なものを形
成してもよい。
係る積層式圧電素子の製造方法においては、圧電材料か
らなる平板シート上に第１の電極を、その端子部が前記
シートの一側縁部に露出するように形成し、一方で、前
記シート上に第２の電極を、その複数の端子部が前記シ
ートの一側縁部に露出するように形成する。そして、前
記第１の電極が形成されたシートと前記第２の電極が形
成されたシートとを交互に積層圧着させた積層体を形成
し、前記積層体に、前記シートの積層方向を深さとする
細長い穴部を所定のピッチで形成する。よって、この手
法では、前記積層体におけるシートの多少の位置ずれに
依らず、桁の揃ったアクチュエータ部を確実に形成する
ことができる。加えて、平板シート上に前記第２の電極
を形成する際には、各々に絶縁された複数のパターンを
有するものを形成する必要はなく、細長い穴部が形成さ
れるとともに、第２の電極は各々各端子に対応して複数
に分割され、互いに絶縁されるような簡易的なものを形
成してもよい。
【００３１】請求項１２に係る積層式圧電素子の製造方
法においては、導電性のペーストを用いたスクリーン印
刷により、容易に所定パターンを有する電極を形成す
る。
法においては、導電性のペーストを用いたスクリーン印
刷により、容易に所定パターンを有する電極を形成す
る。
【００３２】請求項１３に係る積層式圧電素子の製造方
法においては、簡便な打ち抜き加工により穴部を形成す
る。
法においては、簡便な打ち抜き加工により穴部を形成す
る。
【００３３】
【実施例】本発明を具体化した一実施例を、図１〜図６
を参照して詳細に説明する。
を参照して詳細に説明する。
【００３４】図６に、本発明の一実施例であるインクジ
ェット式印字ヘッドを搭載するインクジェットプリンタ
の要部を示す。図中におけるプラテン１０は、軸１２に
よりフレーム１３に回転可能に取り付けられており、モ
ータ１４によって駆動される。プラテン１０には紙１１
がセットされており、プラテン１０に対向してインクジ
ェット式印字ヘッド１５が設けられている。インクジェ
ット式印字ヘッド１５は、インク供給装置１６と共にキ
ャリッジ１８上に載置されている。キャリッジ１８はプ
ラテン１０の軸線に平行に配設された２本のガイドロッ
ド２０に摺動可能に支持されると共に、一対のプーリ２
２に巻き掛けられたタイミングベルト２４が結合させら
ている。そして、一方のプーリ２２がモータ２３によっ
て回転させられ、タイミングベルト２４が送られること
によりキャリッジ１８はプラテン１０に沿って移動させ
られる。
ェット式印字ヘッドを搭載するインクジェットプリンタ
の要部を示す。図中におけるプラテン１０は、軸１２に
よりフレーム１３に回転可能に取り付けられており、モ
ータ１４によって駆動される。プラテン１０には紙１１
がセットされており、プラテン１０に対向してインクジ
ェット式印字ヘッド１５が設けられている。インクジェ
ット式印字ヘッド１５は、インク供給装置１６と共にキ
ャリッジ１８上に載置されている。キャリッジ１８はプ
ラテン１０の軸線に平行に配設された２本のガイドロッ
ド２０に摺動可能に支持されると共に、一対のプーリ２
２に巻き掛けられたタイミングベルト２４が結合させら
ている。そして、一方のプーリ２２がモータ２３によっ
て回転させられ、タイミングベルト２４が送られること
によりキャリッジ１８はプラテン１０に沿って移動させ
られる。
【００３５】図１に、前記インクジェット式印字ヘッド
１５に用いられるアレイ３０の断面を示す。このアレイ
３０は、図中紙面に垂直な方向に伸長したインクチャン
ネル３２ａ，３２ｂ，３２ｃが形成されたチャンネル本
体３４と、前記チャンネル本体３４に、薄膜状の振動板
３５を介して固着された積層式圧電素子３８と、同じく
チャンネル本体３４に前記積層式圧電素子３８とは反対
側に固着されたオリフィス３７を有するオリフィスプレ
ート３６と、前記積層式圧電素子３８の前記インクチャ
ンネル３２ａ〜３２ｃと対向する側に固着された弾性率
の高い金属、またはセラミックからなるベースプレート
３３とを備えて構成されている。上記インクチャンネル
３２ａ〜３２ｃによりキャビティが構成される。
１５に用いられるアレイ３０の断面を示す。このアレイ
３０は、図中紙面に垂直な方向に伸長したインクチャン
ネル３２ａ，３２ｂ，３２ｃが形成されたチャンネル本
体３４と、前記チャンネル本体３４に、薄膜状の振動板
３５を介して固着された積層式圧電素子３８と、同じく
チャンネル本体３４に前記積層式圧電素子３８とは反対
側に固着されたオリフィス３７を有するオリフィスプレ
ート３６と、前記積層式圧電素子３８の前記インクチャ
ンネル３２ａ〜３２ｃと対向する側に固着された弾性率
の高い金属、またはセラミックからなるベースプレート
３３とを備えて構成されている。上記インクチャンネル
３２ａ〜３２ｃによりキャビティが構成される。
【００３６】図２に、本実施例のインクジェット式印字
ヘッドにおける積層式圧電素子３８の斜視図を示す。積
層式圧電素子３８は、圧電・電歪効果を有する圧電セラ
ミックス層４０と、内部負電極層４２と、前記インクチ
ャンネル３２ａ〜３２ｃに対して１対１で対応するよう
に分割され、内部正電極層４４ａ，４４ｂ，４４ｃとを
複数枚積層したものである。そして、積層式圧電素子３
８は、その中央部が複数の細長い穴部５２にて分割され
ており、その分割された中央部であり、且つ内部負電極
層４２と内部正電極層４４ａ〜４４ｃとに挟まれたアク
チュエータ部４６ａ，４６ｂ，４６ｃと、前記各アクチ
ュエータ部４６を連結する外縁部であり、且つ両内部電
極層４２，４４ａ〜４４ｃに挟まれていない圧電不活性
部４８を有している。
ヘッドにおける積層式圧電素子３８の斜視図を示す。積
層式圧電素子３８は、圧電・電歪効果を有する圧電セラ
ミックス層４０と、内部負電極層４２と、前記インクチ
ャンネル３２ａ〜３２ｃに対して１対１で対応するよう
に分割され、内部正電極層４４ａ，４４ｂ，４４ｃとを
複数枚積層したものである。そして、積層式圧電素子３
８は、その中央部が複数の細長い穴部５２にて分割され
ており、その分割された中央部であり、且つ内部負電極
層４２と内部正電極層４４ａ〜４４ｃとに挟まれたアク
チュエータ部４６ａ，４６ｂ，４６ｃと、前記各アクチ
ュエータ部４６を連結する外縁部であり、且つ両内部電
極層４２，４４ａ〜４４ｃに挟まれていない圧電不活性
部４８を有している。
【００３７】各アクチュエータ部４４は、前記インクチ
ャンネル３２に対応するように形成されており、その幅
はインクチャンネル３２の幅より小さくしてある。前記
圧電セラミックス層４０は、強誘電性を有するチタン酸
ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料にて構成
されており、積層方向に分極させられている。同図の圧
電セラミックス層４０の各アクチュエータ部４６ａ〜４
６ｃに示されている矢印は分極方向を示している。
ャンネル３２に対応するように形成されており、その幅
はインクチャンネル３２の幅より小さくしてある。前記
圧電セラミックス層４０は、強誘電性を有するチタン酸
ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料にて構成
されており、積層方向に分極させられている。同図の圧
電セラミックス層４０の各アクチュエータ部４６ａ〜４
６ｃに示されている矢印は分極方向を示している。
【００３８】尚、前記内部負電極層４２と前記内部正電
極層４４ａ〜４４ｃは、Ａｇ−Ｐｄ系の金属材料からな
る。
極層４４ａ〜４４ｃは、Ａｇ−Ｐｄ系の金属材料からな
る。
【００３９】前記積層式圧電素子３８は、以下の製造方
法によって製造される。
法によって製造される。
【００４０】ＰＺＴを主成分とする圧電材料を所望の組
成に混合した後、８５０℃で仮焼成した粉末に５重量部
のバインダーと微量の可塑材および消泡剤を添加し、有
機溶媒中に分散させスラリー状にする。このスラリーを
ドクターブレード法により所定の厚さに成形し、グリー
ンシート礎盤とする。
成に混合した後、８５０℃で仮焼成した粉末に５重量部
のバインダーと微量の可塑材および消泡剤を添加し、有
機溶媒中に分散させスラリー状にする。このスラリーを
ドクターブレード法により所定の厚さに成形し、グリー
ンシート礎盤とする。
【００４１】そして、このシートを、細長い窓形状を呈
する穴部５２を有した所定寸法に打ち抜き、その加工さ
れたシート上に内部電極としてＰｄペーストをスクリー
ン印刷する。詳しくは、図３に示すように、先ず、この
シートの上側表面に、前記インクチャネル３２ａ〜３２
ｃに１対１で対応するように複数に分割された内部正電
極層４４ａ〜４４ｃと、その各々の電極端子部４５ａ，
４５ｂ，４５ｃとをスクリーン印刷によって形成して、
グリーンシート５０を作成する。また、別のシートの上
側表面に、全てのインクチャンネル３２ａ〜３２ｃに亙
る内部負電極層４２と、その電極端子部４３とをスクリ
ーン印刷によって形成して、グリーンシート５１を作成
する。尚、内部電極層４２，４４ａ〜４４ｃは、その先
端部が細長い穴部５２の伸長方向端部を幾分越えない部
位で設けられ、各グリーンシート５０，５１を積層した
ときに、内部正電極層４４と内部負電極層４２とが、細
長い穴部５２にて分割されたアクチュエータ部４６のみ
で積層方向に対向するようにしてある。また、各電極端
子部４３，４５ａ〜４５ｃは、その全てがグリーンシー
ト５０，５１の同じ一側縁部に露出するように形成され
ている。
する穴部５２を有した所定寸法に打ち抜き、その加工さ
れたシート上に内部電極としてＰｄペーストをスクリー
ン印刷する。詳しくは、図３に示すように、先ず、この
シートの上側表面に、前記インクチャネル３２ａ〜３２
ｃに１対１で対応するように複数に分割された内部正電
極層４４ａ〜４４ｃと、その各々の電極端子部４５ａ，
４５ｂ，４５ｃとをスクリーン印刷によって形成して、
グリーンシート５０を作成する。また、別のシートの上
側表面に、全てのインクチャンネル３２ａ〜３２ｃに亙
る内部負電極層４２と、その電極端子部４３とをスクリ
ーン印刷によって形成して、グリーンシート５１を作成
する。尚、内部電極層４２，４４ａ〜４４ｃは、その先
端部が細長い穴部５２の伸長方向端部を幾分越えない部
位で設けられ、各グリーンシート５０，５１を積層した
ときに、内部正電極層４４と内部負電極層４２とが、細
長い穴部５２にて分割されたアクチュエータ部４６のみ
で積層方向に対向するようにしてある。また、各電極端
子部４３，４５ａ〜４５ｃは、その全てがグリーンシー
ト５０，５１の同じ一側縁部に露出するように形成され
ている。
【００４２】そして、両グリーンシート５０，５１を交
互に合計１０枚積層し、その上部には圧電セラミックス
層４０の上側表面に内部電極層のないグリーンシート
（図示しない）を重ねて、全体を加熱プレスして一体化
する。脱脂後、約１２００℃の焼結を施すことにより、
圧電素子からなる積層体を得る。かくして得られた積層
体の電極端子部４３，４５ａ〜４５ｃが露出している箇
所に外部負電極５３および外部正電極５４ａ，５４ｂ，
５４ｃを取り付ける。
互に合計１０枚積層し、その上部には圧電セラミックス
層４０の上側表面に内部電極層のないグリーンシート
（図示しない）を重ねて、全体を加熱プレスして一体化
する。脱脂後、約１２００℃の焼結を施すことにより、
圧電素子からなる積層体を得る。かくして得られた積層
体の電極端子部４３，４５ａ〜４５ｃが露出している箇
所に外部負電極５３および外部正電極５４ａ，５４ｂ，
５４ｃを取り付ける。
【００４３】そして、この積層体に電界を印加して周知
の分極処理を施す。分極処理としては、例えば、前記積
層体を１３０℃程度のシリコンオイルなどの絶縁オイル
が満たされた図示しないオイルバス中に浸し、その外部
負電極５３と外部正電極５４ａ〜５４ｃとの間に２．５
ｋＶ／ｍｍ程度の電界を印加し、分極処理を施す。
の分極処理を施す。分極処理としては、例えば、前記積
層体を１３０℃程度のシリコンオイルなどの絶縁オイル
が満たされた図示しないオイルバス中に浸し、その外部
負電極５３と外部正電極５４ａ〜５４ｃとの間に２．５
ｋＶ／ｍｍ程度の電界を印加し、分極処理を施す。
【００４４】尚、上記分極処理は、積層体の圧電セラミ
ック層４０が充分に薄い場合（例えば、５０μｍ程度）
には、インクジェット式印字ヘッド１５の完成後に、外
部負電極５３と外部正電極５４ａ〜５４ｃとの間に３０
Ｖ程度の電圧を印加することで、上記オイルバス等の特
殊環境化でなくとも容易に分極させることが可能であ
る。
ック層４０が充分に薄い場合（例えば、５０μｍ程度）
には、インクジェット式印字ヘッド１５の完成後に、外
部負電極５３と外部正電極５４ａ〜５４ｃとの間に３０
Ｖ程度の電圧を印加することで、上記オイルバス等の特
殊環境化でなくとも容易に分極させることが可能であ
る。
【００４５】以上の方法により、図２に示すような積層
式圧電素子３８が得られるのである。
式圧電素子３８が得られるのである。
【００４６】尚、上記した積層式圧電素子３８の製造方
法において、圧電材料からなる成形材料を用いて射出成
形を行なうことで、打ち抜き加工をすること無しに、所
定寸法で且つ細長い穴部５２を有するグリーンシート礎
盤を作成してもよい。
法において、圧電材料からなる成形材料を用いて射出成
形を行なうことで、打ち抜き加工をすること無しに、所
定寸法で且つ細長い穴部５２を有するグリーンシート礎
盤を作成してもよい。
【００４７】また、積層式圧電素子３８の製造方法の変
形例として、細長い穴部５２を形成する前のグリーンシ
ートの平板に、内部電極層４２，４４及び電極端子部４
３，４５を形成し、その後にて細長い穴部５２を打ち抜
き加工することにより、グリーンシート５０，５１を形
成してもよい。この場合、内部正電極層４４ａ〜４４ｃ
は、スクリーン印刷時には各々に絶縁されたものを形成
する必要はなく、細長い穴部５２が形成されるととも
に、内部正電極層４４ａ〜４４ｃは各々に分割され、電
極端子部４５ａ〜４５ｃに対応し、互いに絶縁されるよ
うに印刷を行なえばよい。後は、上記実施例と同様に、
グリーンシート５０とグリーンシート５１とを交互に積
層して、加熱プレスで一体化し、脱脂後、焼結を行う。
そして、各外部電極５３，５４を取り付けて、分極処理
を施せば、積層式圧電素子３８が作成できる。
形例として、細長い穴部５２を形成する前のグリーンシ
ートの平板に、内部電極層４２，４４及び電極端子部４
３，４５を形成し、その後にて細長い穴部５２を打ち抜
き加工することにより、グリーンシート５０，５１を形
成してもよい。この場合、内部正電極層４４ａ〜４４ｃ
は、スクリーン印刷時には各々に絶縁されたものを形成
する必要はなく、細長い穴部５２が形成されるととも
に、内部正電極層４４ａ〜４４ｃは各々に分割され、電
極端子部４５ａ〜４５ｃに対応し、互いに絶縁されるよ
うに印刷を行なえばよい。後は、上記実施例と同様に、
グリーンシート５０とグリーンシート５１とを交互に積
層して、加熱プレスで一体化し、脱脂後、焼結を行う。
そして、各外部電極５３，５４を取り付けて、分極処理
を施せば、積層式圧電素子３８が作成できる。
【００４８】更に、積層式圧電素子３８の製造方法の他
の変形例として以下のようなものも挙げられる。
の変形例として以下のようなものも挙げられる。
【００４９】ドクターブレード法等により所定の厚さに
成形され、細長い穴部５２を形成する前のグリーンシー
トの平板に、内部負電極層４２及び電極端子部４３を形
成する。また、他のグリーンシートの平板に内部正電極
層４４及び電極端子部４５を形成する。そして、両グリ
ーンシートを交互に合計１０枚積層し、その上部には圧
電セラミックス層４０の上側表面に内部電極層のないグ
リーンシート（図示しない）を重ねて、全体を加熱プレ
スして一体化する。その後、一体化したグリーンシート
に、細長い穴部５２を打ち抜き加工により所定のピッチ
で形成する。後は、上記実施例と同様に、加工されたグ
リーンシートを脱脂し、焼結を行う。そして、各外部電
極５３，５４を取り付けて、分極処理を施せば、積層式
圧電素子３８が作成できる。
成形され、細長い穴部５２を形成する前のグリーンシー
トの平板に、内部負電極層４２及び電極端子部４３を形
成する。また、他のグリーンシートの平板に内部正電極
層４４及び電極端子部４５を形成する。そして、両グリ
ーンシートを交互に合計１０枚積層し、その上部には圧
電セラミックス層４０の上側表面に内部電極層のないグ
リーンシート（図示しない）を重ねて、全体を加熱プレ
スして一体化する。その後、一体化したグリーンシート
に、細長い穴部５２を打ち抜き加工により所定のピッチ
で形成する。後は、上記実施例と同様に、加工されたグ
リーンシートを脱脂し、焼結を行う。そして、各外部電
極５３，５４を取り付けて、分極処理を施せば、積層式
圧電素子３８が作成できる。
【００５０】この場合も、内部正電極層４４ａ〜４４ｃ
は、スクリーン印刷時には各々に絶縁されたものを形成
する必要はなく、細長い穴部５２が形成されるととも
に、内部正電極層４４ａ〜４４ｃは各々電極端子部４５
ａ〜４５ｃに対応して複数に分割され、互いに絶縁され
るような簡易的な印刷を行なえばよい。加えて、この例
においては、細長い穴部５２をグリーンシートの積層一
体化後に形成する。よって、上述の実施例のようにグリ
ーンシート５０，５１を積層する際に細長い穴５２の位
置合わせを行わずとも、桁の揃ったアクチュエータ部４
６を作成することができる。
は、スクリーン印刷時には各々に絶縁されたものを形成
する必要はなく、細長い穴部５２が形成されるととも
に、内部正電極層４４ａ〜４４ｃは各々電極端子部４５
ａ〜４５ｃに対応して複数に分割され、互いに絶縁され
るような簡易的な印刷を行なえばよい。加えて、この例
においては、細長い穴部５２をグリーンシートの積層一
体化後に形成する。よって、上述の実施例のようにグリ
ーンシート５０，５１を積層する際に細長い穴５２の位
置合わせを行わずとも、桁の揃ったアクチュエータ部４
６を作成することができる。
【００５１】尚、上記変形例において、作成する積層式
圧電素子３８の積層数が多い等の理由で厚みが大きい場
合では、所望の積層枚数のグリーンシートを積層一体化
した後に細長い穴５２を形成するのではなく、まず、内
部電極層等が形成済みのグリーンシートを少数枚だけ積
層し、それを加熱プレス等で一体化したものに細長い穴
部５２を形成する。そして、この厚みの小さいグリーン
シートの積層物を複数作成し、その積層物を更に幾段か
積み重ねることで、所望の積層枚数にすればよい。その
後、これを再度加熱プレスで一体化し、脱脂後、焼結す
る。
圧電素子３８の積層数が多い等の理由で厚みが大きい場
合では、所望の積層枚数のグリーンシートを積層一体化
した後に細長い穴５２を形成するのではなく、まず、内
部電極層等が形成済みのグリーンシートを少数枚だけ積
層し、それを加熱プレス等で一体化したものに細長い穴
部５２を形成する。そして、この厚みの小さいグリーン
シートの積層物を複数作成し、その積層物を更に幾段か
積み重ねることで、所望の積層枚数にすればよい。その
後、これを再度加熱プレスで一体化し、脱脂後、焼結す
る。
【００５２】上述した製造方法により形成される何れの
積層式圧電素子３８においても、各アクチュエータ部４
６はその端部にて圧電不活性部４８に連結、保持されて
いるため、その幅が細くとも製造時に折れたり破損した
りすることはない。
積層式圧電素子３８においても、各アクチュエータ部４
６はその端部にて圧電不活性部４８に連結、保持されて
いるため、その幅が細くとも製造時に折れたり破損した
りすることはない。
【００５３】また、チャンネル本体３４，オリフィスプ
レート３６は、樹脂材料を用いた射出成形法により成形
され、上記のようにして得られた積層式圧電素子３８
と、複数のインクチャンネル３２を有するチャンネル本
体３４と、薄膜状の振動板３５と、複数のオリフィス３
７を有するオリフィスプレート３６と、ベースプレート
３３とを図４に示すように組み付けることにより、前記
アレイ３０が構成される。
レート３６は、樹脂材料を用いた射出成形法により成形
され、上記のようにして得られた積層式圧電素子３８
と、複数のインクチャンネル３２を有するチャンネル本
体３４と、薄膜状の振動板３５と、複数のオリフィス３
７を有するオリフィスプレート３６と、ベースプレート
３３とを図４に示すように組み付けることにより、前記
アレイ３０が構成される。
【００５４】アレイ３０には、それぞれ図５に示されて
いる電気回路が設けられている。この電気回路におい
て、駆動電源６０の負極側と積層式圧電素子３８の外部
負電極５３とは接地されており、前記駆動電源６０の正
極側は開閉スイッチ６２ａ，６２ｂ，６２ｃを介して前
記積層式圧電素子３８の外部正電極５４ａ〜５４ｃに接
続されている。この各スイッチ６２ａ〜６２ｃが図示し
ないコントローラによって閉じられることにより、駆動
電源６０から所定のアクチュエータ部４６ａ〜４６ｃに
位置する内部負電極層４２と内部正電極層４４間に駆動
電圧が印加される。
いる電気回路が設けられている。この電気回路におい
て、駆動電源６０の負極側と積層式圧電素子３８の外部
負電極５３とは接地されており、前記駆動電源６０の正
極側は開閉スイッチ６２ａ，６２ｂ，６２ｃを介して前
記積層式圧電素子３８の外部正電極５４ａ〜５４ｃに接
続されている。この各スイッチ６２ａ〜６２ｃが図示し
ないコントローラによって閉じられることにより、駆動
電源６０から所定のアクチュエータ部４６ａ〜４６ｃに
位置する内部負電極層４２と内部正電極層４４間に駆動
電圧が印加される。
【００５５】以上のように構成されたインクジェット式
印字ヘッド１５の動作について説明する。尚、説明の便
宜上チャンネル数を３つにしてあるが、本発明は本実施
例に限定されるものではない。
印字ヘッド１５の動作について説明する。尚、説明の便
宜上チャンネル数を３つにしてあるが、本発明は本実施
例に限定されるものではない。
【００５６】所定の印字データに従って、前記コントロ
ーラが例えばスイッチ６２ａを閉じると、前記アクチュ
エータ部４６ａの内部負電極層４２と内部正電極層４４
ａとの間に電圧が印加され、それらの間に位置する圧電
セラミックス層４０にバイアス電界が印加され、圧電・
電歪縦効果の寸法歪に従い前記アクチュエータ部４６ａ
が図１の上下方向に伸張し、前記インクチャンネル３２
ａの容積を減少させる。そして、インクチャンネル３２
ａ内のインクがオリフィス３７ａから液滴３９となって
噴射される。また、スイッチ６２ａが開いて電圧の印加
が遮断されアクチュエータ部４６ａが元の位置まで戻さ
れると、その時のインクチャンネル３２ａの容積増加に
伴って図示しない別の弁を経て前記インク供給装置１６
からインクが補充される。尚、例えば他のスイッチ６２
ｂが閉じられた場合には、アクチュエータ部４６ｂが変
位させられてインクチャンネル３２ｂからインクが噴射
される。
ーラが例えばスイッチ６２ａを閉じると、前記アクチュ
エータ部４６ａの内部負電極層４２と内部正電極層４４
ａとの間に電圧が印加され、それらの間に位置する圧電
セラミックス層４０にバイアス電界が印加され、圧電・
電歪縦効果の寸法歪に従い前記アクチュエータ部４６ａ
が図１の上下方向に伸張し、前記インクチャンネル３２
ａの容積を減少させる。そして、インクチャンネル３２
ａ内のインクがオリフィス３７ａから液滴３９となって
噴射される。また、スイッチ６２ａが開いて電圧の印加
が遮断されアクチュエータ部４６ａが元の位置まで戻さ
れると、その時のインクチャンネル３２ａの容積増加に
伴って図示しない別の弁を経て前記インク供給装置１６
からインクが補充される。尚、例えば他のスイッチ６２
ｂが閉じられた場合には、アクチュエータ部４６ｂが変
位させられてインクチャンネル３２ｂからインクが噴射
される。
【００５７】すなわち、本実施例のアレイ３０はインク
ジェット式印字ヘッド１５の３つの噴射装置７０ａ，７
０ｂ，７０ｃを構成しているのであり、１つの積層式圧
電素子３８はその３つの噴射装置７０ａ〜７０ｃに跨っ
て設けられた圧電アクチュエータとして機能するのであ
る。
ジェット式印字ヘッド１５の３つの噴射装置７０ａ，７
０ｂ，７０ｃを構成しているのであり、１つの積層式圧
電素子３８はその３つの噴射装置７０ａ〜７０ｃに跨っ
て設けられた圧電アクチュエータとして機能するのであ
る。
【００５８】ここで、積層式圧電素子３８へ電圧を印加
した時のアレイ方向３１における変形の様子を示す。ア
クチュエータ部４６に電圧２５Ｖを印加したとき、内部
負電極層４２と内部正電極層４４とが交差した前記アク
チュエータ部４６の部分は２００ｎｍ以上の大きな変位
をし、前記アクチュエータ部４６からはずれた部分（圧
電不活性部４８）ではほとんど変位しない。また、前記
アクチュエータ部４６の端部では、内部負電極層４２と
内部正電極層４４とが交差したアクチュエータ部４６の
変位に引きずられて幾分変位する。この結果から、積層
式圧電素子３８のインクチャンネル３２内への変形を効
率よくさせるには、前記インクチャンネル３２の伸長方
向における長さがアクチュエータ部４６の長さよりも大
きいことが必要であることが分かる。本実施例において
は伸長方向においてインクチャンネル３２の長さを、積
層式圧電素子３８のアクチュエータ部４６の長さよりも
大きくしたので、液滴３９を噴射するためにはわずか３
０Ｖという低駆動電圧で効率のよい噴射を行うことがで
きる。
した時のアレイ方向３１における変形の様子を示す。ア
クチュエータ部４６に電圧２５Ｖを印加したとき、内部
負電極層４２と内部正電極層４４とが交差した前記アク
チュエータ部４６の部分は２００ｎｍ以上の大きな変位
をし、前記アクチュエータ部４６からはずれた部分（圧
電不活性部４８）ではほとんど変位しない。また、前記
アクチュエータ部４６の端部では、内部負電極層４２と
内部正電極層４４とが交差したアクチュエータ部４６の
変位に引きずられて幾分変位する。この結果から、積層
式圧電素子３８のインクチャンネル３２内への変形を効
率よくさせるには、前記インクチャンネル３２の伸長方
向における長さがアクチュエータ部４６の長さよりも大
きいことが必要であることが分かる。本実施例において
は伸長方向においてインクチャンネル３２の長さを、積
層式圧電素子３８のアクチュエータ部４６の長さよりも
大きくしたので、液滴３９を噴射するためにはわずか３
０Ｖという低駆動電圧で効率のよい噴射を行うことがで
きる。
【００５９】このように本実施例の圧電式インクジェッ
トプリンタ１５においては、１つの積層式圧電素子３８
が複数のの噴射装置７０ａ〜７０ｃの圧電アクチュエー
タとして機能するため、アレイ３０、更にはそのアレイ
３０を多数組み付けることによってインクジェット式印
字ヘッド１５の構造が簡略化され、製造工数も少なくな
って製造コストが低減されるのである。そして圧電アク
チュエータが積層式圧電素子３８であることに加えて、
伸長方向においてインクチャンネル３２の長さをアクチ
ュエータ部４６よりも大きくしたため、効率のよい変形
が得られるので、駆動電圧が大幅に低減できた。
トプリンタ１５においては、１つの積層式圧電素子３８
が複数のの噴射装置７０ａ〜７０ｃの圧電アクチュエー
タとして機能するため、アレイ３０、更にはそのアレイ
３０を多数組み付けることによってインクジェット式印
字ヘッド１５の構造が簡略化され、製造工数も少なくな
って製造コストが低減されるのである。そして圧電アク
チュエータが積層式圧電素子３８であることに加えて、
伸長方向においてインクチャンネル３２の長さをアクチ
ュエータ部４６よりも大きくしたため、効率のよい変形
が得られるので、駆動電圧が大幅に低減できた。
【００６０】また、前記積層式圧電素子３８は、スクリ
ーン印刷により内部電極層４２，４４を形成しているの
で、アクチュエータ部４６ａ〜４６ｃと細長い穴部５２
の幅を極めて小さくした場合にも対応する電極を形成す
ることが容易で、例えば複数の噴射装置７０ａ〜７０ｃ
を備えたアレイ３０を小型化することにより印字の解像
度を向上することができる。これにより、高解像度で広
い範囲に印字を行なうことができるプリンタヘッドが実
現されるのである。
ーン印刷により内部電極層４２，４４を形成しているの
で、アクチュエータ部４６ａ〜４６ｃと細長い穴部５２
の幅を極めて小さくした場合にも対応する電極を形成す
ることが容易で、例えば複数の噴射装置７０ａ〜７０ｃ
を備えたアレイ３０を小型化することにより印字の解像
度を向上することができる。これにより、高解像度で広
い範囲に印字を行なうことができるプリンタヘッドが実
現されるのである。
【００６１】また、細長い穴部５２により分割された複
数の各アクチュエータ部４６はその端部にて互いに連結
されて保持されているので、幅が細くとも駆動時に折れ
たり破損したりしない。よって、信頼性が向上するとと
もに、アクチュエータ部の高集積化が可能であり、イン
クジェット式印字ヘッドの印字品質を向上させる。
数の各アクチュエータ部４６はその端部にて互いに連結
されて保持されているので、幅が細くとも駆動時に折れ
たり破損したりしない。よって、信頼性が向上するとと
もに、アクチュエータ部の高集積化が可能であり、イン
クジェット式印字ヘッドの印字品質を向上させる。
【００６２】さらに、本実施例の積層式圧電素子３８の
内部負電極層４２と内部正電極層４４は電極端子部４
３，４５を除いて外部に露出していないので、銀のマイ
グレーション等による、絶縁性劣化がなくなり、優れた
耐久性、耐湿性を得られる利点がある。また、内部電極
層４２，４４ａ〜４４ｃと導通する外部負電極５３及び
外部正電極５４ａ〜５４ｃは、積層式圧電素子３８の同
じ側面に形成されているので、電極の取り出しが容易で
あり、駆動制御を行なう電気回路との接続を一側面から
のみで行えるためスペースを取らない。
内部負電極層４２と内部正電極層４４は電極端子部４
３，４５を除いて外部に露出していないので、銀のマイ
グレーション等による、絶縁性劣化がなくなり、優れた
耐久性、耐湿性を得られる利点がある。また、内部電極
層４２，４４ａ〜４４ｃと導通する外部負電極５３及び
外部正電極５４ａ〜５４ｃは、積層式圧電素子３８の同
じ側面に形成されているので、電極の取り出しが容易で
あり、駆動制御を行なう電気回路との接続を一側面から
のみで行えるためスペースを取らない。
【００６３】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において数々の変
形を加えることもできる。
ではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において数々の変
形を加えることもできる。
【００６４】例えば、前記実施例では３つの噴射装置７
０ａ〜７０ｃに跨って設けられた圧電アクチュエータと
して１つの積層式圧電素子３８が用いられているが、例
えば、更に多数に分割した内部正電極層４４を採用する
ことにより、更に多数の噴射装置に跨った圧電アクチュ
エータを設けることもできる。
０ａ〜７０ｃに跨って設けられた圧電アクチュエータと
して１つの積層式圧電素子３８が用いられているが、例
えば、更に多数に分割した内部正電極層４４を採用する
ことにより、更に多数の噴射装置に跨った圧電アクチュ
エータを設けることもできる。
【００６５】また、前記実施例では内部正電極層４４が
各インクチャンネル３２ａ〜３２ｃに１対１で対応する
ように分割されていたが、内部負電極層４２を各インク
チャンネル３２ａ〜３２ｃに１対１で対応するように分
割しても良いし、また、内部正電極層４４と内部負電極
層４２の両方を各インクチャンネル３２ａ〜３２ｃに１
対１で対応するように分割しても良い。即ち、正または
負の少なくともどちらか一方の内部電極層が各インクチ
ャンネル３２ａ〜３２ｃに１対１で対応するように分割
されていれば良い。
各インクチャンネル３２ａ〜３２ｃに１対１で対応する
ように分割されていたが、内部負電極層４２を各インク
チャンネル３２ａ〜３２ｃに１対１で対応するように分
割しても良いし、また、内部正電極層４４と内部負電極
層４２の両方を各インクチャンネル３２ａ〜３２ｃに１
対１で対応するように分割しても良い。即ち、正または
負の少なくともどちらか一方の内部電極層が各インクチ
ャンネル３２ａ〜３２ｃに１対１で対応するように分割
されていれば良い。
【００６６】
【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の積層式圧電素子は、細長い穴部により分割された
複数のアクチュエータ部を有し、前記各アクチュエータ
部はその端部にて互いに連結して保持されているので、
幅が細くとも製造時や駆動時に折れたり破損したりしな
い。よって、歩留まり、信頼性が向上するとともに、ア
クチュエータ部の高集積化が可能であり、インクジェッ
ト式印字ヘッドの印字品質を向上させる。
発明の積層式圧電素子は、細長い穴部により分割された
複数のアクチュエータ部を有し、前記各アクチュエータ
部はその端部にて互いに連結して保持されているので、
幅が細くとも製造時や駆動時に折れたり破損したりしな
い。よって、歩留まり、信頼性が向上するとともに、ア
クチュエータ部の高集積化が可能であり、インクジェッ
ト式印字ヘッドの印字品質を向上させる。
【００６７】また、本発明の積層式圧電素子の製造方法
は、容易な手法により製造コストを低く抑えることがで
きる。
は、容易な手法により製造コストを低く抑えることがで
きる。
【図１】本発明を具体化した一実施例のインクジェット
式印字ヘッドの一部破断断面図である。
式印字ヘッドの一部破断断面図である。
【図２】本実施例の積層式圧電素子の斜視図である。
【図３】積層式圧電素子の構成を示す説明図である。
【図４】アレイの組立工程を示す斜視図である。
【図５】アレイに電気回路が設けられた状態を示す説明
図である。
図である。
【図６】インクジェット式印字ヘッドを搭載するインク
ジェットプリンタの要部を示す斜視図である。
ジェットプリンタの要部を示す斜視図である。
【図７】従来のインクジェット式印字ヘッドの一部破断
平面図である。
平面図である。
３８ 積層式圧電素子 ４０ 圧電セラミック層 ４２ 内部負電極層 ４３ 電極端子部 ４４ 内部正電極層 ４５ 電極端子部 ４６ アクチュエータ部 ４８ 圧電不活性部 ５０ グリーンシート ５１ グリーンシート ５２ 細長い穴部
フロントページの続き (72)発明者 近岡 保二 名古屋市瑞穂区苗代町15番１号ブラザー工 業株式会社内 (72)発明者 大川 康夫 名古屋市瑞穂区苗代町15番１号ブラザー工 業株式会社内
Claims (13)
- 【請求項１】 インクジェット式印字ヘッドのキャビテ
ィ内に圧力変動を生じさせ、前記キャビティ内のインク
を噴射させる積層式圧電素子において、 圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層した構成
を有し、 その積層方向に開けられた細長い穴部により少なくとも
その中央部が複数のアクチュエータ部に分割されてお
り、 前記内部電極層のうち、奇数番目の電極層と偶数番目の
電極層とが、少なくとも前記分割されたアクチュエータ
部の各々を介して積層方向に対向するように配設され、 前記奇数番目の電極層と偶数番目の電極層のうち、少な
くとも一方の電極層が各アクチュエータ部に対する複数
の電極により構成され、各々の電極が互いに絶縁されて
なることを特徴とする積層式圧電素子。 - 【請求項２】 前記圧電セラミック層は、各電極層間に
生ずる電界方向と同方向に分極されたことを特徴とする
請求項１に記載の積層型圧電素子。 - 【請求項３】 前記各電極層は端子部を有し、その端子
部の全てが積層型圧電素子の１つの側面に露出している
ことを特徴とする請求項１に記載の積層式圧電素子。 - 【請求項４】 インクジェット式印字ヘッドのキャビテ
ィ内に圧力変動を生じさせ、前記キャビティ内のインク
を噴射させる積層式圧電素子の製造方法であって、 細長い穴部を所定のピッチで形成した平板シートを圧電
材料を用いて作成する工程と、 前記シート上に第１の電極を、その端子部が前記シート
の一側縁部に露出するように形成する工程と、 前記シート上に第２の電極を、その複数の端子部が前記
シートの一側縁部に露出するように形成する工程と、 前記第１の電極が形成されたシートと前記第２の電極が
形成されたシートとを交互に積層圧着させた積層体を形
成する工程とからなることを特徴とする積層式圧電素子
の製造方法。 - 【請求項５】 前記各電極を形成する工程は、導電性ペ
ーストを用いたスクリーン印刷によるものであることを
特徴とする請求項４に記載の積層式圧電素子の製造方
法。 - 【請求項６】 前記平板シートを作成する工程は、 スラリー状にした圧電材料を塗布工法により所定厚さに
成形し、グリーンシートを作成する工程と、 前記グリーンシートを打ち抜きまたは切断加工して、細
長い穴部を形成する工程とからなることを特徴とする請
求項４に記載の積層式圧電素子の製造方法。 - 【請求項７】 前記平板シートを作成する工程は、射出
成形によるものであることを特徴とする請求項４に記載
の積層式圧電素子の製造方法。 - 【請求項８】 インクジェット式印字ヘッドのキャビテ
ィ内に圧力変動を生じさせ、前記キャビティ内のインク
を噴射させる積層式圧電素子の製造方法であって、 圧電材料からなる平板シート上に第１の電極を、その端
子部が前記シートの一側縁部に露出するように形成する
工程と、 前記シート上に第２の電極を、その複数の端子部が前記
シートの一側縁部に露出するように形成する工程と、 前記第１および第２の電極が形成された各シートに、細
長い穴部を所定のピッチで形成する工程と、 前記第１の電極が形成されたシートと前記第２の電極が
形成されたシートとを交互に積層圧着させた積層体を形
成する工程とからなることを特徴とする積層式圧電素子
の製造方法。 - 【請求項９】 前記各電極を形成する工程は、導電性ペ
ーストを用いたスクリーン印刷によるものであることを
特徴とする請求項８に記載の積層式圧電素子の製造方
法。 - 【請求項１０】 前記穴部を形成する工程は、打ち抜き
加工によるものであることを特徴とする請求項８に記載
の積層式圧電素子の製造方法。 - 【請求項１１】 インクジェット式印字ヘッドのキャビ
ティ内に圧力変動を生じさせ、前記キャビティ内のイン
クを噴射させる積層式圧電素子の製造方法であって、 圧電材料からなる平板シート上に第１の電極を、その端
子部が前記シートの一側縁部に露出するように形成する
工程と、 前記シート上に第２の電極を、その複数の端子部が前記
シートの一側縁部に露出するように形成する工程と、 前記第１の電極が形成されたシートと前記第２の電極が
形成されたシートとを交互に積層圧着させた積層体を形
成する工程と、 前記積層体に、前記シートの積層方向を深さとする細長
い穴部を所定のピッチで形成する工程とからなることを
特徴とする積層式圧電素子の製造方法。 - 【請求項１２】 前記各電極を形成する工程は、導電性
ペーストを用いたスクリーン印刷によるものであること
を特徴とする請求項１１に記載の積層式圧電素子の製造
方法。 - 【請求項１３】 前記穴部を形成する工程は、打ち抜き
加工によるものであることを特徴とする請求項１１に記
載の積層式圧電素子の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7003090A JPH08187848A (ja) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | 積層式圧電素子およびその製造方法 |
| US08/579,159 US5912526A (en) | 1995-01-12 | 1995-12-27 | Layered-type piezoelectric element and method for producing the layered-type piezoelectric element |
| EP95309526A EP0721839B1 (en) | 1995-01-12 | 1995-12-29 | Layered-type piezoelectric element and method for producing the layered-type piezoelectric element |
| DE69508220T DE69508220T2 (de) | 1995-01-12 | 1995-12-29 | Geschichtetes piezoelektrisches Element und Verfahren zur Herstellung eines solchen Elementes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7003090A JPH08187848A (ja) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | 積層式圧電素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08187848A true JPH08187848A (ja) | 1996-07-23 |
Family
ID=11547655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7003090A Pending JPH08187848A (ja) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | 積層式圧電素子およびその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5912526A (ja) |
| EP (1) | EP0721839B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08187848A (ja) |
| DE (1) | DE69508220T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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