JP3214017B2 - 積層形圧電変位素子及びインクジェット式印字ヘッド - Google Patents
積層形圧電変位素子及びインクジェット式印字ヘッドInfo
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- JP3214017B2 JP3214017B2 JP00851792A JP851792A JP3214017B2 JP 3214017 B2 JP3214017 B2 JP 3214017B2 JP 00851792 A JP00851792 A JP 00851792A JP 851792 A JP851792 A JP 851792A JP 3214017 B2 JP3214017 B2 JP 3214017B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
ターの印字ヘッドなどに用いられる積層形圧電変位素子
およびそれを用いたインクジェット印字ヘッドに関する
ものである。
ターの印字ヘッドなどに用いられる積層形圧電変位素子
およびそれを用いたインクジェット印字ヘッドに関する
ものである。
【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積層形圧電変位素子が提案されて
いる。この積層形圧電変位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積層形圧電変位素子が提案されて
いる。この積層形圧電変位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
うな積層形圧電変位素子は小型に成形することが困難で
あり、その用途が限定されるという問題がある。
うな積層形圧電変位素子は小型に成形することが困難で
あり、その用途が限定されるという問題がある。
【０００６】本発明の目的は、動作効率が高く、信頼性
の高い積層形圧電変位素子を提供すること及び、圧電素
子を容易に小型化することのできるインクジェット式印
字ヘッドを提供することにある。
の高い積層形圧電変位素子を提供すること及び、圧電素
子を容易に小型化することのできるインクジェット式印
字ヘッドを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願記載の積層型圧電変位素子および前記積層型圧
電変位素子を有するインクジェット式印字ヘッドは、導
電層と圧電体層とが交互に複数層積層され、前記導電層
と前記圧電体層間に電圧が印加されたとき、積層方向と
垂直な方向に変位する積層型圧電変位素子において、該
積層型圧電素子の少なくとも積層方向最外の圧電体層の
厚みが、その他の圧電体層の厚みよりも大きいことを特
徴とする。さらに好ましくは、前記最外の圧電体層が実
質的に対称であることを特徴とする。さらに好ましく
は、前記最外の圧電体層の厚みがその他の圧電体層の厚
みの２倍以上であることを特徴とする。さらに好ましく
は、前記積層型圧電素子は、前記導電層間に挟まれた圧
電体層に電界を印加可能に導電層が形成された活性部
と、前記圧電体層に電界を印加させないように、前記導
電層が同電位となるよう該導電層が形成された不活性部
を有することを特徴とする。さらに好ましくは、前記不
活性部の前記導電層の少なくともひとつの層間に、さら
にダミー電極層が積層されていることを特徴とする。さ
らに好ましくは、前記積層型圧電素子は、前記導電層の
一方の電極となる一方の導電層と、他方の電極となる他
方の導電層とからなり、前記一方あるいは他方の導電層
と接続される最外電極をさらに有し、少なくとも積層型
圧電素子の前記活性部における前記積層型圧電素子の前
記積層方向最外の圧電体層は、前記導電層と前記最外電
極に挟まれることを特徴とする。さらに好ましくは、前
記最外電極の厚みが約０．５μｍであることを特徴とす
る。
め、本願記載の積層型圧電変位素子および前記積層型圧
電変位素子を有するインクジェット式印字ヘッドは、導
電層と圧電体層とが交互に複数層積層され、前記導電層
と前記圧電体層間に電圧が印加されたとき、積層方向と
垂直な方向に変位する積層型圧電変位素子において、該
積層型圧電素子の少なくとも積層方向最外の圧電体層の
厚みが、その他の圧電体層の厚みよりも大きいことを特
徴とする。さらに好ましくは、前記最外の圧電体層が実
質的に対称であることを特徴とする。さらに好ましく
は、前記最外の圧電体層の厚みがその他の圧電体層の厚
みの２倍以上であることを特徴とする。さらに好ましく
は、前記積層型圧電素子は、前記導電層間に挟まれた圧
電体層に電界を印加可能に導電層が形成された活性部
と、前記圧電体層に電界を印加させないように、前記導
電層が同電位となるよう該導電層が形成された不活性部
を有することを特徴とする。さらに好ましくは、前記不
活性部の前記導電層の少なくともひとつの層間に、さら
にダミー電極層が積層されていることを特徴とする。さ
らに好ましくは、前記積層型圧電素子は、前記導電層の
一方の電極となる一方の導電層と、他方の電極となる他
方の導電層とからなり、前記一方あるいは他方の導電層
と接続される最外電極をさらに有し、少なくとも積層型
圧電素子の前記活性部における前記積層型圧電素子の前
記積層方向最外の圧電体層は、前記導電層と前記最外電
極に挟まれることを特徴とする。さらに好ましくは、前
記最外電極の厚みが約０．５μｍであることを特徴とす
る。
【０００８】また、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前記ノ
ズル開口から外部に吐出されるインクジェット式印字ヘ
ッドにおいて、前記圧電素子が請求項１から請求項９の
いずれかに記載の積層型圧電素子であることを特徴とす
る。
配置され、圧電素子への駆動信号によりインクが前記ノ
ズル開口から外部に吐出されるインクジェット式印字ヘ
ッドにおいて、前記圧電素子が請求項１から請求項９の
いずれかに記載の積層型圧電素子であることを特徴とす
る。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【実施例】図１は、本発明の積層形圧電変位素子の一実
施例を示す斜視図である。図中１は、それぞれ一方の電
極を構成する導電層である。２は、他方の電極を構成す
る導電層で、各導電層は互いに平行となるように交互に
圧電体３例えばチタン酸・ジルコン酸鉛系複合ペロブス
カイトセラミックス内にサンドイッチ状に配置されてい
る。この導電層１、２に挟まれている部位が内部層であ
る。９０はダミー電極層であり、積層形圧電変位素子を
変位させる電界を発生させることはなく、積層形圧電変
位素子を製造するときに、活性部６と不活性部５の層数
を同じにし、反りなどの歪みを防止するために必要であ
る。また、一方の電極となる導電層１およびダミー電極
層９０は最外電極１０ａにつながっていて、他方の電極
となる導電層２は他方の最外電極１０ｂにつながるよう
に構成されている。最外電極１０ａ、１０ｂが正または
負となり、それにともなって導電層１、２は電気的に並
列となる。不活性部５は固定するときに必要であり、そ
の長さは固定条件によって決まる。活性部６は電界が加
わり実際に変位方向の端面７方向に変位をする部位であ
る。不活性部５ａは導電層１と最外電極１０ｂがつなが
らないようにするために必要である。最外層４は内部層
よりも厚くなっていて、両側対称の厚みとなるように構
成されている。この最外層４が従来よりも厚いことで、
ガイドとなり単一方向に指向性のある変位が得られるよ
うになり、さらにはダイシングやワイヤーソーによる切
断加工時の欠けが少なくなった。しかし、あまり厚いと
ガイドとしての効果も切断加工時の欠けが少なくなると
いう効果も高まるが、内部層を拘束してしまい変位量が
減るため、必要な変位量を得るためには高電圧が必要に
なる。実験によると、内部層の約２倍が適当と言える。
施例を示す斜視図である。図中１は、それぞれ一方の電
極を構成する導電層である。２は、他方の電極を構成す
る導電層で、各導電層は互いに平行となるように交互に
圧電体３例えばチタン酸・ジルコン酸鉛系複合ペロブス
カイトセラミックス内にサンドイッチ状に配置されてい
る。この導電層１、２に挟まれている部位が内部層であ
る。９０はダミー電極層であり、積層形圧電変位素子を
変位させる電界を発生させることはなく、積層形圧電変
位素子を製造するときに、活性部６と不活性部５の層数
を同じにし、反りなどの歪みを防止するために必要であ
る。また、一方の電極となる導電層１およびダミー電極
層９０は最外電極１０ａにつながっていて、他方の電極
となる導電層２は他方の最外電極１０ｂにつながるよう
に構成されている。最外電極１０ａ、１０ｂが正または
負となり、それにともなって導電層１、２は電気的に並
列となる。不活性部５は固定するときに必要であり、そ
の長さは固定条件によって決まる。活性部６は電界が加
わり実際に変位方向の端面７方向に変位をする部位であ
る。不活性部５ａは導電層１と最外電極１０ｂがつなが
らないようにするために必要である。最外層４は内部層
よりも厚くなっていて、両側対称の厚みとなるように構
成されている。この最外層４が従来よりも厚いことで、
ガイドとなり単一方向に指向性のある変位が得られるよ
うになり、さらにはダイシングやワイヤーソーによる切
断加工時の欠けが少なくなった。しかし、あまり厚いと
ガイドとしての効果も切断加工時の欠けが少なくなると
いう効果も高まるが、内部層を拘束してしまい変位量が
減るため、必要な変位量を得るためには高電圧が必要に
なる。実験によると、内部層の約２倍が適当と言える。
【００１２】図２は図１の積層形圧電変位素子に、内部
電極と平行に最外層端面にも電極を構成した実施例を示
す斜視図である。このとき少なくとも活性部６で最外層
４が、最外電極１０ａと導電層２もしくは最外電極１０
ｂと導電層１に挟まれるように構成されている。このた
め最外層にも電界が加わり最外層も変位をするので、低
電圧で必要な変位量が得られ、歪の少ない変位が得られ
るようになる。
電極と平行に最外層端面にも電極を構成した実施例を示
す斜視図である。このとき少なくとも活性部６で最外層
４が、最外電極１０ａと導電層２もしくは最外電極１０
ｂと導電層１に挟まれるように構成されている。このた
め最外層にも電界が加わり最外層も変位をするので、低
電圧で必要な変位量が得られ、歪の少ない変位が得られ
るようになる。
【００１３】図２では積層数が奇数であるために、最外
層４は最外電極１０ａと導電層２もしくは最外電極１０
ｂと導電層１に挟まれるように構成した。しかし図３の
ように積層数が偶数となると、少なくとも活性部６で両
最外層４が、最外電極１０ｂと導電層２に挟まれるよう
に構成することができる。同様に層数によって、両最外
層４が、最外電極１０ａと導電層１に挟まれるように構
成することもできる。最外電極１０ａ、１０ｂは金や銅
などを蒸着などにより形成したもので、導通も良く加工
時の欠けも少なく、高密度化のために薄く切断すること
が可能になる。最外電極１０ａ、１０ｂをメッキなど厚
いものにより形成すると、切断加工時に引きずられて欠
けたりバリが出ることが多かった。積層形圧電変位素子
との密着力を上げるために、まずニッケル・クロムを約
０．１２５μｍ蒸着し、その上にシート抵抗が１Ω以下
になるだけの金を蒸着する。銅の蒸着には、ニッケル・
クロムの代わりにクロムを用いる。金及び銅の厚みは、
抵抗値を下げるためにあまり厚くすると、メッキなどと
同様に加工時の欠けやバリが多くなった。約０．５μｍ
位が適当と思われる。
層４は最外電極１０ａと導電層２もしくは最外電極１０
ｂと導電層１に挟まれるように構成した。しかし図３の
ように積層数が偶数となると、少なくとも活性部６で両
最外層４が、最外電極１０ｂと導電層２に挟まれるよう
に構成することができる。同様に層数によって、両最外
層４が、最外電極１０ａと導電層１に挟まれるように構
成することもできる。最外電極１０ａ、１０ｂは金や銅
などを蒸着などにより形成したもので、導通も良く加工
時の欠けも少なく、高密度化のために薄く切断すること
が可能になる。最外電極１０ａ、１０ｂをメッキなど厚
いものにより形成すると、切断加工時に引きずられて欠
けたりバリが出ることが多かった。積層形圧電変位素子
との密着力を上げるために、まずニッケル・クロムを約
０．１２５μｍ蒸着し、その上にシート抵抗が１Ω以下
になるだけの金を蒸着する。銅の蒸着には、ニッケル・
クロムの代わりにクロムを用いる。金及び銅の厚みは、
抵抗値を下げるためにあまり厚くすると、メッキなどと
同様に加工時の欠けやバリが多くなった。約０．５μｍ
位が適当と思われる。
【００１４】図４（ａ）のように、このような積層形圧
電変位素子ブロック２０を基台８と接着する。こうして
接合した積層形圧電変位素子ブロック２０を所定の幅で
切断し、一定間隔で配列して図４（ｂ）のように積層形
圧電変位素子列２１を構成する。図４（ａ），（ｂ）で
積層形圧電変位素子の固定状態は片持ちはりの状態とな
っている。従って切断加工時にたわみ易く、最外層４は
欠け易いのでそれに耐えられるだけの強度が必要なので
ある。そして、最外電極１０ａには独立のリード部材３
２を接続し、最外電極１０ｂには共通のリード部材３１
を接続する。なお、この図４（ａ）で独立のリード部材
３２は最外電極１０ａに直接接合されているが、基台８
に配線をし、積層形圧電変位素子ブロック２０と基台８
の間の接着剤に導電性の物を用いたり、接着剤を薄くし
て圧着し導通が取れるようにすれば、独立のリード部材
３２は基台８と接合すればよく、積層形圧電変位素子と
直接接合しようとして積層形圧電変位素子を倒したり傷
を付けたりすることもなく、作業性も大変よくなった。
また最外電極１０ｂは最外層端面に電極がなければ、変
位方向の端面７に共通のリード部材３１を接続すること
になる。この変位方向の端面７には図６のようにバネ板
材４５が接着されるところであり、リード部材３１を接
続するのに適していない。さらに言うならば、積層形圧
電変位素子が実際に変位をする活性部６に共通のリード
部材を接続すると、変位を阻害するために接続には適し
ていない。これを逃れるために、最外電極１０ｂを不活
性部５の部分まで延ばし、不活性部５で接続を行う。
電変位素子ブロック２０を基台８と接着する。こうして
接合した積層形圧電変位素子ブロック２０を所定の幅で
切断し、一定間隔で配列して図４（ｂ）のように積層形
圧電変位素子列２１を構成する。図４（ａ），（ｂ）で
積層形圧電変位素子の固定状態は片持ちはりの状態とな
っている。従って切断加工時にたわみ易く、最外層４は
欠け易いのでそれに耐えられるだけの強度が必要なので
ある。そして、最外電極１０ａには独立のリード部材３
２を接続し、最外電極１０ｂには共通のリード部材３１
を接続する。なお、この図４（ａ）で独立のリード部材
３２は最外電極１０ａに直接接合されているが、基台８
に配線をし、積層形圧電変位素子ブロック２０と基台８
の間の接着剤に導電性の物を用いたり、接着剤を薄くし
て圧着し導通が取れるようにすれば、独立のリード部材
３２は基台８と接合すればよく、積層形圧電変位素子と
直接接合しようとして積層形圧電変位素子を倒したり傷
を付けたりすることもなく、作業性も大変よくなった。
また最外電極１０ｂは最外層端面に電極がなければ、変
位方向の端面７に共通のリード部材３１を接続すること
になる。この変位方向の端面７には図６のようにバネ板
材４５が接着されるところであり、リード部材３１を接
続するのに適していない。さらに言うならば、積層形圧
電変位素子が実際に変位をする活性部６に共通のリード
部材を接続すると、変位を阻害するために接続には適し
ていない。これを逃れるために、最外電極１０ｂを不活
性部５の部分まで延ばし、不活性部５で接続を行う。
【００１５】さて、図５を用いて積層形圧電変位素子の
動作を説明する。図５（ａ）のように充電のスイッチ６
１を入れると、活性部６の導電層１、２間、最外電極１
０ａと導電層２の間、最外電極１０ｂと導電層１の間そ
れぞれに電界が加わる。すると、活性部６の圧電体３が
矢印５１の方向に縮む。図５（ｂ）のように放電のスイ
ッチ６２を入れると、電極間の電界が解除され活性部６
の圧電体３は矢印５２の方向に伸び、電界を加える前の
長さに戻る。
動作を説明する。図５（ａ）のように充電のスイッチ６
１を入れると、活性部６の導電層１、２間、最外電極１
０ａと導電層２の間、最外電極１０ｂと導電層１の間そ
れぞれに電界が加わる。すると、活性部６の圧電体３が
矢印５１の方向に縮む。図５（ｂ）のように放電のスイ
ッチ６２を入れると、電極間の電界が解除され活性部６
の圧電体３は矢印５２の方向に伸び、電界を加える前の
長さに戻る。
【００１６】一方従来の技術では、図６（ａ）のように
導電層７１、７２が平行になるように交互に圧電体７３
内にサンドイッチ状に配置されているのは、同様であ
る。しかし、最外層７４はだいたい内部電極間と同じぐ
らいである。さらには、最外電極８０（ａ）、８０
（ｂ）は最外層端面には構成されていない。
導電層７１、７２が平行になるように交互に圧電体７３
内にサンドイッチ状に配置されているのは、同様であ
る。しかし、最外層７４はだいたい内部電極間と同じぐ
らいである。さらには、最外電極８０（ａ）、８０
（ｂ）は最外層端面には構成されていない。
【００１７】このような積層形圧電変位素子に電圧を印
加すると、図６（ｂ）のように導電層７１、７２に挟ま
れた圧電体７３は矢印９１の方向に縮むが、最外層は電
界が加わっていないので引きずられるだけで変位形は歪
んだ形となる。このように歪んだ変位をすると、変位方
向の端面７とバネ板材４５（図６）の間の接着力が弱り
はがれてしまったり、最外層と内部層との境目の電極で
はがれが生じたりする。
加すると、図６（ｂ）のように導電層７１、７２に挟ま
れた圧電体７３は矢印９１の方向に縮むが、最外層は電
界が加わっていないので引きずられるだけで変位形は歪
んだ形となる。このように歪んだ変位をすると、変位方
向の端面７とバネ板材４５（図６）の間の接着力が弱り
はがれてしまったり、最外層と内部層との境目の電極で
はがれが生じたりする。
【００１８】前記積層形圧電変位素子を図７（ａ）に示
すインクジェット記録装置であるカイザータイプの積層
形圧電変位素子縦振動型ヘッドに適用した場合、歪のな
い単一方向へ振動の指向性のある変位を得ることができ
る。そこで、図７（ａ）を平面Ａで切りＺ方向から見た
場合の駆動部の拡大図を図７（ｂ）に示し、ノズル開口
部４４からインク滴が吐出するまでの過程を説明する。
すインクジェット記録装置であるカイザータイプの積層
形圧電変位素子縦振動型ヘッドに適用した場合、歪のな
い単一方向へ振動の指向性のある変位を得ることができ
る。そこで、図７（ａ）を平面Ａで切りＺ方向から見た
場合の駆動部の拡大図を図７（ｂ）に示し、ノズル開口
部４４からインク滴が吐出するまでの過程を説明する。
【００１９】図７（ｂ）において、ドットを形成すべき
ノズルプレート４４ａに形成されたノズル開口部に対向
する積層形圧電変位素子４１に電圧を印加すると、積層
形圧電変位素子４１が弾性に富むバネ板材４５を変形し
ながら伸長して、積層形圧電変位素子の対向面に配置し
た隔壁４２と隔壁中のインク４３を押し出し、ノズル開
口部からインク滴として吐出させることができる。
ノズルプレート４４ａに形成されたノズル開口部に対向
する積層形圧電変位素子４１に電圧を印加すると、積層
形圧電変位素子４１が弾性に富むバネ板材４５を変形し
ながら伸長して、積層形圧電変位素子の対向面に配置し
た隔壁４２と隔壁中のインク４３を押し出し、ノズル開
口部からインク滴として吐出させることができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明の積層型
圧電変位素子によると導電層と圧電体層とが交互に複数
層積層され、前記導電層と前記圧電体層間に電圧が印加
されたとき、積層方向と垂直な方向に変位する積層型圧
電変位素子において、該積層型圧電素子の少なくとも積
層方向最外層の圧電体層の厚みが、その他の圧電体層の
厚みよりも大きいことにより、最外層がガイドとなるの
で積層型圧電変位素子の駆動時に単一方向に指向性のあ
る変位が得られ、切断加工の際に最外層に欠けが入るこ
とが少なくなる。
圧電変位素子によると導電層と圧電体層とが交互に複数
層積層され、前記導電層と前記圧電体層間に電圧が印加
されたとき、積層方向と垂直な方向に変位する積層型圧
電変位素子において、該積層型圧電素子の少なくとも積
層方向最外層の圧電体層の厚みが、その他の圧電体層の
厚みよりも大きいことにより、最外層がガイドとなるの
で積層型圧電変位素子の駆動時に単一方向に指向性のあ
る変位が得られ、切断加工の際に最外層に欠けが入るこ
とが少なくなる。
【００２１】また、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を、一端を基台に固定し、他
端を自由端としてノズル開口に対応させて配置するとと
もに、前記圧電素子が導電層と圧電体層とが交互に複数
層積層され、前記導電層と前記圧電体層間に電圧が印加
されたとき、積層方向と垂直な方向に変位する積層型圧
電変位素子において、該積層型圧電素子の少なくとも積
層方向最外層の圧電体層の厚みが、その他の圧電体層の
厚みよりも大きいので、さらに高密度化のために薄く切
断することが可能になる。
に層状に積層した圧電素子を、一端を基台に固定し、他
端を自由端としてノズル開口に対応させて配置するとと
もに、前記圧電素子が導電層と圧電体層とが交互に複数
層積層され、前記導電層と前記圧電体層間に電圧が印加
されたとき、積層方向と垂直な方向に変位する積層型圧
電変位素子において、該積層型圧電素子の少なくとも積
層方向最外層の圧電体層の厚みが、その他の圧電体層の
厚みよりも大きいので、さらに高密度化のために薄く切
断することが可能になる。
【図１】図１は、本発明の積層形圧電変位素子の一実施
例を示す斜視図。
例を示す斜視図。
【図２】図２は、本発明の積層形圧電変位素子の他の実
施例を示す斜視図。
施例を示す斜視図。
【図３】図３は、本発明の積層形圧電変位素子の他の実
施例を示す斜視図。
施例を示す斜視図。
【図４】（ａ）は、図２の層構造を持つ積層形圧電変位
素子ブロックの固定構造の一実施例を示す斜視図。
（ｂ）は、図４（ａ）の積層形圧電変位素子ブロックを
切断した積層形圧電変位素子列とリード部材を示す部分
斜視図。
素子ブロックの固定構造の一実施例を示す斜視図。
（ｂ）は、図４（ａ）の積層形圧電変位素子ブロックを
切断した積層形圧電変位素子列とリード部材を示す部分
斜視図。
【図５】（ａ）乃至（ｂ）は、図２の層構造を持つ積層
形圧電変位素子の動作の説明図。
形圧電変位素子の動作の説明図。
【図６】（ａ）は、従来の積層形圧電変位素子の一実施
例を示す斜視図。（ｂ）は、従来の積層形圧電変位素子
の動作の説明図。
例を示す斜視図。（ｂ）は、従来の積層形圧電変位素子
の動作の説明図。
【図７】（ａ）は、図２の層構造を持つ積層形圧電変位
素子を使ったカイザータイプの積層形圧電変位素子縦振
動型のインクジェットヘッド部を表した構造図。（ｂ）
は、図７（ａ）のカイザータイプの積層形圧電変位素子
縦振動型のインクジェットヘッド構造図を平面Ａで切り
Ｚ方向から見たときの駆動部拡大図。
素子を使ったカイザータイプの積層形圧電変位素子縦振
動型のインクジェットヘッド部を表した構造図。（ｂ）
は、図７（ａ）のカイザータイプの積層形圧電変位素子
縦振動型のインクジェットヘッド構造図を平面Ａで切り
Ｚ方向から見たときの駆動部拡大図。
１ ・・・・ 一方の電極を構成する導電層 ２ ・・・・ 他方の電極を構成する導電層 ３ ・・・・ 圧電体 ４ ・・・・ 最外層 ５ ・・・・ 不活性部 ５ａ・・・・ 不活性部 ６ ・・・・ 活性部 ７ ・・・・ 変位方向の端面 ８ ・・・・ 基台 １０ａ・・・・ 最外電極 １０ｂ・・・・ 最外電極 ２０ ・・・・ 積層形圧電変位素子ブロック ２１ ・・・・ 積層形圧電変位素子列 ３１ ・・・・ 共通のリード部材 ３２ ・・・・ 独立のリード部材 ４１ ・・・・ 積層形圧電変位素子 ４２ ・・・・ 隔壁 ４３ ・・・・ インク ４４ ・・・・ ノズル開口部 ４４ａ・・・・ ノズルプレート ４５ ・・・・ バネ板材 ５１ ・・・・ 矢印 ５２ ・・・・ 矢印 ６１ ・・・・ 充電のスイッチ ６２ ・・・・ 放電のスイッチ ７１ ・・・・ 導電層 ７２ ・・・・ 導電層 ７３ ・・・・ 圧電体 ７４ ・・・・ 最外層 ８０ａ・・・・ 最外電極 ８０ｂ・・・・ 最外電極 ９０ ・・・・ ダミー電極層
フロントページの続き (72)発明者 金谷 宗秀 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ コーエプソン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−262472（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−272984（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−16685（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−264360（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−110157（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 41/08
Claims (8)
- 【請求項１】 導電層と圧電体層とが交互に複数層積層
され、 前記導電層と前記圧電体層間に電圧が印加されたとき、
積層方向と垂直な方向に変位する積層型圧電変位素子に
おいて、 該積層型圧電素子の少なくとも積層方向最外の圧電体層
の厚みが、その他の圧電体層の厚みよりも大きいことを
特徴とする積層型圧電変位素子。 - 【請求項２】 前記最外の圧電体層が実質的に対称であ
ることを特徴とする請求項１に記載の積層型圧電変位素
子。 - 【請求項３】 前記最外の圧電体層の厚みがその他の圧
電体層の厚みの２倍以上であることを特徴とする請求項
１または請求項２に記載の積層型圧電変位素子。 - 【請求項４】前記積層型圧電素子は、前記導電層間に挟
まれた圧電体層に電界を印加可能に導電層が形成された
活性部と、前記圧電体層に電界を印加させないように、
前記導電層が同電位となるよう該導電層が形成された不
活性部を有することを特徴とする請求項１から請求項３
のいずれかに記載の積層型圧電変位素子。 - 【請求項５】 前記不活性部の前記導電層の少なくとも
ひとつの層間に、さらにダミー電極層が積層されている
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記
載の積層型圧電変位素子。 - 【請求項６】 前記積層型圧電素子は、前記導電層の一
方の電極となる一方の導電層と、他方の電極となる他方
の導電層とからなり、前記一方あるいは他方の導電層と
接続される最外電極をさらに有し、少なくとも積層型圧
電素子の前記活性部における前記積層型圧電素子の前記
積層方向最外の圧電体層は、前記導電層と前記最外電極
に挟まれることを特徴とする請求項１から請求項５のい
ずれかに記載の積層型圧電変位素子。 - 【請求項７】 前記最外電極の厚みが約０．５μｍであ
ることを特徴とする請求項６に記載の積層型圧電変位素
子。 - 【請求項８】 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前記ノズル
開口から外部に吐出されるインクジェット式印字ヘッド
において、前記圧電素子が請求項１から請求項７のいず
れかに記載の積層型圧電素子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 |
|---|---|---|---|
| JP00851792A JP3214017B2 (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 積層形圧電変位素子及びインクジェット式印字ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00851792A JP3214017B2 (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 積層形圧電変位素子及びインクジェット式印字ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05198860A JPH05198860A (ja) | 1993-08-06 |
| JP3214017B2 true JP3214017B2 (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=11695340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00851792A Expired - Lifetime JP3214017B2 (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 積層形圧電変位素子及びインクジェット式印字ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3214017B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996000151A1 (fr) * | 1994-06-23 | 1996-01-04 | Citizen Watch Co., Ltd. | Actionneur piezo-electrique pour tete d'impression a jet d'encre et son procede de fabrication |
| EP0931653B1 (en) * | 1998-01-23 | 2004-04-14 | Océ-Technologies B.V. | Piezoelectric actuator for ink jet printhead |
| JP3511981B2 (ja) * | 2000-06-12 | 2004-03-29 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電振動子ユニット、及び、これを用いたインクジェット式記録ヘッド |
| JP4655493B2 (ja) * | 2004-03-26 | 2011-03-23 | 株式会社村田製作所 | 圧電素子、圧電アクチュエータ並びに圧電素子及び圧電アクチュエータの製造方法 |
| WO2013057940A1 (ja) | 2011-10-19 | 2013-04-25 | パナソニック株式会社 | 電子機器 |
-
1992
- 1992-01-21 JP JP00851792A patent/JP3214017B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05198860A (ja) | 1993-08-06 |
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