JP3467579B2 - 圧電振動子ユニットの製造方法 - Google Patents
圧電振動子ユニットの製造方法Info
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Description
方の面を振動板で封止し、この振動板を縦振動モードの
圧電振動子により圧力発生室を膨張、収縮させてノズル
開口からインク滴を発生させるインクジェット式記録ヘ
ッドに使用する圧電振動子ユニットの製造方法に関す
る。 【0002】 【従来の技術】例えば、特開平5-104715号公報に示され
たような縦振動モードの圧電振動子をインクジェット式
記録ヘッドの駆動に使用すると、圧電振動子と振動板と
の当接面積を極めて小さくできるため、1ユニット当た
り180DPI以上の解像度を実現できる。 【0003】縦振動モードの圧電振動子Aは、図8に示
したように一方の極となる内部電極Bと、他方の極とな
る内部電極Cとを圧電材料Dを介してサンドイッチ状に
積層し、一方の内部電極Bを先端側に、また他方の内部
電極Cを後端側に露出させて、各端面でセグメント電極
E、及び共通電極Fに接続した圧電定数d31のものとし
て構成され、固定基板Gに一定のピッチで配列、固定し
て構成され、セグメント電極Eと共通電極Fとにフレキ
シブルケーブルHの導電パターンを接続して外部駆動回
路からの信号を供給するように構成されている。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】後端側に形成される共
通電極Fは、すべての圧電振動子Aの駆動電流が流れる
ため、これの抵抗を可及的に小さくする目的で、圧電振
動子Aの上面、後端面、及び裏面の3面に導電層F1〜
F3を形成し、後端側を一部残すように櫛歯状に歯割り
して、導電路を確保するように構成されている。なお、
図中符号Jは、圧電振動子Aによりインクの加圧を受け
てインク滴を吐出する流路ユニットを示す。このため、
圧電振動子Aの先端面、後端面、及び表裏両面の4面に
外部接続用の電極層を必要とし、これらの外部電極層
は、インクに対する耐腐蝕性や半田付けの容易さを確保
する目的で金が使用されている。このため、高速駆動を
可能ならしめるため電極層の抵抗を下げるために電極層
を厚く形成しようとすると、電極形成にコストが掛かる
という問題がある。本発明は、このような問題に鑑みて
なされたものであって、その目的とするところは外部接
続用の電極層を3面として、高価な電極材料の使用料を
低減することができるインクジェット式記録ヘッドの圧
電振動子ユニットの製造方法を提案することである。 【0005】 【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明においては、一方の極となる内部電極と
他方の極となる内部電極と圧電材料とを交互に重ね合わ
せ、各内部電極の一端だけが先端側、及び後端側に露出
するように積層した圧電振動板を2枚重ね合わせて、表
面、及び裏面のセグメント電極と共通電極との境界領域
にマスク材を固定して外部接続用電極形成材料を蒸着す
る工程と、 蒸着後に2枚の前記圧電振動板を分離し、ま
た前記マスク材を除去して不活性領域を少なくとも表面
が導電性を有する固定基板に接着剤で固定する工程と、
固定側の端面と固定基板とを導電性接着により導電接続
する工程と、 自由端側の先端から少なくとも前記セグメ
ント電極の後端までスリットを形成する工程と、 を有す
る。 【0006】 【作用】圧電振動子の共通電極を導電性接着手段により
導電性を有する固定基板に並列接続して電気抵抗を低減
させて、圧電振動子に形成する共通電極を2面だけに形
成することを可能ならしめる。 【0007】 【発明の実施の形態】図1、図2は本発明のインクジェ
ット式記録ヘッドの一実施例を示すものであって、流路
ユニット1は、ノズル開口2を一定ピッチで穿設したノ
ズルプレート3と、ノズル開口2に連通する圧力発生室
4、これにインク供給口5を介してインクを供給するリ
ザーバ6を備えた流路形成基板7と、圧電振動ユニット
8の縦振動モードの各圧電振動子9の先端に当接して圧
力発生室4の容積を膨張、縮小させる弾性板10とを一
体に積層して構成されている。 【0008】流路ユニット1は、高分子材料の射出成形
等により構成されたホルダー11の開口面12に、また
圧電振動ユニット8は外部からの駆動信号を伝達するフ
レキシブルケーブル13に接続された上で収容室14に
収容され、それぞれのホルダ11との当接面を接着剤に
より固定され、ノズルプレート側にシールド材を兼ねる
枠体15を挿入して記録ヘッドに構成されている。 【0009】縦振動モードの圧電振動子9は、先端側か
ら固定基板16との固定領域の手前まで延びる一方の極
となる内部電極21と、先端近傍から後端まで延びる他
方の極となる内部電極22とを圧電材料23を介してサ
ンドイッチ状に積層し、一方の内部電極21を先端側
で、また他方の内部電極22を後端側で露出させて、圧
電定数d31のものとして構成されている。 【0010】一方の内部電極21は、先端面から圧電振
動子9の中央近傍まで導電層を形成してなるセグメント
電極24に、また他方の内部電極22は、後端面から圧
電振動子9の中央部で、かつセグメント電極24の後端
側と一定の間隔25を有するように導電層を形成してな
る共通電極26に接続されている。 【0011】一方、固定基板16は、導電性材料、たと
えば不錆鋼や、セラミックスの表面に金属層を形成して
構成され、これの表面に圧電振動子9を圧力発生室4の
配列ピッチに一致させて固定するとともに、圧電振動子
9の共通電極26の後端面26aと導電性接着剤や、半
田ペーストの導電接合部27により導電的に接続されて
いる。 【0012】そして、これら圧電振動子9の列の少なく
とも一端側には、図3、図4に示したように圧電振動子
9と同様に構成、つまり先端側から固定基板16との固
定領域の手前まで延びる一方の極となる内部電極21
と、先端近傍から後端まで延びる他方の極となる内部電
極22とを圧電材料23を介してサンドイッチ状に積層
し、一方の内部電極21を先端側で、また他方の内部電
極22を後端側で露出させ、さらに内部電極21は、先
端面から圧電振動子9の中央近傍まで導電層を形成して
なるセグメント電極24に、また他方の内部電極22
は、後端面から圧電振動子9の中央部で、かつセグメン
ト電極24の後端側と一定の間隔25を有するように導
電層を形成してなる共通電極26に接続し、圧電振動子
9よりも若干幅広に形成されたダミー圧電振動子9’が
固定されている。 【0013】振動子ユニット8の各圧電振動子9のセグ
メント電極24、共通電極26は、半田層28、29を
介してフレキシブルケーブル13の導電パターンに接続
されている。 【0014】フレキシブルケーブル13は、図5に示し
たように振動子ユニット8の両端のダミーの圧電振動子
9’、9’の幅に一致するアース用の導電パターン3
1、31と、圧電振動子9、9、9‥‥のセグメント電
極24に対応する駆動信号供給用の導電パターン32、
32、32、‥‥をベース材33に形成して構成されて
いる。 【0015】この実施例において、フレキシブルケーブ
ル13を介して外部駆動回路から駆動信号を供給する
と、インク滴を吐出させるべき圧電振動子9は、フレキ
シブルケーブル13の導電パターン32、及びセグメン
ト電極24を介して一方の極となる内部電極21に、ま
たアース用導電パターン31、固定基板16、及び共通
電極26を介して他方の極となる内部電極22に駆動信
号を受け、圧電定数D31による変位によりノズル開口2
からインク滴を吐出させる。 【0016】このように、各圧電振動子9は、その共通
電極26が半田ペーストの導電接合部27により導電性
を有する固定基板16に接合されて並列に接続されてい
るため、小さな抵抗でフレキシブルケーブル16のアー
ス用導電パターンに接続することになる。 【0017】次に上述の圧電振動子ユニット8の製造方
法を図6、7に基づいて説明する。先端から活性領域の
終端側まで延びる一方の極となる内部電極となる導電材
料41と、後端から先端近傍まで延びる他方の極となる
内部電極となる導電材料42を、圧電材料43をはさみ
ながら積層し、乾燥後に焼成して形成された圧電振動板
44、44を2枚を用意する(図6(I))。 【0018】この圧電振動板44、44を2枚重ね合わ
せ、露出している表面と裏面の、セグメント電極と共通
電極との境界領域にマスク材45、45を固定し(図4
(II))、全周に外部接続用電極形成材料を蒸着して電
極層46、47を形成する(図4(III))。 【0019】蒸着が終了した段階で、2枚の圧電振動板
44、44を分離し、またマスク材45、45を除去す
ると、先端面、後端面、及び一方の表面の3面にだけ導
電層が形成された2枚の圧電振動板50、50を得るこ
とができる(図4(IV))。 【0020】他方の内部電極52だけが形成された領
域、つまり不活性領域を、金属や、固定面に導電層が形
成された固定基板53を位置決めして(図7(I))に
接着剤で固定し、圧電振動板50の端面50aと固定基
板53とを導電性接着剤、または半田ペースト54によ
り導電接続する。 【0021】ついで、ダイシングソウやワイヤソウの切
断具55により、自由端側の先端から少なくともセグメ
ント電極となる導電層46と導電材料41の後端側まで
スリット56、56、56、‥‥を形成し、圧電振動子
9としての振動領域と、セグメント電極となる領域を櫛
歯状に切分けると、圧電振動子ユニットが完成する。 【0022】なお、スリット56、56、56、‥‥を
形成する際、両端部を若干幅広に切り出して振動関与し
ない若干幅広なダミーの圧電振動子9‘、9’を形成
し、また導電層47を連続した状態で残すと、共通電極
の電気抵抗を下げるのに役立つ。 【0023】 【発明の効果】以上、説明したように本発明において
は、固定基板の少なくとも圧電振動子の固定面が導電性
を有し、また圧電振動子の先端面、固定基板に接着され
ていない面に、隣接する圧電振動子と電気的に独立する
セグメント電極が、またセグメント電極から一定の間隔
をおいて固定基板に接着されていない面、及び後端面に
共通電極が形成され、後端面に形成された共通電極と固
定基板とを導電性接着手段により導通させたので、圧電
振動子の共通電極を導電性接着手段により導電性を有す
る固定基板に並列接続して電気抵抗が低減できるため、
圧電振動子に形成する共通電極を2面だけとして外部接
続用電極の形成面積を小さくしてコストの低減を図るこ
とができる。
例を示す組み立て斜視図である。 【図2】同上装置の断面構造を示す図である。 【図3】同上記録ヘッドのダミーの圧電振動子とフレキ
シブルケーブルの接続構造を示す断面図である。 【図4】図(イ)、(ロ)は、それぞれ同上記録ヘッド
に用いる圧電振動ユニットの一実施例を示す斜視図であ
る。 【図5】フレキシブルケーブルの一実施例を示す図であ
る。 【図6】図(I)乃至(IV)は、それぞれ同上記録ヘッ
ドに用いる振動子ユニットの製造工程の内、電極形成工
程を示す図である。 【図7】図(I)乃至(III)は、それぞれ同上記録ヘッ
ドに用いる振動子ユニットの製造工程の内、分割工程ま
でを示す図である。 【図8】圧電定数d31の圧電振動子を使用した従来のイ
ンクジェット式記録ヘッドの一例を示す断面図である。 【符号の説明】 1 流路ユニット 8 振動子ユニット 9 圧電振動子 9’ ダミーの圧電振動子 13 フレキシブルケーブル 16 固定基板24 セグメント電極 26 共通電極 27 導電接合部27
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 一方の極となる内部電極と他方の極とな
る内部電極と圧電材料とを交互に重ね合わせ、各内部電
極の一端だけが先端側、及び後端側に露出するように積
層した圧電振動板を2枚重ね合わせて、表面、及び裏面
のセグメント電極と共通電極との境界領域にマスク材を
固定して外部接続用電極形成材料を蒸着する工程と、 蒸着後に2枚の前記圧電振動板を分離し、また前記マス
ク材を除去して不活性領域を少なくとも表面が導電性を
有する固定基板に接着剤で固定する工程と、 固定側の端面と固定基板とを導電性接着により導電接続
する工程と、 自由端側の先端から少なくとも前記セグメント電極の後
端までスリットを形成する工程と、 からなる圧電振動子ユニットの製造方法。
Priority Applications (1)
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