JPH04141432A - インクジェット式印字ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、インクジェットプリンターに用いる印字ヘッ
ドに関する。

［従来の技術］ 従来のインクジェット式印字ヘッドは、日本特許公報、
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ツトを形成
するものである。

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。

このような問題を解決するため、日本特許公報特開昭８
３−２９５２６９号公報に示されているように、電極と
圧電材料とを交互にサンドイッチ状に積層したインクジ
ェット印字ヘッド用の圧電素子が提案されている。この
圧電素子によれば電極間距離を可及的に小さくすること
が出来るため、駆動信号の電圧を下げることが出来ると
いう効果がある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような圧電素子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。

本発明の目的は、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
。

［課題を解決するための手段］ 」−記課顯を解決するために本発明に於いては、圧電材
料と導電材料をそれぞれに交互に層状に積層し、圧電素
子駆動用の電極は、絶縁基板上に形成された導体を前記
圧電素子の側面に電気的に接続する構造にした。

［実施例１ 第１図に本発明に於けるインクジェット式印字ヘットの
１例を示す。第１図に於て、１１は基台、１２は接着剤
、］３は圧電素子列、］４は個別電極、１５は側面に接
着した電極、］６はノズルを形成した板材（以下、ノズ
ルプレー１・と称ず。）、１７は耐湿性絶縁充填材、１
８は共通電極である。

本ヘットは以下の工程で製造される。

第２図（ａ）に於て、定盤２１の上にグリーンシート状
、又は、ペースト状に調製したチタン酸ジルコン酸鉛系
複合ペロブスカイトセラミック等の圧電材料２２を塗布
して第２図（ｂ）に示すようにこれの表面に一方の電極
となる第１の導電層２３をＡｇ、Ｐｄ等の導電ペースト
を厚膜印刷法で形成するか或は、薄膜成膜法などを用い
て形成する。さらに第２図（Ｃ）に於てこの導電層２３
の表面に圧電材料２４を塗布し、この上面に第２図（ｄ
）のように他方の電極となる導電Ｍ２５を前記の方法で
塗布する。後は、前記の方法で導電層と圧電材料を必要
な積層数だけ繰り返し塗布し、所望の厚みに積層した状
態第２図（ｅ）で乾燥させ、これに圧力を加えた状態で
焼成することにＪ：り第３図に示すような、直方体状の
圧電素子３１が形成される。この圧電素子３１の導電層
２３．２５が露出している面に導電膜３２．３３を形成
して乾燥する。ここでの導電膜の形成方法は、厚膜プロ
セスでも薄膜プロセスでも良いが、膜厚の均一性、密着
強度の点で薄膜プロセスの方が適している。又、ここで
、印刷時厚み寸法は、焼成時に収縮する為、予め収縮率
を加味して各層を所望の寸法Ｊ：り厚く印刷しなくては
ならない。この収縮率は、選定する導電利料、圧電材料
、焼成条件により異なるが、約１０〜５０％程度である
。

上記の工程で製造された圧電素子３１に第４図（ａ）に
示すように、一方の電極３２と接続する電極としてポリ
イミド、ポリエステル等のフレキシブルな絶縁基板４１
の上面にＣｕ、Ｎｉ等で所望のパターン４２を形成した
導体フィルム４３（以下、ＦＰＣと称す。）を第４図（
ｂ）に示す様に金属ペーストや、エポキシ樹脂に導電粒
子を充填した導電性接着剤等４４を用いて電気的に接続
する。次に、第４図（Ｃ）に示すように基台１］には、
一方の電極３２と接続する電極４５が、圧電素ｆ接着面
の裏面側にそれぞれ独立に所望のピッチで形成され、又
、ＦＰＣ４３も裏面側に回るように貫通孔４６が形成さ
れている。この基台１１上に圧電素子３１をエポキシ樹
脂等の接着剤１２で固定する。ここでの接着剤１．２は
、電極３３と基台１−１上に形成された共通電極］８と
電気的に接続する必要があるため、半田、導電性接着剤
等の導電ペーストにして接続する方法が最適である。

このようにして固定した圧電素子３１は、第４図（ｄ、
　）に示すように電極ピッチと同ピツチで細かくダイヤ
モンドカッター等で切込み４７をいれる。

次に、第４図（ｅ）に示すようにダイヤモンドカッター
等で切込みの入った隙間に、信頼性向上のためインクが
流れ込むのを防止するようシリコーン等の耐湿性材料１
７を圧電素子自由端部と同一面になるまで充填する。こ
こで、耐湿性材料１７に気泡が入るのを除去するため真
空脱泡等の処理を行なうのが望ましい。この後、基台Ｉ
Ｊの裏面側に貫通孔４６を通し一〇出てきたＦＰＣ４３
を基台側に折り曲げ、基台１］の裏面に形成された電極
パターンと１′、田等の導電ペーストで接続する。

次に、ノズルプレートを組み込み第１図に示したヘット
構造を得る。

ここでは、−列の圧電素子列の実施例について説明した
が、第５図に示すように両面に電極を配したＦＰＣ５１
を圧電素子列５２．５３．５４．５５で挟み込んで、基
台１１の裏面よりコネクタ５６等で電気的接続を取る方
法などが考えられ、この方式であれば、圧電素子をマト
リックス状に配置することが可能である。

〔発明の効果〕

以」〕説明してきたように、圧電材料と導電材料をそれ
ぞれに交互に層状に積層した圧電素子を、一端を基台に
固定し、また他端を自由端としてノズル開口に対応させ
て配置すると共に、前記圧電素子駆動用の一方の電極を
、前記圧電素子側面に形成することにより、圧電素子間
隔を小さくできるので、圧電素子を容易に小型化するこ
とができ、従ってヘッドの小型化も図ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のインクジェット式印字ヘッドの構造
を示す図で、平面と側面を同時に表わしている。 第２図（ａ）〜（ｅ）、第３図、第４図（ａ）〜（ｅ）
は本発明のインクシェラ）・式印字ヘッドの製造工程を
示す図であり、第４図（ｂ）及び第４図（ｅ）は平面と
側面を、第４図（ｃ）は平面、正面、側面を、第４図（
ｄ）は平面と正面をそれぞれ同時に表わした図である。 第５図は本発明の他の実施例を示し、平面、正面、側面
を同時に表わした図である。 １１・・・基台 １２・・・接着剤 １３・・・圧電素子列 １４・・・個別電極 側面電極 ノズルプレート 耐湿性絶縁充填材 共通電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ノズル開口に対応させて圧電素子が配置され、圧電素子
   への駆動信号によりインクがノズル開口から外部に放出
   されるようにしたインクジェット式印字ヘッドにおいて
   、前記圧電素子が少なくとも、圧電材料と導電材料とを
   それぞれに交互に層状に積層した圧電素子であり、かつ
   、その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し、前記圧電素子駆動用の電極は
   絶縁基板上に形成された導体を前記圧電素子の側面に電
   気的に接続した構造である事を特徴とするインクジェッ
   ト式印字ヘッド。