JPH05198861A - 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
- Publication number
- JPH05198861A JPH05198861A JP4008518A JP851892A JPH05198861A JP H05198861 A JPH05198861 A JP H05198861A JP 4008518 A JP4008518 A JP 4008518A JP 851892 A JP851892 A JP 851892A JP H05198861 A JPH05198861 A JP H05198861A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- outermost
- electrode
- displacement element
- laminated piezoelectric
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
く、またそのため内部層と最外層との境目での電極のは
がれが起きにくい積層形圧電変位素子を提供する。 【構成】 一方の電極を構成する導電層1と、他方の電
極を構成する導電層2とが互いに平行になるように交互
に圧電体3をサンドイッチ状に配設する。各導電層1、
2にはさまれた部位が活性部6であり、はさまれない部
位5、5aが活性部である。最外層4にも電界が加わる
ように、導電層1、2と平行に最外電極10b、10a
を最外層端面に構成する。
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
積層された積層形圧電変位素子であって、最外層にも電
界が加わるように、内部電極と平行に最外層端面にも電
極を構成したことを特徴とする。
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体と電極
とが交互に積層された積層形圧電変位素子であって、最
外層にも電界が加わるように、内部電極と平行に最外層
端面にも電極を構成したことを特徴とする。
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。
極10aと導電層2もしくは最外電極10b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、またそのた
め最外層と内部層との境目でのはがれも生じにくくな
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2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。
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3(b)のように積層形
圧電変位素子列21を構成する。そして、最外電極10
aには独立のリード部材32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。
説明する。図4(a)のように充電のスイッチ61を入
れると、活性部6の導電層1、2間、最外電極10a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5
1の方向に縮む。図4(b)のように放電のスイッチ6
2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。
いない場合を図5を用いて説明する。図5(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7
3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、最外電極80(a)、80(b)は最外層
端面には構成されていない。
加すると、図5(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。
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、低電圧
で必要な変位量が得られ、また歪の少ない変位を得るこ
とができる。そこで、図6(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6(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。
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
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。
電材料をそれぞれに交互に層状に積層した圧電素子の、
内部電極と平行に最外層端面にも電極を構成することに
より、最外層にも電界が加わるので、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、またそのため
最外層と内部層との境目でのはがれも生じにくくなっ
た。
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、内部電極と平行に最外層端面にも電極を構成するこ
とにより、最外層にも電界が加わるので、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、またその
ため最外層と内部層との境目でのはがれも生じにくく、
さらには、リード部材のとりまわしが容易になり、変位
を阻害せずに接続ができる上に、作業性がよくなったた
め、インクジェット式印字ヘッド内に配置するのに好適
な圧電素子列が得られた。
例を示す斜視図。
施例を示す斜視図。
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3(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。
形圧電変位素子の動作の説明図。
い積層形圧電変位素子の一実施例を示す斜視図。(b)
は、最外層端面に電極が構成されていない積層形圧電変
位素子の動作の説明図。
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6(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。
Claims (2)
- 【請求項1】 少なくとも圧電体と電極とが交互に積
層された積層形圧電変位素子であって、最外層にも電界
が加わるように、内部電極と平行に最外層端面にも電極
を構成したことを特徴とする積層形圧電変位素子。 - 【請求項2】 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体と
電極とが交互に積層された積層形圧電変位素子であっ
て、最外層にも電界が加わるように、内部電極と平行に
最外層端面にも電極を構成した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 |
---|---|---|---|
JP00851892A JP3147964B2 (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 積層形圧電変位素子ユニット及びインクジェット記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00851892A JP3147964B2 (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 積層形圧電変位素子ユニット及びインクジェット記録ヘッド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05198861A true JPH05198861A (ja) | 1993-08-06 |
JP3147964B2 JP3147964B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=11695370
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP00851892A Expired - Lifetime JP3147964B2 (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 積層形圧電変位素子ユニット及びインクジェット記録ヘッド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3147964B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1164016A2 (en) * | 2000-06-12 | 2001-12-19 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric vibrator unit |
US6437488B1 (en) | 1998-12-01 | 2002-08-20 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multilayer piezoelectric component |
JP2006005105A (ja) * | 2004-06-16 | 2006-01-05 | Tdk Corp | 積層型電子部品及び積層中間体 |
JP2006196818A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-07-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 積層セラミック部品 |
US8474138B2 (en) | 2003-06-30 | 2013-07-02 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing the ink-jet head |
JP2018042441A (ja) * | 2016-09-09 | 2018-03-15 | Tdk株式会社 | 圧電駆動装置 |
JP2020040338A (ja) * | 2018-09-12 | 2020-03-19 | 株式会社東芝 | ノズルヘッド、および液滴塗布装置 |
-
1992
- 1992-01-21 JP JP00851892A patent/JP3147964B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6437488B1 (en) | 1998-12-01 | 2002-08-20 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multilayer piezoelectric component |
EP1164016A2 (en) * | 2000-06-12 | 2001-12-19 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric vibrator unit |
EP1164016A3 (en) * | 2000-06-12 | 2002-01-16 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric vibrator unit |
US7111927B2 (en) | 2000-06-12 | 2006-09-26 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric vibrator unit |
US8474138B2 (en) | 2003-06-30 | 2013-07-02 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing the ink-jet head |
JP2006005105A (ja) * | 2004-06-16 | 2006-01-05 | Tdk Corp | 積層型電子部品及び積層中間体 |
JP2006196818A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-07-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 積層セラミック部品 |
JP4654690B2 (ja) * | 2005-01-17 | 2011-03-23 | パナソニック株式会社 | 積層バリスタ |
JP2018042441A (ja) * | 2016-09-09 | 2018-03-15 | Tdk株式会社 | 圧電駆動装置 |
US10897004B2 (en) | 2016-09-09 | 2021-01-19 | Tdk Corporation | Piezoelectric drive device |
JP2020040338A (ja) * | 2018-09-12 | 2020-03-19 | 株式会社東芝 | ノズルヘッド、および液滴塗布装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3147964B2 (ja) | 2001-03-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5028936A (en) | Pulsed droplet deposition apparatus using unpoled crystalline shear mode actuator | |
US4992808A (en) | Multi-channel array, pulsed droplet deposition apparatus | |
US5003679A (en) | Method of manufacturing a droplet deposition apparatus | |
US6505918B1 (en) | Piezoelectric material and method of polarizing the same | |
JPH05198861A (ja) | 積層形圧電変位素子及びインクジェット式印字ヘッド | |
JP3221470B2 (ja) | インクジェットヘッド、及びその製造方法 | |
JP3214017B2 (ja) | 積層形圧電変位素子及びインクジェット式印字ヘッド | |
JP3185434B2 (ja) | インクジェット式印字ヘッド | |
JP3156411B2 (ja) | インクジェット式印字ヘッド及びその製造方法 | |
JP3355738B2 (ja) | インクジェットヘッド | |
JP4456357B2 (ja) | 圧電アクチュエータおよびインクジェット記録ヘッド | |
JP3306937B2 (ja) | インクジェットヘッド | |
JP3298755B2 (ja) | インクジェットヘッドの製造方法 | |
JP3175449B2 (ja) | インクジェット式印字ヘッド及びその製造方法 | |
JP3237163B2 (ja) | インクジェット式印字ヘッド | |
JP3413216B2 (ja) | インクジェット式記録ヘッドの製造方法 | |
JP2002359410A (ja) | 圧電トランスデューサおよびそれを用いた液滴噴射装置 | |
JP3148076B2 (ja) | インクジェットヘッドのアクチュエータ | |
JP2993075B2 (ja) | インクジェット式印字ヘッド | |
JP3232632B2 (ja) | インクジェット式印字ヘッド | |
JPH081933A (ja) | 圧電振動子配列体 | |
JP2959056B2 (ja) | インクジェット式印字ヘッド | |
JPH0550593A (ja) | インクジエツトプリンタヘツド | |
JPH1110872A (ja) | インクジェットプリンタヘッド | |
JP3454841B2 (ja) | インクジェットヘッド |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20001213 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090112 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100112 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110112 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110112 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120112 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120112 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130112 Year of fee payment: 12 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130112 Year of fee payment: 12 |