JPH03233984A - 積層型圧電素子 - 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】 〔概　要〕 プリンタのアクチュエータとして用いられる積層型圧電
素子に関し、 素子の絶縁破壊を防止して信頼性を向上させることを目
的とし、 多数の圧電セラミックスを内部電極を挟んで積層した素
子本体の周面に、前記各電極と交互に接続する１対の外
部電極を設けるとともに、前記素子本体の全外周面を絶
縁層により覆って成り、前記各外部電極とこれに接続さ
れない内部電極との間に電気絶縁層が形成された積層型
圧電素子において、前記絶縁層及び前記電気絶縁層の少
なくとも一方を高圧絶縁材料で形成した構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明はプリンタのアクチュエータとして用いられる積
層型圧電素子に関するものである。

近年、ワイヤドツトプリンタの高速化要求に伴い、電磁
方式に代わって積層型圧電素子を用いたより高速な印字
ヘッドが開発されている。この場合、温度、湿度条件に
対する十分な信頼性を持った圧電素子が望まれる。

〔従来の技術〕

第２図は従来の積層型圧電素子を用いた印字へラドの構
造説明図で、図中、１は略円筒状のベース部材、２はベ
ース部材１に所定の配置で保持される複数の印字エレメ
ント、３は放熱フィンである。

印字エレメント２は、積層型圧電素子４と、ばね材の連
結部材５．６と、アーマチュア７とを備えている。圧電
素子４は、第３．４図に詳細を示すように、多数の圧電
セラミックス８を内部電極９を挾んで積層した素子本体
１０の周面に、各内部電極９と交互に接続するｌ対の外
部電極１１１２を設け、これらを絶縁層１３で被覆して
構成されている。１４は上述の接続を可能とするための
ガラス等の半円柱状電気絶縁層で、外部電極１１、．１
２とこれに接続されない内部電極９との間に形成されて
いる。外部電極１１はプラス側で、図示しない電源にリ
ード線１５を介し接続されている。外部電極１２はマイ
ナス側で、接地されているベース部材１にリード１！１
６を介し接続されている。この圧電素子４の素子本体１
０は、片側の表面に内部電極となる金属ペースト膜が形
成された複数枚の圧電セラミ・ンクスのグリーンシー１
〜を積層し、これをまとめて焼成して得られ、その基部
４ａはベース部材１に接着等により固定されている。連
結部材５は圧電素子４の上部４ｂとアーマチュア７の基
部とを接続し、該連結部材５と平行な連結部材６はベー
ス部材１の上部に取り付けられた支持板１７とアーマチ
ュア７の基部とを接続している。このように連結部材５
，６により片持状に支持されるアーマチュア７の先端に
は印字ワイヤＩ８が固定されている。

放熱フィン３は、熱伝導の良好なアルくニウム系等の材
料で形成され、ベース部材１の外周に嵌合させて取り付
けられている。

印字に際しては所定の印字エレメント２の圧電素子４に
所定時間通電する。これにより、圧電素子４の上部４ｂ
が上方に移動して連結部材５を上方に押し上げる。その
結果、連結部材５．６によるバイメタル効果によって、
アーマチュア７は第２図の矢印方向に回動し、印字ワイ
ヤ１８には拡大変位が付与されて該印字ワイヤ１８によ
る印字が行われる。印字完了時点では圧電素子４に対す
る通電は停止されており、印字動作を完了したアーマチ
ュア７は圧電素子４の復帰に伴ってもとの位置に復帰す
る。

圧電素子４は連続印字により発熱するが、この熱はベー
ス部材１を介し冷却フィン３に伝わって外部に放散され
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような構成１作用を有する従来の積層型圧電素子は
、積層された内部電極間及び内部電極と外部電極間で絶
縁されている部分（電気絶縁層形成部分）の間隔が狭く
、現状の絶縁材料では実用上の電圧においても電極間に
アーク放電や電流リークが発生する恐れがある。その結
果、素子本体周面に露出している内部電極間や内部、外
部電極間で絶縁破壊が発生し、場合によっては素子自体
の発煙２発火を招くことがあり問題となっている。

本発明は、素子の絶縁破壊を防止して信頼性を向上させ
ることのできる積層型圧電素子を提供すすことを目的と
している。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、本発明では、多数の圧電セ
ラミックスを内部電極を挟んで積層した素子本体の周面
に、前記各内部電極と交互に接続する１対の外部電極を
設けるとともに、前記素子本体の全外周面を絶縁層によ
り覆って成り、前記各外部電極とこれに接続されない内
部電極との間に電気絶縁層が形成された積層型圧電素子
において、前記絶縁層及び前記電気絶縁層の少なくとも
一方を高圧絶縁材料で形成した構成とする。

〔作　用〕

絶縁層と電気絶縁層の少なくとも一方が高圧絶縁材料で
形成されているため、電極間に発生するアーク放電や素
子の表面に流れる′リーク電流を防止することができる
。

〔実施例〕

以下、図面に関連して本発明の詳細な説明する。

第１図は本例の積層型圧電素子２０の構造を示す斜視図
で、図中、２１は素子本体、２２は電気絶縁層、２３は
絶縁層である。なお、従来と共通の部材には同符号を用
いている。

圧電素子２０は、多数の圧電セラくツクス８を内部電極
９を挟んで積層した素子本体２１の周面に、各内部電極
９と交互に接続する１対の外部電極１１．１２を設け、
これらを絶縁層２３で被覆して構成されている。電気絶
縁層２２は、シリコーン系高圧絶縁材料（サンハヤト（
株）製Ｎ５Ｐ）で形成され、外部電極１１．１２とこれ
に接続されない内部電極９との間で内部電極９を覆って
いる。絶縁層２３は、セラミック等の無機系高圧絶縁材
料で形成されている。

このように、本発明では、絶縁層２３及び電気絶縁層２
２の少なくとも一方が高圧絶縁材料で形成されているた
め、素子に高電圧を印加した場合のアーク放電や素子の
表面に流れるリーク電流を防止することができる。従っ
て、素子の絶縁破壊を防止して信頼性を向上させること
が可能になる。

上述の説明では、絶縁層と電気絶縁層に異なる高圧絶縁
材料を用いる例について述べたが、これらの各層を同し
高圧絶縁材料で形成するようにしても良い。また、絶縁
層２３を、グリース等の有機系高分子高圧絶縁材料のコ
ーティングにより形成するようにしても良い。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば素子の内。

外部電極間及び外周面に高圧絶縁材料の絶縁層が形成さ
れているため、絶縁破壊の発生をなくして信頼性を向上
させることができる。その結果、温度、湿度の変動に対
する耐力が向上し、安定して使用することが可能になる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の積層型圧電素子の構造を示す
斜視図、 第２図は従来の積層型圧電素子を用いた印字ヘッドの構
造説明図、 第３図は第２図の積層型圧電素子の構造を示す斜視図、 第４図は第３図の詳細図で、 図中、 は圧電セラミックス、 は内部電極、 １．１２は外部電極、 ０は積層型圧電素子、 １は素子本体、 ２は電気絶縁層、 ３は絶縁層である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 多数の圧電セラミックス（８）を内部電極（９）を挟ん
   で積層した素子本体（２１）の周面に、前記各内部電極
   （９）と交互に接続する１対の外部電極（１１、１２）
   を設けるとともに、前記素子本体（２１）の全外周面を
   絶縁層（２３）により覆って成り、 前記各外部電極（１１、１２）とこれに接続されない内
   部電極９との間に電気絶縁層（２２）が形成された積層
   型圧電素子において、 前記絶縁層（２３）及び前記電気絶縁層（２２）の少な
   くとも一方を高圧絶縁材料で形成したことを特徴とする
   積層型圧電素子。