JPH03240280A - 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使用される積層型圧電
素子に関し、 素子の信頼性１組立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挾んで積層して成
り、予圧付与用の弾性連結部材の上下に連結される導電
材のブロックを上端及び下端に有する素子本体の周面に
、前記各内部電極と交互に接続する１対の外部電極を設
けて構成される積層型圧電素子において、接地側の前記
外部電極を、前記ブロックに直接接続させて形成した構
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使用される積
層型圧電素子に関するものである。

最近、プリンタのアクチュエータとして積層型圧電素子
が採用されつつある。本素子は、内部電極と、それを接
続するための外部電極及び外部端子とを有しており、高
電圧でかつ厳しい条件下で駆動されるため、高い信頼性
が要求される。

〔従来の技術〕

第３図は従来の積層型圧電素子を用いた印字ヘッドの構
造説明図で、図中、１は略円筒状のべ一ス部材、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４，５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を挟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１対の外
部電極１１゜１２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。プラス側の外部電極１１は図示しない駆動回路の
陽極端子部にリード線１５を介し接続され、マイナス側
の外部電極１２は、接地されているベース部材１にリー
ド線（外部端子）１６を介し接続されている。この圧電
素子４の素子本体ｌＯ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ックス
のグリーンシートを積層し、これをまとめて坑底して得
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１８が固定されている。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３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９作用を有する従来の積層型圧電素子で
は、各リード線１５．１６は第５図に示したようにはん
だ１９により各外部電極１１゜１２に接続されている。

このように、各外部電極１１．１２には各リード線１５
．１６がはんだにより接合される構造であるため、この
接合部分が強度的に弱く問題となっている。また、はん
だ付けによる熱応力によって外部電極が損傷を受け、断
線、剥離が発生し易くなる。さらに、１対のリード線を
介し駆動回路に接続するため、その端末処理が面倒で組
立作業を困難にしている。

本発明は、素子の信頼性９組立性を向上させることので
きる積層型圧電素子を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図で、図中、２１は素子本体
である。なお、従来と共通の部材には同符号を用いてい
る。

積層型圧電素子２０の素子本体２１は、多数の圧電セラ
ミックス８を内部電極９を挟んで積層して成り、上端及
び下端には、予圧付与用の弾性連結部材２２．２３の上
下に連結される金属等の導電材のブロック２４及びブロ
ック２５が設けられている。素子本体２１の周面には、
各内部電極９と交互に接続する１対の外部電極２６．２
７が形成されている。接地側の外部電極２７は、ブロッ
ク２５に直接接続させて形成され、これにより、接地側
の各内部電極９はブロック２５に接続している。

（作　用） このように、本発明では、接地側の外部電極が直接素子
本体の下端のブロック２５に接続させて形成されており
、該ブロック２５に外部端子の役割を兼ねさせている。

従って、従来必要としていたリードＩ（第４．５図のリ
ード線１６）は不要になり、リード線処理の煩わしさを
軽減するとともに、接合部の機械的強度が向上する。

圧電素子の取り付けは、例えばベース部材にブロック２
５を導電性接着剤により固定することにより行われ、こ
れによって、外部電極２７はベース部材を介し接地され
る。

（実施例〕 以下、第２図に関連して本発明の詳細な説明する。

第２図は本例の積層型圧電素子２０を用いた印字ヘッド
の要部構造説明図で、図中３１は素子取付台、３２はプ
リント基板である。なお、第１図と同様の部材には同符
号を用いている。

圧電素子２０は、複数個設けられ、それぞれ素子取付台
３２に円周方向に所定の配置で固定されている。各圧電
素子２０の素子取付台３２への固定に際しては、該各圧
電素子２０のブロック２５の底面を利用して導電性接着
剤３３により素子取付台３１へ接着するとともに、該接
着剤３３と外部電極２７とを導電性接着剤３４により導
通させる。これにより、外部電極２７は素子取付台３１
に接続される。素子取付台３１は、リード線３５を介し
てプリント基板３２の陰極端子部に接続される。なお、
外部電極２７は導電性接着剤の塗布により形成するよう
にしても良い。陽極側の外部電極１５はプリント基板３
２の陽極端子部に接続される。

印字ヘッドとしては、詳細図示を省略したが、第２図の
各圧電素子２０の外側に支持台を設け、該支持台及び圧
電素子のブロック２４とアーマチュアの基部とを２つの
連結部材により連結して構成される。そして、従来と同
様に、所定の圧電素子に所定時期に通電することによっ
て印字が行われる。印字を完了した圧電素子及びアーマ
チュアはもとの状態に復帰するが、弾性連結部材２２２
３は圧電素子の復帰を助ける。また、この弾性連結部材
２２．２３は、圧電素子に上下方向の張力が作用しない
ようにして素子の破損を防止する役割を果たす。

なお、陽極側の外部電極２６を導電性接着剤で形威し、
リード線１５を同様の導電性接着剤により外部電極２６
に接続するようにすると、はんだ付けによる悪影響をな
くすことができる。

［発明の効果〕 以上述べたように、本発明によれば、積層型圧電素子の
接地側の外部電極を外部端子を兼ねる導電性下部ブロッ
クに直接接続させて形成するようになっているため、従
来のようなはんだ付けを必要とせずに外部端子との接合
強度を上げることができ、素子の信頼性９Ｍｉ立性を向
上させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２図は本発明の実施例の積層型圧電素子を用いた印字
ヘッドの要部構造説明図、 第３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４図は第３図の圧電素子の構造を示す斜視図、第５図
は第４図の詳細図で、 図中、 ８は圧電セラミックス、 ９は内部電極、 ２０は積層型圧電素子、 ２１は素子本体、 ２２２３は弾性連結部材、 ２４．２５はブロック、 ２６２７は外部電極である。

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
   んで積層して成り、予圧付与用の弾性連結部材（２２，
   ２３）の上下に連結される導電材のブロック（２４）及
   びブロック（２５）を上端及び下端に有する素子本体（
   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（２６，２７）を設けて構成される積
   層型圧電素子において、 接地側の前記外部電極（２７）を、前記ブロック（２５
   ）に直接接続させて形成したことを特徴とする積層型圧
   電素子。