JPH03243358A - インクジェット記録ヘッド用圧電アクチュエータ - Google Patents
インクジェット記録ヘッド用圧電アクチュエータInfo
- Publication number
- JPH03243358A JPH03243358A JP3917190A JP3917190A JPH03243358A JP H03243358 A JPH03243358 A JP H03243358A JP 3917190 A JP3917190 A JP 3917190A JP 3917190 A JP3917190 A JP 3917190A JP H03243358 A JPH03243358 A JP H03243358A
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- JP
- Japan
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- piezoelectric
- piezoelectric block
- ink
- substrate
- longitudinal displacement
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- Pending
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は、インクジェット記録ヘッドに用いられる圧電
アクチュエータに関する。
アクチュエータに関する。
［従来の技術］
ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ等の電子機
器の出力装置としてプリンタがあり、このプリンタの１
つにインクジｚ ットプリンタかある。
器の出力装置としてプリンタがあり、このプリンタの１
つにインクジｚ ットプリンタかある。
インクジェットプリンタに用いられるヘッドは、ヘッド
内のインク室に圧力を与えることでインク室に連通した
ノズルからインクを噴出させている。
内のインク室に圧力を与えることでインク室に連通した
ノズルからインクを噴出させている。
このインク室に圧力を与える手段として圧電アクチュエ
ータが用いられる。
ータが用いられる。
第５図は従来のこの種の圧電アクチュエータの斜視図を
示す。
示す。
同図において、基板ｌｌ上に複数の溝１２を隔てて、板
状の圧電素子を複数枚積層してなる圧電素子１３が設け
られている。圧電素子１３の上面には信号電極１４が形
成されており、圧電素子１３の下面には図示しない共通
電極（例えばアース電極）が形成されている。
状の圧電素子を複数枚積層してなる圧電素子１３が設け
られている。圧電素子１３の上面には信号電極１４が形
成されており、圧電素子１３の下面には図示しない共通
電極（例えばアース電極）が形成されている。
圧電素子１３は図の矢印方向に分極されており、各電極
に印加される電圧に応答して上方へ変位する。この変位
を利用して図示しない振動板を介してインク室を圧迫す
ることにより、インクがノズルから噴出し用紙に印字さ
れる。
に印加される電圧に応答して上方へ変位する。この変位
を利用して図示しない振動板を介してインク室を圧迫す
ることにより、インクがノズルから噴出し用紙に印字さ
れる。
［発明が解決しようとする課題］
このような構成によると、各圧電素子１３の縦方向の変
位と共に長さ方向、即ち横方向の変位を伴い、この横方
向の変位力が基板及び振動板の全体に作用してたわみが
生しる。その結果、各インク室の容積の変化が他のイン
ク室にも相互に影響するいわゆるクロストーク現象が発
生してしまう。
位と共に長さ方向、即ち横方向の変位を伴い、この横方
向の変位力が基板及び振動板の全体に作用してたわみが
生しる。その結果、各インク室の容積の変化が他のイン
ク室にも相互に影響するいわゆるクロストーク現象が発
生してしまう。
このようなりロストーク現象を防止するため、基板に硬
い材質のものを用いたり、厚いものを用いたりすること
が考えられる。
い材質のものを用いたり、厚いものを用いたりすること
が考えられる。
このような基板を用いることによってクロストーク象に
よる他のインク室への影響を低減することはてきるが、
同時にこれは横効果による変形を拘束することにもなる
。そのためかえって縦効果による変位を低減してしまい
、各ノズルから噴出されるインクの量も低減し、エネル
ギ変換効率が悪くなるなどの不都合が生じる。
よる他のインク室への影響を低減することはてきるが、
同時にこれは横効果による変形を拘束することにもなる
。そのためかえって縦効果による変位を低減してしまい
、各ノズルから噴出されるインクの量も低減し、エネル
ギ変換効率が悪くなるなどの不都合が生じる。
従って本発明の目的は、クロストーク現象を防止しつつ
エネルギ変換効率の良いインクジェット記録ヘッド用圧
電アクチュエータを提供することである。
エネルギ変換効率の良いインクジェット記録ヘッド用圧
電アクチュエータを提供することである。
［課題を解決するための手段］
上述の目的は本発明によれば基板と、基板の一方の面上
に互いに離隔してマトリクス状に配列された複数の圧電
ブロックとを備えており、各圧電ブロックは複数の共通
電極と複数の圧電材と複数の信号電極とを夫々交互に積
層し構成されていることにより達成される。
に互いに離隔してマトリクス状に配列された複数の圧電
ブロックとを備えており、各圧電ブロックは複数の共通
電極と複数の圧電材と複数の信号電極とを夫々交互に積
層し構成されていることにより達成される。
［作用］
互いに離隔してマトリクス状に配列された複数の圧電ブ
ロックに信号電圧を印加することにより、圧電ブロック
の横方向の変位が分断される。これにより圧電ブロック
の縦方向の変位が拘束されず信号電圧エネルギーが効率
的に縦方向変位エネルギーに変換される。
ロックに信号電圧を印加することにより、圧電ブロック
の横方向の変位が分断される。これにより圧電ブロック
の縦方向の変位が拘束されず信号電圧エネルギーが効率
的に縦方向変位エネルギーに変換される。
［実施例］
以下本発明によるインクジェット記録ヘッド用圧電アク
チュエータを実施例により詳細に説明する。
チュエータを実施例により詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例としてインクジェット記録ヘ
ッド用圧電アクチュエータの斜視図を示している。
ッド用圧電アクチュエータの斜視図を示している。
同図に示すように、基板２１の一方の面側には複数本の
？ａ２２と２３とが互いに交差して設けられている。こ
れらの複数のＲ２２及び２３により複数の圧電ブロック
２４ａ〜２４１がマトリクス状に離隔して配列されてい
る。
？ａ２２と２３とが互いに交差して設けられている。こ
れらの複数のＲ２２及び２３により複数の圧電ブロック
２４ａ〜２４１がマトリクス状に離隔して配列されてい
る。
これらの圧電ブロック２４ａ〜２４１上に図示しない振
動板を介してインク室とインク室に連通ずるノズルとが
設けられてインクジェット記録ヘッドが構成される。
動板を介してインク室とインク室に連通ずるノズルとが
設けられてインクジェット記録ヘッドが構成される。
第２図は第１図に示す圧電アクチュエータをＡＡ線に沿
って切断した場合の略断面図である。
って切断した場合の略断面図である。
なお、同図において圧電材は省略されており、電極及び
配線のみ示されている。
配線のみ示されている。
圧電ブロック２４ａ〜２４ｃの夫々は、複数枚の圧電素
子を積層して形成されている。これらの各圧電素子に電
圧を印加するため、各圧電ブロック２４２〜２４ｃの各
側面には電極２５〜３０が夫々設けられている。
子を積層して形成されている。これらの各圧電素子に電
圧を印加するため、各圧電ブロック２４２〜２４ｃの各
側面には電極２５〜３０が夫々設けられている。
各圧電素子の共通電極は側面の電極２５．２８及び２９
に夫々接続されており、各信号電極は側面の電極２６．
２７及び３０に夫々接続されている。圧電ブロック２４
ａ及び２４ｂの互いに対向する側面の電極２６は電極２
７に接続されており、圧電ブロック２４ｂ及び２４ｃの
互いに対向する側面の電極２８は電極２９に接続されて
いる。圧電ブロック２４ａの側面の電極２５は、基板の
底面上の配線３２とスルーホール３１を介して電極２８
及び電極２９に接続されている。
に夫々接続されており、各信号電極は側面の電極２６．
２７及び３０に夫々接続されている。圧電ブロック２４
ａ及び２４ｂの互いに対向する側面の電極２６は電極２
７に接続されており、圧電ブロック２４ｂ及び２４ｃの
互いに対向する側面の電極２８は電極２９に接続されて
いる。圧電ブロック２４ａの側面の電極２５は、基板の
底面上の配線３２とスルーホール３１を介して電極２８
及び電極２９に接続されている。
圧電ブロック２４ｃの側面の電極３０も同様に基板の底
面上の配線３４とスルーホール３２を介して側面の電極
２６及び２７に接続されている。スルーホール３１及び
３２は、基板の両面の配線を接続するため、内側にメツ
キ層が施された貫通穴である。
面上の配線３４とスルーホール３２を介して側面の電極
２６及び２７に接続されている。スルーホール３１及び
３２は、基板の両面の配線を接続するため、内側にメツ
キ層が施された貫通穴である。
第３図は第１図の圧電アクチュエータの底面図である。
同図において圧電ブロック２４ａの側面の電極２５（第
２図）は配線３３に接続されており、スルーホール３１
に接続されている。圧電ブロック２４ｃの側面の電極３
０（第２図）は配線３４に接続されており、スルーホー
ル３２に接続されている。他の圧電ブロック２４ｄ〜２
４ｉ も同様に接続されている。なお各圧電ブロック２
４ａ 、 ２４ｄ及び２４ｇの側面の電極は共通電極で
あるので夫々互いに接続してもよい。
２図）は配線３３に接続されており、スルーホール３１
に接続されている。圧電ブロック２４ｃの側面の電極３
０（第２図）は配線３４に接続されており、スルーホー
ル３２に接続されている。他の圧電ブロック２４ｄ〜２
４ｉ も同様に接続されている。なお各圧電ブロック２
４ａ 、 ２４ｄ及び２４ｇの側面の電極は共通電極で
あるので夫々互いに接続してもよい。
第４図は本実施例の圧電アクチュエータの製造工程を示
す説明図である。
す説明図である。
同図において、圧電材としての圧電セラミック材料の粉
末、有機バインダ、可塑剤などからなるグリーンシート
３５が基板２１（第１図）の厚さに形成される。その上
に複数の平板状の電極３６とグリーンシート３５とが圧
電ブロック２４ａ〜２４１（第１図）の厚さになるまで
交互に積層され、所定の箇所にスルーホールか設けられ
ている（同図（Ａ））このグリーンシート３５と電極３
６との積層体３７が焼成することにより硬化される（同
図（Ｂ））。
末、有機バインダ、可塑剤などからなるグリーンシート
３５が基板２１（第１図）の厚さに形成される。その上
に複数の平板状の電極３６とグリーンシート３５とが圧
電ブロック２４ａ〜２４１（第１図）の厚さになるまで
交互に積層され、所定の箇所にスルーホールか設けられ
ている（同図（Ａ））このグリーンシート３５と電極３
６との積層体３７が焼成することにより硬化される（同
図（Ｂ））。
積層体３７を切削加工により複数の溝２３を形成しく同
図（Ｃ）’） 、積層体３７の溝２３に平行な側面の２
つのうち共通電極に接続される面は全面に信号電極に接
続される面は圧電ブロックとなる部分に無電解メツキが
施される。積層体３７の溝２３にも無電解メツキが施さ
れる（同図（Ｄ）。
図（Ｃ）’） 、積層体３７の溝２３に平行な側面の２
つのうち共通電極に接続される面は全面に信号電極に接
続される面は圧電ブロックとなる部分に無電解メツキが
施される。積層体３７の溝２３にも無電解メツキが施さ
れる（同図（Ｄ）。
次に積層体３７の溝２３と交差するように複数の溝２２
を形成する。これにより各圧電ブロックが形成される（
同図（Ｅ））。
を形成する。これにより各圧電ブロックが形成される（
同図（Ｅ））。
最後に、複数の配線を基板の下面に形成して、圧電アク
チュエータが形成される。
チュエータが形成される。
なお、本実施例では、ノズルの数が５０、即ち５０チヤ
ンネルであり、例えば圧電アクチュエータの全長を３０
ｇ１全幅を４０Ｉｏｍとすると、圧電ブロック２４ａ
〜２４ｉの幅は０．１５ｍｍ、奥行き（長さ）は１．０
皿となり、溝２２の幅は０．１５ｍｍ、 ＃２３の幅は
０．５閣となる。この溝２２のピッチや本数はインクジ
ェットヘッドの仕様から決まるものであり、幅は振動板
を変形させる力の効率からピッチの１／２〜３／４が最
適である。溝２３のピッチは１〜２ｗｎ、幅は０．５〜
Ｉｍとするのが望ましい。
ンネルであり、例えば圧電アクチュエータの全長を３０
ｇ１全幅を４０Ｉｏｍとすると、圧電ブロック２４ａ
〜２４ｉの幅は０．１５ｍｍ、奥行き（長さ）は１．０
皿となり、溝２２の幅は０．１５ｍｍ、 ＃２３の幅は
０．５閣となる。この溝２２のピッチや本数はインクジ
ェットヘッドの仕様から決まるものであり、幅は振動板
を変形させる力の効率からピッチの１／２〜３／４が最
適である。溝２３のピッチは１〜２ｗｎ、幅は０．５〜
Ｉｍとするのが望ましい。
次に本実施例の圧電アクチュエータの動作について説明
する。
する。
図示しない駆動回路を通じて配線３３と３４に電圧を印
加すると、電圧が基板底面のスルーホール３１及び３２
を介して、圧電ブロックの各側面の電極２５〜３０に印
加される（第２図及び第３図）。
加すると、電圧が基板底面のスルーホール３１及び３２
を介して、圧電ブロックの各側面の電極２５〜３０に印
加される（第２図及び第３図）。
これが各圧電ブロック２４ａ〜２４ｉに加えられて縦効
果による縦方向変位をする。このため、この縦方向変位
により、図示しない振動板を介してインク室を圧迫し、
インクをノズルから噴射させ、用紙への印字が行われる
。
果による縦方向変位をする。このため、この縦方向変位
により、図示しない振動板を介してインク室を圧迫し、
インクをノズルから噴射させ、用紙への印字が行われる
。
従って、各圧電ブロック２４ａ〜２４ｉは溝２２及び２
３によって互いに離隔されており、縦方向変位に伴う横
効果が相互に及ぼしあうことを防止でき、各ノズルから
効率的にインクが噴出される。
３によって互いに離隔されており、縦方向変位に伴う横
効果が相互に及ぼしあうことを防止でき、各ノズルから
効率的にインクが噴出される。
［発明の効果コ
以上詳細に説明したように、本発明によれば基板と、基
板の一方の面上に互いに離隔してマトリクス状に配列さ
れた複数の圧電ブロックとを備えており、複数の共通電
極と複数の圧電材と複数の信号電極とが夫々交互に積層
されて構成されていることで積層圧電素子の縦方向変位
に伴う横方向の変位を圧電ブロック単位で阻止すること
ができ、基板上の他の圧電ブロックへの無用な変位力が
伝わるのを確実に防止できる。従って、クロスト−りを
生じることなく各ノズルからのインクの噴射を効率的に
できる。
板の一方の面上に互いに離隔してマトリクス状に配列さ
れた複数の圧電ブロックとを備えており、複数の共通電
極と複数の圧電材と複数の信号電極とが夫々交互に積層
されて構成されていることで積層圧電素子の縦方向変位
に伴う横方向の変位を圧電ブロック単位で阻止すること
ができ、基板上の他の圧電ブロックへの無用な変位力が
伝わるのを確実に防止できる。従って、クロスト−りを
生じることなく各ノズルからのインクの噴射を効率的に
できる。
第１図は本発明の一実施例としてのインクジェット記録
ヘッド用圧電アクチュエータの斜視図、第２図は第１図
に示す圧電アクチュエ、−夕をＡ−Ａ線に沿って切断し
た場合の略断面図、第３図は本実施例の圧電アクチュエ
ータの底面図、第４図は本実施例の圧電アクチュエータ
の製造工程を示す説明図、第５図は圧電アクチュエータ
の従来例を示す斜視図である。 ２１・・・・・・基板、２２．２３・・・・・・溝、２
４ａ〜２４１・・・・・・圧電ブロック、２５〜３０・
・・・・・電極、３１．３２・・・・・・スルーホール
、３３．３４・・・・・・配線。 ′ｌｌ 第４図 第５図
ヘッド用圧電アクチュエータの斜視図、第２図は第１図
に示す圧電アクチュエ、−夕をＡ−Ａ線に沿って切断し
た場合の略断面図、第３図は本実施例の圧電アクチュエ
ータの底面図、第４図は本実施例の圧電アクチュエータ
の製造工程を示す説明図、第５図は圧電アクチュエータ
の従来例を示す斜視図である。 ２１・・・・・・基板、２２．２３・・・・・・溝、２
４ａ〜２４１・・・・・・圧電ブロック、２５〜３０・
・・・・・電極、３１．３２・・・・・・スルーホール
、３３．３４・・・・・・配線。 ′ｌｌ 第４図 第５図
Claims (1)
- 基板と、該基板の一方の面上に互いに離隔してマトリク
ス状に配列された複数の圧電ブロックとを備えており、
該各圧電ブロックは複数の共通電極と複数の圧電材と複
数の信号電極とを夫々交互に積層し構成されていること
を特徴とするインクジェット記録ヘッド用圧電アクチュ
エータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3917190A JPH03243358A (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | インクジェット記録ヘッド用圧電アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3917190A JPH03243358A (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | インクジェット記録ヘッド用圧電アクチュエータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03243358A true JPH03243358A (ja) | 1991-10-30 |
Family
ID=12545674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3917190A Pending JPH03243358A (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | インクジェット記録ヘッド用圧電アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03243358A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04174570A (ja) * | 1990-11-07 | 1992-06-22 | Murata Mfg Co Ltd | 積層圧電部品 |
| US5898446A (en) * | 1993-01-29 | 1999-04-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Acoustic ink jet head and ink jet recording apparatus having the same |
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| US6186619B1 (en) | 1990-02-23 | 2001-02-13 | Seiko Epson Corporation | Drop-on-demand ink-jet printing head |
| US6222303B1 (en) | 1998-02-12 | 2001-04-24 | Nec Corporation | Piezoelectric actuator having an array of drive columns |
| US6293642B1 (en) | 1997-04-23 | 2001-09-25 | Minolta Co., Ltd. | Ink jet printer outputting high quality image and method of using same |
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| US6794723B2 (en) | 2001-09-12 | 2004-09-21 | Ngk Insulators, Ltd. | Matrix type piezoelectric/electrostrictive device and manufacturing method thereof |
| US7161281B2 (en) | 2002-10-10 | 2007-01-09 | Ngk Insulators, Ltd. | Less-dust-generative piezoelectric/electrostrictive device and manufacturing method |
-
1990
- 1990-02-20 JP JP3917190A patent/JPH03243358A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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