JPH07156397A

JPH07156397A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH07156397A
Application number: JP30925693A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Makita; 秀行牧田; Michio Umezawa; 道夫梅沢; Tetsuo Hirota; 哲郎廣田; Osamu Naruse; 修成瀬; Shuzo Matsumoto; 修三松本; Tsutomu Sasaki; 勉佐々木; Taeko Murai; 妙子村井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-12-09
Filing date: 1993-12-09
Publication date: 1995-06-20

Abstract

(57)【要約】【目的】積層圧電素子を駆動素子とするマルチノズル
型式のインクジェットヘッドにおいて、該圧電素子の自
由端面を共通電極とするとともに、該圧電素子の変位を
液室に伝達する振動板を導電性の金属板とし、前記共通
電極と振動板を電気的に接続して該振動板を圧電素子駆
動用の共通電極とする。【構成】ノズル６ａに対応した圧電素子２と、該圧電
素子２の変位を液室に伝える金属振動板４とを有し、前
記圧電素子２への駆動パルス信号により前記ノズル６ａ
からインクを噴射して記録する。圧電素子２を駆動する
駆動用の共通電極９が、該圧電素子２の自由端と接着剤
１１により接合された金属振動板４により構成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置、より詳細には、インクジェットヘッドにおける圧電
素子と外部との電気的接続部の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】多数のインク噴射ノズルを有する所謂マ
ルチノズル型式のインクジェット記録装置において、各
ノズルに対応した個々の圧電素子と、該個々の圧電素子
を駆動する駆動回路とを接続する信号線の接続方法とし
て、一般的には、ワイヤボンディング方式が知られてい
るが、最近では、電極パターンを有する基板上に単一の
積層圧電素子を接合し、該単一の積層圧電素子を前記電
極パターンに応じてスリット加工し、各ノズルに対応し
た複数の圧電素子に分割するようにし、もって、前記ス
リット加工と同時に、分割された個々の圧電素子と外部
電極との接続が行なわれるようにしている。

【０００３】この場合、個々の圧電素子の個別電極は、
単一の積層圧電素子が有する一方の電極が前記スリット
加工と同時に切断されることにより形成され、共通電極
は、前記一方の電極に対面する他方の電極が切断される
直前に前記スリット加工を中断して共通電極が分離され
ないようにすることにより形成される。しかし、この方
法によると、積層圧電素子の共通電極を分断する前に前
記スリット加工を中断する必要があり、そのため、圧電
素子を破損させることがあり、歩留まりが悪く、コスト
アップの一因ともなっていた。

【０００４】また、基板としてセラミックス等を用いる
場合には、セラミック基板の表面に予め溝加工を施こす
とともに共通電極パターンを形成しておき、該セラミッ
ク基板上に単一の積層圧電素子を接合し、該単一の積層
圧電素子に前述のごとくスリット加工を施こして該単一
の積層圧電素子を分割するようにしており、このように
すれば、スリット加工を中断することなく、単一の積層
圧電素子を多数の個々の圧電素子に完全に分離できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、基板と
単一の積層圧電素子とを同時にスリット加工して前記単
一の積層圧電素子を複数の個別の圧電素子に分割する方
法は、圧電素子の共通電極側を分離してしまわないよう
に、スリット加工を途中で中断する必要があり、加工中
に圧電素子を破損する恐れがあり、歩留まりが悪い。ま
た、基板としてセラミックスを用いる場合は、セラミッ
ク基板に予め溝加工を施こしておかなければならず、製
造コストが高くつく。

【０００６】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなさ
れたもので、インクジェットヘッドの各圧電素子と外部
駆動回路との電気的接続において、加工性，組み立て性
を向上させ、さらには、コストの低減を図ることを目的
としてなされたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、（１）ノズルに対応した圧電素子と、該
圧電素子の変位を液室に伝える金属振動板とを有し、前
記圧電素子への駆動パルス信号により前記ノズルからイ
ンクを噴射するインクジェット記録装置において、前記
圧電素子駆動用の共通電極が、該圧電素子の自由端と接
合された前記金属振動板からなること、更には、（２）
前記（１）において、前記圧電素子の自由端と前記金属
振動板が導電性接着剤により接合されていること、更に
は、（３）前記（１）において、前記圧電素子の自由端
と前記金属振動板が導電性のギャップ剤を混入した非導
電性接着剤により接合されていること、更には、（４）
前記（１）において、前記圧電素子の自由端と前記金属
振動板が非導電性接着剤により接合され、該接着剤層に
接着剤の欠落した部分を有すること、更には、（５）前
記（１）乃至（４）のいずれかにおいて、前記圧電素子
の自由端と固定端の両面に電極を配設するとともに、こ
れらの電極と協働して、個別電極と接触しないように前
記圧電素子を囲む電極を設け、これにより積層圧電素子
間の共通電極を偶数、個別電極を奇数としたこと、更に
は、（６）前記（１）乃至（５）のいずれかにおいて、
前記インクが導電性を有し、共通電極の外部端子が該導
電性インクに電気的に接続されていることを特徴とした
ものである。

【０００８】

【作用】積層圧電素子を駆動素子とするマルチノズル型
式のインクジェットヘッドにおいて、該圧電素子の自由
端面を共通電極とするとともに、該圧電素子の変位を液
室に伝達する振動板を導電性の金属板とし、前記共通電
極と振動板を電気的に接続して該振動板を圧電素子駆動
用の共通電極とする。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明が適用されるインクジェット
ヘッドの動作原理を説明するための構成図で、図中、１
はセラミック等により形成された基板、２は基板１の表
面上に接合された積層圧電素子、３は該圧電素子２を取
り囲むように配置されたフレームで、該フレーム３と前
記圧電素子２の上面はほぼ同一面になるように位置出し
されている。４は前記圧電素子２とフレーム３の上面に
接合された薄膜状金属振動板、５は樹脂フィルム等によ
り形成された流路板、６はＳｉ，金属材料等により形成
されたノズル板、６ａは該ノズル板６に形成されたノズ
ル、７は加圧液室流路、８は共通液室である。

【００１０】周知のように、加圧液室流路７は、平行に
配置された複数個の流路から成り、各加圧液室流路の各
々に対応するように、個々の圧電素子２が配置されてお
り、該圧電素子２にパルス電圧を印加することにより、
圧電素子２が変位し、更には、薄膜状金属振動板４が変
位し、これにより、加圧液室流路７の体積が変化し、イ
ンクがノズル６ａより噴射される。

【００１１】図２は、本発明によるインクジェットヘッ
ドの一実施例を説明するための図で、図中、９は共通電
極、１０は個別電極、１１は接着剤で、その他、図１に
示したインクジェットヘッドと同様の作用をする部分に
は、図１の場合と同一の参照番号が付してある。図２に
示した実施例は、積層圧電素子２を所定のピッチで配列
してアクチュエータユニットを形成する場合、接着剤１
１により圧電素子２のグランド電極２ａを共通電極９に
接続し、この共通電極９を接着剤１１により薄膜状の金
属振動板４に接続して外部へ導通させるようにしたもの
である。各圧電素子のホット電極２ｂは、各圧電素子毎
に個別電極１０に接続されるが、圧電素子２の自由端上
面（共通電極）には接触しないようになっている。

【００１２】各圧電素子２の自由端と薄膜状金属振動板
４との接合は、例えば、導電性接着剤や導電性のギャッ
プ剤を含有する非導電性接着剤等の接着剤１１を用いて
接合したり、圧電素子２の自由端と薄膜状金属振動板４
が直に接触する箇所を設け、その他の部分を非導電性の
接着剤１１で接合するようにしてある。なお、図３に、
図２に示した実施例に用いた圧電素子及びその電極構造
を単一部材として構成してある場合の例を示す。

【００１３】図４は、本発明によるインクジェットヘッ
ドの他の実施例を説明するための要部断面図で、この実
施例は、圧電素子２の自由端（図示例の場合、上側）と
固定端（図示例の場合、下側）の両面が共通電極９にな
るように電極を配置したもので、共通電極９が個別電極
１０と接触しないように圧電素子２を取り囲んでいる。
このようにすると、積層した圧電材料の枚数は偶数とな
り（図示例の場合、６層）、積層圧電素子間の共通電極
２ａの数が偶数、個別電極２ｂの数が奇数となる。

【００１４】以上に、本発明の各実施例につき、電界方
向と直角方向の変位（ｄ３３方向の変位）を用いた圧電
素子の例について説明したが、本発明は、上記実施例に
限定されるものではなく、例えば、電界方向と同方向の
変位（ｄ３１方向の変位）を用いた圧電素子を用いても
同等の効果が得られることは容易に理解できよう。ま
た、共通電極を外部へ接続する場合、薄膜金属振動板か
ら直接外部端子を接続しても良いが、導電性のインクを
使用し、該導電性のインクを通して外部端子を接続する
ようにしても良いことも容易に理解されよう。

【００１５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、以下のような効果がある。（１）請求項１に対応する効果：圧電素子駆動用の共通
電極を圧電素子自由端と接合する金属振動板により形成
することにより、複数個の圧電素子から共通電極を取る
際に、ワイヤーボンディングやセラミック等の溝加工を
する必要がないため、容易で、かつ、ロスが少ない加
工，組み立てが可能になり、コストの低減を図ることが
可能になる。（２）請求項２に対応する効果：導電性接着剤を使用す
ることにより、請求項１に対応する効果に加えて、電気
的接続における信頼性の向上を図ることが可能になる。（３）請求項３に対応する効果：導電性のギャップ剤を
混入させた非導電性接着剤を使用することにより、請求
項１に対応する効果に加えて、電気的接続における信頼
性の向上を図ることが可能になり、更には、接着剤の自
由度が増えることにより、最適な接着剤の使用が可能に
なる。（４）請求項４に対応する効果：圧電素子と金属振動板
の接合部において、接着剤層の中で圧電素子と金属振動
板とが直に接する部分を設けることにより、請求項１に
対応する効果に加えて、電気的接続における信頼性の向
上を図ることが可能になる。（５）請求項５に対応する効果：圧電素子が共通電極に
囲まれているため、請求項１に対応する効果に加えて、
電気的な信頼性の向上を図ることが可能になる。（６）請求項６に対応する効果：導電性のインクを使用
し、そのインクを介して外部共通電極を形成することに
より、請求項１に対応する効果に加えて、設計の自由度
を増すことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるインクジェットヘッドの
一例を説明するための図である。

【図２】本発明によるインクジェットヘッドの一実施
例を説明するための図である。

【図３】圧電素子に共通電極及び個別電極を施した図
２に示したインクジェットヘッドに使用した圧電素子を
単独にて示した図である。

【図４】本発明によるインクジェットヘッドの他の実
施例を説明するための要部構成図である。

【符号の説明】

１…基板、２…積層圧電素子、２ａ…グランド電極、２
ｂ…ホット電極、３…フレーム、４…振動板、５…流路
板、６…ノズル板、６ａ…ノズル、７…加圧液室流路、
８…共通液室、９…共通電極、１０…個別電極、１１…
接着剤。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者成瀬修東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者松本修三東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者佐々木勉東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者村井妙子東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズルに対応した圧電素子と、該圧電素
子の変位を液室に伝える金属振動板とを有し、前記圧電
素子への駆動パルス信号により前記ノズルからインクを
噴射するインクジェット記録装置において、前記圧電素
子駆動用の共通電極が、該圧電素子の自由端と接合され
た前記金属振動板からなることを特徴とするインクジェ
ット記録装置。
【請求項２】前記圧電素子の自由端と前記金属振動板
が導電性接着剤により接合されていることを特徴とする
請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】前記圧電素子の自由端と前記金属振動板
が導電性のギャップ剤を混入した非導電性接着剤により
接合されていることを特徴とする請求項１に記載のイン
クジェット記録装置。
【請求項４】前記圧電素子の自由端と前記金属振動板
が非導電性接着剤により接合され、該接着剤層に接着剤
の欠落した部分を有することを特徴とする請求項１に記
載のインクジェット記録装置。
【請求項５】前記圧電素子の自由端と固定端の両面に
電極を配設するとともに、これらの電極と協働して、個
別電極と接触しないように前記圧電素子を囲む電極を設
け、これにより積層圧電素子間の共通電極を偶数、個別
電極を奇数としたことを特徴とする請求項１乃至４のい
ずれか１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】前記インクが導電性を有し、共通電極の
外部端子が該導電性インクに電気的に接続されているこ
とを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載のイ
ンクジェット記録装置。