(57)【要約】　　　（修正有）【課題】先端面と表面との２面だけに形成された共通の導電層によりセグメント電極、及びコモン電極を形成すること。【解決手段】駆動用圧電振動子９の形成領域では先端面側にのみ露出する個別内部電極１８と、後端面側にのみ露出する共通内部電極１７を圧電材料を介して積層し、またダミーの圧電振動子１６の形成領域では先端面及び後端面との両面で露出する同一の電極２１を圧電材料を介して積層し、先端面から非振動領域まで延びる導電層２３（２２）が形成された圧電材料板を、非振動領域を固定基板１５に固定し、後端側が共通内部電極１７に連続領域を残し、かつ駆動用圧電振動子９を形成すべき領域では導電層２３（２２）を相互に分離できるスリット３７により歯割してダミーの圧電振動子１６、駆動用圧電振動子９、及びコモン電極２３、セグメント電極２２が構成されている。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動用圧電振動子の形成領域では先端面側にのみ露出する個別内部電極と、後端面側にのみ露出する共通内部電極を圧電材料を介して積層し、またダミーの圧電振動子の形成領域では先端面及び後端面との両面で露出する同一の電極を圧電材料を介して積層し、先端面から非振動領域まで延びる導電層が形成された圧電材料板を、前記非振動領域を固定基板に固定し、後端側が前記共通内部電極に連続領域を残し、かつ前記駆動用圧電振動子を形成すべき領域では前記導電層を相互に分離できるスリットにより歯割して前記ダミーの圧電振動子、駆動用圧電振動子、及びコモン電極、セグメント電極が構成された圧電振動子ユニット。
【請求項２】
前記スリットが、その底面が斜面となるように形成されている請求項１に記載の圧電振動子ユニット。
【請求項３】
前記斜面の後端側の端部が、前記表面側に位置している請求項２に記載の圧電振動子ユニット。
【請求項４】
前記導電層が、前記ダミーの圧電振動子の側面に延長して形成されている請求項１に記載の圧電振動子ユニット。
【請求項５】
前記駆動用圧電振動子及びダミーの圧電振動子の後端面に第２の導電層が形成されている請求項１に記載の圧電振動子ユニット。
【請求項６】
前記導電層が、前記ダミーの圧電振動子の側面に延長して形成され、また前記導電層と導電関係を形成するように前記駆動用圧電振動子及びダミーの圧電振動子の後端面にも導電層が形成されている請求項１に記載の圧電振動子ユニット。
【請求項７】
前記導電層が、前記圧電振動板の先端面から裏面の一部にまで回り込むように形成されている請求項１に記載の圧電振動子ユニット。
【請求項８】
前記個別内部電極と同一の面をなし、かつ前記各個別内部電極とは絶縁されて後端面に露出するダミーの電極を形成した請求項１に記載の圧電振動子ユニット。
【請求項９】
前記個別内部電極と前記ダミーの電極とが前記ダミーの圧電振動子内の電極と導通関係を形成している請求項８に記載の圧電振動子ユニット。
【請求項１０】
前記共通内部電極と前記ダミーの電極の全層がスリットにより分断されずに連続している請求項８に記載の圧電振動子ユニット。
【請求項１１】
前記駆動用圧電振動子及びダミーの圧電振動子の後端面に導電層が前記圧電振動板の後端面から裏面にまで回り込んで形成されている請求項１に記載の圧電振動子ユニット。
【請求項１２】
前記駆動用圧電振動子及びダミーの電圧振動子の後端面に導電層が前記圧電振動板の後端面から裏面にまで回り込んで形成され、少なくとも表面が導電性を有する固定基板に導電関係をもって固定されている請求項１に記載の圧電振動子ユニット。
【請求項１３】
駆動用圧電振動子の形成領域では先端面側にのみ露出する個別内部電極と、後端面側にのみ露出する共通内部電極を圧電材料を介して積層し、またダミーの圧電振動子の形成領域では先端面及び後端面との両面で露出する電極を圧電材料を介して積層し、先端面から非振動領域まで延びる導電層を形成された圧電材料板を、前記非振動振動領域を固定基板に固定し、後端側が前記共通内部電極に連続領域を残し、かつ前記駆動用圧電振動子を形成すべき領域では前記導電層を相互に分離できるスリットにより歯割して構成された圧電振動子ユニットと、
ノズル開口とリザーバとに連通して前記圧電振動子により加圧される圧力発生室を備えた流路ユニットと、
前記駆動用圧電振動子と、前記ダミーの圧電振動子との表面に形成された導電層に接続して駆動信号を供給する可撓性ケーブルとからなるインクジェット式記録ヘッド。
【請求項１４】
前記流路ユニットの前記ダミーの圧電振動子と当接する領域だけが導電性部材により構成され、前記流路ユニットを介して前記ダミーの圧電振動子が外部と接続されている請求項１３に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項１５】
可撓性ケーブルが、前記駆動用圧電振動子と前記ダミーの圧電振動子の表面に形成された導電層の、前記非振動領域で、かつ前記スリットが形成されている領域で接続されている請求項１３に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項１６】
前記可撓性ケーブルが、前記スリットよりも前記先端面側で前記導電層と接続している請求項１３に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項１７】
前記可撓性ケーブルが、前記固定領域で前記導電層と接続している請求項１３に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伸縮軸方向に平行に内部電極が積層形成された圧電振動子ユニット、より詳細には内部電極の構造、及びインクジェット式記録ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
縦振動モードの圧電振動子を使用したインクジェット式記録ヘッドは、特許文献１に見られるように、複数のノズルを穿設したノズルプレートの背面に狭い間隙をおいて弾性板を配設し、さらに弾性板の背面に流路形成基板の各圧力発生室に対応するよう分割した圧電定数ｄ３１の圧電振動子を当接させて構成し、リサーバからのインクをインク供給口を経由させて圧力発生室に導いた上で、ここのインクを記録信号に応じて駆動させた圧電振動子により加圧してインク滴としてノズル開口から吐出させるようにしたものである。
【特許文献１】特開平４−１０５２号公報
【０００３】
このような圧電振動子は、例えば特許文献２に見られるように共通内部電極と、個別内部電極とを圧電材料を介してサンドイッチ状に積層し、共通内部電極を固定端側の後端面に、また個別内部電極を自由端側の先端面に露出させた１枚の圧電振動板を、両端にダミーの圧電振動子を、また中央部に駆動用圧電振動子を、非振動領域が連続するように歯割して構成されている。
駆動用圧電振動子の個別内部電極とは先端面から各駆動用圧電振動子の非振動領域に延びるセグメント電極を、共通内部電極とは後端面からダミーの圧電振動子の非振動領域に延びるコモン電極を形成し、セグメント電極とコモン電極にフレキシブケーブルが接続されている。
【特許文献２】特開平７−１９５６８８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このため、圧電振動板にはセグメント電極となる先端面から表面に延びる第１の導電層と、後端面から表面に延び、かつ第１の導電層とは分離した第２の導電層の形成を必要として、導電層形成に手間が掛かるという問題がある。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、先端面と表面との２面だけに形成された共通の導電層によりセグメント電極、及びコモン電極を形成することができる圧電振動子ユニットを提供することである。
本発明の第２の目的は、前記圧電振動子ユニットを使用したインクジェット式記録ヘッドを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような問題を解消するために本発明においては、駆動用圧電振動子の形成領域では先端面側にのみ露出する個別内部電極と、後端面側にのみ露出する共通内部電極を圧電材料を介して積層し、またダミーの圧電振動子の形成領域では先端面及び後端面との両面で露出する同一の電極を圧電材料を介して積層し、先端面から非振動領域まで延びる導電層が形成された圧電材料板を、前記非振動領域を固定基板に固定し、後端側が前記共通内部電極に連続領域を残し、かつ前記駆動用圧電振動子を形成すべき領域では前記導電層を相互に分離できるスリットにより歯割して前記ダミーの圧電振動子、駆動用圧電振動子、及びコモン電極、セグメント電極が構成されている。
【０００６】
【作用】
共通内部電極に接続するコモン電極と、個別内部電極に接続するセグメント電極とを、先端面から非振動領域まで延びる導電層をスリットにより分割することにより形成でき、後端面から表面に延びる導電層の形成が不要となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明のインクジェット式記録ヘッドの一実施例を示すものであって、流路ユニット１は、ノズル開口２を一定ピッチで穿設したノズルプレート３と、ノズル開口２に連通する圧力発生室４、これにインク供給口５を介してインクを供給するリザーバ６を備えた流路形成基板７と、圧電振動子ユニット８の縦振動モードの各圧電振動子９の先端に当接して圧力発生室４の容積を膨張、縮小させる弾性板１０とを一体に積層して構成されている。
【０００８】
圧電振動子ユニット８は、外部からの駆動信号を伝達するフレキシブルケーブル１１に接続された上でヘッドホルダ１２の収容室１３に収容、固定され、また流路ユニット１は、ホルダー１２の開口面１４に固定されて記録ヘッドが構成されている。
【０００９】
圧電振動子ユニット８は、図３に示したようにインク滴を吐出させる駆動用の圧電振動子９を圧力発生室４の配列ピッチに一致させて固定基板１５に固定するとともに、圧電振動子９の列設方向の両端に位置して若干幅広に構成されたダミーの圧電振動子１６を固定基板１５に固定して構成されている。
【００１０】
駆動用圧電振動子９は、駆動用の圧電振動子９の共通内部電極１７と、個別内部電極１８とを圧電材料１９を介してサンドイッチ状に積層し、共通内部電極１７を固定端側の後端面に、また個別内部電極１８を自由端側の先端面に露出させて構成されている。
【００１１】
内部電極１８と同一の面をなすように圧電材料１９の層１９ａを挟んで他の内部電極１７、１８とは独立するダミーの電極２０が幅方向に連続するように形成されている。ダミーの電極２０は、圧電振動板を形成する際の焼成条件を一定にして、反り等が発生するのを防止する目的で形成される。
【００１２】
一方、第２図に示したようにダミーの圧電振動子１６は、駆動用圧電振動子９と同一面に圧電材料１９を挟んで先端から後端まで延び、両端で露出する電極２１が形成されている。
【００１３】
駆動用圧電振動子９の個別内部電極１８は、その先端面を固定領域、つまり非振動領域まで延びたセグメント電極２２に接続されて、固定領域まで導電的に引き出されている。
【００１４】
一方、ダミーの圧電振動子１６の電極２１は、駆動用圧電振動子９と同様に固定領域まで延びたコモン電極２３に接続されて固定領域まで導電的に引き出されている。
【００１５】
このような圧電振動子ユニットは、定盤の表面に圧電振動板のサイズの一致した圧電材料のグリーンシート３０を載置し（図４（Ｉ））、これの表面に分離帯１９ａとなる領域３１以外の領域に銀−パラジウムを主成分とする導電材料層３２を塗布等により形成する（図４（ＩＩ））。
【００１６】
導電材料３２の表面に前述のグリーンシート３０を載置し（図４（ＩＩＩ））、駆動用圧電振動子を形成すべき領域の、圧電振動子の先端側を導電層非形成領域３３とするように導電材料層３４を塗布する（図５（Ｉ））。導電材料層３４の先端側の内側の境界線３４ａ、３４ｂは、分離帯１９ａとなる領域３１の内側の境界線３１ａ、３１ｂに一致している。
【００１７】
以下、圧電材料のグリーンシート３０を介装しながら、導電材料層３２と導電材料層３４を交互に所定の層数形成し、乾燥後に焼成して１枚の圧電材料板を構成する。
【００１８】
圧電材料板の露出側の表面、及び先端面とに外部電極となる導線層３５をスパッタリング等の造膜法により形成して、非振動領域を固定基板１５に固定する。
【００１９】
この状態で、前述の分離帯となる領域３１の端部３１ａに一致する位置を歯割線とするようにダミーの振動子１６を形成し、ついで駆動用圧電振動子９の幅に一致してワイヤーソウやダイシングソウ等の切断具３６で先端から導電層３５を相互に分離できる領域までスリット３７を形成する。
【００２０】
このスリット３７は、その底部３７ａが図３（イ）に示したように表面側が後端側に、また裏面側が先端側に位置するように斜面となるように形成される。
【００２１】
図６は、前述のフレキシブルケーブル１１の一実施例を示すものであって、両側にはコモン電極２３に接続する導電パターン２６を、また中央領域にセグメント電極２２に接続する導電パターン２７を、ダミーの圧電振動子１６、駆動用の圧電振動子９の配列ピッチに一致するようにベース材に、直線上に位置するように形成して構成されている。なお、図中符号２８は、駆動用半導体集積回路を示す。
【００２２】
このフレキシブルケーブル１１は、その導電パターン２６、２７の先端部を圧電振動子ユニット８のダミーの圧電振動子１６、及び圧電振動子９の固定基板１５との固定領域で、かつスリット３７よりも先端側に位置決めして半田付け、導電性接着剤、異方性導電接着フィルムにより導電関係を形成させて固定される。
【００２３】
この実施例において、外部駆動回路からフレキシブルケーブル１１を介して駆動信号を供給すると、圧電振動子９は、コモン電極２３、ダミーの圧電振動子１６の電極２１を介して共通内部電極１７と、セグメント電極２２を介して個別内部電極１８とに駆動信号を受けて軸方向に伸縮して、流路ユニット１の特定の圧力発生室４を収縮、膨張させ、ノズル開口２からインク滴を吐出させる。
【００２４】
このように圧電振動子９、１６の同一帯域でフレキシブケーブル１１が接合されるため、従来の圧電振動子では先端側で、またダミーの圧電振動子では後端側にというように接合領域を軸方向にずらせる場合に比較して、非振動領域の幅ｗを可及的に小さくして材料コストの引き下げと製造歩留まりを向上することができる。
【００２５】
なお、上述の実施例においては、先端面と表面にのみ導電層を形成して、セグメント電極２２、及びコモン電極２３を形成しているが、図７に示したように後端面全体に導電層４０を形成すると、内部電極１７、２０が導電層４０、電極２１を介してもコモン電極２３と導電関係を形成するから電気抵抗を引き下げることができる。
【００２６】
また、図８に示したように後端面にだけではなくダミーの圧電振動子１６の側面に導電層４１を形成したり、図９に示したように後端面全体に形成された導電層４０とダミーの圧電振動子の側面に形成された導電層４１とを連続するように形成して導通させると、コモン電極と共通内部電極１８との接続抵抗を引き下げるとともに、フレキシブケーブル１１の導電パターン２６を導電層４１によりダミーの圧電振動子１６の側面でも接続可能となり、フレキシブルケーブル１１と圧電振動子ユニット８との接合の自由度を高めることができる。
また、導電層４１を圧電振動子９、１６の裏面、つまり固定基板側に回り込むように形成し、少なくとも表面が導電性を有する固定基板１５と導電関係を持たせて固定すると、電気抵抗を一層引き下げることができる。
【００２７】
さらには、セグメント電極２２、及びコモン電極２３を先端面からさらに図７に示したように圧電振動子９、及びダミーの圧電振動子１６の裏面側に回り込む領域２３ａを形成すると、圧電振動子ユニット８を流路ユニット１に組み付け際における圧電振動子９、１６の先端面の欠け等の破損を防止することができる。
【００２８】
図１０は、同上圧電振動子ユニットに適したインクジェット式記録ヘッドの一実施例を示すものであって、弾性板１０を導電性材料、例えばステンレス鋼板により形成し、かつダミーの圧電振動子１６の先端に当接するアイランド部１０’だけを導電性材料、例えばステンレス鋼により構成すると、コモン電極２３がアイランド部１０’、弾性板１０と導電関係を形成するから、弾性板１０を外部駆動回路に接続することにより、駆動用圧電振動子９の個別内部電極１８にはセグメント電極２２、フレキシブケーブル１１を介して、また共通内部電極１７には弾性板１０、アイランド部１０’を介して駆動信号を供給することができる。
この場合にも前述のごとく、コモン電極２３をフレキシブケーブル１１に接続して駆動信号を供給すると、伝送路の電気抵抗を引き下げることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、共通内部電極に接続するコモン電極と、個別内部電極に接続するセグメント電極とを、先端面から非振動領域まで延びる導電層をスリットにより分割することにより形成できて、後端面から表面に延びる導電層の形成が不要となり、外部接続用電極形成用の導電層の形成工程を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット式記録ヘッドの一実施例を、駆動用圧電振動子の領域での断面構造でもって示す図である。
【図２】同上記録ヘッドのダミーの圧電振動子の一実施例を示す図である。
【図３】図（イ）、（ロ）は、同上記録ヘッドの圧電振動子ユニット一実施例、及びダミーの圧電振動子の１つを除去した状態で示す図である。
【図４】図（Ｉ）乃至（ＩＩＩ）は、それぞれ同上圧電振動子の製造方法の前半の工程を示す図である。
【図５】図（Ｉ）、（ＩＩ）は、それぞれ同上圧電振動子の製造方法の後半の工程を示す図である。
【図６】同上記録ヘッドに使用するフレキシブケーブルの一実施例を示す図である。
【図７】本発明の圧電振動子ユニットの他の実施例を示す図である。
【図８】本発明の圧電振動子ユニットの他の実施例を示す図である。
【図９】本発明の圧電振動子ユニットの他の実施例を示す図である。
【図１０】本発明のインクジェット式記録ヘッドの他の実施例を、ダミーの圧電振動子の近傍の断面構造で示す図である。
【符号の説明】
１　流路ユニット　２　ノズル開口　４　圧力発生室　５　インク供給口　６リザーバ　８　圧電振動子ユニット　９　圧電振動子　１１　フレキシブルケーブル　１６　ダミーの圧電振動子　１７　共通内部電極　１８　個別内部電極１９　圧電材料　２１　電極　２２　セグメント電極　２３　コモン電極　３７　スリット　３７ａ　スリットの底面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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