CN102431303B - 液体喷射头、液体喷射装置以及液体喷射头的制造方法 - Google Patents

液体喷射头、液体喷射装置以及液体喷射头的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种液体喷射头(1)，其构成凹部(3)的侧壁(10)的厚度不影响压力腔(4)的排列间距或驱动条件而使设计自由度扩大。所述液体喷射头(1)具备：基体(2)，在表面沿既定方向排列多个由凹部(3)构成的压力腔(4)；压电体基板(5)，与凹部(3)的侧壁(10)上表面接合，闭塞凹部(3)的开口端；液体供给腔(6)，将液体供给至压力腔(4)；以及喷出孔(22)，从压力腔(4)喷出液体，压电体基板(5)沿与压电体基板(5)的基板面平行的方向同样地极化，在压电体基板(5)的与压力腔(4)相反的一侧的表面和压力腔(4)侧的背面，使夹着压电体基板(5)的一对表面和背面驱动电极(9a、9b)从开口端的大致中央部延伸至凹部(3)的侧壁(10)。

Description

液体喷射头、液体喷射装置以及液体喷射头的制造方法
技术领域
本发明涉及将沿与基板面平行的方向极化的压电体与构成压力腔的凹部的侧壁上表面接合并引发厚度滑移变形(厚み滑り変形)以喷出液体的液体喷射头、液体喷射装置以及液体喷射头的制造方法。
背景技术
近年来，喷墨方式的液体喷射头得到利用，该液体喷射头将墨滴喷出至记录纸等来描绘文字、图形，或者将液体材料喷出至元件基板的表面来形成功能性薄膜的图案。该方式将墨水(油墨)或液体材料从液体罐经由供给管供给至液体喷射头，将该墨水填充至形成于液体喷射头的微小空间，响应驱动信号而将微小空间的容积瞬间地缩小，使液滴从与该微小空间连通的喷嘴喷出。
这种液体喷射头被提出了多种方式，其中，利用压电元件的厚度滑移模式的液体喷射头驱动效率良好，能够高密度化。例如在专利文献1中，记载了利用压电体的厚度滑移模式的喷墨头。预先准备由沿与板面垂直的方向施行了极化处理的压电体材料构成的底部片，使用切割刀片而在该底部片的表面形成多个并列的槽。在各槽的侧壁形成驱动用的电极，槽的上部开口由绝缘性的上部片堵塞。然后，如果将电压供与电极而沿与极化方向正交的方向施加电场，则构成槽的侧壁产生剪切型的应变，由槽构成的微小空间的容积发生变化。由于该容积变化从而填充至槽的液体从与槽连通的喷嘴喷出。
在专利文献2中，记载了同样利用压电体的厚度滑移变形而使微小空间的容积发生变化的墨水喷射头。在刚性赋予板之上层叠压力腔用板，构成由凹部构成的压力腔。在压力腔的上端开口部，设置有由压电板构成的换能器(transducer)。沿与板面平行的方向压电板被施行极化处理，极化方向以压力腔的中央部为界而互相朝向相反方向。在压电板的压力腔侧及其相反侧的外侧的表面形成电极，将电压供与该电极，由此沿压电板的板厚方向施加电场。由于板厚方向的电场施加，压电板产生以压力腔的中央部为界而互相反向的厚度滑移应力，压电板进行向凹部侧或其相反侧变形的剪切运动。由于该剪切运动，填充至压力腔的墨水从与压力腔连通的孔(orifice)喷出。
在专利文献3中，记载了同样利用压电体的厚度滑移变形而使微小空间的容积发生变化的喷墨打印机头。在形成于通道主体的凹部的上端开口部设置陶瓷薄板，构成通道。陶瓷薄板具有相对于板面沿垂直方向极化的压电陶瓷层与内部电极层沿横方向(板面方向)层叠的构造。陶瓷薄板以内部电极层位于凹部的两侧壁的上部和凹部上端的中央部的方式粘接于凹部的侧壁上端部。所以，相对于板面而沿垂直方向极化的压电陶瓷层具有由位于凹部的上端中央部的内部电极层和位于凹部的两侧壁的上部的内部电极层夹着的构造。对凹部上端的中央部的内部电极层和两侧壁的上部的内部电极层供与电压，沿与压电陶瓷层的极化方向正交的方向施加电场。对位于凹部上端的中央部的两侧的压电陶瓷，施加作为陶瓷薄板的板面方向的以凹部上端的中央部为界而彼此相反方向的电场。由此，使陶瓷薄板产生滑移变形，由凹部构成的通道的容积缩小或增大，填充至通道内的墨水被喷出。
在专利文献4中，记载了同样利用压电体的厚度滑移变形而使微小空间的容积发生变化的喷墨打印机头。在形成有凹部的主体板的上端开口部，设置将压电部件粘接于非压电部件之间的驱动板，构成压力腔。驱动板由薄板构成，该薄板由非压电材料粘接由压电材料构成的薄板的两端，该粘接部位于凹部上端的中央部和凹部的侧壁上部。而且，侧壁上部的非压电部件具有与侧壁的厚度相同的宽度，中央部的非压电部件具有更窄的宽度。以凹部上端的中央部为界，左右的由压电材料构成的薄板沿板面内的相同方向极化或沿彼此相反方向极化。在由压电材料构成的薄板的压力腔侧的背面及其相反侧的表面以相向的方式形成有一对驱动用的电极。通过将电压施加至该一对电极，从而能够沿与极化方向正交的方向施加电场，压电材料产生剪力式(sharemode)变形。在以凹部上端开口部的中央部为界左右的压电材料的极化方向相同的情况下，将相反方向的电场施加至左右的压电材料，在左右的压电材料的极化方向是相反方向的情况下，将相同方向的电场施加至左右的压电材料。由此，驱动板向压力腔侧或其相反侧变形，填充至压力腔的墨水从与压力腔连通的孔喷出。
专利文献1：日本专利2666087号公报
专利文献2：日本特公表H02-501467号公报
专利文献3：日本专利2867437号公报
专利文献4：日本特开平05-50595号公报
然而，专利文献1所记载的喷墨头，在压电体基板的表面使用切割刀片来形成槽，由于切割刀片的刃的形状而受到槽的长度的制约，槽的排列间距或其容积和由压电材料构成的侧壁的厚度等较强地相关，设计自由度小。另外，专利文献2所记载的墨水喷射头在压电板的表面和背面形成与驱动电极不同的带状的多个极性赋予电极，沿基板表面的横方向施加电场，以压力腔的中央部为界而互相反向极化。因此，压电板需要极化用的电极区域，难以较窄地形成压力腔的宽度以使墨水喷出喷嘴的排列高密度化。专利文献3所记载的喷墨头在形成层叠陶瓷时，将压电陶瓷和热敏电阻(thermistor)材料交互地层叠而整体烧成。然而，为了形成例如一百个喷嘴的喷墨头，必须层叠并烧结其2倍的200枚压电陶瓷材料和热敏电阻材料，变得难以准确地控制喷嘴间距，实际上不能实现。另外，专利文献4所记载的喷墨打印机头，与上述专利文献3同样地必须层叠庞大数量的压电部件和非压电部件，而且，非压电部件需要将厚层和薄层交互地层叠形成，实际上极难实现。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供设计自由度大而且能够容易地制造的液体喷射头。
本发明涉及的液体喷射头，具备：基体，在表面沿既定方向排列多个由凹部构成的压力腔；压电体基板，与所述凹部的侧壁上表面接合，闭塞所述凹部的开口端；液体供给腔，将液体供给至所述压力腔；以及喷出孔，从所述压力腔喷出液体，所述压电体基板沿与所述压电体基板的基板面平行的方向同样地极化，在所述压电体基板的与所述压力腔相反一侧的表面和所述压力腔侧的背面，夹着所述压电体基板的一对驱动电极从所述开口端的大致中央部延伸至所述凹部的侧壁部。
另外，将邻接的凹部的开口端闭塞的压电体基板在设置于邻接的凹部之间的侧壁上表面分离。
另外，所述喷出孔设置于所述凹部的侧壁侧。
另外，接近所述喷出孔的凹部的底面以朝向所述喷出孔的开口部而深度逐渐变浅的方式倾斜，接近所述喷出孔的凹部的侧壁具有朝向所述喷出孔的开口部而宽度逐渐变窄的漏斗形状。
另外，所述液体供给腔，经由在所述凹部的底面或侧壁面开口的开口部而与所述压力腔连通，沿着所述既定方向形成于所述基板，与所述多个压力腔连通。
另外，在所述基体的表面，设置有用于将液体供给至所述液体供给腔的液体供给口。
另外，所述喷出孔设置于所述凹部的底部侧。
另外，所述喷出孔设置于所述凹部的大致中央的底部侧。
另外，还具备从所述压力腔排出液体的液体排出腔，所述液体供给腔设置于构成所述压力腔的凹部的端部，所述液体排出腔与所述压力腔连通，夹着所述压力腔而设置于与所述液体供给腔相反一侧的端部。
另外，所述液体排出腔，经由在所述凹部的底面或侧壁面开口的开口部而与所述压力腔连通，沿着所述既定方向形成于所述基板，与所述多个压力腔连通。
另外，在所述基体的表面，设置有用于从所述液体排出腔排出液体的液体排出口。
另外，所述基体具有共同电极，所述共同电极与在所述压电体基板的背面形成的驱动电极电连接。
另外，所述共同电极由以沿着所述既定方向的方式形成于所述基板的贯通孔和填充至所述贯通孔的导电材料构成。
本发明涉及的液体喷射装置，具备：上述任一项所记载的液体喷射头；移动机构，使所述液体喷射头往复移动；液体供给管，将液体供给至所述液体喷射头；以及液体罐，将所述液体供给至所述液体供给管。
本发明涉及的液体喷射头的制造方法，具备：层叠粘接工序，将沿板厚方向极化的压电体部件沿板厚方向层叠粘接，形成压电体块；切断工序，沿所述极化方向成为与基板面平行的方向切断分离所述压电体块，得到压电体基板；背面电极形成工序，在所述压电体基板的背面沿与所述极化方向正交的方向并列地形成细长的多个带状的背面驱动电极；基体形成工序，形成在表面沿既定方向排列有多个由凹部构成的压力腔的基体；接合工序，将所述压电体基板的所述层叠粘接的粘接面配置于所述凹部的侧壁上部，将所述压电体基板与所述凹部的上表面接合；表面电极形成工序，在所述压电体基板的表面沿与所述极化方向正交的方向，在夹着所述压电体基板与所述背面驱动电极相向的位置并列地形成细长的多个带状的表面驱动电极；以及压电体基板分割工序，分割与所述凹部的侧壁上表面接合的所述压电体基板。
另外，包括在所述接合工序之后磨削所述压电体基板的磨削工序。
本发明的液体喷射头，具备：基体，在表面沿既定方向排列多个由凹部构成的压力腔；压电体基板，与凹部的侧壁上表面接合，闭塞凹部的开口端；液体供给腔，将液体供给至压力腔；以及喷出孔，从压力腔喷出液体。设为这样的构成：压电体基板沿与该压电体基板的基板面平行的方向同样地极化，在压电体基板的与压力腔相反的一侧的表面和所述压力腔侧的背面，夹着所述压电体基板的一对驱动电极从上述开口端的大致中央部延伸至凹部的侧壁部。由此，由于能够与构成凹部的侧壁的厚度或长度无关地使压电体基板产生厚度滑移变形，因而能够提供这样的液体喷射头：压力腔的驱动条件或压力腔的长度或排列间距的设计自由度增大，而且构造简单制造容易。
附图说明
图1是示出本发明的液体喷射头的基本的构成的剖面示意图。
图2是本发明的第一实施方式的液体喷射头的示意性的局部立体图。
图3是本发明的第一实施方式的液体喷射头的纵剖面示意图。
图4是用于说明本发明的第二实施方式的液体喷射头的图。
图5是本发明的第三实施方式的液体喷射头的示意性的局部立体图。
图6是本发明的第三实施方式的液体喷射头的纵剖面示意图。
图7是本发明的第四实施方式的液体喷射头的示意性的局部立体图。
图8是本发明的第四实施方式的液体喷射头的纵剖面示意图。
图9是本发明的第五实施方式的液体喷射头的纵剖面示意图。
图10是示出本发明的液体喷射头的基本的制造方法的工序图。
图11是示出本发明的第六实施方式的液体喷射头的制造方法中的层叠粘接工序的示意图。
图12是示出本发明的第六实施方式的液体喷射头的制造方法中的切断工序的示意图。
图13是本发明的第六实施方式的液体喷射头的制造方法中的背面电极形成工序之后的压电体基板的示意性的立体图。
图14是本发明的第六实施方式的液体喷射头的制造方法中的基体形成工序之后的基体的剖面示意图。
图15是本发明的第六实施方式的液体喷射头的制造方法中的接合工序之后的基体的剖面示意图。
图16是本发明的第六实施方式的液体喷射头的制造方法中的表面电极形成工序之后的基体的剖面示意图。
图17是本发明的第六实施方式的液体喷射头的制造方法中的压电体基板分割工序之后的基体的剖面示意图。
图18是本发明的第七实施方式的液体喷射装置的示意性的立体图。
附图标记说明
1液体喷射头；2基体；3凹部；4压力腔；5压电体基板；6液体供给腔；7喷出孔；9a表面驱动电极；9b背面驱动电极；10侧壁；12压电体部件；13共同电极；14贯通孔；15导电材料；17液体排出腔；18、18a、18b、18’开口部；19液体排出口；20液体供给口；30液体喷射装置。
具体实施方式
<液体喷射头>
图1是示出本发明的液体喷射头1的基本的构成的剖面示意图。图1(a)是示出沿既定方向排列有多个由凹部3构成的压力腔4的状态的剖面示意图，(b)是1个压力腔4的剖面示意图，(c)是对电极施加电压而产生厚度滑移变形的状态的示意图。本发明的液体喷射头1具备基体2和压电体基板5，其中，基体2在表面沿既定方向即X方向排列多个由凹部3构成的压力腔4，压电体基板5与凹部3的侧壁10的上表面接合，闭塞凹部3的开口端。而且，具备用于将液体供给至压力腔4的未图示的液体供给腔和从压力腔4喷出液体的未图示的喷出孔。
压电体基板5沿与压电体基板5的基板面平行的方向同样地极化(极化P)。在压电体基板5的与压力腔4相反的一侧的表面FS和压力腔4侧的背面BS，形成有夹着压电体基板5的一对驱动电极9a、9b。一对表面驱动电极9a、9b从凹部3开口端的大致中央延伸至凹部3的侧壁10。即，一对驱动电极9a、9b从凹部3开口端的大致中央夹着开口端的约一半的区域的压电体基板5。如图1(c)所示，对该一对驱动电极9a、9b供与电压，沿与极化P方向正交的方向施加电场。由此，在压电体基板5产生厚度滑移应力，压电体基板5向凹部3的内侧变形(如果使极性反转，则向外侧变形)，填充至压力腔4的液体从与压力腔4连通的未图示的喷出孔喷出。
这样，由于能够与侧壁10的厚度或长度无关地使压电体基板5产生厚度滑移变形，因而压力腔的驱动条件或者X方向的间距或长度的设计自由度增大。另外，由于凹部3的开口端的压电体基板5同样地极化，因而不必夹着分离极化方向的电极区域或粘接区域，构造简单且能够使各压力腔的驱动条件均等化。另外，由于也无需如极性赋予电极那样的用于沿基板面的面内方向引发极化的电极，因而能够高密度地排列压力腔4。另外，如图1所示，由于由分割槽24分离与邻接的凹部3接合的压电体基板5，因而邻接的压力腔4与压电体基板5之间的电容耦合下降，能够减少由于驱动信号的泄漏而导致的串扰。
此外，后面将详细地说明，能够将与板面垂直地极化的压电体材料层叠粘接而形成压电体块，沿极化方向与板面成为平行的方向切断分离该压电体块而形成压电体基板5。在这种情况下，由于以压电体基板的接缝即粘接面不进入凹部的驱动区域的方式将压电体基板与侧壁的上表面接合，因而能够使各压力腔的液滴喷出性能均等化。作为压电体基板5，能够使用锆钛酸铅(PZT)、钛酸钡(BaTiO3)等压电体材料。驱动电极9a、9b能够通过蒸镀法或溅射法而沉积金属材料并进行构图来形成。基体2能够使用陶瓷材料、玻璃材料或其他材料。在这种情况下，优选使用与压电体基板5的热膨胀系数近似的材料。以下，使用附图，对本发明的液体喷射头1的实施方式详细地进行说明。
(第一实施方式)
图2是本发明的第一实施方式的液体喷射头1的示意性的局部立体图。已说明的图1(a)的纵剖面示意图是图2的局部AA的纵剖面图。图3是图2的局部BB的纵剖面示意图。本第一实施方式是边缘斜槽(edgechute)型的液体喷射头1。
如图2、图3以及图1(a)、(b)所示，基体2具备在Y方向细长并沿X方向排列的凹部3。压电体基板5与构成凹部3的侧壁10的上表面和基体2的-Y方向侧的端部(以下，称为基体2的后方端)的+Z方向的上表面(以下，称为基体2的表面)接合。由凹部3和将该凹部3的开口端闭塞的压电体基板5构成压力腔4。压电体基板5沿与板面平行的X方向极化，与邻接的凹部3的压电体基板5由分割槽24分离。压电体基板5在与该压力腔4相反的一侧的表面FS和压力腔4侧的背面BS具备夹着压电体基板5的一对驱动电极9a、9b。该一对驱动电极9a、9b从凹部3的开口端的大致中央延伸至-X方向侧的侧壁10。通过对一对驱动电极9a、9b供与电压，从而沿与压电体基板5的极化P正交的方向施加电场，使压电体基板5产生厚度滑移应力。基于该应力，压电体基板5向凹部3侧或与凹部3侧相反的一侧变形。
喷嘴板21设置于在Y方向细长的凹部3的+Y方向侧的端部(以下，称为凹部3的前方端)。喷嘴板21具有多个喷出孔22，各喷出孔22与各凹部3以连通的方式相对应。即，喷嘴板21在凹部3的前方端构成凹部3的侧壁，所以，能够视为喷出孔22设置在凹部3的侧壁。基体2具备液体供给腔6。开口部18在沿Y方向细长的凹部3的-Y方向侧的端部(以下，称为凹部3的后方端)的底面开口，与在其底部形成的液体供给腔6连通。使液体供给腔6延伸至其他凹部3的后方端的底面下部而与其他凹部3连通。所以，能够使液体从液体供给腔6流入各凹部3并使液体填充至各压力腔4。
基体2在其后方端的附近具备贯通孔14，导电材料15填充至贯通孔14。关于贯通孔14，以随着接近基体2的-Z侧的下表面(以下，对基体2称为背面)而直径扩大的方式对贯通孔14的侧壁赋予锥形，容易进行模成形。贯通孔14沿X方向延伸，导电材料15与在其他压电体基板5的背面BS形成的背面驱动电极9b电连接而构成共同电极13。
液体喷射头1进行动作如下。将墨水等液体从液体供给腔6供给并填充至压力腔4，在共同电极13和表面驱动电极9a之间供与驱动信号。于是，被表面驱动电极9a和背面驱动电极9b夹着的压电体基板5产生厚度滑移变形。例如，在吸入喷射(引き打ち)法中，使压力腔4的容积暂且扩大接着缩小，对液体施加压力，从喷出孔22将液滴沿+Y方向喷出。
将PZT陶瓷材料用作压电体基板5。基体2使用绝缘性陶瓷材料。压电体基板5利用粘接剂与基体2的侧壁10的上表面接合。喷嘴板21能够使用由聚酰亚胺构成的薄膜。液体喷射头1的形状如下。在基体2形成的凹部3的Y方向的长度设为5mm～8mm，X方向的宽度为0.2mm～0.3mm，深度为大致0.2mm。凹部3的侧壁10的厚度为约80μm。压电体基板5的Y方向的长度设为5mm～10mm，宽度为0.25mm～0.35mm，厚度为0.01mm～0.1mm。此外，这些材料或尺寸是一个示例，本发明并不限定于这些材料或尺寸。
在本实施方式中，由于能够与侧壁10的厚度几乎无关地设定压力腔4的间距或驱动条件，因而液体喷射头1的设计自由度大。另外，由于凹部3的开口端的压电体基板5同样地极化，因而不必夹着分离极化方向的电极区域或粘接区域，构造简单且能够使各压力腔的驱动条件均等化。另外，由于也无需如极性赋予电极那样的极化形成用的电极，因而能够高密度地排列压力腔4。另外，能够减少驱动压力腔的驱动信号泄露至邻接的压力腔的压电体基板5而发生串扰。另外，由于将在压电体基板5的背面形成的背面驱动电极9b与填充至贯通孔14的导电材料15电连接并作为共同电极13而取出，因而不必在基体2的表面形成布线图案。
此外，能够构成为：预先在基体2的后方端附近的表面形成共同电极，在将压电体基板5与基体2的表面接合时，将在各压电体基板5的背面形成的各背面驱动电极9b和在基体2的表面形成的共同电极电连接，以代替在基体2的后方端附近形成贯通孔14并填充导电材料15作为共同电极13。由此，能够将驱动用电极全部集约地形成于基体2的表面，使与驱动电路的连接简单化。
(第二实施方式)
图4是用于说明本发明的第二实施方式的液体喷射头1的图，(a)是纵剖面示意图，(b)是俯视示意图，均仅示出1个压力腔4。与第一实施方式不同的部分是具有压力腔4的前端部被缩小的构造这点，其他构成与第一实施方式相同。
如图4(a)和(b)所示，细长的凹部3从基体2的前方端延伸至后方端，压电体基板5以闭塞凹部3的开口端的方式利用粘接剂与凹部3的侧壁的上表面接合。喷嘴板21粘接于基体2的前方端，形成于喷嘴板21的喷出孔22与由凹部3构成的压力腔4连通。开口部18在凹部3的后方端的底面开口，与形成于该底部的液体供给腔6连通。基体2在其后方端的附近具备贯通孔14，导电材料15填充至贯通孔14。导电材料15与在压电体基板5的背面形成的背面驱动电极9b电连接而构成共同电极13。此外，相同构成的凹部3沿±X方向排列。
如图4(a)所示，凹部3的底面以朝向凹部3的前方端而逐渐地变浅的方式被赋予倾斜23。而且，如图4(b)所示，凹部3的宽度具有朝向凹部3的前方端而变窄的漏斗形25。由此，使填充至压力腔4内的液体所滞留的滞留区域减少，使混入液体内的气泡或异物残留于压力腔4内，减少喷出不良的发生。其他构成与第一实施方式相同，省略说明。
(第三实施方式)
图5和图6是用于说明本发明的第三实施方式的液体喷射头1的图。图5是液体喷射头1的示意性的局部立体图，图6(a)、(b)是局部CC的纵剖面示意图，(c)是局部DD的纵剖面示意图。本第三实施方式是侧面斜槽(sidechute)型的液体喷射头1。对相同的部分或具有相同的功能的部分标记相同的符号。
如图5和图6所示，基体2具备由在Y方向细长的凹部3构成并沿X方向排列的多个压力腔4。凹部3的Y方向的两端部由基体2的侧壁10包围。将压电体基板5与构成各凹部3的侧壁10的上表面和基体2的后方端侧的表面接合，并闭塞各凹部3的开口端而构成压力腔4。在各凹部3的上端开口部设置的压电体基板5沿与板面平行的X方向极化(极化P)，而且由分割槽与接合于邻接的凹部3的上部的压电体基板5分离。压电体基板5在与凹部3相反的一侧的表面FS和凹部3侧的背面BS以夹着压电体基板5的方式具备一对表面驱动电极9a和背面驱动电极9b。该一对表面和背面驱动电极9a、9b从凹部3的开口端的大致中央延伸至-X方向的侧壁10。对该一对表面和背面驱动电极9a、9b供与电压，由此，沿与压电体基板5的极化P正交的方向施加电场，在压电体基板5产生厚度滑移应力，基于该应力，压电体基板5向凹部3侧或与凹部3侧相反的一侧变形。
基体2具备喷嘴板21，所述喷嘴板21利用粘接剂与接合有压电体基板5的表面的相反一侧的背面粘接。基体2在凹部3的后方端附近的底面具有开口部18，在前方端附近的底面具有另一开口部18’。开口部18与被其下部的喷嘴板21和基体2包围的液体供给腔6连通，开口部18’与在其下部的喷嘴板21形成的喷出孔22连通。所以，喷出孔22设置于凹部3的前方端附近的凹部3的宽度方向的宽度的中央部的位置的喷嘴板21。液体供给腔6延伸设置至其他凹部3的后方端附近的底面下部并与其他压力腔4连通，与在基体2的-X方向的端部附近的表面形成的液体供给口20连通。由此，能够从基体2的表面侧供给液体。
基体2在后方端附近具备贯通孔14。将导电材料15填充至贯通孔14，电连接至在压电体基板5的背面BS形成的背面驱动电极9b而构成共同电极13。在基体2的背面侧以直径扩大的方式对贯通孔14的侧壁赋予锥形。贯通孔14沿X方向延伸，导电材料15与在其他压电体基板5的背面BS形成的背面驱动电极9b电连接而构成共同电极13，在基体2的-X方向的端部附近的表面外露。所以，能够将驱动信号从基体2的表面侧供给至共同电极13。
液体喷射头1进行动作如下。将由墨水等构成的液体供给至设于基体2的表面的液体供给口20，经由液体供给腔6而填充至压力腔4。在共同电极13和形成于各压电体基板5的个别的表面驱动电极9a之间供与驱动信号。被表面驱动电极9a和背面驱动电极9b夹着的压电体基板5产生厚度滑移变形，压力腔4的容积瞬间地变化，将液滴从喷出孔22喷出。将液滴沿与凹部3的长度方向正交的基体2的背面侧的-Z方向喷出。此外，由于压电体基板5及基体2的材料和凹部3及压电体基板5的形状与第一实施方式相同，因而省略说明。
依据该构成，能够与侧壁10的厚度或长度无关地使压电体基板5产生厚度滑移变形，因而压力腔的驱动条件的设定或者X方向的间距或长度设计的自由度大。另外，由于凹部3的开口端的压电体基板5同样地极化，因而不必夹着分离极化方向的电极区域或粘接区域，构造简单并能够使各压力腔的驱动条件均等化。另外，由于也无需如极性赋予电极那样的极化形成用的电极，因而能够高密度地排列压力腔4。另外，由于设置于邻接的压力腔4的压电体基板5由分割槽24分离，因而能够减少驱动信号泄露至邻接的压力腔侧的串扰。另外，由于液体供给口20和共同电极13配置于基体2的表面，因而能够使基体2的背面平坦化，使与被记录介质之间的距离接近。
(第四实施方式)
图7和图8是用于说明本发明的第四实施方式的液体喷射头1的图。图7是液体喷射头1的示意性的局部立体图，图8是局部EE的纵剖面示意图。与第三实施方式不同的部分是构成通流(throughflow)型的液体喷射头1这点，其他构成大致与第三实施方式相同，其中，所述通流型的液体喷射头1将喷出孔22设置于压力腔4的长度方向的大致中央的下部，在凹部3的前方端附近的底部设置开口部18b和液体排出腔17，将从液体供给腔6流入压力腔4的液体从液体排出腔17排出。对相同的部分或具有相同的功能的部分标记相同的符号。
如图7和图8所示，基体2具备由在Y方向细长的凹部3构成并沿X方向排列的多个压力腔4。凹部3的Y方向的两端部由基体2的侧壁10a、10b包围。压电体基板5与构成各凹部3的侧壁10的上端开口部接合，压电体基板5沿与板面平行的X方向极化，由分割槽24与在邻接的凹部3设置的压电体基板5分离。压电体基板5在与凹部3相反的一侧的表面FS和凹部3侧的背面BS以夹着压电体基板的方式具备一对表面驱动电极9a和背面驱动电极9b。该一对表面和背面驱动电极9a、9b从凹部3的开口端的大致中央延伸至-X方向的侧壁10。对该一对表面和背面驱动电极9a、9b供与电压，由此，沿与压电体基板5的极化P正交的方向施加电场，在压电体基板5产生厚度滑移应力，基于该应力，压电体基板5向凹部3侧或与凹部3侧相反的一侧变形。
基体2具备粘接于其背面的喷嘴板21。基体2在凹部3的后方端的底部具有开口部18a，在凹部3的前方端的底部具有开口部18b，而且，在凹部3的长度方向的中央部的底部具有开口部18’。开口部18a与被其下部的喷嘴板21和基体2包围的液体供给腔6连通，开口部18b与被其下部的喷嘴板21和基体2包围的液体排出腔17连通，开口部18’与在其下部的喷嘴板21形成的喷出孔22连通。液体供给腔6和液体排出腔17延伸至其他凹部3的后方端和前方端的各自的底部并与其他凹部3连通，而且，与在基体2的-X方向的端部附近的表面形成的液体供给口20和液体排出口19分别连通。由此，从基体2的表面侧供给的液体经由液体供给腔6而流入压力腔4，从压力腔4流出至液体排出腔17的液体从液体排出口19排出。将导电材料15填充至在基体2的后方端附近形成的贯通孔14并电连接至在各压电体基板5的背面形成的背面驱动电极9b，进而电连接至在基体2的-X方向的端部附近的表面外露的共同电极13。
液体喷射头1进行动作如下。从液体供给口20供给的液体经由液体供给腔6而流入所有压力腔4。然后，将从各压力腔4流出至液体排出腔17的液体从液体排出口19排出。这样，构成为液体在所有压力腔4中循环。如果在共同电极13和形成于各压电体基板5的个别的表面驱动电极9a之间供与驱动信号，则被表面和背面驱动电极9a、9b夹着的压电体基板5产生厚度滑移变形，压力腔4的容积瞬间地发生变化，将液滴从喷出孔22喷出。
这样，液体在压力腔4内循环，因而气泡难以滞留，始终供给新鲜的液体，所以，能够构成能够可靠性高地进行高品质的记录的液体喷射头1。此外，由于能够与侧壁10的厚度几乎无关地设定压力腔4的间距或驱动条件，因而液体喷射头1的设计自由度大。另外，由于凹部3的开口端的压电体基板5同样地极化，因而不必夹着分离极化方向的电极区域或粘接区域，构造简单并能够使各压力腔的驱动条件均等化。另外，由于无需如极性赋予电极那样的极化形成用的电极，因而能够高密度地排列压力腔4。另外，由于设置于邻接的压力腔4的压电体基板5由分割槽24分离，因而电容耦合减少，能够减少由于驱动信号的泄漏而导致的串扰。
(第五实施方式)
图9是本发明的第五实施方式的液体喷射头1的纵剖面示意图。与第四实施方式不同的部分是扩大液体供给腔6和液体排出腔17的容积这点，其他构成与第四实施方式相同。所以，以下对液体供给腔6和液体排出腔17进行说明，其他省略说明。对相同的部分或具有相同的功能的部分标记相同的符号。
如图9所示，液体供给腔6位于凹部3的后方端的底部，液体排出腔17位于凹部3的前方端的底部。液体供给腔6是将凹部3的后方端侧的侧壁10a挖掘至背面侧的区域和凹部3的后方端侧的底面贯通至背面侧的区域相加的区域，被喷嘴板21包围。液体排出腔17同样地是将凹部3的前方端侧的侧壁10a挖掘至背面侧的区域和凹部3的前方端侧的底面贯通至背面侧的区域相加的区域，被喷嘴板21包围。液体供给腔6经由开口部18a而与压力腔4连通，液体排出腔17经由开口部18b而与压力腔4连通，喷出孔22经由开口部18’而与压力腔4连通。
这样，利用基体2的厚度并将构成凹部3的后方端和前方端的侧壁10a、10b的一部分挖出而形成液体供给腔6和液体排出腔17。因此，液体供给腔6和液体排出腔17的容积扩大，能够在大致相同的条件下进行液体的流入/流出至所有压力腔4。因此，能够使多个喷出孔22的喷出条件均等化。
<液体喷射头的制造方法>
图10是示出本发明的液体喷射头1的基本的制造方法的工序图。本发明的液体喷射头1的制造方法具备：层叠粘接工序S1，将沿板厚方向极化的压电体部件沿板厚方向即极化方向层叠粘接而形成压电体块；切断工序S2，沿极化方向与基板面成为平行的方向切断分离该压电体块而得到压电体基板；背面电极形成工序S3，在压电体基板的背面沿与极化方向正交的方向并列地形成细长的多个带状的背面驱动电极；基体形成工序S4，形成在表面沿既定方向排列多个由凹部构成的压力腔的基体；接合工序S5，将在压电体基板的层叠粘接工序S1中层叠粘接的粘接面配置于凹部的侧壁上部，将压电体基板与凹部的上表面接合；表面电极形成工序S6，在压电体基板的表面沿与极化方向正交的方向，在夹着压电体基板与背面驱动电极相向的位置并列地形成细长的多个带状的表面驱动电极；以及压电体基板分割工序S7，分割与凹部的侧壁上表面接合的压电体基板。
作为压电体部件，能够使用例如锆钛酸铅等强介电性的陶瓷材料。在本发明的液体喷射头的制造方法中，由于层叠的压电体部件的1枚与多个凹部即多个压力腔相对应，因而即使在喷出孔数增大、喷出孔间距变窄的情况下，压电体部件的层叠枚数也并不那样增加。例如，如果设1枚压电体部件的厚度为15mm，喷出孔间距即凹部形成间距为0.28mm，则1枚压电体部件与50多个凹部相对应。即，为了形成520个间距0.28mm的喷出孔，层叠10枚15mm的压电体部件即可。这样，与现有例相比，能够大幅减少压电体部件的层叠枚数。
此外，上述制造工序的步骤S1......S7不一定必须是工序顺序。基体形成工序S4也可以是最初的工序。表面电极形成工序S6也可以在背面电极形成工序S3之前，也可以在压电体基板分割工序S7之后。另外，也可以在基体形成工序S4中形成液体供给腔或液体排出腔或者共同电极用的贯通孔。另外，能够在接合工序S5之后，磨削压电体基板而进行薄膜化，其后，通过表面电极形成工序S6而形成表面驱动电极。由此，压电体基板的处理等变得容易。以下，使用附图，对本发明具体地进行说明。
(第六实施方式)
图11～图17是用于说明本发明的第六实施方式的液体喷射头1的制造方法的图。对相同的部分或具有相同的功能的部分标记相同的符号。
图11是示出层叠粘接工序S1的示意图。将由沿板厚方向的下侧方向极化的5枚PZT陶瓷构成的压电体部件12沿板厚方向层叠粘接而形成压电体块26。1枚压电体部件12的厚度是15mm，厚度以±5μm以下的精度研磨。各压电体部件12隔着粘接剂一边加压一边粘接。
图12是示出切断工序S2的示意图。沿极化P方向与基板面成为平行的方向切断分离在层叠粘接工序S1中层叠粘接5枚压电体部件12而形成的压电体块26。由切割机或线锯将压电体块26切断分离而得到压电体基板5。在切断分离后磨削并研磨表面，制成板厚为0.25mm以上的平坦的表面的压电体基板5。板厚制为0.25mm以上，防止在此后的电极形成、构图、向基体2的接合时的破裂或缺损，提高操作性。
图13是背面电极形成工序S3之后的压电体基板5的示意性的立体图。通过溅射法或蒸镀法在压电体基板5的背面形成金属膜。接着，通过光刻和蚀刻法沿与极化方向P正交的方向并列地形成细长的多个带状的背面驱动电极9b。1根背面驱动电极9b与形成于基体2的1个凹部3相对应。在本实施方式中，由于将5枚压电体部件12层叠粘接，因而在1枚压电体基板5形成有4个粘接面27。由于1枚压电体部件12的厚度是15mm，因而1枚压电体基板5的长度是75mm，例如，在喷出孔间距为0.282mm的情况下，在1枚压电体基板5之上能形成约260根背面驱动电极9b。此外，背面驱动电极9b也可以通过剥离法而形成，该剥离法为预先由抗蚀剂等形成电极图案，接着沉积金属膜，接着将抗蚀剂膜与金属膜同时剥离。
图14是基体形成工序S4之后的基体2的剖面示意图。将陶瓷材料用作基体2。在基体2的表面形成抗蚀剂膜的图案，通过喷砂或蚀刻法在基体2的表面沿着极化方向排列多个凹部3而形成。凹部3的深度为0.2mm，间距为0.282mm，凹部3的侧壁10的厚度为0.08mm。另外，在凹部3的长度方向的端部的底部或端部的侧壁形成未图示的液体供给腔和共同电极用的贯通孔。
图15是接合工序S5之后的基体2的剖面示意图。将压电体基板5的粘接面27配置于凹部3的侧壁10的上部，利用粘接剂以背面驱动电极9b位于凹部3侧的方式将压电体基板5与凹部3的上表面接合。各背面驱动电极9b从凹部3的开口端的大致中央部延伸至凹部3的侧壁10。接着，通过磨削工序研磨压电体基板5的表面并将压电体基板5的厚度薄膜化为0.05mm～0.1mm。由于使压电体基板5的粘接面27与侧壁10的上表面对准，因而压电体基板5的接缝不进入凹部3的驱动区域，能够使各压力腔4的液滴喷出性能均等化。
图16是表面电极形成工序S6之后的基体2的剖面示意图。通过溅射法或蒸镀法在压电体基板5的表面沉积金属膜，接着，通过光刻和蚀刻法对金属膜进行构图，在夹着压电体基板5与背面驱动电极9b相对应的位置形成表面驱动电极9a。即，表面驱动电极9a具有在与极化P方向正交的方向细长的多个带状的形状。另外，能够代替光刻和蚀刻法而通过剥离法形成表面驱动电极9a。
图17是压电体基板分割工序S7之后的基体2的剖面示意图。使用切割刀片等来分割与凹部3的侧壁10的上表面接合的压电体基板5。由此，驱动压力腔的驱动信号通过电容耦合在压电体基板5中传递而对邻接的压力腔的驱动造成影响的串扰减少。
如上所述，依照本发明的液体喷射头1的制造方法，由于不必层叠粘接压力腔的数量程度的枚数或其2倍的枚数的压电体部件12，因而即使是喷出孔数为100以上的高密度的多个喷出孔的液体喷射头1，也能够容易地制造。另外，由于凹部3的开口端的压电体基板5同样地极化，因而不必夹着分离极化方向的电极区域或粘接区域，构造简单并能够使各压力腔的驱动条件均等化。另外，由于也无需如极性赋予电极那样的极化形成用的电极，因而能够高密度地排列压力腔4。另外，能够降低驱动压力腔的驱动信号泄露至邻接的压力腔的压电体基板5而产生串扰的可能性。另外，由于能够与侧壁10的厚度无关地设定压力腔4的排列间距或其驱动条件，因而设计自由度扩大。
<液体喷射装置>
(第七实施方式)
图18是本发明的第七实施方式的液体喷射装置30的示意性的立体图。
液体喷射装置30具备使搭载有液体喷射头1、1’的滑架单元38往复移动的移动机构43、将液体供给至液体喷射头1、1’的液体供给管33、33’以及将液体供给至液体供给管33、33’的液体罐31、31’。各液体喷射头1、1’是本发明的第一～第五实施方式的液体喷射头或通过第六实施方式的制造方法而制造的液体喷射头。
具体地说明。液体喷射装置30具备：一对输送装置41、42，将纸等被记录介质34沿主扫掠方向输送；液体喷射头1、1’，将液体喷出至被记录介质34；泵32、32’，将存积于液体罐31、31’的液体按压并供给至液体供给管33、33’；以及移动机构43，将液体喷射头1沿与主扫掠方向正交的副扫掠方向扫掠；等等。
一对输送装置41、42具备沿副扫掠方向延伸、一边接触辊面一边旋转的栅格辊(gridroller)和夹送辊(pinchroller)。由未图示的电动机使栅格辊和夹送辊围绕轴而转动，将夹入辊间的被记录介质34沿主扫掠方向输送。移动机构43具备：一对导轨36、37，沿副扫掠方向延伸；滑架单元38，能够沿着一对导轨36、37滑动；无接头带39，连结滑架单元38并使其沿副扫掠方向移动；以及电动机40，使该无接头带39经由未图示的滑轮而环绕转动。
滑架单元38承载多个液体喷射头1、1’，喷出例如黄色、品红、青色、黑色的4个种类的液滴。液体罐31、31’存积对应的颜色的液体，经由泵32、32’、液体供给管33、33’而供给至液体喷射头1、1’。各液体喷射头1、1’响应驱动信号而喷出各种颜色的液滴。通过控制使液体从液体喷射头1、1’喷出的定时、驱动滑架单元38的电动机40的旋转以及被记录介质34的输送速度，从而能够在被记录介质34上记录任意的图案。

Claims (18)

1.一种液体喷射头，其特征在于，具备：
基体，在表面沿既定方向排列多个由凹部构成的压力腔；
压电体基板，与所述凹部的侧壁上表面接合，闭塞所述凹部的开口端；
液体供给腔，将液体供给至所述压力腔；以及
喷出孔，从所述压力腔喷出液体，
所述压电体基板沿与所述压电体基板的基板面平行的方向同样地极化，在所述压电体基板的与所述压力腔相反的一侧的表面和所述压力腔侧的背面，夹着所述压电体基板的一对驱动电极从所述开口端的大致中央部延伸至所述凹部的侧壁部。
2.如权利要求1所述的液体喷射头，其特征在于，
将邻接的凹部的开口端闭塞的压电体基板，在设置于邻接的凹部之间的侧壁上表面分离。
3.如权利要求1或2所述的液体喷射头，其特征在于，
所述喷出孔设置于所述凹部的侧壁侧。
4.如权利要求3所述的液体喷射头，其特征在于，
与所述喷出孔接近的凹部的底面以朝向所述喷出孔的开口部而深度逐渐变浅的方式倾斜，与所述喷出孔接近的凹部的侧壁具有朝向所述喷出孔的开口部而宽度逐渐变窄的漏斗形状。
5.如权利要求1所述的液体喷射头，其特征在于，
所述液体供给腔，
经由在所述凹部的底面或侧壁面开口的开口部而与所述压力腔连通，
沿着所述既定方向形成于所述基体，与所述多个压力腔连通。
6.如权利要求5所述的液体喷射头，其特征在于，
在所述基体的表面，设置有用于将液体供给至所述液体供给腔的液体供给口。
7.如权利要求1或2所述的液体喷射头，其特征在于，
所述喷出孔设置于所述凹部的底部侧。
8.如权利要求7所述的液体喷射头，其特征在于，
所述液体供给腔，
经由在所述凹部的底面或侧壁面开口的开口部而与所述压力腔连通，
沿着所述既定方向形成于所述基体，与所述多个压力腔连通。
9.如权利要求8所述的液体喷射头，其特征在于，
在所述基体的表面，设置有用于将液体供给至所述液体供给腔的液体供给口。
10.如权利要求7所述的液体喷射头，其特征在于，
所述喷出孔设置于所述凹部的大致中央的底部侧。
11.如权利要求10所述的液体喷射头，其特征在于，
还具备从所述压力腔排出液体的液体排出腔，
所述液体供给腔设置于构成所述压力腔的凹部的端部，
所述液体排出腔与所述压力腔连通，夹着所述压力腔而设置于与所述液体供给腔相反的一侧的端部。
12.如权利要求11所述的液体喷射头，其特征在于，
所述液体排出腔，
经由在所述凹部的底面或侧壁面开口的开口部而与所述压力腔连通，
沿着所述既定方向形成于所述基体，与所述多个压力腔连通。
13.如权利要求11所述的液体喷射头，其特征在于，
在所述基体的表面，设置有用于从所述液体排出腔排出液体的液体排出口。
14.如权利要求1所述的液体喷射头，其特征在于，
所述基体具有共同电极，所述共同电极与在所述压电体基板的背面形成的驱动电极电连接。
15.如权利要求14所述的液体喷射头，其特征在于，
所述共同电极由以沿着所述既定方向的方式形成于所述基体的贯通孔和填充至所述贯通孔的导电材料构成。
16.一种液体喷射装置，其特征在于，具备：
权利要求1所述的液体喷射头；
移动机构，使所述液体喷射头往复移动；
液体供给管，将液体供给至所述液体喷射头；以及
液体罐，将所述液体供给至所述液体供给管。
17.一种液体喷射头的制造方法，其特征在于，具备：
层叠粘接工序，将沿板厚方向极化的压电体部件沿板厚方向层叠粘接，形成压电体块；
切断工序，沿所述极化方向与基板面成为平行的方向切断分离所述压电体块，得到压电体基板；
背面电极形成工序，在所述压电体基板的背面沿与所述极化方向正交的方向并列地形成细长的多个带状的背面驱动电极；
基体形成工序，形成在表面沿既定方向排列多个由凹部构成的压力腔的基体；
接合工序，将所述压电体基板的所述层叠粘接的粘接面配置于所述凹部的侧壁上部，将所述压电体基板与所述凹部的上表面接合；
表面电极形成工序，在所述压电体基板的表面沿与所述极化方向正交的方向，在夹着所述压电体基板与所述背面驱动电极相向的位置并列地形成细长的多个带状的表面驱动电极；以及
压电体基板分割工序，分割与所述凹部的侧壁上表面接合的所述压电体基板。
18.如权利要求17所述的液体喷射头的制造方法，其特征在于，
包括在所述接合工序之后磨削所述压电体基板的磨削工序。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6209383B2 (ja) * 2013-07-24 2017-10-04 エスアイアイ・プリンテック株式会社 液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び液体噴射ヘッドの製造方法
JP6519136B2 (ja) * 2014-09-26 2019-05-29 ブラザー工業株式会社 圧電アクチュエータ、及び、圧電アクチュエータの製造方法
CN107223121B (zh) 2014-12-19 2020-10-27 科思创德国股份有限公司 湿稳定的全息介质
JP6331029B2 (ja) * 2015-02-09 2018-05-30 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
EP3166109A1 (de) 2015-11-09 2017-05-10 Covestro Deutschland AG Kit-of-parts enthaltend versiegellungsschicht und photopolymer
US10052875B1 (en) 2017-02-23 2018-08-21 Fujifilm Dimatix, Inc. Reducing size variations in funnel nozzles
KR20200005738A (ko) 2017-05-09 2020-01-16 코베스트로 도이칠란트 아게 홀로그래픽 노출용 광중합체 층 및 고내성의 코팅 층을 함유하는 홀로그래픽 매체
EP3401909A1 (de) 2017-05-09 2018-11-14 Covestro Deutschland AG Folienaufbau enthaltend eine photopolymerschicht zur holographischen belichtung und eine lackschicht hoher beständigkeit
TW201906730A (zh) 2017-05-09 2019-02-16 德商科思創德意志股份有限公司 用於保護光聚合物膜複合物中之全像圖之含ｕｖ硬化性黏著層的塑膠膜
TW201906882A (zh) 2017-05-09 2019-02-16 德商科思創德意志股份有限公司 含有用於全像照射的光聚合物層及高度耐性漆層之薄膜結構
KR20200006988A (ko) 2017-05-09 2020-01-21 코베스트로 도이칠란트 아게 광중합체 필름 복합체에서의 홀로그램의 보호를 위한 2개의 건조-적용가능한 uv-경화성 래커 층으로 이루어지는 시스템
EP3401910A1 (de) 2017-05-09 2018-11-14 Covestro Deutschland AG Holographisches medium enthaltend eine photopolymerschicht zur holographischen belichtung und eine lackschicht hoher beständigkeit
EP3435156A1 (de) 2017-07-26 2019-01-30 Covestro Deutschland AG Schutzschicht für photopolymer
EP3495886A1 (de) 2017-12-06 2019-06-12 Covestro Deutschland AG Klebstofffreier photopolymerschichtaufbau
EP3772671A1 (de) 2019-08-06 2021-02-10 Covestro Deutschland AG Schichtaufbau für die belichtung von hologrammen
JP7032604B1 (ja) * 2021-12-20 2022-03-08 エスアイアイ・プリンテック株式会社 ヘッドチップ、液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1075449A (zh) * 1991-08-16 1993-08-25 康帕克电脑公司 制造高密度喷墨印刷头系统的方法
US5548313A (en) * 1993-05-31 1996-08-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Inkjet printing head
US6336715B1 (en) * 1993-05-12 2002-01-08 Minolta Co., Ltd. Ink jet recording head including interengaging piezoelectric and non-piezoelectric members
EP1741556A1 (en) * 2005-07-07 2007-01-10 Agfa-Gevaert Ink jet print head with improved reliability

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4825227A (en) * 1988-02-29 1989-04-25 Spectra, Inc. Shear mode transducer for ink jet systems
GB8824014D0 (en) 1988-10-13 1988-11-23 Am Int High density multi-channel array electrically pulsed droplet deposition apparatus
JP2867437B2 (ja) 1989-07-19 1999-03-08 ブラザー工業株式会社 圧電式インクジェットプリンタヘッド
JPH03197144A (ja) * 1989-12-27 1991-08-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd インクジェットヘッド
JPH03293142A (ja) * 1990-04-12 1991-12-24 Ricoh Co Ltd インクジェット噴射装置
JPH0550594A (ja) * 1991-08-28 1993-03-02 Tokyo Electric Co Ltd インクジエツトプリンタヘツド
JPH0550595A (ja) 1991-08-28 1993-03-02 Tokyo Electric Co Ltd インクジエツトプリンタヘツド
JPH0550592A (ja) * 1991-08-28 1993-03-02 Tokyo Electric Co Ltd インクジエツトプリンタヘツド
JPH05305710A (ja) * 1992-02-24 1993-11-19 Rohm Co Ltd インクジェットプリントヘッド及びそれを備える電子機器
JPH06255128A (ja) * 1993-03-01 1994-09-13 Fuji Electric Co Ltd インクジェット記録装置
JPH0757545B2 (ja) * 1993-07-19 1995-06-21 セイコーエプソン株式会社 インクジェットヘッド及びその製造方法
JPH07164640A (ja) * 1993-12-15 1995-06-27 Ricoh Co Ltd インクジェット記録装置
JPH08230184A (ja) * 1995-03-01 1996-09-10 Fuji Electric Co Ltd インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法
JP2000052556A (ja) * 1998-08-11 2000-02-22 Konica Corp インクジェットヘッド
JP4311798B2 (ja) * 1999-03-02 2009-08-12 株式会社リコー インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置
KR100840363B1 (ko) 2004-01-20 2008-06-20 삼성전자주식회사 잉크젯 프린트 헤드
JP4627655B2 (ja) 2004-12-14 2011-02-09 ブラザー工業株式会社 インクジェットヘッド及びその製造方法
JP5157185B2 (ja) * 2007-02-07 2013-03-06 ブラザー工業株式会社 液体移送装置及び液滴噴射装置。
JP5336774B2 (ja) * 2008-06-10 2013-11-06 エスアイアイ・プリンテック株式会社 ヘッドチップ、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP5354719B2 (ja) * 2008-12-08 2013-11-27 エスアイアイ・プリンテック株式会社 液体噴射ヘッドチップ、液体噴射ヘッドおよび液体噴射記録装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1075449A (zh) * 1991-08-16 1993-08-25 康帕克电脑公司 制造高密度喷墨印刷头系统的方法
US6336715B1 (en) * 1993-05-12 2002-01-08 Minolta Co., Ltd. Ink jet recording head including interengaging piezoelectric and non-piezoelectric members
US5548313A (en) * 1993-05-31 1996-08-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Inkjet printing head
EP1741556A1 (en) * 2005-07-07 2007-01-10 Agfa-Gevaert Ink jet print head with improved reliability
CN101218101A (zh) * 2005-07-07 2008-07-09 Xaap科技有限公司 微滴沉积方法和设备

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Publication number Publication date
US20120062658A1 (en) 2012-03-15
US8622527B2 (en) 2014-01-07
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JP2012061631A (ja) 2012-03-29
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JP5752906B2 (ja) 2015-07-22

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