DE69937032T2 - Ink jet printhead and method of manufacture - Google Patents

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Katsuaki Hino-shi Komatsu
Takao Hino-shi Yamaguchi
Kunihiro Hino-shi Yamauchi
Yoshio Hino-shi Takeuchi
Kunio Hino-shi Ito
Hiroyuki Hino-shi Nomori
Takemasa Hino-shi Namiki
Shozo Hino-shi Kikugawa
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Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Tintenstrahlkopf, der Tinte von einem Düsenloch ausstößt, indem eine elektrische Spannung an eine Elektrode angelegt wird, um die Form des eine Tintenkammer bildenden Raums zu verformen, auf ein Verfahren zum Herstellen des Tintenstrahlkopfs, auf einen Tintenstrahldrucker sowie auf ein Verfahren zum Herstellen des Tintenstrahldruckers.These The invention relates to an ink-jet head containing ink of a nozzle hole ejects by an electrical voltage is applied to an electrode around the Shape the ink chamber forming a space to deform on A method of manufacturing the inkjet head on an inkjet printer and a method for manufacturing the inkjet printer.

Es gibt eine Buchstaben-Druckvorrichtung nach dem Tintenstrahlverfahren, welche Tinte aus einem Düsenloch durch Anlegen einer elektrischen Spannung an eine Elektrode ausstößt, um die eine Tintenkammer bildende Trennwand zu verformen.It is a letter printing device by the ink jet method, which ink from a nozzle hole by applying an electrical voltage to an electrode ejects to the to deform an ink chamber forming partition wall.

Wenn man eine Bildaufzeichnung hoher Qualität mit hoher Geschwindigkeit mittels eines Tintenstrahlkopfs vom herkömmlichen Typ durchführen will, ist ein Tintenstrahlkopf mit einer großen Anzahl von in einer Reihe angeordneten Düsenlöchern erforderlich. Für diese Art von Tintenstrahlkopf mit einer großen Anzahl von in einer Reihe angeordneten Düsen ist unter dem Gesichtspunkt der praktischen Anwendung einer erwünscht, der eine hohe Antriebseffizienz, ein geringes Gewicht, ein niedrigen Preis, eine gute Bedienbarkeit und eine hohe Festigkeit aufweist.If to get a high quality image recording at high speed using a conventional type of ink jet head, is an inkjet head with a large number of in a row arranged nozzle holes required. For this Type of inkjet head with a large number of in a row arranged nozzles is desirable from the viewpoint of practical application of the a high drive efficiency, a low weight, a low Price, good usability and high strength.

Da ferner eine polarisierte piezoelektrische Keramikplatte aus Herstellungsgründen ein Limit in der Länge aufweist, sind in der Praxis mehrere Tintenkammern durch Trennwände in einer polarisierten piezoelektrischen Keramikplatte ausgebildet worden, und mehrere solche polarisierte piezoelektrischen Keramikplatte mit mehreren Tintenkammern werden Seite an Seite angeordnet und durch ein Klebemittel verbunden. Beim Verbinden mehrerer polarisierter piezoelektrischer Platten ist es aber schwierig, ihre Positionen so einzustellen, dass die Zwischenräume zwischen benachbarten Tintenkammern an den Verbindungsabschnitten gleich gehalten werden, was es erschwert, einen hochpräzisen Tintenstrahlkopf zu erhalten. Ein solcher Tintenstrahlkopf und ein Verfahren zu dessen Herstellung ist in EP-A-0565280 und JP 10-230600 offenbart.Further, since a polarized piezoelectric ceramic plate has a limit in length for manufacturing reasons, in practice, a plurality of ink chambers have been formed by partition walls in a polarized piezoelectric ceramic plate, and a plurality of such polarized piezoelectric ceramic plate having a plurality of ink chambers are arranged side by side and bonded by an adhesive , When connecting a plurality of polarized piezoelectric plates, however, it is difficult to adjust their positions so that the gaps between adjacent ink chambers at the connecting portions are kept the same, making it difficult to obtain a high-precision ink jet head. Such an ink-jet head and a method for the production thereof is disclosed in U.S. Pat EP-A-0565280 and JP 10-230600 disclosed.

Ferner war unter Tintenstrahlköpfen des Teilungsmodustyps, welche Tinte durch Verformen der Tintenkammer ausstoßen, ein abgewinkelter Tintenstrahlkopf bekannt (chevron type ink jet pad), der zum Durchführen einer Hochgeschwindigkeits- und Hochqualitäts-Bildaufzeichnung erwünscht ist; gemäß dem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung des abgewinkelten Kopfs aber sind polarisierte piezoelektrische Keramikplatten mit mehreren Nuten bzw. Rillen Seite an Seite angeordnet, und weitere polarisierte piezoelektrische Keramikplatten mit Nuten bzw. Rillen sind diesen überlagert und auf ihnen angeordnet, um einen Tintenstrahlkopf mit mehreren durch Trennwände unterteilten Tintenkammern zu bilden; dies erfordert eine komplizierte Herstellungsarbeit zweier piezoelektrischer Platten mit miteinander koinzidierenden Positionen (von Nuten bzw. Rillen), was es schwierig macht, einen hochpräzisen Tintenstrahlkopf zu erhalten.Further was under inkjet heads of the split mode type, which ink by deforming the ink chamber eject an angled ink jet head known (chevron type ink jet pad) to perform a high-speed and high-quality image recording is desired; according to the conventional However, methods of making the angled head are polarized piezoelectric ceramic plates with multiple grooves or grooves side arranged side by side, and further polarized piezoelectric ceramic plates with grooves or grooves are superimposed on these and arranged on them, around an ink-jet head having a plurality of partition walls To form ink chambers; this requires complicated manufacturing work two piezoelectric plates coincident with each other Positions (of grooves), which makes it difficult to one high-precision To get an ink jet head.

Abriss der ErfindungOutline of the invention

Diese Erfindung wurde in Anbetracht der oben beschriebenen Punkte vorgenommen, und es ist ihre Aufgabe, einen Tintenstrahlkopf und einen Tintenstrahldrucker bereitzustellen, die in der Lage sind, eine Hochgeschwindigkeits- und Hochqualitäts-Bildaufzeichnung durchzuführen und die kostengünstig und hochpräzise sind, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.These Invention was made in view of the points described above, and it is their object to provide an ink jet head and an ink jet printer able to provide a high-speed and high quality image recording perform and the cost-effective and are highly precise, and a process for their preparation.

Um die oben genannten Probleme zu lösen und die Aufgabe zu erfüllen, schlägt diese Erfindung das Verfahren nach Anspruch 1 vor.Around to solve the above problems and to fulfill the task beats this invention provides the method of claim 1.

Da gemäß diesem Aufbau sind mehrere piezoelektrische Basisplatten, denen eine Polarisierung gegeben wird, Seite an Seite auf einer nicht-piezoelektrischen Basisplatte angeordnet, mehrere Nuten bzw. Rillen in jeder der piezoelektrischen Basisplatten vorgesehen, und es ist eine weitere nicht-piezoelektrische Basisplatte auf diesen piezoelektrischen Basisplatten vorgesehen, so dass mehrere durch Trennwände unterteilte Tintenkammern bereitgestellt werden, wobei eine Tintenkammer ohne Minderung der Positionsgenauigkeit ausgebildet werden kann und es möglich ist, einen lang dimensionierten Zeilenkopf zu erhalten, der kostengünstig ist, eine hohe Präzision aufweist und in seiner Längenrichtung langgestreckt ist; somit kann eine Hochgeschwindigkeits- und Hochqualitäts-Bildaufzeichnung durchgeführt werden.There according to this Structure are several piezoelectric base plates, which have a polarization is given, side by side on a non-piezoelectric base plate arranged, a plurality of grooves in each of the piezoelectric Base plates provided, and it is another non-piezoelectric Base plate provided on these piezoelectric base plates, so that several through partitions subdivided ink chambers are provided, wherein an ink chamber can be formed without reducing the position accuracy and it possible is to obtain a long-sized line head, which is inexpensive, a high precision and in its length direction elongated; thus, a high-speed and high-quality image recording carried out become.

Da gemäß diesem Aufbau Nuten bzw. Rillen an den Verbindungsabschnitten der mehreren piezoelektrischen Basisplatten ausgebildet sind, kann die Positionsgenauigkeit der Tintenkammer weiter verbessert werden.According to this structure, since grooves are formed at the connecting portions of the plural piezoelectric base plates, the positional accuracy of the ink chamber can be further improved become.

Da gemäß diesem Verfahren die Nuten bzw. Rillen an den Verbindungsabschnitten der mehreren piezoelektrischen Basisplatten ausgebildet werden, kann der Tintenstrahlkopf, bei dem die Positionsgenauigkeit der Tintenkammer weiter verbessert ist, hergestellt werden.There according to this Process the grooves at the connecting portions of the a plurality of piezoelectric base plates can be formed the ink jet head in which the positional accuracy of the ink chamber is further improved.

Da gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens eine piezoelektrische Basisplatte mit mindestens zwei Schichten eines piezoelektrischen Materials, die unterschiedliche, einander entgegengesetzte Polarisierungsrichtungen aufweisen, auf eine nicht-piezoelektrischen Basisplatte laminiert wird, wird die piezoelektrische Basisplatte so maschinell bearbeitet, dass sie Nuten bzw. Rillen bildet, und danach wird eine weitere, nicht-piezoelektrische Basisplatte auf den piezoelektrischen Basisplatten vorgesehen, so dass mehrere Tintenkammern, die durch Trennwände unterteilt sind, bereitgestellt werden, wobei Tintenkammern ohne Abweichung der Nuten in den piezoelektrischen Basisplatten ausgebildet werden können, und ein hochpräziser, lang dimensionierter Zeilenkopf mit geringen Kosten hergestellt werden kann.There according to a preferred embodiment this method, a piezoelectric base plate with at least two layers of a piezoelectric material containing different, have opposite polarization directions, on a non-piezoelectric base plate is laminated, the piezoelectric Base plate machined so that it grooves or grooves and then another non-piezoelectric base plate is placed on the provided piezoelectric base plates, so that several ink chambers, through partitions are provided, with ink chambers without deviation the grooves are formed in the piezoelectric base plates can, and a high-precision, long-sized line head manufactured at low cost can be.

Da gemäß einer weiteren Ausführungsform die piezoelektrischen Basisplatten aus nicht-metallischem Material hergestellt sind, kann der Tintenstrahlkopf, bei dem die Trennwände der Tintenkammer zuverlässiger verformt werden können, hergestellt werden.There according to a another embodiment the piezoelectric base plates made of non-metallic material are made, the ink jet head, wherein the partitions of the Ink chamber more reliable deformed can be getting produced.

Da gemäß einer weiteren Ausführungsform das nicht-metallische Material zumindest ein aus Tonerde, Aluminiumnitrid, Zirkonium, Silizium, Siliziumhydrid, Siliziumkarbid und Quartz ausgewähltes ist, kann der Tintenstrahlkopf, bei dem die piezoelektrischen Basisplatten zuverlässig gehaltert sind, auch wenn die Trennwände einer Tintenkammer verformt werden, hergestellt werden.There according to a another embodiment the non-metallic one Material at least one of alumina, aluminum nitride, zirconium, Silicon, silicon hydride, silicon carbide and quartz is selected, For example, the ink jet head in which the piezoelectric base plates reliable are held, even if the partitions of an ink chamber deformed will be produced.

Da gemäß einer weiteren Ausführungsform eine Oberflächenrauhigkeit der gebondeten Oberflächen zwischen der nicht-piezoelektrischen Basisplatte und den piezoelektrischen Basisplatten nicht größer als 1,0 μm ist, kann der Tintenstrahlkopf hergestellt werden, bei dem es möglich ist, ein Eindringen eines weichen hochmolekularen Klebemittels (beispielsweise Epoxyharz) in die konkaven Abschnitte auf den Verbindungsflächen zu verhindern, die Schichtdicke des Klebemittels praktisch auf ein Minimum begrenzt werden, und bei dem es möglich ist, eine Verringerung der Sensibilität und den Anstieg der elektrischen Spannung aufgrund der Minderung der Antriebskraft der piezoelektrischen Basisplatten zu vermeiden.There according to a another embodiment a surface roughness the bonded surfaces between the non-piezoelectric base plate and the piezoelectric Base plates not larger than 1.0 μm, can the inkjet head be made where it is possible penetration of a soft high molecular weight adhesive (e.g. Epoxy resin) into the concave portions on the bonding surfaces prevent the layer thickness of the adhesive practically on one Minimum, and where it is possible a reduction the sensitivity and the increase in electrical voltage due to the reduction to avoid the driving force of the piezoelectric base plates.

Da gemäß einer weiteren Ausführungsform eine Oberflächenrauhigkeit der Verbindungsflächen zwischen piezoelektrischen Materialien der piezoelektrischen Basisplatten bei mindestens zwei Schichten des piezoelektrischen Materials nicht größer als 1,0 μm ist, kann ein Tintenstrahlkopf hergestellt werden, bei dem es möglich ist, ein Eindringen eines weichen hochmolekularen Klebemittels (beispielsweise Epoxyharz) in die konkaven Abschnitte auf den Verbindungsflächen zu vermeiden, die Schichtdicke des Klebemittels praktisch auf ein Minimum zu begrenzen, und eine Verringerung der Sensibilität und den Anstieg der elektrischen Spannung aufgrund der Minderung der Antriebskraft der piezoelektrischen Basisplatten zu vermeiden.There according to a another embodiment a surface roughness the connecting surfaces between piezoelectric materials of the piezoelectric base plates not at least two layers of the piezoelectric material greater than 1.0 μm, An ink jet head can be made in which it is possible to penetration of a soft high molecular weight adhesive (e.g. Epoxy resin) into the concave portions on the bonding surfaces Avoid the layer thickness of the adhesive practically to a minimum limit, and a reduction in sensitivity and the Increase in the electrical voltage due to the reduction of the driving force to avoid the piezoelectric base plates.

Da gemäß einer weiteren Ausführungsform die Verbindungsflächen zwischen der piezoelektrischen Basisplatte und den piezoelektrischen Basisplatten einer Plasmabehandlung oder einer UV-Behandlung unterzogen werden, kann der Tintenstrahlkopf, bei dem organische Verunreinigungen gesäubert und entfernt werden können und die Benetzungsfähigkeit der Oberflächen für das Klebemittel über der gesamten Oberfläche verbessert ist, um eine mangelhafte Verbindung, wie z.B. das Verbleiben winziger Bläschen zu eliminieren, und bei dem infolgedessen ein mangelhafter Antrieb für die piezoelektrischen Basisplatten eliminiert werden kann, hergestellt werden.There according to a another embodiment the connecting surfaces between the piezoelectric base plate and the piezoelectric Base plates subjected to a plasma treatment or a UV treatment can, the inkjet head, in which organic contaminants cleaned and can be removed and wetting ability the surfaces for the Adhesive over the entire surface is improved to prevent a defective connection, such as the stay tiny bubbles as a result, a defective drive for the piezoelectric base plates can be eliminated become.

Da gemäß einer weiteren Ausführungsform die Verbindungsflächen zwischen piezoelektrischen Materialschichten der piezoelektrischen Basisplatten mit mindestens zwei Schichten des piezoelektrischen Materials einer Plasmabehandlung oder einer UV-Behandlung unterzogen werden, kann der Tintenstrahlkopf, bei dem organische Verunreinigungen gesäubert und entfernt werden können und die Benetzungsfähigkeit der Oberflächen für das Klebemittel über der gesamten Oberfläche verbessert wird, um eine schwache Verbindung, bei der winzige Bläschen übrig bleiben, zu eliminieren, weswegen ein mangelhafter Antrieb für die piezoelektrischen Basisplatten eliminiert werden kann, hergestellt werden.There according to a another embodiment the connecting surfaces between piezoelectric material layers of the piezoelectric material Base plates with at least two layers of piezoelectric Material subjected to a plasma treatment or a UV treatment can, the inkjet head, in which organic contaminants cleaned and can be removed and wetting ability the surfaces for the Adhesive over the entire surface improved to a weak connection, leaving tiny bubbles, to eliminate, therefore, a poor drive for the piezoelectric Base plates can be eliminated, produced.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine perspektivische Ansicht eines Tintenstrahlkopfs des abgewinkelten Typs, 1 a perspective view of an ink-jet head of the angled type,

2 eine Vorderansicht eines Tintenstrahlkopfs des abgewinkelten Typs, 2 a front view of an ink-jet head of the angled type,

3 eine Schnittansicht eines Tintenstrahlkopfs des abgewinkelten Typs, 3 a sectional view of an ink-jet head of the angled type,

4(a) bis 4(c) Ansichten des Herstellungsverfahrens eines Tintenstrahlkopfs des abgewinkelten Typs, 4 (a) to 4 (c) Views of the manufacturing process of an angled-type ink-jet head,

5(a) und 5(b) Ansichten des Herstellungsverfahrens des Tintenstrahlkopfs des abgewinkelten Typs in einer weiteren Ausführungsform, 5 (a) and 5 (b) Views of the manufacturing method of the angled-type ink-jet head in another embodiment,

6(a) und 6(b) Vorderansichten eines Tintenstrahlkopfs des abgewinkelten Typs in einer weiteren Ausführungsform, 6 (a) and 6 (b) Front views of an angled-type ink-jet head in another embodiment,

7(a) und 7(b) Vorderansichten eines Tintenstrahlkopfs des abgewinkelten Typs in einer anderen Ausführungsform, 7 (a) and 7 (b) Front views of an angled-type ink-jet head in another embodiment,

8(a) und 8(b) Vorderansichten eines Tintenstrahlkopfs des abgewinkelten Typs nach einer weiteren Ausführungsform, 8 (a) and 8 (b) Front views of an angled-type ink-jet head according to another embodiment;

9(a) und 9(b) Vorderansichten eines Tintenstrahlkopfs des abgewinkelten Typs nach einer weiteren Ausführungsform, 9 (a) and 9 (b) Front views of an angled-type ink-jet head according to another embodiment;

10(a) und 10(b) Vorderansichten eines Tintenstrahlkopfs des abgewinkelten Typs nach einer weiteren Ausführungsform, 10 (a) and 10 (b) Front views of an angled-type ink-jet head according to another embodiment;

11(a) und 11(b) Vorderansichten eines Tintenstrahlkopfs des abgewinkelten Typs nach einer anderen Ausführungsform, 11 (a) and 11 (b) Front views of an angled-type ink-jet head according to another embodiment;

12(a) bis 12(c) Ansichten zur Darstellung eines Tintenstrahlkopfs des abgewinkelten Typs, 12 (a) to 12 (c) Views for illustrating an angled-type ink-jet head,

13 eine Schnittansicht zur Darstellung des Tintenstrahlkopfs des abgewinkelten Typs, 13 5 is a sectional view showing the angled-type ink-jet head;

14(a) und 14(b) Ansichten zur Darstellung des Antriebszustands eines Tintenstrahlkopfs des abgewinkelten Typs, 14 (a) and 14 (b) Views showing the driving state of an angled-type ink-jet head;

15(a) bis 15(c) Ansichten zur Darstellung des Herstellungsverfahrens eines Tintenstrahlkopfs, 15 (a) to 15 (c) Views for illustrating the manufacturing method of an ink jet head,

16(a) und 16(b) Darstellungen des Polarisierungsmodus in entgegengesetzten Richtungen in einer aus zwei Schichten von piezoelektrischem Material gebildeten Platte, und 16 (a) and 16 (b) Representations of the polarization mode in opposite directions in a plate formed of two layers of piezoelectric material, and

17(a) und 17(b) Ansichten zur Darstellung des Polarisierungsmodus in entgegengesetzten Richtungen in einer aus zwei Schichten von piezoelektrischem Material gebildeten Platte. 17 (a) and 17 (b) Views illustrating the polarization mode in opposite directions in a plate formed of two layers of piezoelectric material.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten AusführungsformenDetailed description of the preferred embodiments

Im folgenden werden der Tintenstrahlkopf, der Tintenstrahldrucker sowie das Verfahren zur Herstellung des Tintenstrahlkopfs und des Tintenstrahldruckers dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen erläutert; der Modus dieser Erfindung ist jedoch auf die Ausführungsformen begrenzt.in the The following are the inkjet head, the inkjet printer as well the method of manufacturing the ink jet head and the ink jet printer of this invention explained with reference to the embodiments; of the Mode of this invention, however, is limited to the embodiments.

1 bis 11 zeigen einen Tintenstrahlkopf; 1 ist eine perspektivische Ansicht, 2 ist die Vorderansicht und 3 eine Schnittansicht. 1 to 11 show an ink-jet head; 1 is a perspective view 2 is the front view and 3 a sectional view.

Ein Tintenstrahlkopf 101 dieser Ausführungsform stößt Tinte aus einem Düsenloch 108 durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die Elektrode aus, um die Form des die Tintenkammer 102 bildenden Raums zu verformen. Bei diesem Tintenstrahlkopf 101 ist die Tintenkammer 102 dadurch gebildet, dass sie von den zwei piezoelektrischen Basisplatten 103 umgeben ist, denen eine Polarisierung gegeben wurde, und die einander zugewandt, sowie von den zwei nicht-piezoelektrischen Basisplatten 104, die einander ebenfalls zugewandt sind. Sowohl auf der Innen- als auch auf der Außenfläche jeder dieser piezoelektrischen Basisplatten 103 sind jeweils Elektroden 105 und 106 vorgesehen; diese piezoelektrischen Basisplatten 103 haben einen solchen Aufbau, dass jede von ihnen aus zwei Schichten piezoelektrischen Materials 103a und 103b gebildet ist, wobei die Grenzfläche zwischen den Schichten annähernd parallel zu den nicht-piezoelektrischen Basisplatten 104 ist und die Polarisierungsrichtung dieser aus piezoelektrischem Material 103a und 103b gebildeten Schichten einander entgegengesetzt ist. Die Polarisierungsrichtung ist allgemein ausgedrückt die Richtung, in der ein Material polarisiert wird, wenn ein elektrisches Feld an es angelegt wird, und die Polarisierungsrichtung eines piezoelektrischen Materials wird bestimmt, wenn es durch Anwenden einer vorherigen Polarisierungsbehandlung polarisiert worden ist. Die piezoelektrischen Basisplatten 103, 103 werden durch Zusammenkleben zweier Schichten 103a, 103b gebildet. Als Verfahren können Verkleben, Verleimen (thermisches Aushärten, thermoplastisches Aushärten, thermisches UV-Aushärten), Verschmelzen, Schichtbilden angewandt werden.An inkjet head 101 This embodiment ejects ink from a nozzle hole 108 by applying an electrical voltage to the electrode to match the shape of the ink chamber 102 deforming space. In this inkjet head 101 is the ink chamber 102 formed by that of the two piezoelectric base plates 103 surrounded, which have been given a polarization, and facing each other, as well as from the two non-piezoelectric base plates 104 which are also sent to each other are turned. On both the inside and outside surfaces of each of these piezoelectric base plates 103 are each electrodes 105 and 106 intended; these piezoelectric base plates 103 have such a structure that each of them consists of two layers of piezoelectric material 103a and 103b is formed, wherein the interface between the layers approximately parallel to the non-piezoelectric base plates 104 is and the polarization direction of this piezoelectric material 103a and 103b formed layers are opposite to each other. The polarization direction is generally the direction in which a material is polarized when an electric field is applied thereto, and the polarization direction of a piezoelectric material is determined when it has been polarized by applying a previous polarizing treatment. The piezoelectric base plates 103 . 103 be by gluing together two layers 103a . 103b educated. Bonding, gluing (thermal curing, thermoplastic curing, thermal UV curing), fusing, filming can be used as the method.

Elektroden 105, 106 sind an beiden Oberflächen, der Vorder- und der Rückseite der piezoelektrischen Basisplatten 103, 103 vorgesehen. Andererseits ist eine Elektrode 105 an einer Innenfläche einer nicht-piezoelektrischen Basisplatte vorgesehen. Die Elektroden 105 und 106 sind an den piezoelektrischen Basisplatten 103 durch Vakuum-Aufdampfen, Sputtern, Plattieren u.a. vorgesehen. Durch Vakuum-Aufdampfen und Sputtern können sie in hoher Reinheit und zu einem hoch funktionsfähigen Film geformt werden; durch Plattieren können sie mit geringen Kosten und auf winzigen Detailabschnitten geformt werden. Als Metall zur Fertigung der Elektroden können Gold, Silber, Aluminium, Paladium, Nickel, Tantal und Titan eingesetzt werden, und insbesondere hinsichtlich elektrischer Eigenschaft und Bearbeitbarkeit ist Gold und Aluminium erwünscht; die Elektroden werden durch Plattieren, Aufdampfen oder Sputtern gebildet.electrodes 105 . 106 are on both surfaces, the front and the back of the piezoelectric base plates 103 . 103 intended. On the other hand, an electrode 105 provided on an inner surface of a non-piezoelectric base plate. The electrodes 105 and 106 are at the piezoelectric base plates 103 provided by vacuum evaporation, sputtering, plating, among others. By vacuum vapor deposition and sputtering, they can be formed in high purity and a high-performance film; By plating, they can be formed at low cost and on tiny detail sections. As the metal for manufacturing the electrodes, gold, silver, aluminum, palladium, nickel, tantalum and titanium may be used, and particularly in electrical property and workability, gold and aluminum are desired; the electrodes are formed by plating, vapor deposition or sputtering.

Ferner kann eine Elektrode auch als eine der nicht-piezoelektrischen Basisplatten 104 vorgesehen sein; infolgedessen kann die elektrische Verbindung zu den Elektroden 105 und 106 auf den piezoelektrischen Basisplatten 103 durch die Elektrode(n) auf der/den Platte(n) von nicht-piezoelektrischen Material hergestellt werden, was die elektrische Verbindung zu der externen Energiequelle einfach gestaltet und die Effizienz des Betriebs verbessert. Übrigens kann eine Elektrode auch auf der anderen nicht-piezoelektrischen Basisplatte 104 gegenüber der einen nicht-piezoelektrischen Basisplatte 104 vorgesehen sein.Further, an electrode may also be used as one of the non-piezoelectric base plates 104 be provided; As a result, the electrical connection to the electrodes 105 and 106 on the piezoelectric base plates 103 by the electrode (s) on the sheet (s) of non-piezoelectric material, which makes the electrical connection to the external power source simple and improves the efficiency of the operation. Incidentally, one electrode may also be on the other non-piezoelectric base plate 104 opposite to a non-piezoelectric base plate 104 be provided.

Bei diesem Tintenstrahlkopf 101, wie er in 3 gezeigt ist, wird Tinte der Tintenkammer 102 über die Tintenzuführöffnung 107 zugeführt, die an der Position gegenüber dem Düsenloch 108 ausgebildet ist.In this inkjet head 101 as he is in 3 is shown, ink is the ink chamber 102 over the ink supply port 107 fed at the position opposite the nozzle hole 108 is trained.

Da auf diese Weise die Tintenkammer 102 derart ausgebildet ist, dass sie von zwei piezoelektrischen Basisplatten 103, 103 umgeben ist, denen eine Polarisierung gegeben wird und die einander zugewandt sind, sowie von zwei nicht-piezoelektrischen Basisplatten 104, 104, die einander zugewandt sind, und die piezoelektrischen Basisplatten 103, 103 eine Struktur derart aufweisen, dass jede von ihnen aus mindestens zwei Laminierungsschichten 103a, 103b aus piezoelektrischem Material besteht und die Laminierungsschichtfläche annähernd parallel zu den nicht-piezoelektrischen Basisplatten 104 ist und die Polarisierungsrichtungen dieser zwei Laminierungsschichten 103a, 103b des piezoelektrischen Materials einander entgegengesetzt sind, wobei eine Elektrode 105 auf der Oberfläche jeder der piezoelektrischen Basisplatten 103, 103 und auf derjenigen der der Tintenkammer 102 zugewandten (Oberfläche) der nicht-piezoelektrischen Basisplatten 104 vorgesehen ist, ist im Vergleich zu dem Fall, bei dem eine Elektrode nur an den piezoelektrischen Basisplatten 103, 103 vorgesehen ist, ohne an der nicht-piezoelektrischen Basisplatte 104 vorgesehen zu sein, die Arbeit der Bereitstellung der Elektrode 105 einfach, so dass der Tintenstrahlkopf geringe Kosten aufweist und zum Antrieb der piezoelektrischen Basisplatten 103, 103 mit niedriger Spannung geeignet ist und eine hocheffiziente Antriebsleistung erbringt, und zwar aufgrund der starken Verformung der piezoelektrischen Basisplatten 103, 103, mit mehreren Düsen eingesetzt werden kann, die Fähigkeit eines hochfrequenten Antriebs aufweist und kleine Tröpfchen mit einer Vielfachgraduierung ausstößt, so dass eine Bildaufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit und einem Bild hoher Qualität durchgeführt werden kann.Because in this way the ink chamber 102 is formed such that it consists of two piezoelectric base plates 103 . 103 which are given a polarization and which face each other, as well as two non-piezoelectric base plates 104 . 104 which face each other and the piezoelectric base plates 103 . 103 have a structure such that each of them consists of at least two lamination layers 103a . 103b is made of piezoelectric material and the laminating layer surface approximately parallel to the non-piezoelectric base plates 104 is and the polarization directions of these two lamination layers 103a . 103b of the piezoelectric material are opposite to each other, wherein one electrode 105 on the surface of each of the piezoelectric base plates 103 . 103 and on that of the ink chamber 102 facing (surface) of the non-piezoelectric base plates 104 is provided, as compared with the case where one electrode only on the piezoelectric base plates 103 . 103 is provided without on the non-piezoelectric base plate 104 to be provided, the work of providing the electrode 105 easy, so that the ink jet head has low cost and to drive the piezoelectric base plates 103 . 103 is suitable for low voltage and provides highly efficient driving performance due to the large deformation of the piezoelectric base plates 103 . 103 , can be used with multiple nozzles, has the capability of high frequency driving and ejects small droplets with multiple graduation, so that high speed image recording and high quality image recording can be performed.

Wie in 4 gezeigt ist, ist diese Tintenkammer 102 durch Aufkleben der Platte 103 mit mindestens zwei Schichten des piezoelektrischen Materials 103a, 103b auf die nicht-piezoelektrische Basisplatte 104 (4(a)), Bearbeiten der piezoelektrischen Basisplatte 103, die aufgeklebt worden ist, um eine Rille bzw. Nut vorzusehen (4(b)), und Aufbringen der oberen nicht-piezoelektrischen Basisplatte 104 auf diese piezoelektrische Basisplatte, die bearbeitet worden ist, um eine Nut bzw. Rille bereitzustellen (4(c)). Auf jeder Oberfläche der piezoelektrischen Basisplatte 103 und der nicht-piezoelektrischen Basisplatte 104, welche der Tintenkammer 102 zugewandt ist, wird eine Elektrode 105 vorgesehen, bevor eine weitere nicht-piezoelektrische Basisplatte 104 aufgeklebt wird.As in 4 is shown, this is the ink chamber 102 by sticking the plate 103 with at least two layers of the piezoelectric material 103a . 103b on the non-piezoelectric base plate 104 ( 4 (a) ), Machining the piezoelectric base plate 103 which has been glued on to provide a groove ( 4 (b) ), and applying the upper non-piezoelectric base plate 104 onto this piezoelectric base plate that has been machined to provide a groove ( 4 (c) ). On each surface of the piezoelectric base plate 103 and the non-piezoelectric base plate 104 , which is the ink chamber 102 facing, becomes an electrode 105 provided before another non-piezoelectric base plate 104 is glued on.

Auf diese Weise kann durch Aufbringen der piezoelektrischen Basisplatte 103, die aus mindestens zwei Schichten 103a und 103b besteht, auf die nicht-piezoelektrische Basisplatte 104, und dadruch Bearbeiten derselben, um eine Nut bzw. Rille nach dem Zusammenkleben bereitzustellen die Tintenkammer 102 mit geringen Kosten und mit hoher Präzision aufgrund der einfachen Positionseinstellung der Tintenkammer ausgebildet werden.In this way, by applying the piezoelectric base plate 103 that consists of at least two layers 103a and 103b exists on the non-piezoelectric base plate 104 and then processing it to provide a groove after pasting together the ink chamber 102 be formed with low cost and with high precision due to the simple positional adjustment of the ink chamber.

Bei der Herstellung des Tintenstrahlkopfs dieser Erfindung wird die Tintenkammer 102 durch Vorsehen einer Nut bzw. Rille in der piezoelektrischen Basisplatte 103 gebildet, nachdem sie der nicht-piezoelektrischen Basisplatte 104 überlagert wurde; beim Vorsehen dieser Nut bzw. Rille ist es jedoch angemessen, die Nut auf eine Weise zu fertigen, dass die nicht-piezoelektrische Basisplatte 104 freiliegt, oder es ist auch angemessen, die Nut auf eine Weise auszubilden, dass ein Teil der piezoelektrischen Basisplatte 103 auf der nicht-piezoelektrischen Basisplatte 104 belassen wird.In the manufacture of the ink jet head of this invention, the ink chamber becomes 102 by providing a groove in the piezoelectric base plate 103 formed after the non-piezoelectric base plate 104 was superimposed; however, in providing this groove, it is appropriate to manufacture the groove in a manner such that the non-piezoelectric base plate 104 is exposed, or it is also appropriate to form the groove in such a way that a part of the piezoelectric base plate 103 on the non-piezoelectric base plate 104 is left.

Ferner kann, wie in 5 gezeigt ist, die Tintenkammer 102 durch Aufkleben der piezoelektrischen Basisplatte 103 mit mindestens zwei Schichten piezoelektrischen Materials 103a und 103b auf die nicht-piezoelektrische Basisplatte 104 (5(a)) und Aufsetzen einer anderen nicht-piezoelektrischen Basisplatte 104 nach dem Aufkleben der Platte 103 gebildet werden (5(b)).Furthermore, as in 5 shown is the ink chamber 102 by sticking the piezoelectric base plate 103 with at least two layers of piezoelectric material 103a and 103b on the non-piezoelectric base plate 104 ( 5 (a) ) and placing another non-piezoelectric base plate 104 after sticking the plate 103 be formed ( 5 (b) ).

Auf diese Weise kann durch Zusammenkleben der unteren nicht-piezoelektrischen Basisplatte 104, der piezoelektri schen Basisplatte 103 mit mindestens zwei Schichten piezoelektrischen Materials 103a und 103b und der anderen nicht-piezoelektrischen Basisplatte 104 der Reihe nach die Tintenkammer mit geringen Kosten gebildet werden, wobei die Montageeffizienz hoch ist. Bei dieser Ausführungsform wird auf jeder Oberfläche der piezoelektrischen Basisplatte 103 und der nicht-piezoelektrischen Basisplatte 104, welche der Tintenkammer 102 zugewandt ist, eine Elektrode 105 vorgesehen, bevor eine weitere nicht-piezoelektrische Basisplatte 104 aufgeklebt wird.In this way, by gluing the lower non-piezoelectric base plate together 104 , the piezoelectric base plate 103 with at least two layers of piezoelectric material 103a and 103b and the other non-piezoelectric base plate 104 in turn, the ink chamber can be formed at a low cost, the assembling efficiency being high. In this embodiment, on each surface of the piezoelectric base plate 103 and the non-piezoelectric base plate 104 , which is the ink chamber 102 facing, an electrode 105 provided before another non-piezoelectric base plate 104 is glued on.

Ferner kann, wie in 6 gezeigt ist, bei dem Tintenstrahlkopf 101 die Tintenkammer 102 in mehreren Stufen ausgebildet sein, wodurch eine Mehrzahl von Düsen hergestellt wird, und es kann eine Hochgeschwindigkeits- und qualitativ hochstehende Bildaufzeichnung durchgeführt werden und die Bildauflösung verbessert werden. In der Ausführungsform in 6(a) werden in der ersten Stufe die Tintenkammern 102 an den beiden Seiten der Luftkammer 120 ausgebildet; auch in der zweiten Stufe werden die Tintenkammern 102 an den beiden Seiten der Luftkammer 120 auf gleiche Weise ausgebildet, d.h., die Tintenkammern werden an den entsprechenden Positionen gebildet.Furthermore, as in 6 is shown in the ink jet head 101 the ink chamber 102 in a plurality of stages, thereby producing a plurality of nozzles, and high-speed and high-quality image recording can be performed and image resolution can be improved. In the embodiment in FIG 6 (a) become the ink chambers in the first stage 102 on the two sides of the air chamber 120 educated; even in the second stage become the ink chambers 102 on the two sides of the air chamber 120 formed in the same way, ie, the ink chambers are formed at the corresponding positions.

In der Ausführungsform in 6(b) wird in der ersten Stufe die Tintenkammer 102 zwischen den Luftkammern 120 ausgebildet; in der zweiten Stufe werden die Tintenkammern an den beiden Seiten der Luftkammer 120 ausgebildet, d.h., die Tintenkammern werden an den Positionen ausgebildet, welche denjenigen der Luftkammern 120 in der ersten Stufe entsprechen, was eine höhere Bildauflösung ergibt.In the embodiment in FIG 6 (b) becomes the ink chamber in the first stage 102 between the air chambers 120 educated; in the second stage, the ink chambers are on both sides of the air chamber 120 formed, that is, the ink chambers are formed at the positions that those of the air chambers 120 in the first stage, resulting in a higher image resolution.

Die Luftkammer 120 ist eine Kammer, die von der Tintenkammer getrennt wird, und in die keine Tinte eintritt; wenn die Tintenkammern auf ihren beiden Seiten vorgesehen sind, können die Trennwände der beiden Seiten unabhängig voneinander angetrieben werden, um es zu ermöglichen, dass die Tintenkammern auf beiden Seiten Tinte ausstoßen, was es ermöglicht, einen Hochgeschwindigkeitsantrieb zu bewältigen.The air chamber 120 is a chamber which is separated from the ink chamber and into which no ink enters; when the ink chambers are provided on both sides thereof, the partitions of the two sides can be driven independently of each other to allow the ink chambers to discharge ink on both sides, making it possible to cope with a high-speed drive.

Ferner hat gemäß 1 bis 6 der Tintenstrahlkopf 101 die piezoelektrischen Basisplatten 103 in der Form einer Ebene ausgebildet; die Platten können aber auch in der Form einer gekrümmten Oberfläche ausgebildet sein, wie 7 zeigt. Wenn die piezoelektrischen Basisplatten 103 die Form einer Ebene aufweisen, wie 1 bis 6 zeigen, kann der Kopf mit geringen Kosten hergestellt werden. Ferner werden in dem Fall, in dem die Platten eine gekrümmte Oberflächenform aufweisen, wie 7 zeigt, diese von dem in 7(a) gezeigten Zustand zu dem in 7(b) gezeigten Zustand verformt, was bedeutet, dass der Verformungsbetrag der Form des die Tintenkammer 102 ausmachenden Raums vergrößert wird; somit kann der Tintenstrahlkopf eine Hochgeschwindigkeits- und Hochqualitäts-Bildaufzeichnung ausführen.Furthermore, according to 1 to 6 the inkjet head 101 the piezoelectric base plates 103 formed in the shape of a plane; however, the plates may also be in the form of a curved surface, such as 7 shows. When the piezoelectric base plates 103 have the shape of a plane, like 1 to 6 show, the head can be made at low cost. Further, in the case where the plates have a curved surface shape, such as 7 shows this from the in 7 (a) shown state to the in 7 (b) shown deformed state, which means that the deformation amount of the shape of the ink chamber 102 increasing space; thus, the ink-jet head can perform high-speed and high-quality image recording.

Ferner hat gemäß 8 der Tintenstrahlkopf 101 die piezoelektrischen Basisplatten 103 in einer Art und Weise ausgebildet, dass die zwei Schichten 103a und 103b unterschiedliche Längen L1 und L2 aufweisen (Schichtdicke oder Höhe einer Wand), und zwar jeweils in der Richtung der Übereinanderschichtung. Aufgrund der verschiedenen Längen L1 und L2 in der Aufeinanderschichtungsrichtung der beiden Schichten 103a und 103b kann die Form des die Tintenkammer 102 bildenden Raums in Übereinstimmung mit der Position des Düsenlochs 108 verformt werden, und es kann Tinte wirksamer aus dem Düsenloch 108 ausgestoßen werden.Furthermore, according to 8th the inkjet head 101 the piezoelectric base plates 103 formed in a way that the two layers 103a and 103b different lengths L1 and L2 have (layer thickness or height of a wall), respectively in the direction of stacking. Due to the different lengths L1 and L2 in the stacking direction of the two layers 103a and 103b may be the shape of the ink chamber 102 forming space in accordance with the position of the nozzle hole 108 be deformed, and it can make ink more effective from the nozzle hole 108 be ejected.

Ferner kann der Tintenstrahlkopf 101 auf die in 9 bis 11 gezeigte Art und Weise aufgebaut sein. In dem in 9 gezeigten Tintenstrahlkopf 101 ist jede der beiden piezoelektrischen Basisplatten 103 als drei Schichten 103e, 103f und 103g ausgebildet, unter denen die Schicht 103e und 103g aus einem nicht-metallischen anorganischen piezoelektrischen Material gefertigt ist und die Schicht 103f aus einem nicht-metallischen anorganischen nicht-piezoelektrischen Material, und wie in 9(a) gezeigt ist, weisen die Schichten 103e und 103g die Polarisierungsrichtungen auf, die einander entgegengesetzt sind, wie durch die Pfeilmarkierungen gezeigt ist, und die beiden Platten werden auf eine in 9(b) gezeigte Art und Weise verformt. Das Material der Schicht 103f ist nicht auf ein nicht-metallisches anorganisches nicht-piezoelektrisches Material beschränkt, sondern es kann auch ein nicht-metallisches anorganisches piezoelektrisches Material oder ein organisches Material verwendet werden.Further, the ink jet head 101 on the in 9 to 11 be constructed manner shown. In the in 9 shown inkjet head 101 is each of the two piezoelectric base plates 103 as three layers 103e . 103f and 103g formed under which the layer 103e and 103g is made of a non-metallic inorganic piezoelectric material and the layer 103f of a non-metallic inorganic non-piezoelectric material, and as in 9 (a) shown, assign the layers 103e and 103g the polarization directions, which are opposite to each other, as shown by the arrow marks, and the two plates are placed on one in 9 (b) deformed manner shown. The material of the layer 103f is not limited to a non-metallic inorganic non-piezoelectric material, but also a non-metallic inorganic piezoelectric material or an organic material may be used.

Bei dem in 10 gezeigten Tintenstrahlkopf 101 hat jede der zwei piezoelektrischen Basisplatten 103 vier Schichten 103h, 103i, 103j und 103k, von denen jede aus nicht-metallischem anorganischem piezoelektrischem Material gefertigt ist und die Polarisierungsrichtung aufweist, die alternierend entgegengesetzt zu seinem Nachbarn ist, wie durch Pfeilmarkierungen in 10(a) dargestellt ist, wobei die beiden Platten in einer in 10(b) gezeigten Art und Weise verformt sind. Das Material der Schichten 103i und 103j ist nicht auf ein nicht-metallisches anorganisches nicht-piezoelektrisches Material beschränkt, sondern es kann auch ein nicht-metallisches anorganisches piezoelektrisches Material oder ein organisches Material verwendet werden.At the in 10 shown inkjet head 101 has each of the two piezoelectric base plates 103 four layers 103h . 103i . 103j and 103k each of which is made of non-metallic inorganic piezoelectric material and has the polarization direction which is alternately opposite to its neighbor as indicated by arrow marks in FIG 10 (a) is shown, wherein the two plates in an in 10 (b) shown manner are deformed. The material of the layers 103i and 103j is not limited to a non-metallic inorganic non-piezoelectric material, but also a non-metallic inorganic piezoelectric material or an organic material may be used.

Bei dem in 11 gezeigten Tintenstrahlkopf 101 hat jede der zwei piezoelektrischen Basisplatten 103 vier Schichten 103l, 103m, 103n und 103o, von denen jede aus einem nicht-metallischen anorganischen piezoelektrischen Material gefertigt ist und die Polarisierungsrichtung aufweist, die entgegengesetzt zu den anderen oder gleich wie diese verläuft, und zwar in einer Art und Weise, wie durch die Pfeilmarkierungen in 11(a) dargestellt ist, wobei die beiden Platten auf eine in 11(b) gezeigte Art und Weise verformt sind. Das Material der Schichten 103m und 103n ist nicht auf ein nicht-metallisches anorganisches piezoelektrisches Material beschränkt, sondern es kann auch ein nicht-metallisches anorganisches nicht-piezoelektrisches Material oder ein organisches Material verwendet werden.At the in 11 shown inkjet head 101 has each of the two piezoelectric base plates 103 four layers 103l . 103m . 103n and 103o each of which is made of a non-metallic inorganic piezoelectric material and has the polarization direction opposite to or equal to the others, in a manner as indicated by the arrow marks in FIG 11 (a) is shown, wherein the two plates on an in 11 (b) shown manner are deformed. The material of the layers 103m and 103n is not limited to a non-metallic inorganic piezoelectric material, but also a non-metallic inorganic non-piezoelectric material or an organic material may be used.

Wie vorstehend beschrieben wurde, haben bei den in 9 bis 11 gezeigten Ausführungsformen die beiden piezoelektrischen Basisplatten 103 drei oder mehr Schichten, und unter diesen drei oder mehr Schichten sind die Innenschichten aus nicht-metallischem anorganischem piezoelektrischem Material, nicht-metallischem anorganischem nicht-piezoelektrischem Material oder einem organischem Material hergestellt, und durch unterschiedliches Verformen der Form des die Tintenkammer 102 bildenden Raums kann Tinte aus dem Düsenloch ausgestoßen werden.As described above, in the 9 to 11 embodiments shown, the two piezoelectric base plates 103 three or more layers, and among these three or more layers, the inner layers are made of non-metallic inorganic piezoelectric material, non-metallic inorganic non-piezoelectric material, or organic material, and differently deform the shape of the ink chamber 102 forming space, ink may be expelled from the nozzle hole.

12 ist eine Zeichnung zur Darstellung eines Tintenstrahlkopfs des abgewinkelten Typs; 12(a) zeigt den Zustand, bei dem eine piezoelektrische Basisplatte mit einer nicht-piezoelektrischen Basisplatte verbunden ist bzw. wird, 12(b) zeigt den Zustand, bei dem eine piezoelektrische Basisplatte bearbeitet wird, um Nuten bzw. Rillen bereitzustellen, und 12(c) zeigt den Zustand, bei dem Tintenkammern und Luftkammern ausgebildet sind. 12 Fig. 12 is a drawing to show an angled-type ink-jet head; 12 (a) shows the state in which a piezoelectric base plate is connected to a non-piezoelectric base plate, 12 (b) shows the state in which a piezoelectric base plate is processed to provide grooves, and 12 (c) shows the state in which ink chambers and air chambers are formed.

Der Tintenstrahlkopf 1 dieser Ausführungsform hat zwei piezoelektrische Basisplatten 3, deren Polarisierungsrichtungen in einer aneinander gebondeten Schichtstruktur auf dem lang bemessenen Substrat nicht-piezoelektrischen Materials einander entgegengesetzt sind (12(a)), wobei nach dem Bonden mehrere Nuten bzw. Rillen 3a durch mindestens zwei Schichten mit einem vorbestimmten Intervall ausgebildet werden, um mehrere Tintenkammern 4 und Luftkammern 5 bereitzustellen, die durch Trennwände 3d unterteilt sind, welche aus zwei Schichten gebildet und alternierend positioniert sind (12(b)).The inkjet head 1 This embodiment has two piezoelectric base plates 3 whose polarization directions in a bonded layer structure on the long-sized substrate of non-piezoelectric material are opposite to each other ( 12 (a) ), wherein after bonding a plurality of grooves or grooves 3a be formed by at least two layers at a predetermined interval to a plurality of ink chambers 4 and air chambers 5 to be provided by partitions 3d are divided, which are formed of two layers and positioned alternately ( 12 (b) ).

Auf diese Weise kann es, wenn die polarisierten piezoelektrischen Basisplatten 3 Seite an Seite angeordnet sind, vorzuziehen sein, dass die Nuten bzw. Rillen 3a an den Verbindungsabschnitten 20 ausgebildet werden, an denen jede Kante dieser piezoelektrischen Basisplatten 3 einer anderen Kante gegenüber zu liegen kommt, mit anderen Worten ist ein Verbindungsabschnitt 20 ein Verknüpfungsabschnitt zwischen Seite an Seite angeordneten zwei piezoelektrischen Basisplatten 3. Bei diesem Aufbau können, obwohl ein winziger Zwischenraum an dem Verbindungsabschnitt 20 besteht, die Tintenkammern 4 und die Luftkammern 5 ohne weiteres Mindern der Positionsgenauigkeit ausgebildet werden. Bei dieser Ausführungsform zeigen die nicht-piezoelektrischen Basisplatten 2, 8 ein einzelnes Blatt, es können aber auch mehrere Blätter verwendet werden.In this way it can be done when the polarized piezoelectric base plates 3 Are arranged side by side, be preferable that the grooves or grooves 3a at the connection sections 20 be formed, at which each edge of these piezoelectric base plates 3 another edge comes opposite, in other words is a connecting portion 20 a linking portion between side by side arranged two piezoelectric base plates 3 , With this structure, although a minute clearance at the connecting portion 20 exists, the ink chambers 4 and the air chambers 5 be formed without further reducing the position accuracy. In this embodiment, the non-piezoelectric base plates 2 . 8th a single leaf, but you can also use multiple leaves.

Danach werden die Elektroden 6 und 7 an der gesamten Oberfläche über oberen und unteren Abschnitten auf beiden Seiten jeder der Trennwände 3d vorgesehen. Nachdem die Elektroden 6 und 7 auf der Oberfläche der Trennwände 3d ausgebildet wurden, wird die nicht-piezoelektrische Basisplatte 8 mit den oberen Oberflächen der Trennwände 3d verbunden, um die Tintenkammern 4 und die Luftkammern 5 zu abzudecken. Dann wird auf einer Seite der Tintenkammern 4 eine Düsenplatte, in der Düsenlöcher ausgebildet sind, angeklebt, und auf der anderen Seite der Tintenkammern 4 werden die Tintenzuführöffnungen 10 ausgebildet (12(c)).After that, the electrodes become 6 and 7 on the entire surface over upper and lower sections on both sides of each of the partitions 3d intended. After the electrodes 6 and 7 on the Surface of the partitions 3d are formed, the non-piezoelectric base plate 8th with the upper surfaces of the partitions 3d connected to the ink chambers 4 and the air chambers 5 to cover. Then it will be on one side of the ink chambers 4 a nozzle plate in which nozzle holes are formed, glued, and on the other side of the ink chambers 4 become the ink supply openings 10 educated ( 12 (c) ).

13 ist eine Schnittansicht eines Tintenstrahlkopfs des abgewinkelten Typs, und 14 zeigt einen Tintenstrahlkopf des abgewinkelten Typs in dem angetriebenen Zustand. 14(a) zeigt den Zustand vor der Verformung und 14(b) zeigt die Tintenkammer im verformten Zustand, und 14(c) zeigt den Zustand nach der Verformung. 13 Fig. 10 is a sectional view of an angled-type ink-jet head, and Figs 14 shows an ink jet head of the angled type in the driven state. 14 (a) shows the state before deformation and 14 (b) shows the ink chamber in the deformed state, and 14 (c) shows the condition after deformation.

Für diesen Tintenstrahlkopf 1 wird Tinte von den Tintenzuführöffnungen 10 in die Tintenkammern 4 zugeführt, und die Tintenzuführöffnungen 10 werden an gegenüberliegenden Positionen der Düsenlöcher 9 ausgebildet. Wenn eine elektrische Spannung an die Elektroden 6 und 7 dieses Tintenstrahlkopfs 1 angelegt wird, werden die Trennwände 3d, welche die Tintenkammern 4 unterteilen, verformt, um in die Tintenkammern 4 aus den Düsenlöchern 9 Tinte auszustoßen.For this inkjet head 1 becomes ink from the ink supply ports 10 in the ink chambers 4 supplied, and the Tintenzuführöffnungen 10 become at opposite positions of the nozzle holes 9 educated. When an electrical voltage to the electrodes 6 and 7 this inkjet head 1 is created, the partitions 3d which the ink chambers 4 divide, deformed, into the ink chambers 4 from the nozzle holes 9 To eject ink.

Wie vorstehend beschrieben wurde, hat der Tintenstrahlkopf 1 zwei Schichten piezoelektrischen Materials 3, die aus mehreren blockförmigen Teilen gebildet sind, die untereinander verbunden sind, und deren Polarisierungsrichtungen entgegengesetzt zueinander in einer aufeinandergestapelten Struktur von aneinander gebondeten Schichten auf dem lang dimensionierten Substrat eines nicht-piezoelektrischen Materials gebildet sind, wobei (der Tintenstrahlkopf) mit den vielen Tintenkammern 4 versehen ist, die durch die Trennwände 3d unterteilt sind, welche aus zwei übereinander gestapelten Schichten gebildet sind und durch Formen der Vielzahl von Nuten bzw. Rillen 3a mit einem vorbestimmten Intervall ausgebildet sind; folglich können die Tintenkammern, obwohl die Länge eines Teils der piezoelektrischen Basisplatte ein Limit aus Herstellungsgründen hat, ohne Minderung der Positionsgenauigkeit an den Verbindungsabschnitten 20 der mehrfach polarisierten piezoelektrischen Basisplatte 3 ausgebildet werden, da die mehreren Teile der polarisierten, blockförmigen piezoelektrischen Basisplatten 3 so ausgearbeitet sind, dass die Nuten bzw. Rillen bereitgestellt werden, nachdem sie auf dem lang dimensionierten Substrat des nicht-piezoelektrischen Materials Seite an Seite gestellt wurden, um gebondet zu werden; somit ist es möglich, einen hochpräzisen, lang dimensionierten Zeilenkopf mit geringen Kosten zu erhalten, und es kann eine Hochgeschwindigkeits- und Hochqualitäts-Bildaufzeichnung durchgeführt werden.As described above, the ink jet head has 1 two layers of piezoelectric material 3 formed of a plurality of block-shaped parts connected to each other and having their polarization directions formed opposite to each other in a stacked structure of bonded layers on the long-dimensioned substrate of a non-piezoelectric material, wherein (the ink-jet head) having the plurality of ink chambers 4 is provided by the partitions 3d are divided, which are formed of two stacked layers and by forming the plurality of grooves or grooves 3a are formed with a predetermined interval; hence, although the length of a part of the piezoelectric base plate has a limit for manufacturing reasons, the ink chambers can not have a reduction in positional accuracy at the connecting portions 20 the multipolar polarized piezoelectric base plate 3 be formed, since the plurality of parts of the polarized, block-shaped piezoelectric base plates 3 are designed so that the grooves are provided after being placed side by side on the long-dimensioned substrate of the non-piezoelectric material to be bonded; thus, it is possible to obtain a high-precision, long-sized line head at a low cost, and high-speed and high-quality image recording can be performed.

Ferner können, wie im Herstellungsprozess des Tintenstrahlkopfs in 15 dargestellt ist, bei dem die mehreren piezoelektrischen Basisplatten 3 mit zwei blockförmigen polarisierten Schichten Seite an Seite auf das lang dimensionierte Substrat nicht-piezoelektrischen Materials gemäß 15(a) gestellt werden, auch dann, wenn ein winziger Zwischenraum 21 an irgendeinem der Verbindungsabschnitte dieser blockförmigen polarisierten piezoelektrischen Basisplatten 3 vorhanden ist, wie in der vergrößerten Darstellung des Verbindungsabschnitts in 15(b) gezeigt ist, die Tintenkammern ohne Minderung der Positionsgenauigkeit durch Formen der Nuten bzw. Rillen 3a an diesen Verbindungsabschnitten 20 ausgebildet werden (15(c)).Further, as in the manufacturing process of the ink jet head in FIG 15 is shown, in which the plurality of piezoelectric base plates 3 with two block-shaped polarized layers side by side on the long-sized substrate of non-piezoelectric material according to 15 (a) be put, even if a tiny gap 21 at any one of the connecting portions of these block-shaped polarized piezoelectric base plates 3 is present, as in the enlarged view of the connecting portion in 15 (b) is shown, the ink chambers without reducing the positional accuracy by forming the grooves or grooves 3a at these connection sections 20 be formed ( 15 (c) ).

16 und 17 sind Darstellungen der Moden, in den die Polarisierungsrichtungen der beiden aus piezoelektrischem Material eines Tintenstrahlkopfs des abgewinkelten Typs hergestellten Schichten einander gegenüberliegen. Bei der in 16 gezeigten Ausführungsform sind bei einem in 16(a) gezeigten Modus hinsichtlich der piezoelektrischen Basisplatten 203, von denen jede zwei Schichten 203a und 203b mit einander entgegengesetzten Polarisierungsrichtungen aufweist, die Polarisierung in den Schichten 203a und 203b in denjenigen Richtungen ausgebildet, die senkrecht sowohl zu der nicht-piezoelektrischen Basisplatte 8 als auch zum Substrat des nicht-piezoelektrischen Materials 2 sind und einander zugewandt sind, und in dem in 16(b) gezeigten anderen Modus ist die Polarisierung in den Schichten 203a und 203b in den Richtungen ausgebildet, die senkrecht sowohl zu der nicht-piezoelektrischen Basisplatte 8 als auch zum Substrat des nicht-piezoelektrischen Materials 2 sind und voneinander weg weisen. 16 and 17 FIG. 15 are diagrams of the modes in which the polarization directions of the two layers made of piezoelectric material of an angled-type ink-jet head are opposed to each other. At the in 16 shown embodiment are in an in 16 (a) shown mode with respect to the piezoelectric base plates 203 each of which has two layers 203a and 203b having opposite polarization directions, the polarization in the layers 203a and 203b formed in those directions perpendicular to both the non-piezoelectric base plate 8th as well as the substrate of the non-piezoelectric material 2 are and are facing each other, and in that in 16 (b) The other mode shown is the polarization in the layers 203a and 203b formed in the directions perpendicular to both the non-piezoelectric base plate 8th as well as the substrate of the non-piezoelectric material 2 are and point away from each other.

Bei diesem Tintenstrahlkopf 1 ist die Tintenkammer 4 dadurch gebildet, dass sie durch die piezoelektrischen Basisplatten 203 umgeben sind, die zwei Schichten aufweisen, die polarisiert sind und einander zugewandt sind, wobei die beiden nicht-piezoelektrischen Basisplatten 2 und 8 auf andere Weise einander zugewandt sind, und die beiden Elektroden 6 und 7 an den Innen- bzw. Außenseiten der piezoelektrischen Basisplatte 203 vorgesehen sind.In this inkjet head 1 is the ink chamber 4 formed by passing through the piezoelectric base plates 203 having two layers that are polarized and face each other, the two non-piezoelectric base plates 2 and 8th otherwise facing each other, and the two electrodes 6 and 7 on the inner and outer sides of the piezoelectric base plate 203 are provided.

Bei der in 17 gezeigten Ausführungsform ist bei einem in 17(a) gezeigten Modus hinsichtlich der piezoelektrischen Basisplatten 203, von denen jede zwei Schichten 203a und 203b aufweist, deren Polarisierungsrichtungen einander entgegengesetzt sind, die Polarisierungen in den Schichten 203a und 203b in denjenigen Richtungen ausgebildet, die parallel sowohl zu der nicht-piezoelektrischen Basisplatte 8 als auch zum Substrat des nicht-piezoelektrischen Materials sind und einander entgegengesetzt sind, und bei dem anderen, in 17(b) gezeigten Modus, sind die Polarisierungen in den Schichten 203a und 203b in denjenigen Richtungen ausgebildet, die parallel sowohl zu der nicht-piezoelektrischen Basisplatte 8 als auch zum Substrat nicht-piezoelektrischen Materials 2 sind, und umgekehrt zu den Richtungen in 17(a) sind. Hinsichtlich jeder der piezoelektrischen Basisplatten 203 ist die Elektrode 7 zwischen den Schichten 203a und 203b vorgesehen; ferner ist die Elektrode 6 zwischen der Schicht 203a und dem Substrat nicht-piezoelektrischen Materials 2 vorgesehen, und desgelichen die Elektrode 6 ist zwischen der Schicht 203b und der nicht-piezoelektrischen Basisplatte 8 vorgesehen.At the in 17 shown embodiment is at a in 17 (a) shown mode with respect to the piezoelectric base plates 203 each of which has two layers 203a and 203b has, whose Pola the directions of polarization are opposite, the polarizations in the layers 203a and 203b formed in those directions parallel to both the non-piezoelectric base plate 8th and to the substrate of the non-piezoelectric material and are opposite to each other, and in the other, in 17 (b) shown mode, are the polarizations in the layers 203a and 203b formed in those directions parallel to both the non-piezoelectric base plate 8th as well as the substrate of non-piezoelectric material 2 are, and vice versa to the directions in 17 (a) are. With respect to each of the piezoelectric base plates 203 is the electrode 7 between the layers 203a and 203b intended; Further, the electrode 6 between the layer 203a and the substrate of non-piezoelectric material 2 provided and unleashed the electrode 6 is between the layer 203b and the non-piezoelectric base plate 8th intended.

In dieser Erfindung kann, da bei der piezoelektrischen Basisplatte das Material der Basisplatte nicht beschränkt ist, eine aus organischem Material gefertigte Basisplatte verwendet werden, es ist jedoch eine aus nicht-metallischem piezoelektrischem Material gefertigte Basisplatte erwünscht, was diese aus nicht-metallischem piezoelektrischen Material gefertigte Platte betrifft, so kann beispielsweise eine durch Prozesse wie Formgebung und Brennen gebildete Keramikplatte oder eine ohne die Notwendigkeit der Formgebung und des Brennens gebildete Platte angeführt werden. Als organisches Material kann ein organisches Polymer oder ein Hybridmaterial aus einem organischen Polymer und anorganischem Material verwendet werden.In This invention can because of the piezoelectric base plate the material of the base plate is not limited, one of organic Material-made base plate can be used, it is however a made of non-metallic piezoelectric material Base plate desired, what this made of non-metallic piezoelectric material For example, one plate may be affected by processes such as shaping and burning formed ceramic plate or one without the need of the molding and firing plate. As the organic material may be an organic polymer or a hybrid material made of an organic polymer and inorganic material become.

Ferner können als Keramikmaterial PZT (PbZrO3-PbTiO3) und PZT mit einem dritten Additiv angeführt werden und als drittes Additiv können Pb (Mg1/2Nb2/3)O3, Pb (Mn1/2Sb2/3)O3 und Pb (CO1/2Nb2/3)O3 angeführt werden. Ferner kann die Keramikplatte auch unter Verwendung von BaTiO3, ZnO, LiNbO3, LiTaO3 usw. gebildet werden.Further, as a ceramic material, PZT (PbZrO 3 -PbTiO 3 ) and PZT may be cited with a third additive, and as the third additive, Pb (Mg 1/2 Nb 2/3 ) O 3 , Pb (Mn 1/2 Sb 2/3 ) O 3 and Pb (CO 1/2 Nb 2/3 ) O 3 . Further, the ceramic plate may also be formed using BaTiO 3 , ZnO, LiNbO 3 , LiTaO 3 , etc.

Als Platte, die ohne die Notwendigkeit der Formgebung und des Brennens gebildet wird, kann beispielsweise eine Platte angegeben werden, die durch ein Sol-Gel-Verfahren oder ein Verfahren der Beschichtung eines Substrats durch Aufeinanderstapeln von Schichten gebildet ist. Gemäß dem Sol-Gel-Verfahren wird das Sol durch Zusetzen von Wasser, einer Säure oder eines Alkali zu einer gleichmäßigen Lösung mit einer vorbestimmten chemischen Zusammensetzung zubereitet, um eine chemische Reaktion, wie z.B. eine Hydrolyse, zu induzieren. Ferner wird durch Anwendung des Prozesses wie beispielsweise eines Verdampfens des Lösemittels und Kühlens das Sol zubereitet, das Mikropartikel der objektiven Zusammensetzung oder der Vorläufer darin dispergierten nicht-metallischen anorganischen Mikropartikel aufweist, womit die Platte hergestellt werden kann. Zusätzlich zu der Möglichkeit des Zusetzens einer winzigen Menge einer unterschiedlichen Art des Elements, kann eine Verbindung mit einer gleichmäßig chemischen Zusammensetzung durch dieses Verfahren erzielt werden. Als Startmaterial wird ein wasserlösliches Metallsalz, wie z.B. Natriumsilikat oder metallisches Alkoxyd verwendet. Ein metallisches Alkoxyd ist eine Verbindung, die durch eine allgemeine Formel M(OR)n ausgedrückt ist, sie wird leicht hydrolisiert, da das OR-Radikal eine stark basische Eigenschaft aufweist, und wird in ein Metalloxyd oder ein Hydrat hiervon durch einen Kondensierungsprozess als organische hochmolekulare Verbindung verwandelt.As a plate formed without the need for molding and firing, for example, a plate formed by a sol-gel method or a method of coating a substrate by stacking layers may be given. According to the sol-gel method, the sol is prepared by adding water, an acid or an alkali into a uniform solution having a predetermined chemical composition to induce a chemical reaction such as hydrolysis. Further, by using the process such as evaporating the solvent and cooling, the sol is prepared having microparticles of the objective composition or precursors of non-metallic inorganic microparticles dispersed therein, whereby the plate can be produced. In addition to the possibility of adding a minute amount of a different type of element, a compound having a uniform chemical composition can be achieved by this method. The starting material used is a water-soluble metal salt, such as, for example, sodium silicate or metallic alkoxide. A metallic alkoxide is a compound expressed by a general formula M (OR) n , it is easily hydrolyzed because the OR radical has a strongly basic property, and it becomes a metal oxide or a hydrate thereof by a condensation process as organic transformed high molecular compound.

Ferner gibt es ein Verfahren des Aufdampfens aus der Dampfphase als Verfahren des Beschichtens eines Substrats durch Schichtenbildung; die Verfahren zur Zubereitung einer keramischen Platte aus der Dampfphase werden in zwei Verfahrensarten unterteilt, und zwar Aufdampfverfahren durch physikalische Mittel und Verfahren durch eine chemische Reaktion in der Dampfphase oder auf der Oberfläche der Platte. Ferner werden die physikalischen Aufdampfverfahren in das Vakuum-Aufdampfverfahren, das Sputter-Verfahren, das Ionenplattier-Verfahren etc. unterteilt, und als chemische Verfahren können das chemische Aufdampfverfahren (CVD), das Plasma-CVD-Verfahren etc. angeführt werden. Das Vakuum-Aufdampfverfahren als physikalisches Aufdampfverfahren (PVD) ist ein Verfahren, bei dem das Zielmaterial in einem Vakuum erwärmt wird, um zu verdampfen, und der Dampf verfestigt wird, um sich auf der Oberfläche eines Substrats abzulagern, und das Sputterverfahren ist ein Verfahren, welches die Sputtererscheinung anwendet, bei der Hochenergiepartikel zum Kollidieren mit dem Zielmaterial (Ziel) gebracht werden, und die Atome oder Moleküle auf der Zieloberfläche ein Moment mit den kollidierten Molekülen austauschen, um aus der Oberfläche heraus katapultiert zu werden. Ferner ist das Ionenplattier-Verfahren ein Verfahren, bei dem das Aufdampfen in einer ionisierten Gasumgebung erfolgt. Ferner wird bei dem CVD-Verfahren die Verbindung, die Atome, Moleküle oder Ionen aufweist, um den Zielfilm zu bilden, verdampft und in den Reaktionsbereich durch ein geeignetes Trägergas eingeleitet, wo sie zur Reaktion mit einem erwärmten Substrat gebracht werden oder durch Reaktion auf diesem abgelagert werden, um einen Film zu bilden; bei dem Plasma-CVD-Verfahren wird der Dampfphasenzustand durch die Energie eines Plasmas erzeugt, und ein Film wird durch eine chemische Dampfphasenreaktion in einem vergleichsweise niedrigen Temperaturbereich von 400-500°C abgelagert. In dieser Erfindung ist bei der nicht-piezoelektrischen Basisplatte das Material der Basisplatte nicht eingeschränkt, und es kann eine Basisplatte verwendet werden, die aus organischem Material hergestellt ist, es ist aber eine Basisplatte erwünscht, die aus einem nicht-metallischen nicht-piezoelektrischen Material hergestellt ist; als aus einem nicht-metallischen nicht-piezoelektrischen Material gefertigte Platte kann beispielsweise ein Material verwendet werden, das aus Tonerde, Aluminiumnitrit, Zirkonium, Silizium, Siliziumhydrid, Siliziumcarbid und Quartz ausgewählt ist.Further, there is a vapor phase vapor deposition method as a method of coating a substrate by layering; the processes for preparing a ceramic vapor phase plate are subdivided into two types of processes, namely physical vapor deposition and chemical vapor reaction or surface treatment. Further, the physical vapor deposition methods are divided into the vacuum evaporation method, the sputtering method, the ion plating method, etc., and as the chemical methods, the chemical vapor deposition method (CVD), the plasma CVD method, etc. can be cited. The physical vapor deposition (PVD) vapor deposition method is a method in which the target material is heated in a vacuum to vaporize and the vapor is solidified to deposit on the surface of a substrate, and the sputtering method is a method of which applies the sputtering phenomenon in which high energy particles are made to collide with the target material (target), and the atoms or molecules on the target surface momentarily exchange with the collided molecules to be catapulted out of the surface. Further, the ion plating process is a process in which vapor deposition occurs in an ionized gas environment. Further, in the CVD method, the compound having atoms, molecules or ions to form the target film is vaporized and introduced into the reaction region by a suitable carrier gas, where they are reacted with a heated substrate or by reaction thereto be deposited to form a film; In the plasma CVD method, the vapor phase state is generated by the energy of a plasma, and a film is deposited by a chemical vapor phase reaction in a comparatively low temperature range of 400-500 ° C. In this invention, in the non-piezoelectric base plate, the material of the base plate is not limited and may be a base plate made of organic material, but a base plate made of a non-metallic non-piezoelectric material is desired; As a plate made of a non-metallic non-piezoelectric material, for example, a material selected from alumina, aluminum nitrite, zirconium, silicon, silicon hydride, silicon carbide and quartz may be used.

Als diese nicht-piezoelektrischen Basisplatte gibt es eine Keramikplatte, die durch Prozesse wie Formgebung und Brennen gebildet wird, ein Platte, die ohne die Notwendigkeit der Formgebung und des Brennens gebildet wird, usw. Für die durch diese Verfahren, wie z.B. Brennen, gebildete Keramikplatte können beispielsweise Al2O3, SiO2, eine Mischung aus diesen sowie eine geschmolzene Mischung aus diesen und außerdem ZrO2, BeO, AlN, SiC etc. verwendet werden. Als organisches Material kann ein organisches Polymer oder ein Hybridmaterial aus einem organischen Polymer und anorganischem Material eingesetzt werden.As this non-piezoelectric base plate, there is a ceramic plate formed by processes such as shaping and firing, a plate formed without the need for molding and firing, etc. For the ceramic plate formed by these methods such as firing For example, Al 2 O 3 , SiO 2 , a mixture of these, and a molten mixture of these and also ZrO 2 , BeO, AlN, SiC, etc. may be used. As the organic material, an organic polymer or a hybrid material of an organic polymer and inorganic material may be used.

Im folgenden werden die physikalischen Eigenschaftswerte der nicht-piezoelektrischen Basisplatte und der piezoelektrischen Basisplatte beschrieben.in the Following are the physical property values of non-piezoelectric Base plate and the piezoelectric base plate described.

Die Dichte [g/cm2] der piezoelektrischen Basisplatte sollte wunschgemäß 3 bis 10, und die Dichte [g/cm2] Volumen der nicht-piezoelektrischen Basisplatte sollte 0,8 bis 10 betragen. Das Young'sche Modul oder der Elastizitätskoeffizient [GPa] der piezoelektrischen Basisplatte sollte 50 bis 200 betragen, und das Young'sche Modul [GPa] der nicht-piezoelektrischen Basisplatte sollte 100 bis 400 betragen.The density [g / cm 2 ] of the piezoelectric base plate should be 3 to 10 as desired, and the density [g / cm 2 ] of the volume of the non-piezoelectric base plate should be 0.8 to 10. The Young's modulus or elastic coefficient [GPa] of the piezoelectric base plate should be 50 to 200, and the Young's modulus [GPa] of the non-piezoelectric base plate should be 100 to 400.

Der Wärmedehnungskoeffizient [ppm/deg] der piezoelektrischen Basisplatte sollte 7 bis 8 betragen und der Wärmedehnungskoeffizient [ppm/deg] der nicht-piezoelektrischen Basisplatte sollte 0,6 bis 7 betragen.Of the Thermal expansion coefficient [ppm / deg] of the piezoelectric base plate should be 7 to 8 and the thermal expansion coefficient [ppm / deg] of the non-piezoelectric Base plate should be 0.6 to 7.

Die Wärmeleitfähigkeit [W/cm × deg] der piezoelektrischen Basisplatte sollte 0,005 bis 0,1 und die Wärmeleitfähigkeit [W/cm × deg] der nicht-piezoelektrischen Basisplatte sollte 0,03 bis 0,3 betragen.The thermal conductivity [W / cm × deg] The piezoelectric base plate should be 0.005 to 0.1 and the thermal conductivity [W / cm × deg] of the non-piezoelectric base plate should be 0.03 to 0.3.

Die Dielektrizitätskonstante der piezoelektrischen Basisplatte sollte 1000 bis 4000, und die Dielektrizitätskonstante der nicht-piezoelektrischen Basisplatte sollte 4 bis 100 betragen.The permittivity The piezoelectric base plate should be 1000 to 4000, and the permittivity The non-piezoelectric base plate should be 4 to 100.

Die Härte [Hv 1,0/GPa] der piezoelektrischen Basisplatte sollte 2 bis 10, und die Härte [Hv 1,0/GPa] der nicht-piezoelektrischen Basisplatte sollte 2 bis 20 betragen.The Hardness [Hv 1.0 / GPa] of the piezoelectric base plate should be 2 to 10, and the hardness [Hv 1.0 / GPa] of non-piezoelectric Base plate should be 2 to 20.

Die Festigkeit [KgF/cm2] gegenüber einer Verbiegung der piezoelektrischen Basisplatte sollte 5000 bis 2000, und die Festigkeit [KgF/cm2] gegenüber einer Verbiegung der nicht-piezoelektrischen Basisplatte sollte 3000 bis 9000 betragen.The strength [KgF / cm 2 ] against bending of the piezoelectric base plate should be 5000 to 2000, and the strength [KgF / cm 2 ] against bending of the non-piezoelectric base plate should be 3000 to 9000.

Der Volumenwiderstand der piezoelektrischen Basisplatte [Ω × cm] sollte 0,5 bis 10, und der Volumenwiderstand der nicht-piezoelektrischen Basisplatte [Ω × cm] sollte 7 bis 10 betragen.Of the Volume resistivity of the piezoelectric base plate [Ω × cm] should be 0.5 to 10, and the volume resistivity of the non-piezoelectric Base plate [Ω × cm] should 7 to 10 amount.

Ferner sollte die Oberflächenrauhigkeit [Ra] der an dem Abschnitt zwischen der nicht-piezoelektrischen Basisplatte und der piezoelektrischen Basisplatte zu verbindenden Oberflächen wunschgemäß nicht größer als 1,0 μm sein, noch besser nicht größer als 0,3 μm sein, und am besten nicht größer als 0,1 μm sein. Die Oberflächenrauhigkeit [Ra] wird so erhalten, dass die nicht-piezoelektrische Basisplatte und die piezoelektrische Basisplatte abgelöst werden, eine Oberflächenrauhigkeit für jede abgelöste Oberfläche der nicht-piezoelektrischen Basisplatte und der piezoelektrischen Basisplatte gemessen wird, und die Oberflächenrauhigkeit [Ra] als Durchschnittswert der Messwerte erhalten wird. Falls die Oberflächenrauhigkeit der zu verbindenden Oberflächen 1,0 μm überschreitet, tritt eine große Menge des weichen hochmolekularen Klebemittels (beispielsweise eines Epoxyharzes) zwischen die zu verbindenden Oberflächen ein, was die Antriebskraft der Platte des nicht-metallischen anorganischen piezoelektrischen Materials verringert und eine Minderung der Sensibilität und den Anstieg elektrischer Spannung mit sich bringt; dies ist nicht erwünscht.Further should the surface roughness [Ra] at the portion between the non-piezoelectric base plate and surfaces to be bonded to the piezoelectric base plate are desired to be not larger than 1.0 μm, even better not bigger than 0.3 μm, and preferably not larger than 0.1 microns. The surface roughness [Ra] is obtained so that the non-piezoelectric base plate and the piezoelectric base plate are peeled off, a surface roughness for every detached surface the non-piezoelectric base plate and the piezoelectric base plate is measured, and the surface roughness [Ra] is obtained as an average value of the measured values. if the surface roughness the surfaces to be joined Exceeds 1.0 μm, occurs a big one Amount of soft high molecular weight adhesive (for example, a Epoxy resin) between the surfaces to be joined, what the driving force the plate of non-metallic inorganic piezoelectric Reduced material and a reduction in sensitivity and the Increase in electrical voltage brings with it; this is not wanted.

Die Beziehung zwischen der Oberflächenrauhigkeit [Ra] der zu verbindenden Oberflächen der nicht-piezoelektrischen Basisplatte und der piezoelektrische Basisplatte sowie der Antriebsspannungswert ist in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1 Ra einer piezoelektrischen Keramikplatte [μm] Ra einer nicht-piezoelektrischen Keramikplatte [μm] 2,0 1,0 0,5 0,3 0,1 2,0 27V C 25V C 23V C C 1,0 25V C 20V A 0,5 19V A 0,3 23V C 18V AA 0,1 C 17V AA The relationship between the surface roughness [Ra] of the surfaces to be bonded of the non-piezoelectric base plate and the piezoelectric base plate and the driving voltage value is shown in Table 1. Table 1 Ra of a piezoelectric ceramic plate [μm] Ra of a non-piezoelectric ceramic plate [μm] 2.0 1.0 0.5 0.3 0.1 2.0 27V C 25V C 23V C C 1.0 25V C 20V A 0.5 19V A 0.3 23V C 18V AA 0.1 C 17V AA

In Tabelle 1 gibt AA den Fall an, bei dem kein weiches hochmolekulares Klebemittel (beispielsweise ein Epoxyharz) in die konkaven Abschnitte auf den gebondeten Oberflächen eindringt, die Antriebsspannung niedrig ist und eine Einsparung an elektrischer Energie erfolgt, A gibt den Fall an, bei dem eine geringe Menge des Klebemittels eindringt, und C gibt den Fall an, bei dem eine große Menge des Klebemittels eindringt.In Table 1 gives AA the case where no soft high molecular weight Adhesive (for example, an epoxy resin) in the concave portions on the bonded surfaces penetrates, the drive voltage is low and a saving takes place at electrical energy, A indicates the case in which a small amount of the adhesive penetrates, and C indicates the case where a big one Amount of adhesive penetrates.

Ferner werden die zu verbindenden Oberflächen der nicht-piezoelektrischen Basisplatte und der piezoelektrischen Basisplatte einer Plasmabehandlung oder einer UV-Behandlung unterzogen. Die Plasmabehandlung ist eine Behandlung, bei der eine nicht-piezoelektrische Basisplatte oder eine piezoelektrische Basisplatte in eine Vakuumkammer eingebracht wird und irgendeines oder Gasgemisch von zwei oder mehr von Ar, N2 und O2 eingeleitet wird und durch eine elektromagnetisches Feld in den Plasmazustand versetzt wird, das durch eine äußere Energiequelle angelegt wird, wobei ein fluorisiertes Kohlenwasserstoffgas, wie z.B. CF4-Gas in geeigneter Weise eingesetzt werden kann, um die Ätzleistung der Oberfläche zu verbessern. Ferner erfolgt bei der UV-Behandlung ein Prozess, bei dem der ultraviolette Strahl von einer UV-Licht emittierenden Lampe direkt auf die nicht-piezoelektrische Basisplatte oder die piezoelektrische Basisplatte aufgebracht wird, und er kann in geeigneter Weise in der O2-Atmosphäre vorgenommen werden, um den Reinigungseffekt durch Ozon zu bewirken.Further, the surfaces to be bonded of the non-piezoelectric base plate and the piezoelectric base plate are subjected to a plasma treatment or a UV treatment. The plasma treatment is a treatment in which a non-piezoelectric base plate or a piezoelectric base plate is placed in a vacuum chamber and any or mixed gas of two or more of Ar, N 2 and O 2 is introduced and is plasma-changed by an electromagnetic field which is applied by an external energy source, wherein a fluorinated hydrocarbon gas such as CF 4 gas can be suitably used to improve the etching performance of the surface. Further, in the ultraviolet treatment, there is a process in which the ultraviolet ray from a UV light emitting lamp is directly applied to the non-piezoelectric base plate or the piezoelectric base plate, and can be suitably carried out in the O 2 atmosphere to effect the cleaning effect by ozone.

Durch Anwenden einer Plasmabehandlung und einer UV-Behandlung der zu bondenden Oberfläche auf diese Weise kann eine Verunreinigung durch organische Substanzen bereinigt und entfernt werden, und eine schwache Verbindung, wie durch restliche Mikroblasen, kann aufgrund der verbesserten Benetzbarkeit über die gesamte Oberfläche des Klebemittels eliminiert werden; daher kann ein unzureichender Antrieb der piezoelektrischen Basisplatte vermieden werden, und stabile Tintenstrahlköpfe können hergestellt werden.By Apply a plasma treatment and a UV treatment of the to be bonded Surface on this way can be contamination by organic substances be cleaned up and removed, and a weak connection, like by remaining microbubbles, due to the improved wettability over the entire surface the adhesive are eliminated; therefore, an inadequate Drive the piezoelectric base plate can be avoided, and stable inkjet heads can getting produced.

Übrigens werden in dem Tintenstrahlkopf des Schermodus dieser Art eine Tintenkammer und eine Luftkammer alternierend an einem polarisierten piezoelektrischen Element durch Ausbilden von Nuten bzw. Rillen gebildet, und Elektroden werden auf den Seiten beider Wände an der Tintenkammer und der Luftkammer vorgesehen, die Elektrodenoberfläche wird isoliert und eine Spannung wird an jede Elektrode angelegt, so dass Wände der Tintenkammer einer Scherverformung unterliegen, um Tinte über eine Öffnung auszustoßen. Da diese Druckbeaufschlagungskammer und Tintenkammer massiv durch piezoelektrische Keramikstoffe gebildet werden, ist der Aufbau des Kopfs extrem einfach. Da außerdem die Tintenkammer aus Keramikstoff hergestellt ist, wird sie durch die Tinte nicht beschädigt, die Festigkeit bzw. Widerstandsfähigkeit der Tintenkammer ist hoch und der Aufbau ist einfach und fest, was einen für hohe Dichten geeigneten Tintenstrahlkopf ergibt.by the way become an ink chamber in the shear mode ink jet head of this type and an air chamber alternately on a polarized piezoelectric Element formed by forming grooves, and electrodes be on the sides of both walls provided on the ink chamber and the air chamber, the electrode surface is isolated and a voltage is applied to each electrode so that walls of the Under shear of the ink chamber to expel ink through an opening. There this pressurization chamber and ink chamber solid by piezoelectric Ceramics are formed, the construction of the head is extremely simple. There as well The ink chamber is made of ceramic material, it is through the ink is not damaged, the strength or resistance the ink chamber is high and the construction is simple and solid, which one for high density suitable inkjet head results.

Claims (7)

Verfahren zum Herstellen eines Tintenstrahlkopfs, bei dem Tinte aus einem Düsenloch durch Anlegen einer elektrischen Spannung an eine Elektrode, so dass jede von durch eine Trennwand unterteilten Tintenkammern (4) verformt wird, ausgestoßen werden kann, wobei es die Schritte in der folgenden Reihenfolge umfasst: Bereitstellen mehrerer piezoelektrischer Basisplatten (3) mit gegebener Polarisierung Seite an Seite auf einer ersten, nicht-piezoelektrischen Basisplatte (2), Herstellen mehrerer Rillen bzw. Nuten (3a) auf den mehreren piezoelektrischen Basisplatten (3), und Anbringen einer zweiten, nicht-piezoelektrischen Basisplatte (8) auf den mehreren piezoelektrischen Basisplatten (3), um die mehreren Nuten bzw. Rillen (3a) zu abzudecken, so dass die von einer Trennwand unterteilten Tintenkammern (4) gebildet werden, wobei die Nuten bzw. Rillen (3a) mindestens an Verbindungsabschnitten (20) unter den mehreren piezoelektrischen Basisplatten (3) ausgebildet sind, und zwar derart, dass die Tintenkammern (4) von der ersten nicht-piezoelektrischen Basisplatte (2), den piezoelektrischen Basisplatten (3) und der zweiten nicht-piezoelektrischen Basisplatte (8) umgeben sind.A method of manufacturing an ink-jet head in which ink is ejected from a nozzle hole by applying a voltage to an electrode so that each of ink chambers partitioned by a partition wall (US Pat. 4 ) is ejected, comprising the steps in the following order: providing a plurality of piezoelectric base plates ( 3 ) with given polarization side by side on a first, non-piezoelectric base plate ( 2 ) Producing several grooves or grooves ( 3a ) on the plurality of piezoelectric base plates ( 3 ), and attaching a second, non-piezoelectric base plate ( 8th ) on the plurality of piezoelectric base plates ( 3 ) around the plurality of grooves ( 3a ) so that the ink chambers partitioned by a partition wall ( 4 ) are formed, wherein the grooves or grooves ( 3a ) at least at connection sections ( 20 ) under the plurality of piezoelectric base plates ( 3 ) are formed in such a way that the ink chambers ( 4 ) from the first non-piezoelectric base plate ( 2 ), the piezoelectric base plates ( 3 ) and the second non-piezoelectric base plate ( 8th ) are surrounded. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bereitstellens mehrerer piezoelektrischer Basisplatten (3) das Aufeinanderschichten der piezoelektrischen Basisplatten (3) mit mindestens zwei Laminierungsschichten, die aus piezoelektrischen Materialien hergestellt sind, deren Polarisierungsrichtungen einander entgegengesetzt sind, auf der ersten nicht-piezoelektrischen Basisplatte (2), umfasst.The method of claim 1, wherein the step of providing a plurality of piezoelectric base plates ( 3 ) the stacking of the piezoelectric base plates ( 3 ) with at least two lamination layers made of piezoelectric materials whose polarization directions are opposite to each other on the first non-piezoelectric base plate ( 2 ). Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine Oberflächenrauhigkeit von Oberflächen, durch die die Laminierungsschichten des piezoelektrischen Materials miteinander verklebt werden, nicht größer als 1,0 μm ist.The method of claim 2, wherein a surface roughness of surfaces, through which the lamination layers of the piezoelectric material glued together, not greater than 1.0 microns. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die piezoelektrischen Basisplatten (3) aus einem nicht-metallischen Material hergestellt werden.A method according to claim 1, 2 or 3, wherein the piezoelectric base plates ( 3 ) are made of a non-metallic material. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das nicht-metallische Material aus mindestens einem der aus Tonerde, Aluminiumnitrit, Zirkonium, Silizium, Siliziumnitrid, Siliziumkarbid und Quartz ausgewählten Stoffe hergestellt wird.The method of claim 4, wherein the non-metallic material at least one of alumina, aluminum nitrite, zirconium, Silicon, silicon nitride, silicon carbide and quartz selected substances will be produced. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Oberflächenrauhigkeit von Oberflächen, durch die die nicht-piezoelektrischen Basisplatten (2, 8) und die piezoelektrischen Basisplatten (3) miteinander verklebt werden, nicht größer als 1,0 μm ist.Method according to one of claims 1 to 5, wherein a surface roughness of surfaces through which the non-piezoelectric base plates ( 2 . 8th ) and the piezoelectric base plates ( 3 ) are glued together, not larger than 1.0 microns. Verfahren nach Anspruch 3 oder 6, wobei die zu verklebenden Oberflächen einer Plasmabehandlung oder einer UV-Behandlung unterzogen werden.The method of claim 3 or 6, wherein the to be bonded surfaces a plasma treatment or a UV treatment.
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