JP2000052552A - Liquid drop jet apparatus - Google Patents

Liquid drop jet apparatus

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JP2000052552A
JP2000052552A JP10224857A JP22485798A JP2000052552A JP 2000052552 A JP2000052552 A JP 2000052552A JP 10224857 A JP10224857 A JP 10224857A JP 22485798 A JP22485798 A JP 22485798A JP 2000052552 A JP2000052552 A JP 2000052552A
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JP
Japan
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liquid
piezoelectric
electrode
storage chamber
piezoelectric element
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10224857A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoki Funakubo
朋樹 舟窪
Kazunari Tokuda
一成 徳田
Seiya Takahashi
誠也 高橋
Katsuhiro Wakabayashi
勝裕 若林
Yukihiko Sawada
之彦 沢田
Shidan O
詩男 王
Masaki Esashi
正喜 江刺
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To construct a piezoelectric element in a minute structure by forming a bottom electrode to a bottom face of a recessed part, forming a back electrode to a rear face of a piezoelectric block to be opposite to the bottom electrode and inserting a piezoelectric part between the electrodes. SOLUTION: A lid part 2 for covering a recessed part 3 in which a liquid is to be stored and a liquid channel groove 4 is fitted to a front face of a piezoelectric block material 1. The recessed part 3 covered with the lid part 2 forms a liquid storage chamber for storing the liquid, and the liquid channel groove 4 covered with the lid part 2 forms a liquid channel for guiding the liquid outside. A bottom electrode 5 is formed to totally cover a bottom face of the recessed part 3. A back electrode 6 opposite to the bottom electrode 5 is formed to a rear face of the piezoelectric block material 1. A piezoelectric element is formed of a piezoelectric part 7 at a bottom part of the liquid storage chamber inserted between the bottom electrode 5 and back electrode 6.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェットプリ
ンタヘッドなどに用いる液滴噴射装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid droplet ejecting apparatus used for an ink jet printer head or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、パソコンの出力端末としてインク
ジェットプリンタが注目を集めている。その心臓部とも
言えるインクジェットプリンタヘッドの駆動方式は、圧
電駆動方式および熱駆動方式に大別される。圧電駆動方
式は、応答性、耐久性などの点で、熱駆動方式に比べて
優れている。
2. Description of the Related Art In recent years, an ink jet printer has attracted attention as an output terminal of a personal computer. The driving method of the ink jet printer head, which can be said to be the heart, is roughly classified into a piezoelectric driving method and a heat driving method. The piezoelectric driving method is superior to the thermal driving method in terms of responsiveness and durability.

【0003】従来の圧電駆動方式のインクジェットプリ
ンタヘッドとしては、圧電素子の変形を利用してインク
などの液体を粒子状に噴射させる液滴噴射装置を用いた
ノズルヘッドがある。このような液滴噴射装置を用いた
ノズルヘッドの構成は、例えば特開昭55−94660
号公報に開示されている。
[0003] As a conventional piezoelectric drive type ink jet printer head, there is a nozzle head using a liquid droplet ejecting apparatus for ejecting a liquid such as ink into particles by utilizing deformation of a piezoelectric element. The configuration of a nozzle head using such a droplet ejecting apparatus is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-94660.
No. 6,086,045.

【0004】この文献に開示されているノズルヘッド
は、インクを収容するための圧力室、インクを液滴すな
わちインク粒子として噴射させるためのノズル孔、圧力
室からノズル孔にインクを導くための導管部、圧力室に
別の導管部を介して連通しているインク溜を備えてい
る。
The nozzle head disclosed in this document has a pressure chamber for containing ink, a nozzle hole for ejecting ink as droplets, that is, ink particles, and a conduit for guiding ink from the pressure chamber to the nozzle hole. And an ink reservoir in communication with the pressure chamber via another conduit section.

【0005】上述したノズルヘッドの各要素は、シリコ
ンなどからなる本体の表面に化学的エッチングによって
形成された溝部、およびこの溝部を覆うように本体表面
に静電接合によって配置された板状のベースによって形
成されている。ベースは、例えばパイレックスガラスか
らなる。
[0005] Each element of the above-described nozzle head includes a groove formed by chemical etching on the surface of a body made of silicon or the like, and a plate-like base arranged by electrostatic bonding on the surface of the body so as to cover the groove. Is formed by The base is made of, for example, Pyrex glass.

【0006】また、インクに対する界面特性が一様にな
るように、ノズル孔が開口する面には二酸化珪素(Si
2 )の薄膜が蒸着もしくはスパッタリングによって形
成されている。
Further, silicon dioxide (Si) is provided on the surface where the nozzle hole is opened so that the interface characteristics with the ink become uniform.
A thin film of O 2 ) is formed by vapor deposition or sputtering.

【0007】シリコンなどからなる本体の背面には、圧
力室に対応する位置に外付けによって圧電素子が装着さ
れている。圧電素子は、両面に電極が形成された圧電体
からなる。圧電素子の圧電効果(バイメタル効果)に基
づいた変形によって圧力室を収縮させることで、圧力室
内のインクを導管部を通してノズル孔からインク粒子と
して噴射させる。
A piezoelectric element is externally mounted at a position corresponding to the pressure chamber on the back surface of the main body made of silicon or the like. The piezoelectric element is made of a piezoelectric body having electrodes formed on both surfaces. By contracting the pressure chamber by deformation based on the piezoelectric effect (bimetal effect) of the piezoelectric element, ink in the pressure chamber is ejected from a nozzle hole as ink particles through a conduit portion.

【0008】しかし、従来のノズルヘッドに用いられて
いる液滴噴射装置においては、圧力室を含む各要素およ
び圧電素子がそれぞれ微細な形状を有すると、圧力室に
対応する位置に外付けによって圧電素子を正確に配置す
ることが容易ではなかった。そのため、微細な構造を有
する液滴噴射装置を作製することが難しいという問題が
あった。
However, in the liquid droplet ejecting apparatus used in the conventional nozzle head, if each element including the pressure chamber and the piezoelectric element have minute shapes, the piezoelectric element is externally mounted at a position corresponding to the pressure chamber. It was not easy to accurately arrange the elements. Therefore, there is a problem that it is difficult to manufacture a droplet ejecting device having a fine structure.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、微細
な構造を有することが可能な液滴噴射装置を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid droplet ejecting apparatus capable of having a fine structure.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、圧電体からなるブロック材をエ
ッチングして表面に凹部および溝を形成し、これら凹部
および溝を覆うように蓋部を装着して、液体収容室およ
び液体流路とすることとした。そして、凹部の底面、お
よび凹部の底面に対応するブロック材の背面に電極を形
成して、これら両電極に挟まれた圧電体部を圧電素子と
して駆動させることにした。こうして圧電素子の位置は
凹部によって規定されるため、液体収容室に対応する位
置に正確に圧電素子を配置することが容易となり、微細
な構造を有することが可能な液滴噴射装置を実現するこ
とができる。
In order to solve the above problems, in the present invention, a concave material and a groove are formed on a surface by etching a block material made of a piezoelectric material, and a cover is formed so as to cover the concave material and the groove. The liquid storage chamber and the liquid flow path are provided by mounting the unit. Then, electrodes are formed on the bottom surface of the concave portion and on the back surface of the block material corresponding to the bottom surface of the concave portion, and the piezoelectric portion sandwiched between these electrodes is driven as a piezoelectric element. Since the position of the piezoelectric element is defined by the concave portion in this manner, it is easy to accurately arrange the piezoelectric element at a position corresponding to the liquid storage chamber, and to realize a droplet ejecting apparatus capable of having a fine structure. Can be.

【0011】すなわち、本発明によれば、液体を収容す
るための凹部および該凹部に一方の先端が接続し他方の
先端が側面で開口している液体流路用の溝が表面内に形
成されたブロック材と、該凹部および該溝を覆うように
該ブロック材の表面に装着された蓋部と、該凹部および
該蓋部によって形成される液体収容室に収容された液体
を該溝および該蓋部によって形成される液体流路を通し
て液滴として外部に押出すために該液体収容室を収縮さ
せるように変形する圧電素子とを備え、該ブロック材は
圧電体で形成され、該圧電素子は、該凹部の底面に形成
された底面電極と、底面電極に対向して該圧電体ブロッ
クの背面に形成された背面電極と、両電極に挟まれた圧
電体部とから形成されることを特徴とする液滴噴射装置
が提供される。
That is, according to the present invention, a recess for accommodating a liquid and a groove for a liquid flow passage having one end connected to the recess and the other end opened on the side surface are formed in the surface. A block material, a lid mounted on the surface of the block material so as to cover the concave portion and the groove, and a liquid stored in a liquid storage chamber formed by the concave portion and the lid. A piezoelectric element that deforms so as to shrink the liquid storage chamber in order to extrude the liquid as liquid droplets through a liquid flow path formed by the lid, wherein the block material is formed of a piezoelectric material, and the piezoelectric element is A bottom electrode formed on the bottom surface of the concave portion, a back electrode formed on the back surface of the piezoelectric block facing the bottom electrode, and a piezoelectric portion sandwiched between both electrodes. Is provided.

【0012】本発明においては、該圧電体ブロック表面
にはさらに該凹部に一方の先端が接続し他方の先端が側
面で開口している配線用の溝が形成され、該配線用の溝
の底面には該凹部の該底面電極に接続された配線用電極
が形成され、該配線用の溝の開口部には、この開口部か
らの該液体の流出を防止するための液体流出防止材が充
填され、該液体流路用の溝の開口部には、この開口部か
ら外部に押出される該液滴の形態を調整するための液滴
形態調整手段が配置され、該蓋部上には該凹部に該液体
を供給するための液体供給源が配置され、該蓋部には液
体供給源から該凹部に該液体を通過させる液体供給孔が
設けられていることが好ましい。
In the present invention, a wiring groove is formed on the surface of the piezoelectric block, one end of which is connected to the recess and the other end of which is open on the side surface. A wiring electrode connected to the bottom electrode of the concave portion is formed, and an opening of the wiring groove is filled with a liquid outflow preventing material for preventing the liquid from flowing out from the opening. In the opening of the groove for the liquid flow path, a droplet form adjusting means for adjusting the form of the droplet extruded from the opening to the outside is disposed, and the liquid form adjusting means is provided on the lid. It is preferable that a liquid supply source for supplying the liquid to the concave portion is disposed, and the lid portion be provided with a liquid supply hole for passing the liquid from the liquid supply source to the concave portion.

【0013】また、本発明においては、圧電素子の該底
面電極および背面電極はそれぞれの厚みが互いに異なる
か、および/またはそれぞれヤング率の異なる導電材料
から形成されていることが好ましい。
Further, in the present invention, it is preferable that the bottom electrode and the back electrode of the piezoelectric element have different thicknesses and / or are formed of a conductive material having different Young's modulus.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照して、
詳細に説明する。図1に、本発明に係る液滴噴射装置を
示す。図1(a)はその概略斜視図であり、図1(b)
は図1(a)の線B−B’に沿った断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
This will be described in detail. FIG. 1 shows a droplet ejecting apparatus according to the present invention. FIG. 1A is a schematic perspective view thereof, and FIG.
FIG. 2 is a sectional view taken along line BB ′ of FIG.

【0015】本発明に係る液滴噴射装置は、1つの圧電
体ブロック材1および該ブロック材表面に装着される蓋
部2を備えている。圧電体ブロック材1は、通常、直方
体などの形状をなしている。
The droplet ejecting apparatus according to the present invention includes one piezoelectric block 1 and a lid 2 attached to the surface of the block. The piezoelectric block material 1 usually has a shape such as a rectangular parallelepiped.

【0016】圧電体ブロック材1の寸法としては、たと
えば、幅が約10mm、長さが約10mm、厚み(もし
くは高さ)が約0.5mmなどが挙げられる。圧電体ブ
ロック材1は、例えばセラミックスなどから形成され
る。セラミックスは、圧電性が得られるセラミックスで
あれば特に限定されない。圧電性が得られるセラミック
スとしては、例えばチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)系
セラミックス、亜鉛ニオブ酸鉛とチタン酸鉛(PZN−
PT)系セラミックス、マグネシウムニオブ酸鉛とチタ
ン酸鉛(PMN−PT)系セラミックスなどが挙げられ
る。
The dimensions of the piezoelectric block 1 include, for example, a width of about 10 mm, a length of about 10 mm, and a thickness (or height) of about 0.5 mm. The piezoelectric block 1 is formed of, for example, ceramics. The ceramic is not particularly limited as long as it can obtain piezoelectricity. Examples of ceramics that can obtain piezoelectricity include lead zirconate titanate (PZT) -based ceramics, lead zinc niobate and lead titanate (PZN-
PT) -based ceramics, lead magnesium niobate and lead titanate (PMN-PT) -based ceramics, and the like.

【0017】圧電体ブロック材1は、例えば上述のセラ
ミックス材料の粉体を焼成したもの、またはセラミック
ス材料の固溶体単結晶のような単結晶から研削もしくは
切出したものからなる。
The piezoelectric block material 1 is made of, for example, a material obtained by firing the above-mentioned ceramic material powder or a material obtained by grinding or cutting a single crystal such as a solid solution single crystal of the ceramic material.

【0018】なお、圧電体ブロック材1は、材料の粉体
を焼成したものよりも単結晶から研削または切出したも
のの方が好ましい。単結晶の方が焼結したものよりも配
向性と密度が高く圧電特性に優れるからである。
The piezoelectric block material 1 is more preferably ground or cut out of a single crystal than fired material powder. This is because a single crystal has a higher orientation and a higher density than a sintered one and has excellent piezoelectric characteristics.

【0019】圧電体ブロック材1の表面には、液体を収
容するための凹部3、この凹部3に収容された液体を圧
電体ブロック材1の側面へと導くための液体流路用の溝
4が形成されている。液体流路用の溝4は、その一方の
先端が凹部3に接続し、他方の先端が圧電体ブロック材
1の側面で開口している。
On the surface of the piezoelectric block 1, a recess 3 for containing a liquid, and a groove 4 for a liquid flow path for guiding the liquid contained in the recess 3 to the side surface of the piezoelectric block 1. Are formed. One end of the groove 4 for the liquid flow path is connected to the concave portion 3, and the other end is opened on the side surface of the piezoelectric block material 1.

【0020】液体としては、インクジェットプリンタな
どで使用されるインク、薬液などが挙げられる。凹部3
および液体流路用の溝4は、後述するように、反応ガス
のプラズマを用いた選択エッチングによって圧電体ブロ
ック材の表面に形成することができる。
Examples of the liquid include inks and chemicals used in ink jet printers and the like. Recess 3
The groove 4 for the liquid flow path can be formed on the surface of the piezoelectric block material by selective etching using plasma of a reactive gas, as described later.

【0021】凹部3の形状としては、円形や四角形など
があり、特に限定されない。図1には、例として円形の
凹部3を示す。凹部3および流体流路用溝4の寸法は、
本発明に係る液滴噴射装置を使用する用途、例えばイン
クジェットプリンタヘッド、の仕様により決定され、特
に限定されない。一例としては、凹部3が円形のとき
に、この円形の直径が約5mm、また深さが約0.4m
mであり、また液体流路用溝4としては、幅が約10μ
m、深さが約0.4mmである。
The shape of the concave portion 3 is circular or square, and is not particularly limited. FIG. 1 shows a circular recess 3 as an example. The dimensions of the recess 3 and the fluid flow channel 4 are as follows:
The use of the droplet ejecting apparatus according to the present invention is determined by the specifications of an ink jet printer head, for example, and is not particularly limited. As an example, when the concave portion 3 is circular, the diameter of the circular shape is about 5 mm and the depth is about 0.4 m.
m, and the width of the liquid channel groove 4 is about 10 μm.
m, depth is about 0.4 mm.

【0022】これら凹部3および液体流路用溝4を覆う
ための蓋部2が、液密に圧電体ブロック材1の表面に装
着されている。蓋部2は、例えばシート状の形状をな
す。蓋部2がシート部材である場合、厚みとしては、例
えば約0.2mmである。蓋部2を形成する材料として
は、例えば圧電体ブロック材1と同種の圧電体である。
The cover 2 for covering the recess 3 and the liquid flow channel 4 is mounted on the surface of the piezoelectric block 1 in a liquid-tight manner. The lid 2 has, for example, a sheet-like shape. When the lid 2 is a sheet member, the thickness is, for example, about 0.2 mm. The material forming the lid 2 is, for example, the same kind of piezoelectric material as the piezoelectric block material 1.

【0023】蓋部2によって覆われた凹部3は液体を収
容するための液体収容室を形成し、蓋部2によって覆わ
れた液体流路用の溝4は、この液体を外部へと導く液体
流路を形成する。
The recess 3 covered by the lid 2 forms a liquid storage chamber for storing a liquid, and the groove 4 for the liquid flow path covered by the lid 2 is used to guide the liquid to the outside. Form a flow path.

【0024】凹部3の底面を全体的に覆って底面電極5
が形成されており、圧電体ブロック材1の背面には底面
電極5に対向する背面電極6が形成されている。背面電
極6は、少なくとも液体収容室の底面電極5に対向する
部分に形成されていれば良く、例えば圧電体ブロック材
1の背面の全面に形成されていても良い。
The bottom electrode 5 is entirely covered with the bottom surface of the recess 3.
Are formed on the back surface of the piezoelectric block material 1, and a back electrode 6 facing the bottom electrode 5 is formed. The back electrode 6 may be formed on at least a portion of the liquid storage chamber facing the bottom electrode 5, and may be formed on the entire back surface of the piezoelectric block material 1, for example.

【0025】底面および背面電極5、6の材料および形
成の仕方は、特に限定されない。電極の材料としては、
例えば、金属材料などの導電材料が挙げられる。金属材
料としては、金、銀、銅、白金、チタン、ニッケル、ク
ロムなどの金属単体、およびこれらの金属単体を組み合
わせたクロム/金などの金属の積層体などが挙げられ
る。電極の形成の仕方としては、例えば、CVD(ケミ
カルベーパーデポジション)、電界メッキ、スパッタリ
ング、蒸着、イオンプレーティングなどが挙げられる。
または、上述の金属材料からなる板状の電極をあらかじ
め作製し、この板状の電極を接着により圧電体ブロック
材1に貼り付けても良い。
The material of the bottom and back electrodes 5, 6 and the method of formation are not particularly limited. As the material of the electrode,
For example, a conductive material such as a metal material can be used. Examples of the metal material include a single metal such as gold, silver, copper, platinum, titanium, nickel, and chromium, and a laminate of a metal such as chromium / gold that combines these single metals. Examples of the method of forming the electrode include CVD (chemical vapor deposition), electroplating, sputtering, vapor deposition, and ion plating.
Alternatively, a plate-shaped electrode made of the above-described metal material may be prepared in advance, and the plate-shaped electrode may be attached to the piezoelectric block 1 by bonding.

【0026】底面および背面電極5、6は、それぞれの
厚みが互いに異なるか、および/またはヤング率のよう
な弾性率が異なる導電材料からなることが好ましい。底
面および背面電極5、6をこのように形成することで、
各電極の面内方向における弾性量を異なるものにするこ
とができる。すなわち、各電極の面内方向における一定
の応力に対する伸び量および縮み量を異なるものにする
ことができる。厚みおよび/またはヤング率が大きい方
が、面内の一定の引張応力に対する伸び量が小さく、ま
た面内の一定の圧縮応力に対する縮み量が小さい。逆
に、厚みおよび/またはヤング率が小さい方が、面内の
一定の引張応力に対する伸び量が大きく、また面内の一
定の圧縮応力に対する縮み量が大きい。
It is preferable that the bottom and back electrodes 5 and 6 have different thicknesses and / or are made of a conductive material having a different elastic modulus such as Young's modulus. By forming the bottom and back electrodes 5 and 6 in this manner,
The amount of elasticity in the in-plane direction of each electrode can be different. That is, the amount of elongation and the amount of contraction of each electrode with respect to a constant stress in the in-plane direction can be made different. The larger the thickness and / or the Young's modulus, the smaller the elongation for a constant in-plane tensile stress and the smaller the shrinkage for a constant in-plane compressive stress. Conversely, the smaller the thickness and / or Young's modulus, the greater the elongation for a constant in-plane tensile stress and the greater the amount of shrinkage for a constant in-plane compressive stress.

【0027】底面電極5および背面電極6の厚みとして
は、例えば、一方が1〜50μm程度であり、他方が
0.01mm〜0.1mm程度であることが好ましい。
また、底面電極5および背面電極6のヤング率として
は、例えば、一方が1E10Pa(パスカル)〜10E
10Pa程度であり、他方が5E10Pa〜50E10
Pa程度であることが好ましい。
The thickness of the bottom electrode 5 and the back electrode 6 is preferably, for example, about 1 to 50 μm on one side and about 0.01 mm to 0.1 mm on the other side.
The Young's modulus of the bottom electrode 5 and the back electrode 6 is, for example, 1E10Pa (Pascal) to 10E
About 10 Pa, and the other is 5E10 Pa to 50E10
It is preferably about Pa.

【0028】底面および背面電極5、6ならびに両電極
によって挟まれた液体収容室の底部の圧電体部7によっ
て、圧電素子が形成されている。両電極によって挟まれ
た圧電体部7を、以下、駆動用圧電体という。駆動用圧
電体7は、厚み方向に分極されている、すなわち、底面
電極5から背面電極6に向かう向きもしくは反対の向き
に分極されている。駆動用圧電体7の分極の仕方として
は、例えば、試料を大気中もしくはオイル中に配置した
状態で、底面電極5と背面電極6との間に電圧を印加し
て、駆動用圧電体7を分極させるなどである。
A piezoelectric element is formed by the bottom and back electrodes 5, 6 and the piezoelectric portion 7 at the bottom of the liquid storage chamber sandwiched between the electrodes. The piezoelectric member 7 sandwiched between the two electrodes is hereinafter referred to as a driving piezoelectric member. The driving piezoelectric body 7 is polarized in the thickness direction, that is, polarized in the direction from the bottom electrode 5 to the back electrode 6 or in the opposite direction. The driving piezoelectric element 7 may be polarized, for example, by applying a voltage between the bottom electrode 5 and the back electrode 6 while the sample is placed in the air or oil, and Polarization.

【0029】底面および背面電極5、6に電圧を印加す
ることによって、後述するように、この圧電素子を液体
収容室を収縮させるように変形させることができる。液
体収容室が収縮する結果、液体収容室に収容された液体
は液体流路を通して液滴として外部に押出されて噴射さ
れる。
By applying a voltage to the bottom and back electrodes 5, 6, this piezoelectric element can be deformed so as to shrink the liquid storage chamber, as described later. As a result of the contraction of the liquid storage chamber, the liquid stored in the liquid storage chamber is extruded and ejected to the outside as droplets through the liquid flow path.

【0030】駆動用圧電体7の厚みとしては、例えば、
50〜200μmが好ましい。厚みが200μmを上回
ると、電極に電圧を印加したときの圧電素子の変形が小
さすぎて液滴を噴射するには不十分である。逆に、厚み
が50μmを下回ると、駆動用圧電体7が薄すぎて製造
中および使用中に破壊しやすく信頼性が低い。
The thickness of the driving piezoelectric body 7 is, for example,
50 to 200 μm is preferred. When the thickness exceeds 200 μm, the deformation of the piezoelectric element when a voltage is applied to the electrode is too small to be sufficient for ejecting a droplet. On the other hand, when the thickness is less than 50 μm, the driving piezoelectric element 7 is too thin and is likely to be broken during manufacturing and use, resulting in low reliability.

【0031】本発明に係る液滴噴射装置においては、液
体収容室の底部の圧電体部を用いて圧電素子が形成され
ている。つまり、液体収容室の底面がそのまま圧電素子
となるため、圧電素子の位置は液体収容室、つまり凹部
によって自動的に規定されることになる。従って、凹部
底面に電極を形成すれば、背面電極は凹部に対応する位
置に大まかに形成されても、液体収容室に対する圧電素
子の位置決めは正確に行われる。従って、液体収容室お
よび圧電素子がそれぞれ微細な形状を有しても、液体収
容室に対応する位置に正確に圧電素子を配置することが
容易に行えることになるため、微細な構造を有する液滴
噴射装置を実現することができる。
In the liquid droplet ejecting apparatus according to the present invention, the piezoelectric element is formed by using the piezoelectric body at the bottom of the liquid storage chamber. That is, since the bottom surface of the liquid storage chamber becomes the piezoelectric element as it is, the position of the piezoelectric element is automatically defined by the liquid storage chamber, that is, the concave portion. Therefore, if an electrode is formed on the bottom surface of the concave portion, the positioning of the piezoelectric element with respect to the liquid storage chamber is accurately performed even if the back electrode is roughly formed at a position corresponding to the concave portion. Therefore, even if each of the liquid storage chamber and the piezoelectric element has a fine shape, it is easy to accurately dispose the piezoelectric element at a position corresponding to the liquid storage chamber. A droplet ejection device can be realized.

【0032】次に、図1に示した液滴噴射装置の動作に
ついて説明する。図1に示した液滴噴射装置は、前述し
たように、底面電極5、背面電極6、およびこれら両電
極に挟まれた駆動用圧電体7からなる圧電素子を変形さ
せることによって、液体収容室の液体を液滴として噴射
することができる。
Next, the operation of the droplet ejecting apparatus shown in FIG. 1 will be described. As described above, the liquid droplet ejecting apparatus shown in FIG. 1 deforms the piezoelectric element including the bottom electrode 5, the back electrode 6, and the driving piezoelectric body 7 sandwiched between these electrodes, thereby forming the liquid storage chamber. Liquid can be ejected as droplets.

【0033】従って、まず、圧電素子の変形について説
明する。 <圧電素子の変形の説明>圧電素子は、底面および背面
電極5、6に電圧を印加することによって、(1)液体
収容室を収縮させる変形、もしくは(2)液体収容室を
膨脹させる変形をする。
Therefore, the deformation of the piezoelectric element will be described first. <Description of Deformation of Piezoelectric Element> The piezoelectric element performs (1) deformation to contract the liquid storage chamber or (2) deformation to expand the liquid storage chamber by applying a voltage to the bottom and back electrodes 5 and 6. I do.

【0034】図2を参照しながら、以下、それぞれの変
形について説明する。図2は、図1の液滴噴射装置の液
体収容室および圧電素子を中心に示した概略断面図であ
る。
The respective modifications will be described below with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic sectional view mainly showing a liquid storage chamber and a piezoelectric element of the droplet ejecting apparatus of FIG.

【0035】(1)液体収容室を収縮させる変形 (a)まず、底面電極5の方が背面電極6に比べて、電
極の面内方向における一定の応力に対する伸び量および
縮み量が大きいように形成されている場合について説明
する。
(1) Deformation for Shrinking the Liquid Storage Chamber (a) First, the bottom electrode 5 is designed to have a larger amount of elongation and contraction for a given stress in the in-plane direction of the electrode than the back electrode 6. The case in which it is formed will be described.

【0036】これは、底面電極5の方が背面電極6に比
べて、厚みおよび/またはヤング率が小さい場合に相当
する。一例としては、底面電極5の厚みが約10μm 程
度で、背面電極6の厚みが約0.1mm程度の場合に相
当する。
This corresponds to the case where the bottom electrode 5 has a smaller thickness and / or Young's modulus than the back electrode 6. As an example, this corresponds to a case where the thickness of the bottom electrode 5 is about 10 μm and the thickness of the back electrode 6 is about 0.1 mm.

【0037】なお、底面および背面電極5、6の厚みお
よびヤング率をほぼ同様のものとした上で、面内の伸び
量および縮み量が小さいガラス板などの部材を接着剤な
どによって背面電極6に接合しても良い。ガラス板など
の部材によって背面電極6の伸びおよび縮みが抑えられ
るので、やはり、底面電極5の方が背面電極6に比べ
て、面内方向における伸び量および縮み量が大きくなる
ようにすることができる。
The thickness and Young's modulus of the bottom and back electrodes 5 and 6 are made substantially the same, and a member such as a glass plate having a small in-plane elongation and shrinkage is attached to the back electrode 6 with an adhesive or the like. May be joined. Since the elongation and shrinkage of the back electrode 6 are suppressed by a member such as a glass plate, the bottom electrode 5 should have a larger amount of elongation and shrinkage in the in-plane direction than the back electrode 6. it can.

【0038】駆動用圧電体7に、この圧電体の分極の向
きと反対の向きの電界がかかるように、底面および背面
電極5、6に電圧を印加する。すなわち、駆動用圧電体
7が底面電極5から背面電極6に向かう向きに分極して
いるときには、例えば底面電極5に負電圧を印加して背
面電極6に正電圧を印加する。逆に、駆動用圧電体7が
背面電極6から底面電極5に向かう向きに分極している
ときには、例えば底面電極5に正電圧を印加して背面電
極6に負電圧を印加する。
A voltage is applied to the bottom and back electrodes 5 and 6 so that an electric field is applied to the driving piezoelectric body 7 in a direction opposite to the polarization direction of the piezoelectric body. That is, when the driving piezoelectric body 7 is polarized in a direction from the bottom electrode 5 to the back electrode 6, for example, a negative voltage is applied to the bottom electrode 5 and a positive voltage is applied to the back electrode 6. Conversely, when the driving piezoelectric element 7 is polarized in the direction from the back electrode 6 to the bottom electrode 5, for example, a positive voltage is applied to the bottom electrode 5 and a negative voltage is applied to the back electrode 6.

【0039】一般的に、圧電体にこの圧電体の分極の向
きと反対の向きの電界をかけると、圧電体は分極方向に
縮むとともに分極方向と垂直な方向において伸びるよう
な変形をする。図1に示した液滴噴射装置においては、
駆動用圧電体7は分極方向である厚み方向に縮むととも
に、厚み方向と垂直な面内方向において伸びる。駆動用
圧電体7とともに、底面および背面電極5、6も面内方
向において伸びる。
In general, when an electric field is applied to a piezoelectric body in a direction opposite to the direction of polarization of the piezoelectric body, the piezoelectric body deforms so as to contract in the polarization direction and expand in the direction perpendicular to the polarization direction. In the droplet ejection device shown in FIG.
The driving piezoelectric body 7 contracts in the thickness direction, which is the polarization direction, and extends in an in-plane direction perpendicular to the thickness direction. Along with the driving piezoelectric body 7, the bottom and back electrodes 5, 6 also extend in the in-plane direction.

【0040】いま、底面電極5の方が背面電極6よりも
面内方向において大きく伸びるように、両電極は形成さ
れている。底面電極5の方が背面電極6よりも面内方向
において大きく伸びる結果、両電極を両面に備えた圧電
素子は、底面電極5側にたわむような変形をする。この
場合の圧電素子の底面電極5側へのたわみは、背面電極
6と駆動用圧電体7とで構成されるユニモルフ動作によ
るものである。
Now, both electrodes are formed so that the bottom electrode 5 extends more in the in-plane direction than the back electrode 6. As a result of the bottom electrode 5 extending more in the in-plane direction than the back electrode 6, the piezoelectric element having both electrodes on both sides deforms so as to bend toward the bottom electrode 5. In this case, the deflection of the piezoelectric element toward the bottom electrode 5 is caused by a unimorph operation composed of the back electrode 6 and the driving piezoelectric element 7.

【0041】図2(a)に、底面および背面電極5、6
に電圧を印加しないときの圧電素子を示す概略断面図を
示す。図2(b)に、底面および背面電極5、6に電圧
を印加したときに上述のように底面電極5側(図中の矢
印Aの方向)にたわんでいる圧電素子を示す概略断面図
を示す。
FIG. 2A shows bottom and back electrodes 5 and 6.
1 is a schematic sectional view showing a piezoelectric element when no voltage is applied to the piezoelectric element. FIG. 2B is a schematic cross-sectional view showing a piezoelectric element that is bent toward the bottom electrode 5 (in the direction of arrow A in the figure) as described above when a voltage is applied to the bottom and back electrodes 5 and 6. Show.

【0042】圧電素子が底面電極5側にたわむ結果、液
体収容室の容積が減少し、液体収容室は収縮する。 (b)次に、背面電極6の方が底面電極5に比べて、電
極の面内方向における一定の応力に対する伸び量および
縮み量が大きいように形成されている場合について説明
する。
As a result of the deflection of the piezoelectric element toward the bottom electrode 5, the volume of the liquid storage chamber is reduced, and the liquid storage chamber contracts. (B) Next, a case will be described in which the back electrode 6 is formed to have a larger amount of elongation and contraction for a given stress in the in-plane direction of the electrode than the bottom electrode 5.

【0043】これは、背面電極6の方が底面電極5に比
べて、厚みおよび/またはヤング率が小さい場合に相当
する。一例としては、背面電極6の厚みが約10μm 程
度で、底面電極5の厚みが約0.1mm程度の場合に相
当する。
This corresponds to the case where the thickness and / or the Young's modulus of the back electrode 6 are smaller than those of the bottom electrode 5. As an example, this corresponds to the case where the thickness of the back electrode 6 is about 10 μm and the thickness of the bottom electrode 5 is about 0.1 mm.

【0044】駆動用圧電体7に、この圧電体の分極の向
きと同じ向きの電界がかかるように、底面および背面電
極5、6に電圧を印加する。すなわち、駆動用圧電体7
が底面電極5から背面電極6に向かう向きに分極してい
るときには、例えば底面電極5に正電圧を印加して背面
電極6に負電圧を印加する。逆に、駆動用圧電体7が背
面電極6から底面電極5に向かう向きに分極していると
きには、例えば底面電極5に負電圧を印加して背面電極
6に正電圧を印加する。
A voltage is applied to the bottom and back electrodes 5 and 6 so that an electric field in the same direction as the polarization direction of the piezoelectric body is applied to the driving piezoelectric body 7. That is, the driving piezoelectric body 7
Is polarized in the direction from the bottom electrode 5 to the back electrode 6, for example, a positive voltage is applied to the bottom electrode 5 and a negative voltage is applied to the back electrode 6. Conversely, when the driving piezoelectric body 7 is polarized in the direction from the back electrode 6 to the bottom electrode 5, for example, a negative voltage is applied to the bottom electrode 5 and a positive voltage is applied to the back electrode 6.

【0045】一般的に、圧電体にこの圧電体の分極の向
きと同じ向きの電界をかけると、圧電体は分極方向に伸
びるとともに分極方向と垂直な方向において縮むような
変形をする。図1に示した液滴噴射装置においては、駆
動用圧電体7は分極方向である厚み方向に伸びるととも
に、厚み方向と垂直な面内方向において縮む。駆動用圧
電体7とともに、底面および背面電極5、6も面内方向
において縮む。
In general, when an electric field having the same direction as the direction of polarization of the piezoelectric body is applied to the piezoelectric body, the piezoelectric body deforms so as to expand in the polarization direction and contract in the direction perpendicular to the polarization direction. In the droplet ejecting apparatus shown in FIG. 1, the driving piezoelectric element 7 extends in the thickness direction, which is the polarization direction, and contracts in an in-plane direction perpendicular to the thickness direction. Along with the driving piezoelectric body 7, the bottom surface and the back electrodes 5, 6 also shrink in the in-plane direction.

【0046】いま、背面電極6の方が底面電極5よりも
面内方向において大きく縮むように、両電極は形成され
ている。背面電極6の方が底面電極5よりも面内方向に
おいて大きく縮む結果、両電極を両面に備えた圧電素子
は、やはり、図2(b)に示したように、底面電極5側
にたわむような変形をする。この場合の圧電素子の底面
電極5側へのたわみは、底面電極5と駆動用圧電体7と
で構成されるユニモルフ動作によるものである。
Now, both electrodes are formed so that the back electrode 6 shrinks more in the in-plane direction than the bottom electrode 5. As a result of the back electrode 6 shrinking more in the in-plane direction than the bottom electrode 5, the piezoelectric element having both electrodes on both surfaces also bends toward the bottom electrode 5, as shown in FIG. Make a great deformation. In this case, the bending of the piezoelectric element toward the bottom electrode 5 is caused by a unimorph operation composed of the bottom electrode 5 and the driving piezoelectric element 7.

【0047】圧電素子が底面電極5側にたわむ結果、や
はり液体収容室は収縮する。 (2)液体収容室を膨脹させる変形 (a)まず、底面電極5の方が背面電極6に比べて、電
極の面内方向の一定の応力に対する伸び量および縮み量
が大きいように形成されている場合について説明する。
As a result of the piezoelectric element bending toward the bottom electrode 5, the liquid storage chamber also contracts. (2) Deformation for expanding the liquid storage chamber (a) First, the bottom electrode 5 is formed to have a larger amount of expansion and contraction with respect to a constant stress in the in-plane direction of the electrode than the back electrode 6. Will be described.

【0048】駆動用圧電体7に、この圧電体の分極の向
きと同じ向きの電界がかかるように、底面および背面電
極5、6に電圧を印加する。前述したように、駆動用圧
電体7に、この圧電体の分極の向きと同じ向きの電界が
かかると、底面および背面電極5、6に挟まれた駆動用
圧電体7は厚み方向に伸びるとともに、厚み方向と垂直
な面内方向において縮む。
A voltage is applied to the bottom and back electrodes 5 and 6 so that an electric field is applied to the driving piezoelectric element 7 in the same direction as the polarization direction of the piezoelectric element. As described above, when an electric field in the same direction as the polarization direction of the piezoelectric body is applied to the driving piezoelectric body 7, the driving piezoelectric body 7 sandwiched between the bottom surface and the back electrodes 5, 6 extends in the thickness direction and , Shrinks in an in-plane direction perpendicular to the thickness direction.

【0049】いま、底面電極5の方が背面電極6よりも
面内方向において大きく縮むように、両電極は形成され
ている。底面電極5の方が背面電極6よりも面内方向に
おいて大きく縮む結果、両電極を両面に備えた圧電素子
は、背面電極6側にたわむような変形をする。この場合
の圧電素子の背面電極6側へのたわみは、背面電極6と
駆動用圧電体7とで構成されるユニモルフ動作によるも
のである。
Now, both electrodes are formed so that the bottom electrode 5 shrinks more in the in-plane direction than the back electrode 6. As a result of the bottom electrode 5 shrinking more in the in-plane direction than the back electrode 6, the piezoelectric element having both electrodes on both surfaces deforms to bend toward the back electrode 6. In this case, the deflection of the piezoelectric element toward the back electrode 6 is caused by a unimorph operation composed of the back electrode 6 and the driving piezoelectric element 7.

【0050】図2(c)に、底面および背面電極5、6
に電圧を印加したときに上述のように背面電極6側(図
中の矢印Bの方向)にたわんでいる圧電素子を示す概略
断面図を示す。
FIG. 2C shows bottom and back electrodes 5 and 6.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a piezoelectric element that is bent toward the back electrode 6 (in the direction of arrow B in the drawing) as described above when a voltage is applied to the piezoelectric element.

【0051】圧電素子が背面電極6側にたわむ結果、液
体収容室内の容積が増加し、液体収容室は膨張する。 (b)次に、背面電極6の方が底面電極5に比べて、電
極の面内方向における一定の応力に対する伸び量および
縮み量が大きいように形成されている場合について説明
する。
As a result of the piezoelectric element bending toward the back electrode 6, the volume of the liquid storage chamber increases, and the liquid storage chamber expands. (B) Next, a case will be described in which the back electrode 6 is formed to have a larger amount of elongation and contraction for a given stress in the in-plane direction of the electrode than the bottom electrode 5.

【0052】駆動用圧電体7に、この圧電体の分極の向
きと反対の向きの電界がかかるように、底面および背面
電極5、6に電圧を印加する。前述したように、駆動用
圧電体7に、この圧電体の分極の向きと反対の向きの電
界がかかると、底面および背面電極5、6に挟まれた駆
動用圧電体7は厚み方向に縮むとともに、厚み方向と垂
直な面内方向において伸びる。
A voltage is applied to the bottom and back electrodes 5 and 6 so that an electric field is applied to the driving piezoelectric element 7 in a direction opposite to the polarization direction of the piezoelectric element. As described above, when an electric field is applied to the driving piezoelectric body 7 in a direction opposite to the polarization direction of the piezoelectric body, the driving piezoelectric body 7 sandwiched between the bottom surface and the back electrodes 5 and 6 contracts in the thickness direction. At the same time, it extends in an in-plane direction perpendicular to the thickness direction.

【0053】いま、背面電極6の方が底面電極5よりも
面内方向において大きく伸びるように、両電極は形成さ
れている。背面電極6の方が底面電極5よりも面内方向
において大きく伸びる結果、両電極を両面に備えた圧電
素子は、やはり、図2(c)に示したように、背面電極
6側にたわむような変形をする。この場合の圧電素子の
背面電極6側へのたわみは、底面電極5と駆動用圧電体
7とで構成されるユニモルフ動作によるものである。
Now, both electrodes are formed so that the back electrode 6 extends more in the in-plane direction than the bottom electrode 5. As a result of the back electrode 6 extending in the in-plane direction more greatly than the bottom electrode 5, the piezoelectric element having both electrodes on both surfaces also bends toward the back electrode 6 as shown in FIG. Make a great deformation. In this case, the deflection of the piezoelectric element toward the back electrode 6 is caused by a unimorph operation composed of the bottom electrode 5 and the driving piezoelectric element 7.

【0054】圧電素子が背面電極6側にたわむ結果、や
はり液体収容室は膨張する。以上、説明したように、圧
電素子は、液体収容室を収縮させる変形、もしくは液体
収容室を膨脹させる変形をする。
As a result of the piezoelectric element bending toward the back electrode 6, the liquid storage chamber also expands. As described above, the piezoelectric element deforms to contract the liquid storage chamber or expands the liquid storage chamber.

【0055】図1に示した液滴噴射装置においては、圧
電素子を上記(1)で説明したようにして液体収容室を
収縮させるように変形させる。液体収容室が収縮するこ
とによって、液体収容室に収容されている液体を液体流
路を通して液滴として外部に押出して噴射することがで
きる。
In the liquid droplet ejecting apparatus shown in FIG. 1, the piezoelectric element is deformed so as to contract the liquid chamber as described in the above (1). By contracting the liquid storage chamber, the liquid stored in the liquid storage chamber can be extruded and ejected to the outside as droplets through the liquid flow path.

【0056】本発明に係る液滴噴射装置は、上述の要素
の他に、圧電体ブロック材1の表面に形成された配線用
の溝8、配線用の溝8の開口部に充填された液体流出防
止材、前述の液体流路用溝4の開口部に配置された液滴
形態調整手段9、前述の蓋部2の上に配置された液体供
給源、該蓋部2に設けられた液体供給孔11を、さらに
備えていることが好ましい。
In addition to the above-described elements, the liquid droplet ejecting apparatus according to the present invention includes a wiring groove 8 formed on the surface of the piezoelectric block 1, and a liquid filled in the opening of the wiring groove 8. An outflow preventing member, a droplet form adjusting means 9 disposed at the opening of the liquid flow channel groove 4, a liquid supply source disposed on the lid 2, and a liquid provided on the lid 2. It is preferable that a supply hole 11 is further provided.

【0057】図3に、これらの要素を備えた液滴噴射装
置を示す概略斜視図を示す。また図4は、図3の線X−
X’に沿った概略断面図である。配線用の溝8は、液体
流路用の溝4と同様に、その一方が凹部3に接続し他方
の先端が圧電体ブロック材1の側面で開口している。配
線用の溝8が開口している圧電体ブロック材1の側面
は、液体流路用の溝4が開口している側面と同じであっ
ても良いし、異なっていても良い。図3では、これら2
つの側面が異なっている液滴噴射装置を示す。
FIG. 3 is a schematic perspective view showing a droplet ejecting apparatus provided with these elements. FIG. 4 is a sectional view taken along line X-
It is a schematic sectional drawing which followed X '. One of the wiring grooves 8 is connected to the concave portion 3 and the other end is opened on the side surface of the piezoelectric block material 1, similarly to the liquid channel groove 4. The side surface of the piezoelectric block material 1 in which the wiring groove 8 is open may be the same as or different from the side surface in which the liquid channel groove 4 is open. In FIG. 3, these two
Figure 2 shows a droplet ejector with two different sides.

【0058】配線用の溝8の底面には、図4に示すよう
に、凹部3の底面電極5に接続された配線用電極12が
形成されている。配線用電極12は、配線用の溝8の開
口部において、半田(図示せず)などによって外部から
のリード線(図示せず)と接続される。配線用電極12
の材料および形成の仕方は、前述した底面および背面電
極5、6の材料および形成の仕方と同様である。
As shown in FIG. 4, a wiring electrode 12 connected to the bottom electrode 5 of the recess 3 is formed on the bottom of the wiring groove 8. The wiring electrode 12 is connected to an external lead wire (not shown) by soldering (not shown) or the like at the opening of the wiring groove 8. Wiring electrode 12
The material and the method of formation are the same as those of the bottom and back electrodes 5 and 6 described above.

【0059】なお、配線用溝8の先端が圧電体ブロック
材1の側面で開口する代わりに、この配線用溝8の先端
がリード線接続用の溝に接続し、このリード線接続用溝
が圧電体ブロック材1の側面において開口していても良
い。
Note that, instead of the tip of the wiring groove 8 opening on the side surface of the piezoelectric block material 1, the tip of the wiring groove 8 is connected to a lead wire connecting groove, and the lead wire connecting groove is connected to the lead wire connecting groove. An opening may be provided on the side surface of the piezoelectric block 1.

【0060】リード線接続用の溝が設けられている場合
には、上述の配線用電極12は配線用溝8の底面ととも
にリード線接続用溝の底面に形成される。リード線接続
用の溝は、外部からのリード線と配線用電極12との間
の接続を容易にするためのものであり、例えば配線用溝
8の幅よりも広い幅を有している。
In the case where a lead wire connecting groove is provided, the above-mentioned wiring electrode 12 is formed on the bottom surface of the lead wire connecting groove together with the bottom surface of the wiring groove 8. The groove for connecting the lead wire is for facilitating the connection between the external lead wire and the wiring electrode 12 and has, for example, a width wider than the width of the wiring groove 8.

【0061】図3には、配線用溝8よりも幅の広いリー
ド線接続用の溝13が設けられた液滴噴射装置を示す。
液体流出防止材は、凹部3に収容された液体が配線用の
溝8の開口部から外部へと流出することを防止するため
に、この開口部に充填されるものである。図3において
は、液滴噴射装置の構造を見やすくするために液体流出
防止材は省略してある。液体流出防止材としては、例え
ば、エポキシ樹脂などの樹脂等が挙げられる。なお、上
述したリード線接続用の溝13が設けられている場合に
は、液体流出防止材は、リード線接続用の溝13の開口
部に充填される。
FIG. 3 shows a liquid droplet ejecting apparatus provided with a lead wire connecting groove 13 which is wider than the wiring groove 8.
The liquid outflow prevention material is filled in the opening 3 in order to prevent the liquid contained in the concave portion 3 from flowing out of the opening of the wiring groove 8 to the outside. In FIG. 3, a liquid outflow prevention member is omitted to make the structure of the droplet ejecting device easy to see. Examples of the liquid outflow prevention material include a resin such as an epoxy resin. When the above-described lead wire connection groove 13 is provided, the liquid outflow preventing material is filled in the opening of the lead wire connection groove 13.

【0062】液滴形態調整手段9は、液体流路用の溝4
の開口部から外部に噴射される最終的な液滴の大きさ、
形状などの形態を調整するためのものである。液滴形態
調整手段9としては、例えば、所定の大きさ、形状など
の形態を有する液滴噴射孔14が形成されたシート部材
などが挙げられる。液滴噴射孔14の形態は、液滴の所
望する形態を得るために必要な所定の形態に調整されて
いる。液滴噴射孔14の形態としては、例えば、約10
μm の直径の円形である。シート部材としては、例えば
表面がテフロン処理されたポリイミドテープなどが挙げ
られる。シート部材は、液滴噴射孔14が液体流路用の
溝4の開口部に位置するように、接着剤などによって圧
電体ブロック材1の側面に接合される。
The droplet form adjusting means 9 is provided with a groove 4 for a liquid flow path.
Size of the final droplet ejected from the opening of the outside,
This is for adjusting the form such as the shape. As the droplet form adjusting means 9, for example, a sheet member or the like in which the droplet ejection holes 14 having a form such as a predetermined size and shape are formed is cited. The shape of the droplet ejection hole 14 is adjusted to a predetermined shape necessary to obtain a desired shape of the droplet. As a form of the droplet ejection hole 14, for example, about 10
It is a circle with a diameter of μm. Examples of the sheet member include a polyimide tape whose surface is treated with Teflon. The sheet member is bonded to the side surface of the piezoelectric block material 1 with an adhesive or the like such that the droplet ejection holes 14 are positioned at the openings of the liquid flow channel grooves 4.

【0063】蓋部2の上に配置される液体供給源は、液
滴として外部に噴射される液体を液体収容室に供給する
ためのものである。液体供給源は、例えば、一面が開口
した直方体の箱10を、この開口部を下にして蓋部2に
接着剤などを用いて接合することによって作製される。
蓋部2および箱10によって形成される空間に液体を貯
留することで、液体収容室への液体供給源となる。
The liquid supply source disposed on the lid 2 is for supplying liquid ejected to the outside as liquid droplets to the liquid storage chamber. The liquid supply source is produced, for example, by bonding a rectangular parallelepiped box 10 having an open surface to the lid 2 with this opening downward using an adhesive or the like.
By storing the liquid in the space formed by the lid 2 and the box 10, it becomes a liquid supply source to the liquid storage chamber.

【0064】なお、液体供給源には、この液体供給源に
液体を補給するための液体タンクが接続されていても良
い。液体供給源内の液体が所定の量を下回ったときに、
液体タンクから液体が液体供給源に補給される。
Incidentally, a liquid tank for replenishing the liquid supply source with liquid may be connected to the liquid supply source. When the liquid in the liquid supply falls below a certain amount,
Liquid is supplied to the liquid supply from the liquid tank.

【0065】蓋部2に設けられる液体供給孔11は、液
体供給源から液体収容室に液体を通過させるためのもの
であり、上述の液体供給源と液体収容室との間に位置す
るように蓋部2に設けられている。液体供給孔11の形
状としては、例えば円形である。
The liquid supply hole 11 provided in the lid portion 2 is for allowing the liquid to pass from the liquid supply source to the liquid storage chamber, and is located between the liquid supply source and the liquid storage chamber. The cover 2 is provided. The shape of the liquid supply hole 11 is, for example, circular.

【0066】次に、図3に示した液滴噴射装置の動作に
ついて説明する。図3に示した液滴噴射装置は、液体収
容室を収縮させるように圧電素子を変形させて、液体収
容室に収容されている液体を液体流路を通して液滴とし
て外部に押出して噴射するとともに、液体収容室を膨脹
させるように圧電素子を変形させて、液体供給源の液体
を液体供給孔11を通して液体収容室へと供給する。
Next, the operation of the droplet ejecting apparatus shown in FIG. 3 will be described. The liquid droplet ejecting apparatus shown in FIG. 3 deforms the piezoelectric element so as to shrink the liquid accommodating chamber, and extrudes and ejects the liquid contained in the liquid accommodating chamber to the outside as liquid droplets through the liquid flow path. The piezoelectric element is deformed so as to expand the liquid storage chamber, and the liquid from the liquid supply source is supplied to the liquid storage chamber through the liquid supply hole 11.

【0067】液体収容室を収縮させるように圧電素子を
変形させる仕方は、前述の「圧電素子の変形の説明」に
おける「(1)液体収容室を収縮させる変形」での説明
に基づく。また、液体収容室を膨脹させるように圧電素
子を変形させる仕方は、前述の「圧電素子の動作の説
明」における「(2)液体収容室を膨脹させる変形」で
の説明に基づく。
The method of deforming the piezoelectric element so that the liquid storage chamber is contracted is based on the description of “(1) Deformation of contracting the liquid storage chamber” in the above “description of deformation of piezoelectric element”. The method of deforming the piezoelectric element so as to expand the liquid storage chamber is based on the description in “(2) Deformation for expanding the liquid storage chamber” in the above “Description of Operation of Piezoelectric Element”.

【0068】このように液体収容室の収縮および膨脹を
交互に行うことによって、液体収容室の液体を外部へ噴
射すること、および液体供給源の液体を液体収容室へ供
給することを交互に行うことができ、液滴噴射装置とし
ての連続した動作が実現される。
As described above, by alternately contracting and expanding the liquid storage chamber, the liquid in the liquid storage chamber is ejected to the outside and the liquid from the liquid supply source is supplied to the liquid storage chamber alternately. As a result, continuous operation as a droplet ejecting apparatus is realized.

【0069】図3の装置において液体収容室の収縮およ
び膨脹を交互に行わせる具体的な仕方の例について、以
下に説明する。液体収容室の収縮および膨脹の動作の調
整は、圧電素子に電圧を印加する仕方を調整することに
よって行う。
An example of a specific method for alternately contracting and expanding the liquid storage chamber in the apparatus shown in FIG. 3 will be described below. Adjustment of the contraction and expansion operations of the liquid storage chamber is performed by adjusting the manner in which a voltage is applied to the piezoelectric element.

【0070】図5に、一例として、背面電極6をアース
電位に固定して、底面電極5にのみ電圧を印加する仕方
を示す。横軸は時間、縦軸は底面電極5に印加する電圧
を示す。
FIG. 5 shows, as an example, a method in which the back electrode 6 is fixed to the ground potential and a voltage is applied only to the bottom electrode 5. The horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the voltage applied to the bottom electrode 5.

【0071】図5においては、底面電極5に正電圧を印
加したときに液体収容室は膨脹し、また底面電極5に負
電圧を印加したときに液体収容室は収縮するように、底
面および背面電極5、6が形成され、また駆動用圧電体
7の分極がなされているとしている。具体的な両電極の
形成および駆動用圧電体7の分極のなされ方は、前述の
「圧電素子の変形の説明」における説明に基づく。
In FIG. 5, the liquid storage chamber expands when a positive voltage is applied to the bottom electrode 5, and contracts when a negative voltage is applied to the bottom electrode 5. The electrodes 5 and 6 are formed, and the driving piezoelectric body 7 is polarized. The specific formation of both electrodes and the manner of polarization of the driving piezoelectric element 7 are based on the description in the above-mentioned “deformation of piezoelectric element”.

【0072】なお、背面電極6をアース電位に固定する
には、例えば背面電極6に直接GND線を接続して行
う。また、底面電極5への電圧の印加は、配線用電極1
2に接続されたリード線に電圧を印加して行う。
In order to fix the back electrode 6 to the ground potential, for example, a GND line is directly connected to the back electrode 6. The application of the voltage to the bottom electrode 5 is performed by the wiring electrode 1.
2 is performed by applying a voltage to the lead wire connected thereto.

【0073】(1)予備動作のための電圧印加 まず最初に(つまり時間”0”から)正の電圧を底面電
極5に印加する。底面電極5に正電圧が印加される結
果、液体収容室は膨張して液体供給源の液体が液体収容
室へと供給される。印加する正の電圧を時間とともに徐
々に増加させて、液体供給源の液体を液体収容室内に過
剰に供給する。
(1) Application of Voltage for Preliminary Operation First, a positive voltage is applied to bottom electrode 5 (that is, from time “0”). As a result of the positive voltage being applied to the bottom electrode 5, the liquid storage chamber expands and the liquid from the liquid supply source is supplied to the liquid storage chamber. The applied positive voltage is gradually increased with time, and the liquid from the liquid supply source is excessively supplied into the liquid storage chamber.

【0074】(2)液滴を噴射するための電圧印加 次に、正から負に連続的に変化する電圧を底面電極5に
印加する。このような電圧が底面電極5に印加される結
果、液体収容室の容積は連続的に減少して液体収容室は
膨張から収縮へと変化する。液体収容室が収縮する結
果、液体収容室に収容されている液体は液滴として外部
に噴射される。
(2) Application of Voltage for Injecting Droplet Next, a voltage that continuously changes from positive to negative is applied to the bottom electrode 5. As a result of such a voltage being applied to the bottom electrode 5, the volume of the liquid storage chamber continuously decreases, and the liquid storage chamber changes from expansion to contraction. As a result of the contraction of the liquid storage chamber, the liquid stored in the liquid storage chamber is ejected to the outside as droplets.

【0075】このように、液滴を噴射するために連続的
に変化する電圧を圧電素子に印加する時間を、液滴噴射
時間とする。 (3)液体を液体収容室に供給するための電圧印加 次に、負から正に連続的に変化する電圧を底面電極5に
印加する。このような電圧が底面電極5に印加される結
果、液体収容室の容積は連続的に増加して液体収容室は
収縮から膨張へと変化する。液体収容室がこのように膨
張する結果、液体供給源の液体が液体収容室へと過剰に
供給される。
As described above, the time during which a voltage that continuously changes to eject a droplet is applied to the piezoelectric element is defined as the droplet ejection time. (3) Application of Voltage for Supplying Liquid to Liquid Storage Chamber Next, a voltage that continuously changes from negative to positive is applied to the bottom electrode 5. As a result of applying such a voltage to the bottom electrode 5, the volume of the liquid storage chamber continuously increases, and the liquid storage chamber changes from contraction to expansion. As a result of the expansion of the liquid storage chamber, the liquid from the liquid supply source is excessively supplied to the liquid storage chamber.

【0076】このように、液体収容室に液体を供給する
ために連続的に変化する電圧を圧電素子に印加する時間
を、液体供給時間とする。上述の液滴を噴射するための
電圧印加、および液体を液体収容室に供給するための電
圧印加を交互に繰り返すことによって、液体収容室の収
縮および膨脹を交互に行い液滴噴射装置を連続して動作
させることができる。そして、液体供給時間および液滴
噴射時間を合計したものが、図5の液滴噴射装置の動作
の1サイクルの時間となる。
The time during which a voltage that changes continuously to supply the liquid to the liquid storage chamber is applied to the piezoelectric element is defined as the liquid supply time. By alternately repeating the voltage application for ejecting the droplets and the voltage application for supplying the liquid to the liquid storage chamber, the liquid storage chamber contracts and expands alternately to continuously operate the droplet ejection apparatus. Can be operated. Then, the sum of the liquid supply time and the droplet ejection time is one cycle time of the operation of the droplet ejection device in FIG.

【0077】なお、液滴噴射装置の連続した動作を効率
良く行うために、液体供給孔11の大きさ、形状、長さ
などの形態と、例えば液体噴射孔14の大きさ、形状な
どの形態と、液体収容室の収縮および膨脹の動作とは、
それぞれ適切に調整される。
In order to efficiently perform continuous operation of the liquid droplet ejecting apparatus, the size, shape, length, and the like of the liquid supply hole 11 and the form, for example, the size and shape of the liquid And the operation of contraction and expansion of the liquid storage chamber,
Each is adjusted appropriately.

【0078】すなわち、液体収容室が収縮したときに、
液体収容室から液体流路を通って外部へ噴射される液体
量が、液体収容室から液体供給孔11を通って液体供給
源へ逆流する液体量よりも多くなるように、また、液体
収容室が膨脹したときに、液体供給源から液体供給孔1
1を通って液体収容室へ供給される液体量が、液体流路
に残存する液体が液体収容室へ逆流する量よりも多くな
るように、上記液体供給孔11の形態、液体噴射孔の形
態、および液体収容室の収縮および膨脹の動作は、それ
ぞれ適切に調整される。
That is, when the liquid storage chamber contracts,
The amount of liquid ejected from the liquid storage chamber to the outside through the liquid flow path is larger than the amount of liquid flowing backward from the liquid storage chamber through the liquid supply hole 11 to the liquid supply source. Is expanded from the liquid supply source to the liquid supply hole 1.
1 so that the amount of liquid supplied to the liquid storage chamber through the liquid flow path 1 is larger than the amount of liquid remaining in the liquid flow path back to the liquid storage chamber. , And the contraction and expansion movements of the liquid storage chamber are each appropriately adjusted.

【0079】液体供給孔11および液滴噴射孔14の形
態としては、例えば、液体供給孔11の大きさを液体噴
射孔の大きさよりも大きくすることが挙げられる。一例
としては、液体供給孔11を直径が約50μm の円形の
孔とし、液滴噴射孔14を直径が約10μm の円形の孔
とすることが挙げられる。
As a form of the liquid supply hole 11 and the droplet ejection hole 14, for example, the size of the liquid supply hole 11 is made larger than the size of the liquid ejection hole. As an example, the liquid supply hole 11 may be a circular hole having a diameter of about 50 μm, and the droplet ejecting hole 14 may be a circular hole having a diameter of about 10 μm.

【0080】また、液体収容室の収縮および膨脹の動作
としては、例えば、液体収容室の収縮は短時間で行い、
液体収容室の膨脹は収縮よりも長い時間をかけて比較的
ゆっくりと行うことなどが挙げられる。つまり、前述の
液滴噴射時間は短くし、液体供給時間は液滴噴射時間よ
りも長いものとすることなどが挙げられる。このような
液滴噴射時間としては例えば10μs〜1msであり、
液体供給時間としては例えば100μs〜10msであ
る。
As the operation of contracting and expanding the liquid storage chamber, for example, the contraction of the liquid storage chamber is performed in a short time,
The expansion of the liquid storage chamber is performed relatively slowly over a longer period of time than the contraction. That is, the above-described droplet ejection time is shortened, and the liquid supply time is longer than the droplet ejection time. Such a droplet ejection time is, for example, 10 μs to 1 ms,
The liquid supply time is, for example, 100 μs to 10 ms.

【0081】なお、必要に応じて、液滴噴射装置の動作
を停止して、所定の時間停止したのちに再び開始させる
ためには、底面電極5に印加する電圧の変化を止め、止
めたときの電圧を所定の停止時間のあいだ底面電極5に
印加したのちに、再び印加する電圧を変化させれば良
い。
In order to stop the operation of the liquid droplet ejecting apparatus if necessary and restart it after stopping for a predetermined time, it is necessary to stop the change in the voltage applied to the bottom electrode 5 and stop the operation. Is applied to the bottom electrode 5 for a predetermined stop time, and then the applied voltage may be changed again.

【0082】本発明に係る液滴噴射装置は、1つの圧電
体ブロック材に作製された複数個の液滴噴射機構から構
成されていても良い。複数の液滴噴射機構を有すること
で、本発明に係る液滴噴射装置をインクジェットプリン
タヘッドなどへ適用することが容易となる。
The droplet ejecting apparatus according to the present invention may be composed of a plurality of droplet ejecting mechanisms manufactured on one piezoelectric block. Providing a plurality of droplet ejecting mechanisms makes it easy to apply the droplet ejecting apparatus according to the present invention to an ink jet printer head or the like.

【0083】図6は、複数の液滴噴射機構を有する液滴
噴射装置の一例を示す概略平面図である。それぞれの液
滴噴射機構は、図3に示した液滴噴射装置と同様の構造
をなす。なお、図6においては、図3に示した蓋部2お
よび箱10は省略してある。
FIG. 6 is a schematic plan view showing an example of a droplet ejecting apparatus having a plurality of droplet ejecting mechanisms. Each droplet ejection mechanism has the same structure as the droplet ejection device shown in FIG. In FIG. 6, the lid 2 and the box 10 shown in FIG. 3 are omitted.

【0084】各液滴噴射機構の液体流路用の溝4は、い
ずれも圧電体ブロック材1の一方の側面で開口してい
る。液体流路用溝4の開口部が該一方の側面において1
個所に集まるように、凹部3から互いに平行に出た液体
流路用溝4の一部は、該一方の側面に到達する途中で屈
曲している。また、各液滴噴射機構のリード線接続用の
溝13は、いずれも該一方の側面と反対側の側面で開口
している。
Each of the grooves 4 for the liquid flow path of each droplet ejecting mechanism is open on one side surface of the piezoelectric block material 1. The opening of the liquid channel groove 4 is 1
A part of the liquid flow channel groove 4 that has come out of the recess 3 in parallel with each other so as to gather at the location is bent on the way to the one side surface. In addition, each of the grooves 13 for connecting lead wires of each droplet ejecting mechanism is open on a side surface opposite to the one side surface.

【0085】次に、本発明に係る液滴噴射装置の製造方
法について説明する。まず、図1に示した液滴噴射装置
の製造方法の一例について、説明する 図1の液滴噴射装置の製造方法には、(A)圧電体ブロ
ック材の作製工程、(B)マスクおよび背面電極の形成
工程、(C)エッチング工程、(D)底面電極の形成お
よび分極処理の工程、(E)蓋部の取付け工程、の各工
程が含まれる。
Next, a method of manufacturing the liquid droplet ejecting apparatus according to the present invention will be described. First, an example of a method for manufacturing the droplet ejecting apparatus shown in FIG. 1 will be described. The method for producing the droplet ejecting apparatus shown in FIG. 1 includes (A) a step of manufacturing a piezoelectric block material, (B) a mask and a back surface. Each step includes an electrode formation step, (C) an etching step, (D) a bottom electrode formation and polarization step, and (E) a lid attaching step.

【0086】以下、各工程について説明する。 (A)圧電体ブロック材の作製工程 まず、圧電体ブロック材1を作製して用意する。Hereinafter, each step will be described. (A) Manufacturing Step of Piezoelectric Block Material First, the piezoelectric block material 1 is manufactured and prepared.

【0087】圧電体ブロック材1を形成する材料として
は、前述したように、例えば圧電性を有するセラミック
スなどが挙げられる。圧電体ブロック材1の作製は、例
えば、上述のセラミックス材料の粉体を焼成するか、ま
たはセラミックス材料の固溶体単結晶のような単結晶を
研削または切出すなどして行う。前述したように、焼成
したものよりも単結晶から研削または切り出したものの
方が好ましい。
As a material for forming the piezoelectric block material 1, for example, ceramics having piezoelectricity can be mentioned as described above. The production of the piezoelectric block material 1 is performed, for example, by baking the above-mentioned ceramic material powder or grinding or cutting a single crystal such as a solid solution single crystal of the ceramic material. As described above, those that are ground or cut out of a single crystal are more preferable than those that are fired.

【0088】焼成による圧電体ブロック材1の作製に
は、当該技術分野において良く知られた方法を用いるこ
とができる。例えば、上述のセラミック材料の粉体を所
望の組成で混合し、混合した粉体を仮焼したのち粉砕
し、粉砕したものを成形性を向上させるためのバインダ
ーと混ぜたのち整粒し、整粒したものをプレスしてセラ
ミックスのペレットを作製する。このペレットを600
℃程度で加熱して、含有されている有機物を除去したの
ち、1200℃程度のもとでホットプレスして焼結して
焼成体を得る。この焼成体を、スライサー、平面研削
盤、そして必要に応じて両面ラップ盤などを用いて成形
して、圧電体ブロック材1を作製する。
For the production of the piezoelectric block material 1 by firing, a method well known in the art can be used. For example, the powder of the ceramic material described above is mixed with a desired composition, the mixed powder is calcined and then pulverized, and the pulverized mixture is mixed with a binder for improving formability, and then sized, The pellets are pressed to produce ceramic pellets. 600 pellets
After heating at about 100 ° C. to remove contained organic matter, hot pressing at about 1200 ° C. and sintering are performed to obtain a fired body. The fired body is formed using a slicer, a surface grinder, and, if necessary, a double-sided lapping machine, etc., to produce the piezoelectric block material 1.

【0089】なお、圧電体ブロック材1として単結晶を
用いるときには、単結晶の結晶方位を考慮して圧電体ブ
ロック材1を作製する。例えば、単結晶の<111>な
どの圧電特性が最も良い結晶方位が駆動用圧電体7の厚
み方向となるように、単結晶を研削または切り出して圧
電体ブロック材1とする。
When a single crystal is used as the piezoelectric block material 1, the piezoelectric block material 1 is manufactured in consideration of the crystal orientation of the single crystal. For example, the single crystal is ground or cut out to obtain the piezoelectric block material 1 such that the crystal orientation of the single crystal having the best piezoelectric characteristics such as <111> is in the thickness direction of the driving piezoelectric element 7.

【0090】(B)マスクおよび背面電極の形成工程 工程(A)で作製された圧電体ブロック材1に、エッチ
ング用のマスクおよび背面電極6を形成する。
(B) Step of Forming Mask and Back Electrode A mask for etching and the back electrode 6 are formed on the piezoelectric block material 1 produced in the step (A).

【0091】マスクの材料としては、エッチングの選択
比(エッチングレート)が圧電体ブロック材1を形成す
る材料と比較して低いものであればよく、特に限定され
ない。また、マスクの形成方法も特に限定されない。
The material for the mask is not particularly limited as long as it has a lower etching selectivity (etching rate) than the material forming the piezoelectric block material 1. Further, the method for forming the mask is not particularly limited.

【0092】このようなマスクの材料としては、例え
ば、金属材料、化合物材料などが挙げられる。金属材料
としては、銅、ニッケル(Ni)などが挙げられる。化
合物材料としては、有機物材料、無機物材料などが挙げ
られる。有機物材料としてはフォトレジスト樹脂等の樹
脂などが挙げられ、無機物材料としては酸化珪素(Si
2)、窒化珪素(Si34)などが挙げられる。
Examples of such a mask material include a metal material and a compound material. Examples of the metal material include copper and nickel (Ni). Examples of the compound material include an organic material and an inorganic material. Examples of the organic material include a resin such as a photoresist resin, and examples of the inorganic material include silicon oxide (Si).
O 2 ) and silicon nitride (Si 3 N 4 ).

【0093】マスクの形成は、上述の材料からなるパタ
ーニングされた膜を圧電体ブロック材1表面に形成する
ことによって行う。膜の形成方法としては、例えば、塗
布法、CVD法、電界メッキ法、スパッタリング法など
が挙げられる。例えばフォトレジスト樹脂などの樹脂か
らなる膜は、塗布法によって形成することができる。ま
た、例えば酸化珪素または窒化珪素などの膜は、CVD
法によって形成することができる。また、例えばニッケ
ルおよび銅などの金属材料からなる膜は、電界メッキ法
もしくはスパッタリング法によって形成することができ
る。
The mask is formed by forming a patterned film made of the above-mentioned material on the surface of the piezoelectric block 1. Examples of the method for forming the film include a coating method, a CVD method, an electrolytic plating method, and a sputtering method. For example, a film made of a resin such as a photoresist resin can be formed by a coating method. For example, a film of silicon oxide or silicon nitride is formed by CVD.
It can be formed by a method. Further, a film made of a metal material such as nickel and copper can be formed by an electrolytic plating method or a sputtering method.

【0094】マスクの厚さとしては、後述するエッチン
グ工程において、エッチング後にマスクが残存するよう
な厚さでも良いし、エッチングによってマスクがちょう
ど除去されるような厚さでも良いし、エッチング中にマ
スクがすべて除去されるような厚さでも良い。マスクが
エッチング中にすべて除去された場合には、マスクがす
べて除去された時点でエッチングを停止してマスクを再
形成したのちに、再びエッチングを行えば良い。また、
このようなマスクの形成およびエッチングは繰り返して
も良い。
The thickness of the mask may be such that the mask remains after etching in the etching step described below, may be such a thickness that the mask is just removed by etching, or may be a thickness during etching. The thickness may be such that all of them are removed. When the mask is completely removed during the etching, the etching may be stopped after the mask is completely removed, the mask may be re-formed, and then the etching may be performed again. Also,
Such mask formation and etching may be repeated.

【0095】マスクのパターンとしては、例えば、圧電
体ブロック材1の表面に形成する凹部3および液体流路
用の溝4の形状と位置に対応した窓が開いているような
パターンである。
The mask pattern is, for example, a pattern in which windows corresponding to the shapes and positions of the concave portions 3 and the liquid flow grooves 4 formed on the surface of the piezoelectric block material 1 are opened.

【0096】以下、本工程を実施する仕方の一例につい
て説明する。 (i)まず、圧電体ブロック材1の背面に、前述した背
面電極6用の導電材料からなる背面電極6を形成する。
背面電極6は、少なくとも液体収容室の底面電極5に対
向する部分に形成すれば良く、圧電体ブロック材1の背
面の全面に形成しても良い。
Hereinafter, an example of a method of performing this step will be described. (I) First, the back electrode 6 made of the above-described conductive material for the back electrode 6 is formed on the back surface of the piezoelectric block material 1.
The back electrode 6 may be formed at least in a portion facing the bottom electrode 5 of the liquid storage chamber, and may be formed on the entire back surface of the piezoelectric block material 1.

【0097】(ii)次に、上述のようにして背面電極
6が形成された圧電体ブロック材1の前面に、スパッタ
リングなどによりクロム(Cr)そして金(Au)を成
膜して、Cr/Auからなる前面電極を形成する。
(Ii) Next, chromium (Cr) and gold (Au) are formed on the front surface of the piezoelectric block material 1 on which the back electrode 6 is formed as described above, by sputtering or the like. A front electrode made of Au is formed.

【0098】(iii)前面電極上に樹脂性のフォトレ
ジストを塗布する。 (iv)上述したマスクのパターンを、レジスト層に露
光する。露光したレジスト層を現像して、窓に対応する
部分が残るようにパターニングされたレジスト層を残
す。すなわち、圧電体ブロック材1に設ける凹部3およ
び液体流路溝4に対応してレジスト層が残るようにす
る。
(Iii) A resin photoresist is applied on the front electrode. (Iv) The resist pattern is exposed to the mask pattern described above. The exposed resist layer is developed to leave a resist layer patterned such that a portion corresponding to the window remains. That is, the resist layer is left so as to correspond to the concave portions 3 and the liquid flow grooves 4 provided in the piezoelectric block material 1.

【0099】(v)前面電極およびパターニングされた
レジスト層が形成された圧電体ブロック材1をニッケル
イオン溶液中に浸漬する。ニッケルイオン溶液中で前面
電極に負の電圧を印加して電解ニッケルメッキを行い、
レジスト層の開口部に露出する前面電極上にニッケル膜
を形成する。電解ニッケルメッキを用いることによっ
て、膜厚の大きいニッケル膜を比較的短い時間で形成す
ることができる。ニッケル膜は、凹部3および液体流路
溝4が形成される領域以外の圧電体ブロック材1表面に
対応して形成される。
(V) The piezoelectric block material 1 on which the front electrode and the patterned resist layer are formed is immersed in a nickel ion solution. Apply a negative voltage to the front electrode in the nickel ion solution to perform electrolytic nickel plating,
A nickel film is formed on the front electrode exposed at the opening of the resist layer. By using electrolytic nickel plating, a nickel film having a large thickness can be formed in a relatively short time. The nickel film is formed corresponding to the surface of the piezoelectric block material 1 other than the region where the concave portion 3 and the liquid flow channel 4 are formed.

【0100】(vi)レジスト層を溶剤で除去すること
により、パターニングされたニッケル膜が前面電極上に
形成される。ニッケル膜は、圧電体ブロック材1表面に
設ける凹部3および液体流路溝4に対応して窓が開いた
パターンを有しており、圧電体ブロック材1をエッチン
グするためのマスクとなる。
(Vi) By removing the resist layer with a solvent, a patterned nickel film is formed on the front electrode. The nickel film has a pattern in which windows are opened corresponding to the concave portions 3 and the liquid flow grooves 4 provided on the surface of the piezoelectric block 1, and serves as a mask for etching the piezoelectric block 1.

【0101】(C)エッチング工程 工程(B)において形成されたマスクのパターンに従っ
て、圧電体ブロック材1の表面をエッチング加工する。
(C) Etching Step The surface of the piezoelectric block material 1 is etched according to the pattern of the mask formed in the step (B).

【0102】エッチングは、反応性ガスのプラズマを用
いたドライエッチングなどにより行う。反応性ガスのプ
ラズマを用いたドライエッチングは、反応性ガスのラジ
カルを生成してこのラジカルによってエッチングを行う
ものである。ラジカルを用いるエッチング技術は、シリ
コンプロセスの分野において良く知られている技術であ
る。
The etching is performed by dry etching using reactive gas plasma. Dry etching using reactive gas plasma generates reactive gas radicals and performs etching with these radicals. The etching technique using radicals is a technique well known in the field of silicon processes.

【0103】ラジカルを生成するための反応性ガスとし
ては、六フッ化硫黄(SF6)、四フッ化炭素(CF
4 )などのフッ化物を用いる。CF4 よりもSF6の方
が好ましい。それは、SF6の方がエッチングレートが
高いからである。
Reactive gases for generating radicals include sulfur hexafluoride (SF 6 ) and carbon tetrafluoride (CF
Use fluoride such as 4 ). SF 6 is more preferable than CF 4 . This is because SF 6 has a higher etching rate.

【0104】上述の反応性ガスを用いたドライエッチン
グ方法としては、例えば反応性イオンエッチング(RI
E)法、ICP(誘導結合プラズマ)エッチング法、デ
ィープRIE法などが挙げられる。
As the dry etching method using the above reactive gas, for example, reactive ion etching (RI
E) method, ICP (inductively coupled plasma) etching method, deep RIE method and the like.

【0105】RIE法は、反応性ガスのラジカルおよび
中性活性種の両方を用いる方法である。ICP法は、高
周波誘導磁場により生じる誘導電界によって電子を加速
し、この加速された電子によって生成された反応性ガス
のプラズマを用いるエッチング方法である。ディープR
IE法は、圧電体ブロック材1に対して反応性イオンエ
ッチングとマスキングを繰り返すものである。
The RIE method is a method using both reactive gas radicals and neutral active species. The ICP method is an etching method in which electrons are accelerated by an induction electric field generated by a high-frequency induction magnetic field, and plasma of a reactive gas generated by the accelerated electrons is used. Deep R
The IE method repeats reactive ion etching and masking on the piezoelectric block material 1.

【0106】なお、エッチング工程は、一度だけでな
く、繰り返して行っても良い。 (D)底面電極の形成および分極処理の工程 工程(C)においてエッチングによって形成された圧電
体ブロック材1表面の凹部3の底面に、底面電極5を形
成する。
The etching step may be performed not only once but also repeatedly. (D) Step of Forming Bottom Electrode and Polarizing Treatment A bottom electrode 5 is formed on the bottom surface of the concave portion 3 on the surface of the piezoelectric block material 1 formed by etching in the step (C).

【0107】底面電極5は、底面電極5を形成する例え
ば銅などの導電材料からなる導電層を凹部3の底面にス
パッタリングなどによって形成することで、設けること
ができる。
The bottom electrode 5 can be provided by forming a conductive layer made of a conductive material such as copper on the bottom surface of the concave portion 3 by sputtering or the like.

【0108】なお、この導電層を形成するときに、圧電
体ブロック材1の表面にマスク部材などを配置して凹部
3の底面のみに導電層を形成するようにしても良いが、
その代わりに、マスク部材などを配置せずに、圧電体ブ
ロック材1の表面の全面に導電層を形成し、そののち凹
部3および液体流路用溝4の形成領域以外の表面に形成
された導電層を研磨などによって除去しても良い。すな
わち、凹部3の側面ならびに液体流路用溝4の底面およ
び側面には導電層が形成されていても良い。これらの領
域は導電層を形成する必要がない領域であるが、たとえ
導電層が形成されて液滴噴射装置としての動作には支障
を来さないからである。
When the conductive layer is formed, a mask member or the like may be arranged on the surface of the piezoelectric block 1 to form the conductive layer only on the bottom surface of the concave portion 3.
Instead, a conductive layer was formed on the entire surface of the piezoelectric block material 1 without disposing a mask member or the like, and then formed on a surface other than the formation region of the recess 3 and the liquid flow channel 4. The conductive layer may be removed by polishing or the like. That is, a conductive layer may be formed on the side surface of the concave portion 3 and the bottom surface and the side surface of the liquid channel groove 4. These regions are regions where it is not necessary to form a conductive layer, but this is because a conductive layer is formed and does not hinder the operation as a droplet ejecting apparatus.

【0109】底面電極5を形成したのち、大気中もしく
はオイル中にて、底面電極5と背面電極6との間に電圧
を印加して、両電極に挟まれた駆動用圧電体7の分極処
理を行う。
After the bottom electrode 5 has been formed, a voltage is applied between the bottom electrode 5 and the back electrode 6 in the air or oil to polarize the driving piezoelectric body 7 sandwiched between both electrodes. I do.

【0110】(E)蓋部の取付け工程 圧電体ブロック材1の表面に、蓋部2を接着剤などを用
いて接合する。蓋部2によって覆われた圧電体ブロック
材1表面の凹部3は、液体収容室を形成する。また、蓋
部2によって覆われた液体流路用の溝4は、液体流路を
形成する。
(E) Attachment Step of Lid Part The lid part 2 is bonded to the surface of the piezoelectric block material 1 using an adhesive or the like. The concave portion 3 on the surface of the piezoelectric block material 1 covered by the lid 2 forms a liquid storage chamber. The liquid flow channel 4 covered by the lid 2 forms a liquid flow channel.

【0111】以上、説明した(A)〜(E)の工程によ
り、図1に示した液滴噴射装置が製造される。次に、図
3に示した液滴噴射装置の製造方法の一例について説明
する。
By the steps (A) to (E) described above, the droplet ejecting apparatus shown in FIG. 1 is manufactured. Next, an example of a method for manufacturing the droplet ejecting apparatus shown in FIG. 3 will be described.

【0112】図3に示した液滴噴射装置の製造方法は、
図1の液滴噴射装置の製造方法と基本的に同様である。
すなわち、まず、圧電体ブロック材1を作製し、この圧
電体ブロック材1にマスクおよび背面電極6を形成す
る。マスクのパターンとしては、凹部3および液体流路
用溝4のほかに、配線用溝8および必要ならばリード線
接続用溝13に対応した窓が開いているようなパターン
とする。このマスクのパターンに従って圧電体ブロック
材1をエッチングしたのち、底面電極5および配線用電
極12を形成する。次に、駆動用圧電体7の分極処理を
行ったのちに、蓋部2を取付けて液体流出防止材を充填
する。最後に、液体供給源を配設し、液滴形態調整手段
9を接合する。
The method of manufacturing the droplet ejecting apparatus shown in FIG.
The method is basically the same as the method of manufacturing the droplet ejecting apparatus of FIG.
That is, first, the piezoelectric block 1 is formed, and the mask and the back electrode 6 are formed on the piezoelectric block 1. The pattern of the mask is such that windows corresponding to the wiring groove 8 and, if necessary, the lead wire connecting groove 13 are opened in addition to the concave portion 3 and the liquid flow channel groove 4. After the piezoelectric block material 1 is etched according to the pattern of the mask, the bottom electrode 5 and the wiring electrode 12 are formed. Next, after performing the polarization treatment of the driving piezoelectric body 7, the lid 2 is attached and the liquid outflow preventing material is filled. Finally, a liquid supply source is provided, and the droplet form adjusting means 9 is joined.

【0113】以上のようにして、図3に示した液滴噴射
装置が製造される。次に、図6に示した液滴噴射装置の
製造方法について説明する。説明を容易にするために、
以下の説明は、図6に示した液滴噴射装置の有する個々
の液滴噴射機構を製造する方法について行う。図6の液
滴噴射装置を製造する場合には、以下に説明する個々の
液滴噴射機構を製造する方法を、製造する液滴噴射機構
の数だけ同時に行えば良い。
As described above, the droplet ejecting apparatus shown in FIG. 3 is manufactured. Next, a method for manufacturing the droplet ejecting apparatus shown in FIG. 6 will be described. For ease of explanation,
The following description is directed to a method of manufacturing each droplet ejecting mechanism of the droplet ejecting apparatus shown in FIG. In the case of manufacturing the droplet ejecting apparatus shown in FIG. 6, the method for producing individual droplet ejecting mechanisms described below may be performed simultaneously for the number of droplet ejecting mechanisms to be produced.

【0114】それぞれの液滴噴射機構の製造方法は、前
述した図3の液滴噴射装置の製造法方と同様であり、以
下の工程を含む。すなわち、(A)圧電体ブロック材の
作製工程、(B)マスクおよび背面電極の形成工程、
(C)エッチング工程、(D)底面電極および配線用電
極の形成ならびに分極処理の工程、(E)蓋部の取付け
および液体流出防止材の充填の工程、(F)液体供給源
の配設および液体形状調整手段の接合の工程である。
The method of manufacturing each droplet ejecting mechanism is the same as the method of manufacturing the droplet ejecting apparatus shown in FIG. 3 described above, and includes the following steps. That is, (A) a step of manufacturing a piezoelectric block material, (B) a step of forming a mask and a back electrode,
(C) an etching step, (D) a step of forming a bottom electrode and an electrode for wiring and a polarization treatment, (E) a step of attaching a lid portion and filling a liquid outflow prevention material, (F) disposing a liquid supply source and This is the step of joining the liquid shape adjusting means.

【0115】以下、図7ないし図9を参照して、製造方
法について説明する。 (A)圧電体ブロック材の作製工程 前述した図1の液滴噴射装置の製造方法における工程
(A)と同様に行う。
The manufacturing method will be described below with reference to FIGS. (A) Step of Manufacturing Piezoelectric Block Material The step is performed in the same manner as the step (A) in the method of manufacturing the droplet ejecting apparatus of FIG. 1 described above.

【0116】(B)背面電極およびマスクの形成工程 マスクのパターンが、図6に示した液滴噴射装置に対応
するように、凹部3、液体流路用溝4、配線用溝8、お
よび必要ならばリード線接続用溝13の位置と形状に対
応して窓が開いているようなパターンであること以外
は、前述した図1の液滴噴射装置の製造方法における工
程(B)と同様に行う。
(B) Step of Forming Back Electrode and Mask In order for the pattern of the mask to correspond to the droplet ejecting apparatus shown in FIG. Then, except that the pattern is such that a window is opened corresponding to the position and the shape of the lead wire connection groove 13, the same as the step (B) in the method of manufacturing the droplet ejecting apparatus of FIG. 1 described above. Do.

【0117】(C)エッチング工程 前述した図1の液滴噴射装置の製造方法における工程
(C)と同様に行う。図7(a)は、本エッチング工程
によって凹部3および各溝が形成された圧電体ブロック
材1を示す平面図である。
(C) Etching Step The etching step is performed in the same manner as the step (C) in the method of manufacturing the droplet ejecting apparatus shown in FIG. FIG. 7A is a plan view showing the piezoelectric block material 1 in which the concave portion 3 and each groove are formed by the main etching process.

【0118】図8(a)は、図7(a)の線A−A’に
沿った概略断面図である。なお、図8(a)〜(e)に
おいては、例として背面の全面に背面電極6が形成され
た圧電体ブロック材1を示している。
FIG. 8A is a schematic sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 7A. 8A to 8E show, as an example, the piezoelectric block material 1 in which the back electrode 6 is formed on the entire back surface.

【0119】(D)底面電極および配線用電極の形成な
らびに分極処理の工程 工程(C)において形成された圧電体ブロック材1表面
の凹部3の底面に底面電極5を形成し、配線用溝8およ
び必要ならばリード線接続用溝13のそれぞれの底面に
凹部3の底面電極5と接続された配線用電極12を形成
する。
(D) Step of Forming Bottom Electrode and Wiring Electrode and Polarizing Process The bottom electrode 5 is formed on the bottom surface of the concave portion 3 on the surface of the piezoelectric block material 1 formed in the step (C), and the wiring groove 8 is formed. And, if necessary, a wiring electrode 12 connected to the bottom electrode 5 of the concave portion 3 is formed on each bottom surface of the lead wire connection groove 13.

【0120】底面電極5は、底面電極5用の導電材料か
らなる導電層を凹部3の底面に形成することで、設ける
ことができる。配線用電極12は、配線用電極12用の
導電材料からなる導電層を、配線用溝8および必要なら
ばリード線接続用溝13の底面に形成することで、設け
ることができる。
The bottom electrode 5 can be provided by forming a conductive layer made of a conductive material for the bottom electrode 5 on the bottom surface of the recess 3. The wiring electrode 12 can be provided by forming a conductive layer made of a conductive material for the wiring electrode 12 on the bottom surface of the wiring groove 8 and, if necessary, the lead wire connecting groove 13.

【0121】図7(b)は、底面電極5および配線用電
極12が形成された圧電体ブロック材1を示す平面図で
ある。図8(b)は、図7(b)の線B−B’に沿った
概略断面図である。
FIG. 7B is a plan view showing the piezoelectric block 1 on which the bottom electrode 5 and the wiring electrode 12 are formed. FIG. 8B is a schematic cross-sectional view along the line BB ′ in FIG. 7B.

【0122】なお、導電層を形成するときに、圧電体ブ
ロック材1の表面にマスク部材などを配置して上述の領
域の底面のみに導電層を形成するようにしても良いが、
その代わりに、マスク部材などを配置せずに、圧電体ブ
ロック材1の表面の全面に導電層を形成し、そののち凹
部3、配線用溝8、リード線接続用溝13、および液体
流路用溝4の形成領域以外の表面に形成された導電層を
研磨などによって除去しても良い。すなわち、凹部3、
配線用溝8、およびリード線接続用溝13の側面、なら
びに液体流路用溝4の底面および側面には導電層が形成
されていても良い。これらの領域は導電層を形成する必
要がない領域であるが、たとえ導電層が形成されても液
滴噴射装置としての動作には支障を来さないからであ
る。
When the conductive layer is formed, a mask member or the like may be disposed on the surface of the piezoelectric block material 1 to form the conductive layer only on the bottom surface of the above-described region.
Instead, a conductive layer is formed on the entire surface of the piezoelectric block material 1 without disposing a mask member or the like, and then the concave portion 3, the wiring groove 8, the lead wire connecting groove 13, and the liquid flow path are formed. The conductive layer formed on the surface other than the region where the groove 4 is formed may be removed by polishing or the like. That is, the recess 3,
Conductive layers may be formed on the side surfaces of the wiring groove 8 and the lead wire connecting groove 13 and on the bottom and side surfaces of the liquid flow channel 4. These regions are regions where it is not necessary to form a conductive layer. However, even if a conductive layer is formed, it does not hinder the operation as a droplet ejecting apparatus.

【0123】底面電極5および配線用電極12を形成し
たのちに、リード線接続用溝13において配線用電極1
2に半田15などを用いてリード線16を接合する。図
7(c)は、配線用電極12にリード線16が接合され
た圧電体ブロック材1を示す平面図である。なお、図7
(c)においては、見やすくするために、半田15は省
略してある。
After the bottom electrode 5 and the wiring electrode 12 are formed, the wiring electrode 1 is
The lead wire 16 is joined to 2 using a solder 15 or the like. FIG. 7C is a plan view showing the piezoelectric block material 1 in which the lead wire 16 is joined to the wiring electrode 12. FIG.
In (c), the solder 15 is omitted for easy viewing.

【0124】図8(c)は、図7(c)の線C−C’に
沿った概略断面図である。リード線を接続したのち、大
気中もしくはオイル中にて、リード線16と背面電極6
との間に電圧を印加して、駆動用圧電体7の分極処理を
行う。
FIG. 8C is a schematic sectional view taken along the line CC ′ in FIG. 7C. After connecting the lead wire, the lead wire 16 and the back electrode 6 are placed in the air or oil.
Is applied to perform polarization processing of the driving piezoelectric body 7.

【0125】(E)蓋部の取付けおよび液体流出防止材
の充填の工程 圧電体ブロック材1の表面に、液体収容室11が設けら
れた例えばシート状の蓋部2を接着剤などを用いて接合
する。
(E) Attaching the Lid and Filling the Liquid Outflow Prevention Material On the surface of the piezoelectric block material 1, for example, a sheet-like lid 2 provided with the liquid storage chamber 11 is attached using an adhesive or the like. Join.

【0126】図7(d)は、蓋部2が接合された圧電体
ブロック材1を示す平面図である。図8(d)は、図7
(d)の線D−D’に沿った概略断面図である。蓋部2
によって覆われた圧電体ブロック材1表面の凹部3は、
液体収容室を形成する。蓋部2によって覆われた液体流
路用の溝4は、液体流路を形成する。また、蓋部2によ
って覆われた配線用溝8およびリード線接続用溝13
は、配線用電極12を保護する機能を有する。
FIG. 7D is a plan view showing the piezoelectric block 1 to which the lid 2 is joined. FIG. 8D shows FIG.
FIG. 3D is a schematic cross-sectional view along the line DD ′. Lid 2
The concave portion 3 on the surface of the piezoelectric block material 1 covered by
A liquid storage chamber is formed. The liquid flow channel groove 4 covered by the lid 2 forms a liquid flow channel. Further, the wiring groove 8 and the lead wire connecting groove 13 covered by the lid 2 are provided.
Has a function of protecting the wiring electrode 12.

【0127】蓋部2を接合したのち、液体流出防止材を
配線用溝8もしくはリード線接続用溝13の開口部に充
填する。 (F)液体供給源の配設および液体形状調整手段の接合
の工程 工程(E)で接合した蓋部2の上に、前述したように、
例えば一面が開口した矩形状の箱10をこの開口部を下
にして接着剤などを用いて接合することで、液体供給源
を配設する。
After the lid 2 is joined, the opening of the wiring groove 8 or the lead wire connecting groove 13 is filled with a liquid outflow preventing material. (F) Step of Arranging Liquid Supply Source and Joining Liquid Shape Adjusting Means As described above, on the lid 2 joined in step (E),
For example, a liquid supply source is provided by bonding a rectangular box 10 having an opening on one side with an adhesive or the like with this opening facing down.

【0128】図7(e)は、箱10が接合された圧電体
ブロック材1を示す平面図である。図8(e)は、図7
(e)の線E−E’に沿った概略断面図である。蓋部2
および矩形状の箱10によって形成された空間に、液体
収容室に供給するための液体を貯留する。
FIG. 7E is a plan view showing the piezoelectric block 1 to which the box 10 is joined. FIG. 8E shows FIG.
(E) is a schematic sectional view along a line EE '. Lid 2
The liquid to be supplied to the liquid storage chamber is stored in a space defined by the rectangular box 10.

【0129】矩形状の箱10の上部には、液体補給パイ
プ17がコネクター18によって接合されている。液体
補給パイプ17は、液体供給源に液体を補給するための
液体タンク(図示せず)に接続されている。
A liquid supply pipe 17 is joined to the upper part of the rectangular box 10 by a connector 18. The liquid supply pipe 17 is connected to a liquid tank (not shown) for supplying liquid to a liquid supply source.

【0130】また、図7(e)に示したように、矩形状
の箱10の側面には、液滴噴射装置を基台(図示せず)
に取付けるための取付部19が設けられていても良い。
この取付け部19には、液滴噴射装置をビスなどを用い
て基台(図示せず)に取付けるための、ビス固定用孔2
0などが設けられている。
As shown in FIG. 7 (e), on the side of the rectangular box 10, a droplet ejecting device is mounted on a base (not shown).
May be provided.
The mounting portion 19 has a screw fixing hole 2 for mounting the droplet ejecting device to a base (not shown) using a screw or the like.
0 and the like are provided.

【0131】最後に、液体流路用溝4の開口部に液滴形
態調整手段9を配置する。液滴形態調整手段9の配置
は、例えば、液滴噴射孔14が形成されたシート部材な
どを、液滴噴射孔14が液体流路用の溝4の開口部に位
置するように、圧電体ブロック材1の側面に接着剤など
によって接合することによって行う。
Finally, the liquid droplet form adjusting means 9 is disposed at the opening of the liquid channel groove 4. The arrangement of the droplet form adjusting means 9 may be, for example, such that a sheet member or the like having the droplet ejection holes 14 formed thereon is placed on the piezoelectric member so that the droplet ejection holes 14 are positioned at the openings of the liquid flow channel 4. This is performed by bonding to the side surface of the block material 1 with an adhesive or the like.

【0132】図9(a)に、液滴形態調整手段9を配置
する前の液体流路用溝4の開口部の例を示す概略斜視図
を示す。なお、図9(a)においては、蓋部2および液
体供給源は省略してある。
FIG. 9 (a) is a schematic perspective view showing an example of the opening of the liquid flow channel groove 4 before the droplet form adjusting means 9 is arranged. In FIG. 9A, the lid 2 and the liquid supply source are omitted.

【0133】図9(b)に、液滴形態調整手段9を配置
した後の液体流路用溝4の開口部の例を示す概略平面図
を示す。なお、図9(b)においても、蓋部2および液
体供給源は省略してある。以上、説明した(A)〜
(F)の工程により、図3に示した液滴噴射装置が製造
される。
FIG. 9B is a schematic plan view showing an example of the opening of the liquid channel groove 4 after the droplet form adjusting means 9 has been arranged. In FIG. 9B, the lid 2 and the liquid supply source are omitted. As described above, (A) to
By the step (F), the droplet ejecting apparatus shown in FIG. 3 is manufactured.

【0134】[0134]

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によっ
て、微細な構造を有することが可能な液滴噴射装置を提
供することができる。本発明に係る液滴噴射装置をイン
クジェットプリンタヘッドに用いることによって、高精
細度の印刷ができる等の効果を奏する。
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a droplet ejecting apparatus capable of having a fine structure. By using the droplet ejecting apparatus according to the present invention for an ink jet printer head, effects such as high-definition printing can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る液滴噴射装置の一例を示す概略斜
視図および断面図。
FIG. 1 is a schematic perspective view and a cross-sectional view illustrating an example of a droplet ejecting apparatus according to the present invention.

【図2】本発明に係る圧電素子の変形を示す概略断面
図。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing deformation of a piezoelectric element according to the present invention.

【図3】本発明に係る液滴噴射装置の他の例を示す概略
斜視図。
FIG. 3 is a schematic perspective view showing another example of the droplet ejecting apparatus according to the present invention.

【図4】本発明に係る液滴噴射装置の他の例を示す概略
断面図。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another example of the droplet ejecting apparatus according to the present invention.

【図5】本発明に係る圧電素子に電圧を印加する仕方の
一例を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a method of applying a voltage to a piezoelectric element according to the present invention.

【図6】本発明に係る液滴噴射装置の他の例を示す概略
平面図。
FIG. 6 is a schematic plan view showing another example of the droplet ejecting apparatus according to the present invention.

【図7】本発明に係る液滴噴射装置の製造方法の一例を
示す工程図。
FIG. 7 is a process chart showing an example of a method for manufacturing a droplet ejecting apparatus according to the present invention.

【図8】本発明に係る液滴噴射装置の製造方法の一例を
示す工程図。
FIG. 8 is a process chart showing an example of a method for manufacturing a droplet ejecting apparatus according to the present invention.

【図9】本発明に係る液滴形態調整手段の一例を示す概
略斜視図および平面図。
FIG. 9 is a schematic perspective view and a plan view showing an example of a droplet form adjusting means according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…圧電体ブロック材 2…蓋部 3…凹部 4…液体流路用の溝 5…底面電極 6…背面電極 7…駆動用圧電体 8…配線用の溝 9…液滴形態調整手段 10…箱 11…液体供給孔 12…配線用電極 13…リード線接続用の溝 14…液滴噴射孔 15…半田 16…リード線 17…液体補給パイプ 18…コネクター 19…取付け部 20…ビス固定用孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piezoelectric block material 2 ... Lid 3 ... Recess 4 ... Liquid channel 5 ... Bottom electrode 6 ... Back electrode 7 ... Driving piezoelectric 8 ... Wiring groove 9 ... Droplet shape adjusting means 10 ... Box 11 ... Liquid supply hole 12 ... Wiring electrode 13 ... Lead wire connection groove 14 ... Droplet ejection hole 15 ... Solder 16 ... Lead wire 17 ... Liquid supply pipe 18 ... Connector 19 ... Mounting part 20 ... Screw fixing hole

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 誠也 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 若林 勝裕 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 沢田 之彦 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 王 詩男 宮城県仙台市青葉区八幡三丁目12番8号 (72)発明者 江刺 正喜 宮城県仙台市太白区八木山南一丁目11番9 号 Fターム(参考) 2C057 AF33 AF38 AF93 AG12 AG38 AG40 AG42 AG44 AP11 AP16 AP32 AP52 AQ08 4D074 AA01 BB05 CC02 CC32 CC60 FF09 4F033 BA03 RA07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Seiya Takahashi 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Olympus Optical Industrial Co., Ltd. (72) Katsuhiro Wakabayashi 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Yukihiko Sawada 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Within Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Shio Wang 3-chome Yawata, Aoba-ku, Sendai, Miyagi 12-8 (72) Inventor Masaki Esashi 1-11-9, Yagiyama-Minami, Taihaku-ku, Sendai City, Miyagi Prefecture F-term (reference) 2C057 AF33 AF38 AF93 AG12 AG38 AG40 AG42 AG44 AP11 AP16 AP32 AP52 AQ08 4D074 AA01 BB05 CC02 CC32 CC60 FF09 4F033 BA03 RA07

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液体を収容するための凹部および該凹部
に一方の先端が接続し他方の先端が側面で開口している
液体流路用の溝が表面内に形成されたブロック材と、該
凹部および該溝を覆うように該ブロック材の表面に装着
された蓋部と、該凹部および該蓋部によって形成される
液体収容室に収容された液体を該溝および該蓋部によっ
て形成される液体流路を通して液滴として外部に押出す
ために該液体収容室を収縮させるように変形する圧電素
子とを備え、 該ブロック材は圧電体で形成され、 該圧電素子は、該凹部の底面に形成された底面電極と、
底面電極に対向して該圧電体ブロックの背面に形成され
た背面電極と、両電極に挟まれた圧電体部とから形成さ
れることを特徴とする液滴噴射装置。
A block member having a recess for accommodating a liquid, a groove for a liquid flow passage having one end connected to the recess and the other end opened on a side surface, formed in a surface thereof; A lid mounted on the surface of the block material so as to cover the concave portion and the groove, and a liquid contained in a liquid storage chamber formed by the concave portion and the lid is formed by the groove and the lid. A piezoelectric element that deforms so as to shrink the liquid storage chamber in order to extrude the liquid as liquid droplets through the liquid flow path, wherein the block material is formed of a piezoelectric material, and the piezoelectric element is provided on the bottom surface of the concave portion. A bottom electrode formed,
A droplet ejecting device comprising: a back electrode formed on the back surface of the piezoelectric block facing the bottom electrode; and a piezoelectric portion sandwiched between both electrodes.
【請求項2】 該圧電体ブロック表面にはさらに該凹部
に一方の先端が接続し他方の先端が側面で開口している
配線用の溝が形成され、 該配線用の溝の底面には該凹部の該底面電極に接続され
た配線用電極が形成され、 該配線用の溝の開口部には、この開口部からの該液体の
流出を防止するための液体流出防止材が充填され、 該液体流路用の溝の開口部には、この開口部から外部に
押出される該液滴の形態を調整するための液滴形態調整
手段が配置され、 該蓋部上には該凹部に該液体を供給するための液体供給
源が配置され、 該蓋部には液体供給源から該凹部に該液体を通過させる
液体供給孔が設けられていることを特徴とする請求項1
記載の装置。
2. A wiring groove having one end connected to the concave portion and the other end opened on the side surface is formed on the surface of the piezoelectric block, and the bottom surface of the wiring groove is formed on the bottom surface of the wiring groove. A wiring electrode connected to the bottom electrode of the recess is formed, and an opening of the wiring groove is filled with a liquid outflow preventing material for preventing the liquid from flowing out from the opening. At the opening of the groove for the liquid flow path, a droplet form adjusting means for adjusting the form of the droplet extruded from the opening to the outside is arranged. 2. A liquid supply source for supplying a liquid is provided, and the lid is provided with a liquid supply hole for passing the liquid from the liquid supply source to the recess.
The described device.
【請求項3】 該圧電素子の該底面電極および背面電極
はそれぞれの厚みが互いに異なるか、および/またはそ
れぞれヤング率の異なる導電材料から形成されているこ
とを特徴とする請求項1または2記載の装置。
3. The piezoelectric element according to claim 1, wherein the bottom electrode and the back electrode of the piezoelectric element have different thicknesses and / or are formed of conductive materials having different Young's moduli. Equipment.
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