JP2000062165A - Ink jet recording head and manufacture thereof - Google Patents

Ink jet recording head and manufacture thereof

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JP2000062165A
JP2000062165A JP18461398A JP18461398A JP2000062165A JP 2000062165 A JP2000062165 A JP 2000062165A JP 18461398 A JP18461398 A JP 18461398A JP 18461398 A JP18461398 A JP 18461398A JP 2000062165 A JP2000062165 A JP 2000062165A
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JP
Japan
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ink
piezoelectric
recording head
electrostrictive
electrode
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JP18461398A
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Japanese (ja)
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Masayoshi Miura
眞芳 三浦
Masaichiro Tachikawa
雅一郎 立川
Yoshiyuki Sugiyama
吉幸 杉山
Masahiko Hashimoto
雅彦 橋本
Kiyohide Amamiya
清英 雨宮
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/10Finger type piezoelectric elements

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multinozzle ink jet recording head of high density nozzle arrangement and an inexpensive mass production method thereof. SOLUTION: The ink jet recording head comprises a plurality of ink liquid chambers (pressure chambers) 13 arranged in specified directions while communicating with an ink supply, and a plurality of nozzles 11a arranged in specified directions while communicating with respective ink liquid chambers 13 wherein planar members 14, 15, 17, 18 having a piezoelectric plate member for ejecting ink from the ink liquid chamber are arranged, while being laminated, in the arranging direction of the nozzles 11a between the ink liquid chambers 13. This structure realizes a multinozzle ink jet recording head of high density nozzle arrangement.

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、インクジェット記
録ヘッド及びその製造方法に関し、例えば、文字・図形
・画像等を被記録媒体に記録・造形するプリンタに好適
に用いられ得るインクジェット記録ヘッド及びその製造
方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording head and a method of manufacturing the same, and for example, an ink jet recording head that can be suitably used in a printer that records and shapes characters, figures, images, etc. on a recording medium and the manufacturing thereof. It is about the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、マルチメディア情報化社会におい
てパソコンが普及し、それに伴ってプリンタの需要が増
大してきている。
2. Description of the Related Art In recent years, personal computers have spread in a multimedia information society, and the demand for printers has increased accordingly.

【0003】特に、インクジェットプリンタは低価格で
高画質なカラープリントが可能なことから、急速に市場
が増大しつつある。
In particular, the ink jet printer is capable of high-quality color printing at a low price, and therefore the market is rapidly increasing.

【0004】このインクジェットプリンタには種々の方
式があり、ピエゾ素子を使用して機械振動力をインクの
圧力波に変換してインク液滴を吐出させる方式、インク
を急激に加熱して気泡を発生させ、気泡の圧力波でイン
ク液滴を吐出させる方式、静電力でインクを吸引して飛
翔させる方式等があるが、中でもピエゾ素子を使用した
方式は、ピエゾ素子の製造方法が進歩する中で、特に注
目されている方式である。
There are various methods for this ink jet printer. A method of converting a mechanical vibration force into a pressure wave of ink to eject ink droplets by using a piezo element, and a method of rapidly heating the ink to generate bubbles. Then, there are a method of ejecting ink droplets by the pressure wave of bubbles, a method of attracting ink by electrostatic force and flying it. Among them, the method using a piezo element is one in which the manufacturing method of the piezo element advances. This is a method that has received particular attention.

【0005】以下、従来のピエゾ素子を使用したインク
ジェット記録ヘッドについて説明する。
An ink jet recording head using a conventional piezo element will be described below.

【0006】図12は、従来のピエゾ素子を使用したイ
ンクジェット記録ヘッドの構成を示すもので、特開平6
−40030号公報に開示されているものである。
FIG. 12 shows the structure of an ink jet recording head using a conventional piezo element.
-40030.

【0007】図12(a)は断面図、図12(b)は上
面図を示し、これらにおいて、101はノズルプレー
ト、102は流路プレート、103はオリフィスプレー
トで、これらは接着剤で接合されてインクノズル部11
0を構成している。
FIG. 12 (a) is a sectional view and FIG. 12 (b) is a top view. In these, 101 is a nozzle plate, 102 is a flow path plate, 103 is an orifice plate, and these are joined by an adhesive. Ink nozzle section 11
Configures 0.

【0008】また、104は接続プレート、105スペ
ーサプレート、106は閉塞プレートで、これらはグリ
ーンシートの状態で加工されたものを3層一体焼成して
インクポンプ部111を構成している。
Further, 104 is a connecting plate, 105 is a spacer plate, and 106 is a closing plate, and these ink plates 111 are formed by integrally firing three layers processed in the state of green sheets.

【0009】そして、インクポンプ部111の上面に
は、電極107、109が設けられた圧電/電歪材料1
08が、印刷・焼成により形成されている。
The piezoelectric / electrostrictive material 1 having the electrodes 107 and 109 on the upper surface of the ink pump portion 111 is provided.
No. 08 is formed by printing and firing.

【0010】以上のように構成されたインクジェット記
録ヘッドでは、インク供給路113よりインクが流入さ
れて、インク供給流路114及び圧力室115がインク
で満たされ、圧電/電歪素子108が所定の電気信号に
よって振動することにより、インク液滴がノズル116
より吐出される。
In the ink jet recording head constructed as described above, the ink is introduced from the ink supply passage 113, the ink supply passage 114 and the pressure chamber 115 are filled with the ink, and the piezoelectric / electrostrictive element 108 is predetermined. By vibrating by the electric signal, the ink droplets are ejected by the nozzle 116.
Is discharged more.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の構成では、ノズル116孔を高密度に配列す
るには、スペーサプレート105の微細加工、圧電/電
歪素子108と電極107、109の印刷等による微細
形成において技術上の限界があり、例えば8本/mmや
16本/mmのような、高解像度のノズル配列のマルチ
ノズルヘッドを作製するのはきわめて困難であるという
課題をも有していた。
However, in such a conventional configuration, in order to arrange the nozzles 116 holes at a high density, the fine processing of the spacer plate 105, the piezoelectric / electrostrictive element 108 and the electrodes 107 and 109 are performed. There is a technical limit in fine formation by printing or the like, and there is a problem that it is extremely difficult to manufacture a multi-nozzle head having a high-resolution nozzle array such as 8 lines / mm or 16 lines / mm. Was.

【0012】さらに、パターンの異なる多数の平板部材
を、即ち電極も含めて9層の異なるパターンの部材を、
加工・形成・積層しなければならず、製造上複雑である
難点がある。
Further, a large number of flat plate members having different patterns, that is, members having 9 layers of different patterns including the electrodes,
Since it has to be processed, formed and laminated, there is a drawback that it is complicated in manufacturing.

【0013】本発明は、上記従来技術の課題を解決する
もので、高密度なノズル配列のマルチノズルインクジェ
ット記録ヘッドと、量産性が高く安価に製造できる製造
方法を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above problems of the prior art and to provide a multi-nozzle ink jet recording head having a high density nozzle array and a manufacturing method which can be mass-produced and can be manufactured at a low cost.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

【0015】本発明は、インク供給源に連通されるとと
もに、それぞれ所定の方向に配列された複数のインク液
室と、前記各インク液室にそれぞれ連通されるととも
に、それぞれ前記所定の方向に配列された複数のノズル
とを備えたインクジェット記録ヘッドにおいて、前記イ
ンク液室の間に存在して、全てのあるいは一部のインク
液室のインクを吐出させることが出来る駆動機能を有す
る平板状部材が、前記ノズルの配列方向に積層して配列
されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド
である。
According to the present invention, a plurality of ink liquid chambers, which are connected to an ink supply source and arranged in respective predetermined directions, are respectively connected to the respective ink liquid chambers, and are arranged in the predetermined direction. In the ink jet recording head including a plurality of nozzles, a flat plate member that exists between the ink liquid chambers and has a driving function capable of ejecting ink in all or some of the ink liquid chambers is provided. The inkjet recording head is characterized in that the nozzles are arranged in a stack in the nozzle arrangement direction.

【0016】このような構成によって、高密度なノズル
配列のマルチノズルインクジェット記録ヘッドが実現で
きる。
With such a structure, a multi-nozzle ink jet recording head having a high density nozzle arrangement can be realized.

【0017】また、本発明は、上記平板状部材が、平板
状の圧電/電歪部材と、前記圧電/電歪部材の両面側に
各々隣接して配された第1の電極部材及び第2の電極部
材と、前記第2の電極部材の側に前記第2の電極部材と
隣接して配された平板状の規制板部材とを有し、前記イ
ンク液室は、前記第1の電極部材の側に前記第1の電極
部材と隣接して配された平板状の圧力室部材の孔部によ
って形成され、前記第1の電極部材と前記第2の電極部
材とに電圧を印加することにより前記圧電/電歪部材に
伸び又は縮み変形を発生させ、かつ前記規制板部材が前
記圧電/電歪部材の伸び又は縮み変形を規制することに
より、 前記インク液室内のインクを加圧して、前記イ
ンク液室に対応したノズルよりインク液滴を吐出するイ
ンクジェット記録ヘッドである。
Further, according to the present invention, the flat plate-shaped member is a flat plate-shaped piezoelectric / electrostrictive member, and a first electrode member and a second electrode member are provided adjacent to both surface sides of the piezoelectric / electrostrictive member. Electrode member and a flat plate-shaped regulating plate member disposed adjacent to the second electrode member on the side of the second electrode member, and the ink liquid chamber includes the first electrode member. Is formed by a hole of a flat plate-shaped pressure chamber member arranged adjacent to the first electrode member on the side of, and by applying a voltage to the first electrode member and the second electrode member. The piezoelectric / electrostrictive member is caused to undergo expansion or contraction deformation, and the restriction plate member restricts expansion or contraction deformation of the piezoelectric / electrostrictive member, thereby pressurizing the ink in the ink liquid chamber, Inkjet recording to eject ink droplets from nozzles corresponding to the ink liquid chamber It is dead.

【0018】このような構成によって、平板状部材に形
成されるべき電極パターンはノズルの配列密度に比較し
て寸法の大きな、比較的単純な模様のものでよく、加工
が簡単で製作が容易となる。
With such a structure, the electrode pattern to be formed on the flat plate-like member may be a relatively simple pattern having a size larger than the array density of the nozzles, which is easy to process and easy to manufacture. Become.

【0019】また、第1の電極を共通電極とすることに
よって、インクに化学変化等を発生させない。
Further, by making the first electrode a common electrode, chemical change or the like does not occur in the ink.

【0020】また、本発明は、インク供給源に連通され
るインク液室に対応した複数の孔部を有する圧力室部材
の基材と、全てのあるいは一部のインク液室を変形させ
ることが出来る駆動用平板状部材の基材とを交互に積層
する積層ステップと、前記積層ステップで積層された圧
力室部材の基材と平板状部材の基材とを、積層された状
態を維持しながら、積層した方向に沿って、前記複数の
孔部に対応して切断する切断ステップとを備えたことを
特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法であ
る。
Further, according to the present invention, the base material of the pressure chamber member having a plurality of holes corresponding to the ink liquid chambers communicating with the ink supply source and all or some of the ink liquid chambers can be deformed. A stacking step of alternately stacking a base material of a driving flat plate-like member and a base material of the pressure chamber member and a flat plate-like base material stacked in the stacking step while maintaining the stacked state. And a cutting step of cutting along the stacking direction corresponding to the plurality of holes, the method for manufacturing an inkjet recording head.

【0021】このように、積層していった後に切断分割
すれば一度に多数個のインクジェット記録ヘッドが製造
できるため、非常に量産性の高いインクジェット記録ヘ
ッドを提供する。
In this way, a large number of ink jet recording heads can be manufactured at a time by cutting and dividing after stacking them, so that an ink jet recording head with extremely high mass productivity is provided.

【0022】また、本発明は、上記製造方法において、
更に、前記積層ステップ後であって前記切断ステップ前
に、前記インク液室に連通可能なノズルを複数有するノ
ズル板の基材を前記インク液室と前記ノズルとが対応す
るように接合する接合ステップとを備えたインクジェッ
ト記録ヘッドの製造方法である。
The present invention also provides the above manufacturing method,
Further, after the laminating step and before the cutting step, a joining step of joining a base material of a nozzle plate having a plurality of nozzles capable of communicating with the ink liquid chamber so that the ink liquid chamber and the nozzle correspond to each other. And a method for manufacturing an inkjet recording head including:

【0023】このような構成によれば、ノズルの位置決
めが正確にかつ簡便に行い得る。
With this structure, the nozzle can be accurately and easily positioned.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態につ
いて、より詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described in more detail.

【0025】(実施の形態1)以下、本発明の実施の形
態1について、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 1) Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0026】図1は、本実施の形態におけるインクジェ
ット記録ヘッドの斜視図である。図1において、10は
インク液室構造体、11は複数のノズル11aが一定方
向に配列されたノズル板、12はインク流入口、13は
インク流入口12に連通され直方体形状のインクの液室
でありインクに圧力が印加されるインク圧力室(本発明
のインク液室に対応する)、14は規制板部材、15は
圧電/電歪部材、16は圧力室部材、17は個別電極、
及び18は共通電極である。なお、圧電部材15、電極
17、18、規制板部材14の集合が本発明の駆動用平
板状部材を構成している。
FIG. 1 is a perspective view of an ink jet recording head according to this embodiment. In FIG. 1, 10 is an ink liquid chamber structure, 11 is a nozzle plate in which a plurality of nozzles 11a are arranged in a certain direction, 12 is an ink inlet, and 13 is a rectangular parallelepiped-shaped ink liquid chamber that is connected to the ink inlet 12. An ink pressure chamber in which pressure is applied to the ink (corresponding to the ink liquid chamber of the present invention), 14 is a regulating plate member, 15 is a piezoelectric / electrostrictive member, 16 is a pressure chamber member, 17 is an individual electrode,
And 18 are common electrodes. The assembly of the piezoelectric member 15, the electrodes 17 and 18, and the regulating plate member 14 constitutes the driving flat plate member of the present invention.

【0027】ここで、規制板部材14、圧電/電歪部材
15及び圧力室部材16を順次積層することによって、
インク液室構造体10が構成され、そして、ノズル板1
1は、インク圧力室13の開口部に対応して吐出ノズル
が配置されるようにインク液室構造体10に接合され
て、インクジェット記録ヘッドが構成される。
Here, the regulation plate member 14, the piezoelectric / electrostrictive member 15 and the pressure chamber member 16 are sequentially laminated,
The ink chamber structure 10 is constructed, and the nozzle plate 1
1 is joined to the ink liquid chamber structure 10 so that the ejection nozzles are arranged corresponding to the openings of the ink pressure chambers 13 to form an inkjet recording head.

【0028】なお、個別電極17と共通電極18は、共
通電極18がインク圧力室13の側に位置して圧電/電
歪部材15を挟むように対向して設けられ、その対向部
は、インク圧力室13の図の上下方向の幅と等しく設定
されているが、図7に示すように、個別電極17と共通
電極18の対向部の幅がインク圧力室13の図の上下方
向の幅より小さく設定されている方がのぞましい(後述
する)。
The individual electrode 17 and the common electrode 18 are provided so that the common electrode 18 is located on the ink pressure chamber 13 side and the piezoelectric / electrostrictive member 15 is sandwiched therebetween. Although it is set to be equal to the vertical width of the pressure chamber 13 in the drawing, as shown in FIG. 7, the width of the facing portion of the individual electrode 17 and the common electrode 18 is larger than the vertical width of the ink pressure chamber 13 in the drawing. The smaller the setting, the better (described later).

【0029】以上のように構成されたインクジェット記
録ヘッドの動作について、図2及び図3に示す模式図を
用いて説明する。これらの図は、図1のノズル板11に
平行な方向で切った断面図である。
The operation of the ink jet recording head configured as described above will be described with reference to the schematic diagrams shown in FIGS. These figures are sectional views taken in a direction parallel to the nozzle plate 11 of FIG.

【0030】まず、図2において、各々規制板部材1
4、圧電/電歪部材15及び圧力室部材16が順次積層
されており、図中では積層されたもののn番目を規制板
部材14−n、圧電/電歪部材15−n及び圧力室部材
16−nで示している。
First, referring to FIG. 2, each of the regulating plate members 1 is
4, the piezoelectric / electrostrictive member 15 and the pressure chamber member 16 are sequentially laminated. In the figure, the n-th laminated plate is the regulation plate member 14-n, the piezoelectric / electrostrictive member 15-n and the pressure chamber member 16. It is indicated by -n.

【0031】そして、圧電/電歪部材15−nの両側に
は、個別電極17−nと共通電極18−nが設けられて
おり、これらの電極間に電圧を印加すると圧電/電歪部
材15−nが伸縮する。具体的には、共通電極18を0
電位に設定し、個別電極17に信号電圧を印加してイン
ク液滴の吐出を制御する。
The individual electrodes 17-n and the common electrode 18-n are provided on both sides of the piezoelectric / electrostrictive member 15-n. When voltage is applied between these electrodes, the piezoelectric / electrostrictive member 15-n is provided. -N expands and contracts. Specifically, the common electrode 18 is set to 0
The potential is set and a signal voltage is applied to the individual electrode 17 to control the ejection of ink droplets.

【0032】今、図2のように圧電/電歪部材15−n
が伸びる方向に電圧が印加されたとすると、規制板部材
14−nは動かないため、規制板部材14−n、圧電/
電歪部材15−nは、図のように右側にたわみ、インク
圧力室13−nの体積を減少させるように変化させ、そ
の内部のインクを圧縮するような振動が生じ、インク液
滴をノズルから吐出させることになる。
Now, as shown in FIG. 2, the piezoelectric / electrostrictive member 15-n
If a voltage is applied in the extending direction, the regulation plate member 14-n does not move.
The electrostrictive member 15-n is bent to the right side as shown in the figure, and is changed so as to reduce the volume of the ink pressure chamber 13-n, and vibration is generated to compress the ink inside the ink pressure chamber 13-n, causing ink droplets to be ejected to the nozzles. Will be discharged from.

【0033】そして、インク圧力室13−nのインクが
圧縮されたときには、その左隣のインク圧力室13−
(n−1)は膨張して負圧となるため、全てのノズルか
らのインク液滴の吐出制御を同時に行うのではなく、少
なくとも1つおきに吐出をすることになる。
When the ink in the ink pressure chamber 13-n is compressed, the ink pressure chamber 13-on the left side of the ink pressure chamber 13-n is compressed.
Since (n-1) expands to a negative pressure, the ejection control of the ink droplets from all the nozzles is not performed at the same time, but at least every other ejection is ejected.

【0034】更に、図3に示すように、圧電/電歪部材
15−nの右隣の圧電/電歪部材15−(n+1)をも
同時に縮み変形させて、圧電/電歪部材15−nとは逆
方向に湾曲させ、インク圧力室13−n内の体積をより
減少させることもできる。
Further, as shown in FIG. 3, the piezoelectric / electrostrictive member 15- (n + 1) on the right side of the piezoelectric / electrostrictive member 15-n is also contracted and deformed at the same time, so that the piezoelectric / electrostrictive member 15-n is formed. The volume in the ink pressure chamber 13-n can be further reduced by curving in the opposite direction.

【0035】この場合には、インク圧力室13−n内の
インクを一層圧縮することができるため、より大きな圧
縮によるインク液滴の吐出が行われることになる。
In this case, since the ink in the ink pressure chamber 13-n can be further compressed, the ink droplets are ejected by the larger compression.

【0036】なお、以上の構成では、共通電極18をイ
ンク圧力室13側に設けているが、これは、電極がイン
クに接していると、そのインクに電圧が印加され電流が
流れた場合、電気分解が起こって電極の消耗や染料の析
出等が発生してしまうことを考慮したためである。つま
り、本実施の形態では、インクに接している側の電極を
共通電極18とし、常時0電位に設定しているので、こ
のような電気分解は起こらない。
In the above structure, the common electrode 18 is provided on the ink pressure chamber 13 side. This means that when a voltage is applied to the ink and a current flows when the electrode is in contact with the ink, This is because it is considered that the electrolysis occurs and the electrodes are consumed and dyes are deposited. That is, in the present embodiment, since the electrode on the side in contact with the ink is the common electrode 18 and is always set to 0 potential, such electrolysis does not occur.

【0037】さて、本実施の形態のインクジェット記録
ヘッドは、圧電/電歪素子15を用いているので、少な
くとも、圧電/電歪部材15自体は、圧電/電歪材料で
ある必要があるが、規制板部材14及びインク圧力室部
材16は、必ずしも圧電/電歪材料である必要がなく、
金属、プラスチック、セラミック等が、機械的振動特性
や破壊強度等を考慮した設計の上、使用可能である。
Since the ink jet recording head of this embodiment uses the piezoelectric / electrostrictive element 15, at least the piezoelectric / electrostrictive member 15 itself needs to be a piezoelectric / electrostrictive material. The regulation plate member 14 and the ink pressure chamber member 16 do not necessarily have to be piezoelectric / electrostrictive materials,
Metals, plastics, ceramics, etc. can be used after designing in consideration of mechanical vibration characteristics and breaking strength.

【0038】しかしながら、より単純で簡便な構成とし
て、これらに圧電/電歪材料を使用することもできる。
However, as a simpler and more convenient structure, a piezoelectric / electrostrictive material may be used for these.

【0039】すなわち、圧電/電歪材料のグリーンシー
トに第1の電極に対応した所定のパターンの電極を形成
した圧電/電歪部材と、圧電/電歪材料のグリーンシー
トに第2の電極に対応した所定のパターンの電極を形成
した規制板部材と、圧電/電歪材料のグリーンシートに
インク圧力室に対応した孔部の加工がなされた圧力室部
材を、各々グリーンシートの状態で積層後圧着し、その
まま焼成してインク液室構造体10を完成させることが
可能である。
That is, a piezoelectric / electrostrictive member in which an electrode having a predetermined pattern corresponding to the first electrode is formed on a green sheet of piezoelectric / electrostrictive material, and a green sheet of the piezoelectric / electrostrictive material is used as a second electrode. After laminating the regulation plate member on which the electrode of the corresponding predetermined pattern is formed and the pressure chamber member in which the holes corresponding to the ink pressure chambers are formed on the green sheet of the piezoelectric / electrostrictive material in the state of each green sheet The ink liquid chamber structure 10 can be completed by pressure bonding and firing as it is.

【0040】このような製造方法によると、同一材料を
用いた積層焼成によるので、熱膨張の影響が少なく精度
の良い構造体の作製が可能である。
According to such a manufacturing method, since the laminated materials are fired using the same material, it is possible to manufacture a structure having a small influence of thermal expansion and high accuracy.

【0041】なお、この場合には、インク圧力室間の隔
壁部が、圧電/電歪材料から構成されているため、第2
の電極を隣接するインク液室側に設け、第1及び第2の
電極間に電圧を印加して電極が対向している部分の圧電
/電歪材料を配向させて、インク圧力室間の隔壁部自体
を振動体とすることもできる。
In this case, since the partition wall portion between the ink pressure chambers is made of the piezoelectric / electrostrictive material, the second
Electrodes are provided on the ink liquid chamber side adjacent to each other, and a voltage is applied between the first and second electrodes to orient the piezoelectric / electrostrictive material in the portion where the electrodes face each other, thereby forming a partition wall between the ink pressure chambers. The part itself may be a vibrating body.

【0042】(実施の形態2)本実施の形態では、実施
の形態1で説明したインクジェット記録装置の製造方法
について、具体的に説明する。
(Embodiment 2) In this embodiment, a method for manufacturing the ink jet recording apparatus described in Embodiment 1 will be specifically described.

【0043】図4は、実施の形態1で示したインクジェ
ット記録ヘッドを複数個同時に製造する場合の説明図で
ある。
FIG. 4 is an explanatory diagram for simultaneously manufacturing a plurality of ink jet recording heads shown in the first embodiment.

【0044】図4において、まず、規制板部材14の基
材14’、圧電/電歪部材15の基材15’及び圧力室
部材16の基材16’が順次積層されるが、各基材はY
X平面に平行なABC面でもって配置され、X方向に各
基材が積層されていく。
In FIG. 4, first, the base material 14 'of the regulating plate member 14, the base material 15' of the piezoelectric / electrostrictive member 15 and the base material 16 'of the pressure chamber member 16 are sequentially laminated. Is Y
Arranged with the ABC plane parallel to the X plane, the base materials are laminated in the X direction.

【0045】このX方向に積層する基材数を多くするこ
とによって、それだけ多くのノズルを有するインクジェ
ット記録ヘッドが作製でき、また各基材の厚みを薄くす
ることによって、より高密度に配列されたノズルを有す
るインクジェット記録ヘッドが作製できる。
By increasing the number of base materials laminated in the X direction, an ink jet recording head having as many nozzles as that can be manufactured, and by reducing the thickness of each base material, a higher density arrangement can be achieved. An inkjet recording head having nozzles can be manufactured.

【0046】ここで、Z方向には各インクジェット記録
ヘッドに対応する所定の電極パターンや孔部が形成され
ている。もちろん、これらのパターン等は同一のものと
してもよいし、所望の場合には異なったパターン等とし
ておいてもよい。これは、Y方向についても同様であ
る。
Here, predetermined electrode patterns and holes corresponding to each ink jet recording head are formed in the Z direction. Of course, these patterns and the like may be the same or different patterns and the like if desired. This also applies to the Y direction.

【0047】そして、このように積層後、一例として3
個のインクジェット記録ヘッドを構成すべく、ABC面
に平行なA000面及びA111面で各基材を切断す
る。
After stacking in this way, as an example, 3
Each substrate is cut along the A 0 B 0 C 0 surface and the A 1 B 1 C 1 surface parallel to the ABC surface so as to form one inkjet recording head.

【0048】次に、積層前の各基材の構成例を、図5に
示す。
Next, an example of the constitution of each base material before lamination is shown in FIG.

【0049】図5(a)では、規制板部材の基材14’
を示し、Z方向に5個、Y方向に2個分の電極パターン
19が形成されている。
In FIG. 5 (a), the base material 14 'of the regulating plate member.
, Five electrode patterns 19 are formed in the Z direction and two electrode patterns 19 are formed in the Y direction.

【0050】図5(b)では、圧電/電歪部材の基材1
5’を示し、Z方向に5個、Y方向に2個分の電極パタ
ーン20が形成されている。
In FIG. 5B, the base material 1 of the piezoelectric / electrostrictive member 1
5 ', and five electrode patterns 20 are formed in the Z direction and two in the Y direction.

【0051】図5(c)では、圧力室部材の基材16’
を示し、インク圧力室とインク流入口となる孔部21
が、Z方向に5個、Y方向に2個分穿孔されている。
In FIG. 5C, the base material 16 'of the pressure chamber member.
Showing the ink pressure chamber and the hole 21 serving as the ink inlet.
, 5 holes in the Z direction and 2 holes in the Y direction.

【0052】そして、これらの3つの基材を順次繰り返
し積層して、その後に前述したように切断・分離すれ
ば、合計10個のインクジェット記録ヘッドの積層体が
作製され得る。
Then, a stack of 10 ink jet recording heads in total can be manufactured by successively stacking these three base materials and then cutting and separating them as described above.

【0053】更に、一般に、ノズル板11の幅(ノズル
11aの配列方向と直交する方向の長さ)は、非常に小
さく、例えば0.3〜3mm程度であり、この状態でイ
ンク液室構造体10にノズル板11を接合するのは、そ
の取扱いがきわめて難しい。
Further, generally, the width of the nozzle plate 11 (the length in the direction orthogonal to the arrangement direction of the nozzles 11a) is very small, for example, about 0.3 to 3 mm. In this state, the ink liquid chamber structure Joining the nozzle plate 11 to the 10 is extremely difficult to handle.

【0054】そこで、図6に示すように、複数個のイン
クジェット記録ヘッド分のインク液室構造体30とノズ
ル板の基材31とを、インク液室構造体30の切断・分
離前に接合して、接合後に分離させるようにすれば、こ
のような困難性を回避することができる。
Therefore, as shown in FIG. 6, the ink liquid chamber structures 30 for a plurality of ink jet recording heads and the substrate 31 of the nozzle plate are joined before cutting and separating the ink liquid chamber structures 30. Then, if they are separated after the joining, such difficulty can be avoided.

【0055】このような構成とすることによって、イン
ク液室構造体30とノズル板の基材31のノズル31a
の配列の精度を的確に合わせておけば、取り扱いがきわ
めて容易となり、一度に複数個分のインクジェット記録
ヘッドが精度よく製造可能となる。
With such a structure, the ink liquid chamber structure 30 and the nozzle 31a of the base material 31 of the nozzle plate.
If the precision of the arrangement of (1) is properly adjusted, the handling becomes extremely easy, and a plurality of inkjet recording heads can be manufactured with high precision at one time.

【0056】もちろん、場合によっては、ノズル板の基
材を接合するのではなく、インク液室構造体30の切断
・分割後、各小さなノズル板を接合してもよい。
Of course, in some cases, instead of joining the base material of the nozzle plate, each small nozzle plate may be joined after cutting and dividing the ink liquid chamber structure 30.

【0057】なお、カラー用インクジェット記録ヘッド
を作成する場合は、図4において上記のように3層に分
割切断せず、このままABCC000で示される層の
ヘッドをカラーのC用とし、A000111で示さ
れる層のヘッドをカラーのM用とし、A11122
2で示される層のヘッドをカラー用Yとして、カラー
用記録ヘッドを製造することもできる。さらに、その周
囲にブラック用の層を付加したものでもよい。
In the case of producing a color ink jet recording head, the head of the layer indicated by ABCC 0 B 0 A 0 is used as it is for color C without dividing into three layers as shown in FIG. , A 0 B 0 C 0 C 1 B 1 A 1 for the head of the color M, A 1 B 1 C 1 C 2 B 2
It is also possible to manufacture a color recording head by using the layer head shown by A 2 as the color Y. Further, a black layer may be added to the periphery thereof.

【0058】(実施の形態3)以下、本発明の第3の実
施の形態のインクジェット記録ヘッドについて、図面を
参照しながら説明する。
(Third Embodiment) Hereinafter, an ink jet recording head according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0059】図7(a)は、本実施の形態におけるイン
クジェット記録ヘッドのノズル板に平行な方向で切った
断面図である。
FIG. 7A is a sectional view taken in a direction parallel to the nozzle plate of the ink jet recording head according to this embodiment.

【0060】本実施の形態では、実施の形態1の構成に
対して、スペーサ部材35及び隔壁部材36が設けられ
ている。
In this embodiment, a spacer member 35 and a partition member 36 are provided in addition to the structure of the first embodiment.

【0061】即ち、規制板部材14、圧電/電歪部材1
5、圧力室部材16、隔壁部材36、スペーサ部材35
の5枚の平板状部材を順次積層して、インクジェット記
録ヘッドが構成されている。
That is, the regulating plate member 14 and the piezoelectric / electrostrictive member 1
5, pressure chamber member 16, partition member 36, spacer member 35
An ink jet recording head is configured by sequentially laminating the five flat plate-shaped members.

【0062】そして、圧電/電歪部材15、スペーサ部
材35及び隔壁部材36によって、空隙部37が形成さ
れ得る。
Then, the piezoelectric / electrostrictive member 15, the spacer member 35, and the partition member 36 can form the void 37.

【0063】この空隙部37は、圧電/電歪部材15が
伸びることによって、図面上右側のインク圧力室13方
向に湾曲的に変形した場合でも、空隙部37が膨らむだ
けで、左側のインク圧力室13に干渉しないようにする
ためのものである。そのために、隔壁部材36は堅い材
料からなる。このように、隣接するインク圧力室13同
士は、互いにその体積変化が干渉することがない。
Even if the void 37 is curved and deformed in the direction of the ink pressure chamber 13 on the right side of the drawing due to the extension of the piezoelectric / electrostrictive member 15, the void 37 only swells and the ink pressure on the left side is increased. This is to prevent interference with the chamber 13. Therefore, the partition member 36 is made of a rigid material. In this way, adjacent ink pressure chambers 13 do not interfere with each other in their volume changes.

【0064】具体的には、図7(a)に従って説明すれ
ば、圧電/電歪部材14の振動は、その右に存在するイ
ンク圧力室13の体積変化にのみ関与することになり、
複数のインク圧力室13に、各々独立的に圧電/電歪部
材15が設置されている構造となっている。
Specifically, referring to FIG. 7 (a), the vibration of the piezoelectric / electrostrictive member 14 is concerned only with the volume change of the ink pressure chamber 13 existing on the right side thereof.
The piezoelectric / electrostrictive members 15 are independently installed in the plurality of ink pressure chambers 13.

【0065】これに対して、図7(b)に示すものは、
その隔壁部材36と、スペーサ部材35の位置が(a)
の場合と異なっている。
On the other hand, the one shown in FIG.
The positions of the partition member 36 and the spacer member 35 are (a).
Is different from the case.

【0066】すなわち、規制板部材14、圧電/電歪部
材15、スペーサ部材35、隔壁部材36、圧力室部材
16の5枚の平板状部材を順次積層して、インクジェッ
ト記録ヘッドが構成されている。この空隙部37は、圧
電/電歪部材15が隔壁部材36方向に湾曲的に変形し
た場合でも隔壁部材36に干渉しないようになってお
り、隔壁部材36は、常時固定され振動しない部材であ
るため、隣接するインク圧力室13同士は、互いにその
体積変化が干渉することがない。
That is, an ink jet recording head is constructed by sequentially stacking five flat plate members, that is, the regulating plate member 14, the piezoelectric / electrostrictive member 15, the spacer member 35, the partition member 36, and the pressure chamber member 16. . The void portion 37 does not interfere with the partition member 36 even when the piezoelectric / electrostrictive member 15 is curvedly deformed in the direction of the partition member 36. The partition member 36 is a member that is always fixed and does not vibrate. Therefore, the volume changes of adjacent ink pressure chambers 13 do not interfere with each other.

【0067】従って、本実施の形態では、実施の形態1
で説明したようなノズルからの吐出制御を1つおきにす
るのではなく、同時に全てのノズルからの吐出制御が可
能となる。
Therefore, in this embodiment, the first embodiment is used.
It is possible to control the discharge from all the nozzles at the same time, instead of every other discharge control from the nozzles described in the above.

【0068】もちろん、一方のインク圧力室に振動が伝
搬しないようにするために他の構成も採用できる。例え
ば、空隙部に変わる防振材を同様に配して振動を吸収し
て伝搬しないようにしてもよい。なお、各電極の対向部
は、図示するように空隙部や防振材よりも短い長さとす
ることが好適である。
Of course, another structure can be adopted to prevent the vibration from propagating to one ink pressure chamber. For example, a vibration damping material that replaces the void may be similarly arranged to absorb the vibration and prevent it from propagating. In addition, it is preferable that the facing portion of each electrode has a length shorter than that of the gap or the vibration isolator as shown in the drawing.

【0069】(実施の形態4)本実施の形態では、以上
説明した以外の動作原理のインクジェット記録ヘッド
に、平板状部材を積層する構成を適用した例について説
明する。
(Embodiment 4) In this embodiment, an example in which a structure in which flat plate members are laminated is applied to an ink jet recording head having an operating principle other than that described above will be described.

【0070】図8は、静電吸引型インクジェットに適用
した構成例を示す。
FIG. 8 shows a structural example applied to an electrostatic suction type ink jet.

【0071】図8(a)は、静電吸引型インクジェット
記録ヘッドの斜視図を示し、図8(b)は、図中のXY
平面で切った断面図を示す。
FIG. 8A shows a perspective view of an electrostatic suction type ink jet recording head, and FIG. 8B shows XY in the drawing.
A sectional view cut in a plane is shown.

【0072】図8において、40は平板状部材を積層し
て構成したインク液室構造体、41は複数のノズル41
aを有するノズル板、42はインク流入口、43はイン
ク液室、44は平板状の電極部材、45は平板状の液室
部材でインク流入口42とインク液室43に対応した孔
部を有し、46は制御電極、47は信号電圧、48はバ
イアス電圧発生器、49は背面電極及び50は記録紙で
ある。
In FIG. 8, reference numeral 40 denotes an ink liquid chamber structure formed by stacking flat plate members, and 41 denotes a plurality of nozzles 41.
Nozzle plate having a, 42 is an ink inlet, 43 is an ink liquid chamber, 44 is a flat electrode member, 45 is a flat liquid chamber member, and holes corresponding to the ink inlet 42 and the ink liquid chamber 43 are formed. 46 is a control electrode, 47 is a signal voltage, 48 is a bias voltage generator, 49 is a back electrode, and 50 is a recording paper.

【0073】ここで、インク液室構造体40は、電極部
材44及び液室部材45を順次ノズルの配列方向、つま
り図中のX軸方向に積層して組み立てられる。
Here, the ink liquid chamber structure 40 is assembled by sequentially stacking the electrode member 44 and the liquid chamber member 45 in the nozzle array direction, that is, the X-axis direction in the drawing.

【0074】そして、このように構成したインク液室構
造体40にノズル板41を接合し、インクジェット記録
ヘッドを作製する。
Then, the nozzle plate 41 is joined to the ink liquid chamber structure 40 having the above-described structure to manufacture an ink jet recording head.

【0075】このような構成において、インクはインク
流入口42より流入して、インク液室43を満たし、イ
ンク液滴としてノズル41aより吐出され得る。
In such a structure, the ink can flow from the ink inlet 42, fill the ink liquid chamber 43, and be ejected from the nozzle 41a as an ink droplet.

【0076】より詳細には、記録紙49を介して背面電
極48に対向し、かつ各インク液室43に設置されてい
る制御電極46と背面電極49との間に十分な電界が作
用した場合に、インク液滴がノズル41aより吐出され
ることになる。
More specifically, when a sufficient electric field acts between the back electrode 49 and the control electrode 46 which is opposed to the back electrode 48 via the recording paper 49 and is installed in each ink liquid chamber 43. Then, an ink droplet is ejected from the nozzle 41a.

【0077】なお、バイアス電圧発生器48は、吐出用
電界に所定のバイアス電界を作用せ、信号電圧47の低
電圧化を図るためのものである。
The bias voltage generator 48 serves to lower the signal voltage 47 by applying a predetermined bias electric field to the ejection electric field.

【0078】また、このような静電吸引型の構成のみな
らず、その他の方式、例えば、ヒータによってインクを
沸騰させその圧力波でインクを吐出させる、サーマルイ
ンクジェット記録ヘッド等にも、平板状部材を積層する
構成は適用可能である。
Further, in addition to such an electrostatic suction type structure, other methods, for example, a thermal ink jet recording head or the like in which ink is boiled by a heater and ejected by the pressure wave, a flat plate member is used. It is possible to apply a structure in which

【0079】例えば、図8の制御電極46のノズル近傍
に、それに代え発熱抵抗体(加熱手段)を設けて信号電
圧を印加する構成とすれば、サーマルインクジェット記
録ヘッドを構成することが可能である。もちろんこの場
合には、背面電極49は不要である。
For example, if a heating resistor (heating means) is provided in the vicinity of the nozzle of the control electrode 46 in FIG. 8 to apply a signal voltage, a thermal ink jet recording head can be constructed. . Of course, in this case, the back electrode 49 is unnecessary.

【0080】(実施の形態5)図9は、本発明の実施の
形態を示すインクジェット記録ヘッドの構成図である。
図9では、ピエゾ素子201が接合された規制板202
と、圧力室207が形成された液室板203と、積層さ
れたときピエゾ素子201の動きを妨害しないように凹
部が設けられた隔壁板204とを順次繰り返して積層さ
れてインクジェットヘッド構造体が形成される。
(Fifth Embodiment) FIG. 9 is a configuration diagram of an ink jet recording head showing an embodiment of the present invention.
In FIG. 9, the regulation plate 202 to which the piezo element 201 is joined
And the liquid chamber plate 203 in which the pressure chamber 207 is formed, and the partition plate 204 provided with a recess so as not to disturb the movement of the piezo element 201 when stacked, are sequentially and repeatedly stacked to form an inkjet head structure. It is formed.

【0081】インクは、図102に示すようにインク流
入口209から圧力室207に充填され、ノズル板20
8に穿孔されたノズルからインク液滴が吐出される。
As shown in FIG. 102, the ink is filled in the pressure chamber 207 from the ink inlet 209, and the nozzle plate 20 is filled with the ink.
Ink droplets are ejected from the nozzle bored at 8.

【0082】図11は、図9の構造体を組み立てる様子
を示す斜視図を示しており、ピエゾ素子201が接合さ
れた規制板202、圧力室207が形成された液室板2
03、ピエゾ素子201が直接接触しないように凹部2
05が設けられた隔壁板204が図9のように重ねられ
て構造体を作る。なお、液室板203は部材が分離して
しまわないように支持部206で一体化されており、支
持部206は構造体を作製した後取り除かれる。
FIG. 11 is a perspective view showing how the structure of FIG. 9 is assembled. The regulation plate 202 to which the piezo element 201 is joined and the liquid chamber plate 2 in which the pressure chamber 207 is formed are shown.
03, the concave portion 2 so that the piezo element 201 does not come into direct contact.
The partition plates 204 provided with 05 are stacked as shown in FIG. 9 to form a structure. The liquid chamber plate 203 is integrated with the supporting portion 206 so that the members are not separated, and the supporting portion 206 is removed after the structure is manufactured.

【0083】図9の構造のインクジェットヘッドでは、
平板材料の積層方向に、ノズルが配列されマルチノズル
ヘッドが完成する。すなわち、規制板202、液室板2
03および隔壁板204の厚みの合計がノズルのピッチ
と等しくなる。したがって、高密度なノズル配列のイン
クジェットヘッドを提供するには、厚みの薄い平板材料
を使用して積層すれば良く、圧力室の幅を狭くする必要
がないため、性能の劣化なしにノズルの高密度化が可能
となる。
In the ink jet head having the structure shown in FIG.
The nozzles are arranged in the stacking direction of the flat plate material to complete the multi-nozzle head. That is, the regulation plate 202 and the liquid chamber plate 2
03 and the partition plate 204 have a total thickness equal to the nozzle pitch. Therefore, in order to provide an inkjet head with a high-density nozzle array, it suffices to stack them using thin flat plate materials, and since it is not necessary to narrow the width of the pressure chamber, the nozzle height can be increased without deterioration in performance. Densification is possible.

【0084】図9の構造体は、例えばステンレスのよう
な金属を使用する。液室板203の圧力室207や隔壁
板204の凹部205は金属のエッチングによって簡単
に形成できる。これらの板部材の積層は、接着剤で接合
しても良いし、シート状の接着剤を板部材でサンドイッ
チして熱圧着しても良い。また、板部材を金メッキして
積層し、金の拡散接合で直接金属を接合する方法もあ
る。
The structure of FIG. 9 uses a metal such as stainless steel. The pressure chamber 207 of the liquid chamber plate 203 and the recess 205 of the partition plate 204 can be easily formed by etching metal. The plate members may be laminated with an adhesive agent, or a sheet-like adhesive agent may be sandwiched between the plate members and thermocompression bonded. There is also a method in which plate members are plated with gold and laminated, and metals are directly bonded by diffusion bonding of gold.

【0085】試作では、規制板202に約30μmのス
テンレスを使用し、厚み40μmの電歪/圧電素子をエ
ポキシ系接着剤で規制板に接着する。液室板203は厚
み200μmのステンレスに幅1mm、長さ4mmの液
室をエッチングで形成した。隔壁板204は150μm
のステンレスに約70μmの凹部をハーフエッチングに
て作製した。これらの電歪/圧電素子を含む3枚のシー
ト部材を順次エポキシ系接着剤で積層すると、接着層が
約20μmとなって約2本/mmのマルチノズルヘッド
が完成した。このヘッドでは約5Vの低電圧なパルス駆
動で、良好な液滴の吐出が観測された。このヘッドより
さらに高密度なノズル配列のヘッドも前記液室板203
や隔壁板204をさらに薄くすることによって可能とな
る。
In the trial production, a stainless steel plate having a thickness of about 30 μm is used for the regulation plate 202, and an electrostrictive / piezoelectric element having a thickness of 40 μm is bonded to the regulation plate with an epoxy adhesive. As the liquid chamber plate 203, a liquid chamber having a width of 1 mm and a length of 4 mm was formed by etching on stainless steel having a thickness of 200 μm. The partition plate 204 is 150 μm
A recess of about 70 μm was formed by half etching on the stainless steel. When three sheet members including these electrostrictive / piezoelectric elements were sequentially laminated with an epoxy adhesive, the adhesive layer was about 20 μm, and a multi-nozzle head of about 2 / mm was completed. With this head, good droplet ejection was observed by pulse driving at a low voltage of about 5V. A head having a nozzle array having a higher density than this head also has the liquid chamber plate 203.
This can be achieved by making the partition plate 204 thinner.

【0086】[0086]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、複数の
ノズルを有するマルチノズルインクジェット記録ヘッド
の、ノズルの配列方向に平板状部材を積層してインクジ
ェット記録ヘッドの構造体を構成するものであり、薄い
平板状部材を使用することによって深さの浅いインク液
室を高密度に配列することができ、高密度なノズル配列
に対応したインクジェット記録ヘッドを容易に実現でき
る。
As described above, according to the present invention, a multi-nozzle inkjet recording head having a plurality of nozzles is formed by laminating flat plate members in the nozzle arrangement direction to form an inkjet recording head structure. By using a thin flat plate-shaped member, it is possible to arrange the ink liquid chambers having a shallow depth with high density, and it is possible to easily realize the ink jet recording head corresponding to the high density nozzle arrangement.

【0087】また、平板状部材に形成されるパターン
は、ノズルの配列密度に比較して寸法の大きな、比較的
単純な模様のもので足り、加工が簡単で作製が容易であ
り、積層していった後に、切断・分離すれば、一度に複
数個のインクジェット記録ヘッドが製造でき、非常に量
産性の高いインクジェット記録ヘッドを提供することが
できるものである。
Further, the pattern formed on the flat plate-like member need only be a relatively simple pattern having a size larger than the array density of nozzles, is easy to process and is easy to manufacture, and is laminated. After cutting, after cutting and separating, a plurality of inkjet recording heads can be manufactured at one time, and an inkjet recording head with extremely high mass productivity can be provided.

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

【図1】本発明の実施の形態1におけるインクジェット
記録ヘッドの斜視図
FIG. 1 is a perspective view of an inkjet recording head according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同インクジェット記録ヘッドの動作説明図FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the inkjet recording head.

【図3】同インクジェット記録ヘッドの動作説明図FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the inkjet recording head.

【図4】本発明の実施の形態2におけるインクジェット
記録ヘッドの作製の説明図
FIG. 4 is an explanatory diagram of manufacturing an inkjet recording head according to a second embodiment of the present invention.

【図5】同インクジェット記録ヘッドの積層前の各基材
の構成例を示す図
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of each base material before lamination of the inkjet recording head.

【図6】同インクジェット記録ヘッドの作製の説明図FIG. 6 is an explanatory view of manufacturing the same inkjet recording head.

【図7】本発明の実施の形態3におけるインクジェット
記録ヘッドの断面図
FIG. 7 is a sectional view of an ink jet recording head according to a third embodiment of the invention.

【図8】本発明の実施の形態4におけるインクジェット
記録ヘッドの構成図
FIG. 8 is a configuration diagram of an inkjet recording head according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施の形態5におけるインクジェット
記録ヘッドの構成図
FIG. 9 is a configuration diagram of an inkjet recording head according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】図9の実施の形態5におけるインクジェット
記録ヘッドの正面図
FIG. 10 is a front view of the ink jet recording head according to the fifth embodiment of FIG.

【図11】図9のインクジェット記録ヘッドの製造方法
を示す斜視図
FIG. 11 is a perspective view showing a method of manufacturing the inkjet recording head of FIG.

【図12】(a)従来のインクジェット記録ヘッドを示
す断面図 (b)従来のインクジェット記録ヘッドを示す正面図
FIG. 12A is a sectional view showing a conventional inkjet recording head. FIG. 12B is a front view showing a conventional inkjet recording head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 インク液室構造体 11 ノズル板 12 インク流入口 13 インク圧力室 14 規制板部材 14’ 規制板部材の基材 15 圧電/電歪部材 15’ 圧電/電歪部材の基材 16 圧力室部材 16’ 圧力室部材の基材 17 個別電極 18 共通電極 19 電極パターン 20 電極パターン 21 孔部 30 インク液室構造体 31 ノズル板 35 スペーサ部材 36 隔壁部材 37 空隙部 40 インク液室構造体 41 ノズル板 42 インク流入口 43 インク液室 44 電極部材 45 液室部材 46 制御電極 47 信号電圧 48 バイアス電圧発生器 49 背面電極 50 記録紙 110 インクノズル部 111 インクポンプ部 112 駆動部 201 ピエゾ素子 202 規制板 203 液室板 204 隔壁板 207 圧力室 208 ノズル板 10 Ink liquid chamber structure 11 nozzle plate 12 Ink inlet 13 Ink pressure chamber 14 Regulator plate member 14 'Base material for regulating plate member 15 Piezoelectric / electrostrictive member 15 'Piezoelectric / electrostrictive member base material 16 Pressure chamber member 16 'Base material for pressure chamber member 17 individual electrodes 18 common electrode 19 electrode pattern 20 electrode pattern 21 hole 30 Ink liquid chamber structure 31 nozzle plate 35 Spacer member 36 Partition member 37 Void 40 Ink liquid chamber structure 41 nozzle plate 42 Ink inlet 43 Ink liquid chamber 44 Electrode member 45 Liquid chamber member 46 control electrode 47 Signal voltage 48 Bias voltage generator 49 Back electrode 50 recording paper 110 ink nozzle 111 Ink pump section 112 Drive 201 Piezo element 202 Control plate 203 Liquid chamber plate 204 partition plate 207 Pressure chamber 208 nozzle plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 吉幸 神奈川県川崎市多摩区東三田3丁目10番1 号 松下技研株式会社内 (72)発明者 橋本 雅彦 神奈川県川崎市多摩区東三田3丁目10番1 号 松下技研株式会社内 (72)発明者 雨宮 清英 神奈川県川崎市多摩区東三田3丁目10番1 号 松下技研株式会社内 Fターム(参考) 2C057 AF37 AF93 AG12 AG44 AG49 AG93 AP02 AP15 AP22 AP24 BA05 BA14    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yoshiyuki Sugiyama             3-10-1 Higashisanda, Tama-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture             No. Matsushita Giken Co., Ltd. (72) Inventor Masahiko Hashimoto             3-10-1 Higashisanda, Tama-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture             No. Matsushita Giken Co., Ltd. (72) Inventor Kiyohide Amamiya             3-10-1 Higashisanda, Tama-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture             No. Matsushita Giken Co., Ltd. F-term (reference) 2C057 AF37 AF93 AG12 AG44 AG49                       AG93 AP02 AP15 AP22 AP24                       BA05 BA14

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インク供給源に連通されるとともに、そ
れぞれ所定の方向に配列された複数のインク液室と、前
記各インク液室にそれぞれ連通されるとともに、それぞ
れ前記所定の方向に配列された複数のノズルとを備えた
インクジェット記録ヘッドにおいて、前記インク液室の
間に存在して、全てのあるいは一部のインク液室のイン
クを吐出させることが出来る駆動機能を有する平板状部
材が、前記ノズルの配列方向に積層して配列されている
ことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
1. A plurality of ink liquid chambers connected to an ink supply source and arranged in a predetermined direction respectively, and a plurality of ink liquid chambers respectively connected to the ink liquid chambers, and arranged in the predetermined direction respectively. In an inkjet recording head having a plurality of nozzles, a flat plate-shaped member that exists between the ink liquid chambers and has a driving function capable of ejecting ink in all or some of the ink liquid chambers is An inkjet recording head, wherein the inkjet recording heads are arranged in a stack in the nozzle arrangement direction.
【請求項2】 前記平板状部材は、 平板状の圧電/電歪部材と、 前記圧電/電歪部材の両面側に各々隣接して配された第
1の電極部材及び第2の電極部材と、 前記第2の電極部材の側に前記第2の電極部材と隣接し
て配された平板状の規制板部材とを有し、 前記インク液室は、前記第1の電極部材の側に前記第1
の電極部材と隣接して配された平板状の圧力室部材の孔
部によって形成され、 前記第1の電極部材と前記第2の電極部材とに電圧を印
加することにより前記圧電/電歪部材に伸び又は縮み変
形を発生させ、かつ前記規制板部材が前記圧電/電歪部
材の伸び又は縮み変形を規制することにより、 前記イ
ンク液室内のインクを加圧して、前記インク液室に対応
したノズルよりインク液滴を吐出する請求項1記載のイ
ンクジェット記録ヘッド。
2. The flat plate-shaped member includes a flat plate-shaped piezoelectric / electrostrictive member, and a first electrode member and a second electrode member that are arranged adjacent to each other on both surface sides of the piezoelectric / electrostrictive member. A flat plate-shaped regulating plate member disposed adjacent to the second electrode member on the side of the second electrode member, wherein the ink liquid chamber is on the side of the first electrode member. First
Of the plate-like pressure chamber member disposed adjacent to the electrode member of No. 3, and the piezoelectric / electrostrictive member is formed by applying a voltage to the first electrode member and the second electrode member. The expansion / contraction deformation of the piezoelectric / electrostrictive member by restricting the expansion / contraction deformation of the piezoelectric / electrostrictive member to pressurize the ink in the ink liquid chamber to correspond to the ink liquid chamber. The inkjet recording head according to claim 1, wherein ink droplets are ejected from nozzles.
【請求項3】 前記複数の圧電/電歪部材に対して、1
つおきに伸び変形を発生させることによって、インク液
滴を、伸び変形をした圧電/電歪部材に前記規制板部材
を介さず隣接するインク液室に対応するノズルから外部
に吐出させ、残るノズルから吐出させない請求項2記載
のインクジェット記録ヘッド。
3. One for each of the plurality of piezoelectric / electrostrictive members.
By causing extension deformation every other interval, ink droplets are ejected to the outside from the nozzle corresponding to the ink liquid chamber adjacent to the extension / deformation piezoelectric / electrostrictive member without interposing the regulation plate member, and the remaining nozzle The ink jet recording head according to claim 2, which is not ejected from the ink jet recording head.
【請求項4】 前記複数の圧電/電歪部材に対して、1
つおきに伸び変形を発生させ、かつ前記伸び変形を発生
させた圧電/電歪部材以外の圧電/電歪部材に対しては
縮み変形を発生させることによって、インク液滴を、伸
び変形をした圧電/電歪部材に前記規制板部材を介さず
隣接するインク液室に対応するノズルから外部に吐出さ
せ、残るノズルから吐出させない請求項2記載のインク
ジェット記録ヘッド。
4. One for each of the plurality of piezoelectric / electrostrictive members.
The ink droplets are subjected to extensional deformation by causing extensional deformation every other distance and generating contractional deformation with respect to the piezoelectric / electrostrictive member other than the piezoelectric / electrostrictive member that has caused the extensional deformation. The ink jet recording head according to claim 2, wherein the piezoelectric / electrostrictive member is ejected to the outside from a nozzle corresponding to an ink liquid chamber adjacent to the piezoelectric / electrostrictive member without interposing the regulation plate member, and is not ejected from the remaining nozzles.
【請求項5】 前記第1の電極は共通電極である請求項
1から4のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッ
ド。
5. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the first electrode is a common electrode.
【請求項6】 更に、前記圧電/電歪部材と、その圧電
/電歪部材に前記規制板部材を介さず隣接するインク液
室との間に、あるいは、前記規制板部材と、それに隣接
するインク液室との間に、前記圧電/電歪部材の縮み変
形あるい伸び変形の非駆動インク液室への伝搬を防止す
るための伸縮運動伝搬防止手段が、設けられ、全てのノ
ズルからインク液滴を吐出可能である請求項2記載のイ
ンクジェット記録ヘッド。
6. Further, between the piezoelectric / electrostrictive member and an ink liquid chamber adjacent to the piezoelectric / electrostrictive member without interposing the restriction plate member, or adjacent to the restriction plate member. Expansion / contraction movement preventing means for preventing the contraction deformation or extension deformation of the piezoelectric / electrostrictive member from propagating to the non-driving ink liquid chamber is provided between the ink liquid chamber and the ink chamber. The inkjet recording head according to claim 2, which is capable of ejecting droplets.
【請求項7】 前記伸縮運動伝搬防止手段は、空隙部を
利用したものである請求項6記載のインクジェット記録
ヘッド。
7. The ink jet recording head according to claim 6, wherein the expansion / contraction motion propagation preventing means uses a void portion.
【請求項8】 前記伸縮運動伝搬防止手段は防震部材で
ある請求項6記載のインクジェット記録ヘッド。
8. The ink jet recording head according to claim 6, wherein the expansion / contraction motion propagation preventing means is a vibration-proof member.
【請求項9】 前記第1の電極部材と前記第2の電極部
材とが対向する幅は、前記空隙部の幅より小さい請求項
7記載のインクジェット記録ヘッド。
9. The ink jet recording head according to claim 7, wherein a width at which the first electrode member and the second electrode member face each other is smaller than a width of the void portion.
【請求項10】 前記圧電/電歪部材、前記規制板部材
及び前記圧力室部材は、同一材質の圧電性セラミックで
形成されている請求項1から9のいずれかに記載のイン
クジェット記録ヘッド。
10. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the piezoelectric / electrostrictive member, the regulation plate member and the pressure chamber member are formed of piezoelectric ceramic of the same material.
【請求項11】 前記平板状部材は、静電式インクジェ
ットの電極と、その電極に隣接して配された電極部材と
を有することを特徴とする請求項1記載のインクジェッ
ト記録ヘッド。
11. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the flat plate member has an electrode of an electrostatic ink jet and an electrode member arranged adjacent to the electrode.
【請求項12】 前記平板状部材は、加熱式インクジェ
ットの加熱手段を有することを特徴とする請求項1記載
のインクジェット記録ヘッド。
12. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the flat plate-shaped member has heating means for heating ink jet.
【請求項13】 インク供給源に連通されるインク液室
に対応した複数の孔部を有する圧力室部材の基材と、全
てのあるいは一部のインク液室を変形させることが出来
る駆動用平板状部材の基材とを交互に積層する積層ステ
ップと、前記積層ステップで積層された圧力室部材の基
材と平板状部材の基材とを、積層された状態を維持しな
がら、積層した方向に沿って、前記複数の孔部に対応し
て切断する切断ステップとを備えたことを特徴とするイ
ンクジェット記録ヘッドの製造方法。
13. A base material of a pressure chamber member having a plurality of holes corresponding to an ink liquid chamber communicated with an ink supply source, and a driving flat plate capable of deforming all or a part of the ink liquid chamber. A laminating step of alternately laminating the base material of the sheet-shaped member, and the base material of the pressure chamber member and the base material of the flat plate-shaped member laminated in the laminating step while maintaining the laminated state, And a cutting step of cutting along the plurality of holes corresponding to the plurality of holes.
【請求項14】 前記平板状部材の基材は、平板状の圧
電/電歪部材の基材と、前記圧電/電歪部材の基材の両
面側に各々隣接して配された第1の電極部材及び第2の
電極部材のパターンと、前記第2の電極部材のパターン
の側に前記第2の電極部材のパターンと隣接して配され
た平板状の規制板部材の基材とを有し、 前記積層ステップは、前記第2の電極部材のパターンが
形成された規制板部材の基材、前記第1の電極部材のパ
ターンが形成された圧電/電歪部材の基材及び前記圧力
室部材の基材を順次積層するステップである請求項13
記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
14. A base material of the flat plate-shaped member and a first base material of the flat plate-shaped piezoelectric / electrostrictive member, which are arranged adjacent to both surface sides of the base material of the piezoelectric / electrostrictive member, respectively. An electrode member and a pattern of the second electrode member; and a base material of a flat plate-shaped regulating plate member arranged adjacent to the pattern of the second electrode member on the side of the pattern of the second electrode member. Then, in the laminating step, the base material of the regulation plate member on which the pattern of the second electrode member is formed, the base material of the piezoelectric / electrostrictive member on which the pattern of the first electrode member is formed, and the pressure chamber. 14. The step of sequentially laminating the base materials of the members.
A method for manufacturing an inkjet recording head as described above.
【請求項15】 更に、前記積層ステップ後であって前
記切断ステップ前に、前記インク液室に連通可能なノズ
ルを複数有するノズル板の基材を前記インク液室と前記
ノズルとが対応するように接合する接合ステップとを備
えた請求項13記載のインクジェット記録ヘッドの製造
方法。
15. Further, after the stacking step and before the cutting step, a base material of a nozzle plate having a plurality of nozzles capable of communicating with the ink liquid chamber is made to correspond to the ink liquid chamber and the nozzle. 14. The method for manufacturing an inkjet recording head according to claim 13, further comprising:
【請求項16】 更に、前記切断ステップ後に、前記イ
ンク液室に連通可能なノズルを複数有するノズル板を前
記インク液室と前記ノズルとが対応するように接合する
接合ステップとを備えた請求項13記載のインクジェッ
ト記録ヘッドの製造方法。
16. A joining step of joining, after the cutting step, a nozzle plate having a plurality of nozzles capable of communicating with the ink liquid chamber so that the ink liquid chamber and the nozzle correspond to each other. 14. The method for manufacturing an inkjet recording head according to item 13.
【請求項17】 前記圧電/電歪部材の基材及び前記規
制板部材の基材は、グリーンシートの状態で電極パター
ンが形成された後焼成されたものであり、前記圧力室部
材の基材は、グリーンシートの状態で孔部が穿孔された
後焼成されたものる請求項13から16のいずれかに記
載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
17. The base material of the piezoelectric / electrostrictive member and the base material of the regulation plate member are formed by firing after forming an electrode pattern in a state of a green sheet, and the base material of the pressure chamber member. 17. The method for manufacturing an inkjet recording head according to claim 13, wherein the green sheet is fired after the holes are punched.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006076180A (en) * 2004-09-10 2006-03-23 Ibiden Co Ltd Inkjet printer head
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JP2014004716A (en) * 2012-06-22 2014-01-16 Canon Inc Liquid discharge head

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