JP2000334968A - Manufacture of ink jet head - Google Patents

Manufacture of ink jet head

Info

Publication number
JP2000334968A
JP2000334968A JP14576199A JP14576199A JP2000334968A JP 2000334968 A JP2000334968 A JP 2000334968A JP 14576199 A JP14576199 A JP 14576199A JP 14576199 A JP14576199 A JP 14576199A JP 2000334968 A JP2000334968 A JP 2000334968A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric element
ink jet
ceramic substrate
jet head
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP14576199A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Yamaguchi
清 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP14576199A priority Critical patent/JP2000334968A/en
Publication of JP2000334968A publication Critical patent/JP2000334968A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture suitably to form in a large size or a multi-nozzle capable of preventing a warp, a crack or the like when a piezoelectric element is baked by connecting a green sheet containing a piezoelectric material as a main component on a main flat surface of a ceramic board after finally baking. SOLUTION: A green sheet 60 in which a green sheet containing a lead zirconate-titanate as a main component and an inner electrode layer are alternately laminated is manufactured. Two green sheets 60 are positioned at predetermined positions of a main flat surface 61a of a ceramic board 61 after finally baking as a head board and adhered. Then, the board 61 and the sheets 60 are baked in a integral state to obtain a piezoelectric element 63. Thereafter, the element 63 is slit to form a slit groove 64 arriving at the board 61 and divided into a plurality of the piezoelectric elements 12. Thus, the sheet 60 is connected and integrally baked with the board 61 to supplement an insufficiency in a mechanical strength of the element.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はインクジェットヘッドの
製造方法に関し、特にヘッド基板に圧電素子を接合した
インクジェットヘッドの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an ink jet head, and more particularly to a method of manufacturing an ink jet head having a piezoelectric element bonded to a head substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、プリンタ、ファクシミリ、複写
装置等に用いられるインクジェット記録装置(画像形成
装置を含む)におけるインクジェットヘッドとして、例
えば特開平8−108540号公報に記載されているよ
うに、ヘッド基板に積層型圧電素子を接合したアクチュ
エータユニットと、圧電素子の変位でインク滴を吐出す
る液室ユニットとを接合したものが知られている。
2. Description of the Related Art As an ink jet head for an ink jet recording apparatus (including an image forming apparatus) used in a printer, a facsimile, a copying machine, etc., for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-108540, An actuator unit in which a stacked piezoelectric element is joined to a liquid chamber unit that ejects ink droplets by displacement of the piezoelectric element is known.

【0003】このようなインクジェットヘッドの製造方
法としては、例えば上記公報や特開平9−156114
号公報に記載されているようなものがある。この方法に
ついて図6及び図7を参照して説明すると、図6(a)
に示すように焼成の終わった圧電素子100、100を
ヘッド基板101の主平面101aの所定の位置に位置
決めし、同図(b)に示すようにヘッド基板101主平
面101a上に2個の圧電素子100を接合し、同図
(c)に示すようにヘッド基板101に達するまでスリ
ット加工を施して圧電素子100をスリット溝104で
複数の圧電素子102に分割した後、同図(d)で示す
ようにヘッド基板101上に構成部品であるフレーム1
05を接合する。
As a method of manufacturing such an ink jet head, for example, the above-mentioned publication and Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-156114
There are those described in Japanese Patent Application Laid-open No. This method will be described with reference to FIG. 6 and FIG.
As shown in FIG. 3, the baked piezoelectric elements 100, 100 are positioned at predetermined positions on the main plane 101a of the head substrate 101, and two piezoelectric elements are placed on the main plane 101a of the head substrate 101, as shown in FIG. The piezoelectric elements 100 are bonded to each other, slit processing is performed until reaching the head substrate 101 as shown in FIG. 3C, and the piezoelectric elements 100 are divided into a plurality of piezoelectric elements 102 by slit grooves 104. As shown, a frame 1 as a component is placed on a head substrate 101.
05 are joined.

【0004】そして、接合された圧電素子102と構成
部品105との高さを揃えるために、図7(a)に示す
ように圧電素子102の上面102aと構成部品105
の上面105aがA−A線にくるまで砥石車106で平
面研削して、同図(b)に示すように圧電素子102の
上面102aと構成部品105の上面105aの高さを
平面精度0.005以下で揃える。
[0004] Then, in order to make the heights of the bonded piezoelectric element 102 and the component 105 equal, as shown in FIG.
The upper surface 105a of the piezoelectric element 102 and the upper surface 105a of the component 105 are adjusted to have a plane accuracy of 0. As shown in FIG. 005 or less.

【0005】ところで、インクジェツト記録装置の印字
速度を高速にするためには、ヘッドの駆動周波数の高く
するか、ヘッドのノズル数を増やす多ノズル化を行う必
要がある。このうち、ヘッドの駆動周波数の高速化はヘ
ッドの基本構成の変更を必要とすることから、印字速度
の高速化には多ノズル化の方が容易である。
In order to increase the printing speed of the inkjet recording apparatus, it is necessary to increase the driving frequency of the head or to increase the number of nozzles of the head. Of these, increasing the driving frequency of the head requires a change in the basic configuration of the head, and therefore increasing the number of nozzles is easier to increase the printing speed.

【0006】ところが、上述したようなインクジェット
ヘツドにおいては圧電素子が細長い板状となる。多ノズ
ル化のためにはこの圧電素子を更に長くする必要があ
る。しかしながら、通常セラミックで形成される圧電素
子をこのように細長くした場合、機械的な強度が極端に
低下し、量産性に問題が生じる。さらに、圧電素子の焼
成時において、反り等が発生して圧電素子自体の歩留ま
りが低下する。
However, in the above-described inkjet head, the piezoelectric element has a long and thin plate shape. In order to increase the number of nozzles, it is necessary to further lengthen the piezoelectric element. However, when the piezoelectric element, which is usually formed of ceramics, is elongated in such a manner, the mechanical strength is extremely reduced, which causes a problem in mass productivity. Further, when the piezoelectric element is fired, warpage or the like occurs, and the yield of the piezoelectric element itself is reduced.

【0007】そこで、例えば特開平7−23708号公
報や特開平10−100403号公報に記載されている
ように、圧電素子を焼成する前にヘッド部品である振動
板と接合した後一体焼成することが提案されている。
Therefore, as described in, for example, JP-A-7-23708 and JP-A-10-100403, prior to firing the piezoelectric element, the piezoelectric element is bonded to a diaphragm as a head component and then integrally fired. Has been proposed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧電素
子を用いたインクジェットヘッドにおいて、振動板はイ
ンク滴吐出特性を決定する重要な部品であり、上述した
ように圧電素子と振動板とを一体焼成すると、振動板材
料が限定されてしまい、設計自由度が低下する。また、
この方法は圧電素子のd31変位を利用するものである
が、ヘッドの高速化、高密度化の観点からは圧電素子の
d33変位を用いることが好ましい。
However, in an ink jet head using a piezoelectric element, the vibrating plate is an important component for determining the ink droplet ejection characteristics. As described above, when the piezoelectric element and the vibrating plate are integrally fired, In addition, the material of the diaphragm is limited, and the degree of freedom in design is reduced. Also,
Although this method utilizes the d31 displacement of the piezoelectric element, it is preferable to use the d33 displacement of the piezoelectric element from the viewpoint of increasing the speed and the density of the head.

【0009】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、多ノズル化に適したインクジェットヘッドの製造
方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a method of manufacturing an ink jet head suitable for increasing the number of nozzles.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、
最終焼成後のセラミック基板の主平面上に圧電材料を主
成分とするグリーンシートを接合して一体焼成を行う構
成としたものである。この場合、グリーンシート上にセ
ラミック基板と同一材料の層部材を接合した後一体焼成
することもできる。また、セラミック基板及び/又はセ
ラミック基板と同一材料の層部材とグリーンシートとの
間に接着層を形成してもよく、この接着層としては圧電
素子と同一材料を主成分とするペースト状の材料を用い
ることが好ましい。
In order to solve the above-mentioned problems, a method of manufacturing an ink jet head according to the present invention comprises:
A green sheet containing a piezoelectric material as a main component is joined to the main surface of the ceramic substrate after the final firing to integrally fire. In this case, after the layer material of the same material as the ceramic substrate is joined to the green sheet, it can be integrally fired. Further, an adhesive layer may be formed between the ceramic substrate and / or a layer member made of the same material as the ceramic substrate and the green sheet, and the adhesive layer is made of a paste-like material mainly composed of the same material as the piezoelectric element. It is preferable to use

【0011】さらに、セラミック基板とグリーンシート
を一体焼成した後圧電素子の露出面の内のセラミック基
板の主平面と垂直な面に電極層を形成することができ
る。さらにまた、電極層を形成した後圧電素子の露出面
の内のセラミック基板の主平面と平行な面を研削して該
平行な面の電極層を除去することもできる。
Further, after integrally firing the ceramic substrate and the green sheet, an electrode layer can be formed on a surface of the exposed surface of the piezoelectric element that is perpendicular to the main plane of the ceramic substrate. Furthermore, after forming the electrode layer, the surface of the exposed surface of the piezoelectric element parallel to the main plane of the ceramic substrate may be ground to remove the electrode layer on the parallel surface.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図1は本発明を適用したイン
クジェットヘッドの分解斜視図、図2は同ヘッドのチャ
ンネル方向(ノズル配列方向)と直交する方向の要部拡
大断面図、図3は同ヘッドのチャンネル方向の要部拡大
断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view of an ink jet head to which the present invention is applied, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part in a direction orthogonal to a channel direction (nozzle arrangement direction) of the head, and FIG. It is an expanded sectional view.

【0013】このインクジェットヘッドは、アクチュエ
ータユニットである駆動ユニット1と、液室ユニット2
と、ヘッドカバー3とを備えている。駆動ユニット1
は、セラミックス基板、例えばチタン酸バリウム、アル
ミナ、フォルステライトなどの絶縁性のヘッド基板11
上に、エネルギー発生素子である複数の積層型圧電素子
12を列状に2列配置して接合し、これら2列の各圧電
素子12の周囲を取り囲む樹脂、セラミック等からなる
構成部品であるフレーム部材13を接着剤14によって
接合している。
The ink jet head includes a drive unit 1 as an actuator unit, a liquid chamber unit 2
And a head cover 3. Drive unit 1
Is a ceramic substrate, for example, an insulating head substrate 11 made of barium titanate, alumina, forsterite or the like.
A plurality of laminated piezoelectric elements 12 as energy generating elements are arranged in two rows and joined together, and a frame is a component made of resin, ceramic, or the like surrounding the periphery of each of the two rows of piezoelectric elements 12. The members 13 are joined by an adhesive 14.

【0014】複数の圧電素子12は、インクを液滴化し
て飛翔させるための駆動パルスが与えられる圧電素子
(これを「駆動部」という。)17,17…と、駆動部
17,17間に位置し、駆動パルスが与えられずに単に
液室ユニット2を基板11に固定する液室支柱部材とな
る圧電素子(これを「非駆動部」という。)18,18
…とを交互に構成している。
The plurality of piezoelectric elements 12 are provided between piezoelectric elements 17 (to be referred to as “driving sections”) to which driving pulses for causing ink to be formed into droplets and to fly are formed. A piezoelectric element (hereinafter, referred to as a “non-driving unit”) serving as a liquid chamber support member that is located and receives a driving pulse and simply fixes the liquid chamber unit 2 to the substrate 11.
... are alternately configured.

【0015】ここで、圧電素子12としては10層以上
の積層型圧電素子を用いている。この積層型圧電素子
は、例えば図2に示すように、厚さ10〜50μm/1
層のチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)20と、厚さ数μ
m/1層の銀・パラジューム(AgPd)からなる内部電
極21とを交互に積層したものであるが、圧電素子とし
て用いる材料は上記に限られるものでなく、その他の電
気機械変換素子を用いることもできる。
Here, as the piezoelectric element 12, a laminated piezoelectric element having ten or more layers is used. This laminated piezoelectric element has a thickness of 10 to 50 μm / 1, for example, as shown in FIG.
Layer of lead zirconate titanate (PZT) 20 and a thickness of several μ
An internal electrode 21 made of silver / paradium (AgPd) of m / 1 layer is alternately laminated, but the material used for the piezoelectric element is not limited to the above, and other electromechanical conversion elements may be used. Can also.

【0016】各圧電素子12の内部電極21は1層おき
にAgPdからなる左右の端面電極22,23(2つの圧
電素子列の対向する面側を端面電極22とし、対向しな
い面側を端面電極23とする。)に接続している。一
方、基板11上には、図1に示すようにNi・Au蒸着、
Auメッキ、AgPtペースト印刷、AgPdペースト印刷
等によって共通電極24及び個別電極25の各パターン
を設けている。
The internal electrodes 21 of each piezoelectric element 12 are left and right end face electrodes 22 and 23 made of AgPd every other layer (the opposing face sides of the two piezoelectric element rows are end face electrodes 22, and the non-opposing face sides are end face electrodes). 23). On the other hand, as shown in FIG.
Each pattern of the common electrode 24 and the individual electrode 25 is provided by Au plating, AgPt paste printing, AgPd paste printing, or the like.

【0017】そして、各列の各圧電素子12の対向する
端面電極22を導電性接着剤26を介して共通電極24
に接続し、他方、各列の各圧電素子12の対向しない端
面電極23を同じく導電性接着剤26を介してそれぞれ
個別電極25に接続している。これにより、駆動部17
に駆動電圧を与えることによって、積層方向に電界が発
生して、駆動部17には積層方向の伸びの変位(d33
方向の変位)が生起される。なお、共通電極24は、図
2にも示すように、フレーム部材13に設けた穴13a
内に導電性接着剤26を充填することで各圧電素子に接
続されたパターンの導通を取っている。
The opposite end electrodes 22 of the piezoelectric elements 12 in each row are connected to the common electrode 24 via a conductive adhesive 26.
On the other hand, the non-opposing end surface electrodes 23 of the piezoelectric elements 12 in each row are connected to the individual electrodes 25 via the conductive adhesive 26 in the same manner. Thereby, the driving unit 17
When a drive voltage is applied to the drive unit 17, an electric field is generated in the stacking direction, and the driving unit 17 is displaced in the stacking direction (d 33).
Direction displacement) occurs. As shown in FIG. 2, the common electrode 24 has a hole 13a formed in the frame member 13.
By filling the inside with the conductive adhesive 26, the pattern connected to each piezoelectric element is conducted.

【0018】一方、液室ユニット2は、金属薄膜の積層
体からなる複層構造の振動板31と、ドライフィルムレ
ジスト(DFR)からなる感光性樹脂層で形成した2層
構造の液室隔壁部材32と、金属、樹脂等からなるノズ
ルプレート33とを順次を積層し、熱融着して形成して
いる。これらの各部材によって、1つの圧電素子12
(駆動部17)と、この1つの圧電素子12に対応する
ダイアフラム部34と、各ダイアフラム部34を介して
加圧される加圧液室35と、この加圧液室35の両側に
位置して加圧液室35に供給するインクを導入する共通
液室36,36と、加圧液室35と共通液室36,36
とを連通するインク供給路37,37と、加圧液室35
に連通するノズル38とによって1つのチャンネルを形
成し、このチャンネルを複数個2列設けている。
On the other hand, the liquid chamber unit 2 comprises a diaphragm 31 having a multilayer structure composed of a laminate of metal thin films and a liquid chamber partition member having a two-layer structure composed of a photosensitive resin layer composed of dry film resist (DFR). 32 and a nozzle plate 33 made of metal, resin, or the like, are sequentially laminated, and are formed by heat fusion. By each of these members, one piezoelectric element 12
(Driving unit 17), a diaphragm 34 corresponding to the one piezoelectric element 12, a pressurized liquid chamber 35 pressurized via each diaphragm 34, and both sides of the pressurized liquid chamber 35. Common liquid chambers 36, 36 for introducing ink to be supplied to the pressurized liquid chamber 35, and a pressurized liquid chamber 35 and common liquid chambers 36, 36.
Ink supply paths 37, 37 communicating with the pressure liquid chamber 35.
One channel is formed by the nozzle 38 communicating with the nozzle, and a plurality of channels are provided in two rows.

【0019】振動板31は、2層構造のニッケルめっき
膜からなり、駆動部17に対応する前記ダイアフラム部
34と、駆動部17と接合するためにこのダイアフラム
部34の中央部に一体的に形成した島状凸部40と、非
駆動部18に接合する梁となると共に各チャンネル(ノ
ズル)を独立させる隔壁部41及びフレーム部材13に
接合する周辺厚肉部42と、共通液室36に対応する圧
力を吸収する弾性体部(ダンパー部)43を形成してい
る。
The diaphragm 31 is made of a nickel plating film having a two-layer structure, and is formed integrally with the diaphragm portion 34 corresponding to the driving portion 17 and at the center of the diaphragm portion 34 for joining with the driving portion 17. Corresponding to the island-shaped convex portion 40, the partition wall portion 41 which becomes a beam to be joined to the non-driving portion 18 and makes each channel (nozzle) independent, the peripheral thick portion 42 to be joined to the frame member 13, and the common liquid chamber 36. An elastic body portion (damper portion) 43 that absorbs the pressure applied is formed.

【0020】液室隔壁部材32は、振動板31側に予め
ドライフィルムレジストを塗布して所要のマスクを用い
て露光し、現像して所定の液室パターンを形成した第1
感光性樹脂層45と、ノズルプレート33側に予めドラ
イフィルムレジストを塗布して所要のマスクを用いて露
光し、現像して所定の液室パターンを形成した第2感光
性樹脂層46とを熱圧着で接合してなる。
The liquid chamber partition member 32 is formed by applying a dry film resist on the diaphragm 31 in advance, exposing it using a required mask, and developing it to form a first liquid chamber pattern.
The photosensitive resin layer 45 and the second photosensitive resin layer 46 on which a dry film resist is applied in advance on the nozzle plate 33 side, exposed using a required mask, and developed to form a predetermined liquid chamber pattern are heated. It is joined by crimping.

【0021】ノズルプレート33にはインク滴を飛翔さ
せるための微細な吐出口であるノズル38を多数を形成
している。このノズル38の内部形状(内側形状)は、
略円柱形状(又は略円錘台形状でもよい。)に形成して
いる。また、このノズル38の径はインク滴出口側の直
径で約25〜35μmである。
The nozzle plate 33 has a large number of nozzles 38, which are fine discharge ports for flying ink droplets. The internal shape (inner shape) of this nozzle 38 is
It is formed in a substantially cylindrical shape (or a substantially truncated cone shape). The diameter of the nozzle 38 is about 25 to 35 μm on the ink droplet outlet side.

【0022】このノズルプレート33のインク吐出面
(ノズル表面側)は、図1に示すように撥水性の表面処
理を施した撥水処理面47としている。例えば、PTF
E−Ni共析メッキやフッ素樹脂の電着塗装、蒸発性の
あるフッ素樹脂(例えばフッ化ピッチなど)を蒸着コー
トしたもの、シリコン系樹脂・フッ素系樹脂の溶剤塗布
後の焼き付け等、インク物性に応じて選定した撥水処理
膜を設けて、インクの滴形状、飛翔特性を安定化し、高
品位の画像品質を得られるようにしている。
The ink ejection surface (nozzle surface side) of the nozzle plate 33 is a water-repellent surface 47 which has been subjected to a water-repellent surface treatment as shown in FIG. For example, PTF
Ink physical properties such as E-Ni eutectoid plating, electrodeposition coating of fluororesin, vapor-deposited evaporative fluororesin (for example, pitch fluoride), baking after solvent application of silicon resin or fluorine resin The water-repellent treatment film selected according to the above is provided to stabilize the ink droplet shape and the flying characteristics so that high-quality image quality can be obtained.

【0023】これらの駆動ユニット1と液室ユニット2
とはそれぞれ別個に加工、組立を行なった後、液室ユニ
ット2の振動板31と駆動ユニット1の圧電素子12及
びフレーム部材13とを接着剤49で接合している。
The drive unit 1 and the liquid chamber unit 2
After processing and assembling separately, the vibration plate 31 of the liquid chamber unit 2 and the piezoelectric element 12 and the frame member 13 of the drive unit 1 are joined with an adhesive 49.

【0024】そして、基板11をヘッド支持部材である
スペーサ部材(ヘッドホルダ)50上に支持して保持
し、このスペーサ部材50内に配設したヘッド駆動用I
C等を有するPCB基板と駆動ユニット1の各圧電素子
12(駆動部17)に接続した各電極24,25とをF
PCケーブル51,51を介して接続している。
Then, the substrate 11 is supported and held on a spacer member (head holder) 50 as a head support member, and a head driving I disposed in the spacer member 50 is provided.
C and the electrodes 24 and 25 connected to the piezoelectric elements 12 (drive unit 17) of the drive unit 1
They are connected via PC cables 51,51.

【0025】また、ノズルカバー(ヘッドカバー)3
は、ノズルプレート33の周縁部及びヘッド側面を覆う
箱状に形成したものであり、ノズルプレート33の周縁
部に接着剤にて接着接合している。さらに、このインク
ジェットヘッドには、図示しないインクカートリッジか
らのインクを液室に供給するため、スペーサ部材50、
基板11、フレーム部材13及び振動板31にそれぞれ
インク供給穴52〜55を設けている。
The nozzle cover (head cover) 3
Is formed in a box shape that covers the periphery of the nozzle plate 33 and the side surface of the head, and is bonded to the periphery of the nozzle plate 33 with an adhesive. Further, in order to supply ink from an ink cartridge (not shown) to the liquid chamber, a spacer member 50,
The substrate 11, the frame member 13, and the vibration plate 31 are provided with ink supply holes 52 to 55, respectively.

【0026】このように構成したインクジェットヘッド
においては、記録信号に応じて駆動部17に駆動波形
(10〜50Vのパルス電圧)を印加することによっ
て、駆動部17に積層方向の変位が生起し、振動板31
のダイアフラム部34を介して加圧液室35が加圧され
て圧力が上昇し、ノズル38からインク滴が吐出され
る。このとき、加圧液室35から共通液室36へ通じる
インク供給路37,37方向へもインクの流れが発生す
るが、インク供給路37,37の断面積を狭小にするこ
とで流体抵抗部として機能させて共通液室36,36側
へのインクの流れを低減し、インク吐出効率の低下を防
いでいる。
In the ink jet head thus configured, by applying a drive waveform (pulse voltage of 10 to 50 V) to the drive unit 17 according to the recording signal, a displacement in the stacking direction occurs in the drive unit 17, Diaphragm 31
The pressurized liquid chamber 35 is pressurized through the diaphragm section 34 of the above, and the pressure rises, and ink droplets are ejected from the nozzle 38. At this time, ink flows also in the direction of the ink supply passages 37, 37 leading from the pressurized liquid chamber 35 to the common liquid chamber 36. However, by reducing the cross-sectional area of the ink supply passages 37, 37, the fluid resistance portion is reduced. Function to reduce the flow of ink toward the common liquid chambers 36, 36, thereby preventing a drop in ink ejection efficiency.

【0027】そして、インク滴吐出の終了に伴い、加圧
液室35内のインク圧力が低減し、インクの流れの慣性
と駆動パルスの放電過程によって加圧液室34内に負圧
が発生してインク充填行程へ移行する。このとき、イン
クタンクから供給されたインクは共通液室36,36に
流入し、共通液室36,36からインク供給路37,3
7を経て加圧液室35内に充填される。そして、ノズル
38の出口付近のインクメニスカス面の振動が減衰し、
表面張力によってノズル38の出口付近に戻されて(リ
フィル)安定状態に至れば、次のインク滴吐出動作に移
行する。
Then, with the end of the ejection of the ink droplets, the ink pressure in the pressurized liquid chamber 35 decreases, and a negative pressure is generated in the pressurized liquid chamber 34 due to the inertia of the ink flow and the discharge process of the drive pulse. To the ink filling process. At this time, the ink supplied from the ink tank flows into the common liquid chambers 36, 36, and from the common liquid chambers 36, 36 to the ink supply paths 37, 3.
After that, it is filled into the pressurized liquid chamber 35. Then, the vibration of the ink meniscus surface near the outlet of the nozzle 38 is attenuated,
When the ink is returned to the vicinity of the outlet of the nozzle 38 due to surface tension (refill) and reaches a stable state, the operation shifts to the next ink droplet ejection operation.

【0028】次に、本発明に係るアクチュエータユニッ
トの製作工程の第1実施形態について図4をも参照して
説明する。なお、同図は同製作工程を説明する斜視説明
図である。
Next, a first embodiment of the manufacturing process of the actuator unit according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a perspective view for explaining the manufacturing process.

【0029】まず、同図(a)に示す圧電材料であるジ
ルコン酸チタン酸鉛(PZT系)を主成分とするグリー
ンシートと内部電極層とを交互に積層したグリーンシー
ト60を製作し、同図(b)に示すように二枚のグリー
ンシート60をヘッド基板11となる最終焼成後のセラ
ミック基板61の主平面61aの所定の位置に位置決め
し、同図(c)に示すようにセラミック基板61上に接
着する。
First, a green sheet 60 in which green sheets mainly composed of lead zirconate titanate (PZT), which is a piezoelectric material, and internal electrode layers shown in FIG. As shown in FIG. 2B, two green sheets 60 are positioned at predetermined positions on the main plane 61a of the fired ceramic substrate 61 which will become the head substrate 11, and as shown in FIG. Adhere on 61.

【0030】このとき、セラミック基板61上に予め接
着層を形成しておくことで、接着力を高めることがで
き、工程の歩留まりを向上できる。また、この接着層と
してはPZTを主成分とするペースト材を用いること
で、より簡便に接着力の向上を図ることができる。な
お、ここで言う接着層は図2、図3に図示しているフレ
ーム部材13を接合する接着剤14とは異なる。
At this time, by forming an adhesive layer on the ceramic substrate 61 in advance, the adhesive force can be increased, and the yield of the process can be improved. Further, by using a paste material containing PZT as a main component as the adhesive layer, it is possible to more easily improve the adhesive strength. Note that the adhesive layer mentioned here is different from the adhesive 14 for joining the frame members 13 shown in FIGS.

【0031】次いで、同図(d)に示すように、セラミ
ック基板61とグリーンシート60とを一体の状態で焼
成して圧電素子63を得る。その後、圧電素子63にス
リット加工を施してセラミック基板61まで達するスリ
ット溝64を形成して、複数の圧電素子12に分割す
る。
Next, as shown in FIG. 4D, the piezoelectric element 63 is obtained by firing the ceramic substrate 61 and the green sheet 60 integrally. After that, the slit processing is performed on the piezoelectric element 63 to form a slit groove 64 reaching the ceramic substrate 61, and the piezoelectric element 12 is divided into a plurality of piezoelectric elements 12.

【0032】このようにヘッド基板となる最終焼成後の
セラミック基板に圧電素子となるグリーンシートを接合
して一体焼成することにより、圧電素子の機械的な強度
不足を基板との接合によって補うことができ、圧電素子
焼成時の反りや、焼成後の割れ等が発生せず、圧電素子
の大型化が可能となり、これによって多ノズル化による
記録装置の高速化を図れる。
As described above, by bonding the green sheet as the piezoelectric element to the ceramic substrate after the final firing as the head substrate and integrally firing the same, the insufficient mechanical strength of the piezoelectric element can be compensated by the bonding with the substrate. As a result, warpage during firing of the piezoelectric element and cracking after firing do not occur, and the size of the piezoelectric element can be increased, thereby increasing the speed of the recording apparatus by increasing the number of nozzles.

【0033】ここで、上述した第1実施形態において、
セラミック基板61とグリーンシート60とを一体焼成
して圧電素子63を得た後で、かつスリット加工(溝加
工)前に、圧電素子63の側面に端面電極となる電極層
を形成することができる。この電極層の形成は、セラミ
ック基板に接合した状態で行うことから、印刷などの簡
便な形成方法を適用することができ、作業効率が向上す
る。
Here, in the first embodiment described above,
After the ceramic substrate 61 and the green sheet 60 are integrally fired to obtain the piezoelectric element 63 and before slitting (grooving), an electrode layer serving as an end surface electrode can be formed on the side surface of the piezoelectric element 63. . Since the formation of the electrode layer is performed in a state where the electrode layer is bonded to the ceramic substrate, a simple forming method such as printing can be applied, and the working efficiency is improved.

【0034】この場合、セラミック基板61の主平面6
1a及び圧電素63の露出した面(端面及び上面)に電
極層を形成した後、圧電素子63の露出した面のうち、
セラミック基板61の主平面61aと平行な面(上面)
を機械的に研削することで、より簡便にセラミック基板
61上の個別電極及び圧電素子63側面の端面電極を形
成できる。
In this case, the main plane 6 of the ceramic substrate 61
After forming an electrode layer on the exposed surfaces (end surface and upper surface) of 1a and the piezoelectric element 63, of the exposed surfaces of the piezoelectric element 63,
Surface parallel to main plane 61a of ceramic substrate 61 (upper surface)
By mechanically grinding, individual electrodes on the ceramic substrate 61 and end electrodes on the side surfaces of the piezoelectric element 63 can be formed more easily.

【0035】次に、本発明に係るアクチュエータユニッ
トの製作工程の第2実施形態について図5をも参照して
説明する。なお、同図は同製作工程を説明する斜視説明
図である。この実施形態では、同図(a)に示すジルコ
ン酸チタン酸鉛(PZT系)を主成分とするグリーンシ
ートと内部電極層とを交互に積層したグリーンシート6
0を製作し、このグリーンシート60上にセラミック基
板61と同一の主成分で構成された焼成済みの板材71
を接合し、同図(b)に示すようにこの積層物72をヘ
ッド基板11となる最終焼成後のセラミック基板61の
主平面61aの所定の位置に位置決めし、同図(c)に
示すようにセラミック基板61上に接着する。その後、
セラミック基板61、グリーンシート60及び板材72
を一体焼成する。なお、その後の工程は上述した第1実
施形態と同様である。
Next, a second embodiment of the manufacturing process of the actuator unit according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a perspective view for explaining the manufacturing process. In this embodiment, a green sheet 6 in which lead zirconate titanate (PZT-based) -based green sheets and internal electrode layers shown in FIG.
And a fired plate material 71 composed of the same main components as the ceramic substrate 61 is formed on the green sheet 60.
Then, as shown in FIG. 3B, the laminate 72 is positioned at a predetermined position on the main plane 61a of the ceramic substrate 61 after the final firing as the head substrate 11, and as shown in FIG. On the ceramic substrate 61. afterwards,
Ceramic substrate 61, green sheet 60 and plate material 72
Is fired integrally. The subsequent steps are the same as in the first embodiment described above.

【0036】このように圧電材料を主成分とするグリー
ンシート60の上下面に同一の材料(セラミック基板6
1と板材71)が接合された状態で一体焼成を行うこと
により、焼成時にグリーンシート60のセラミック基板
61の主平面と平行な方向の収縮が抑制され、圧電素子
63の寸法精度のばらつきが低減する。
As described above, the same material (the ceramic substrate 6) is formed on the upper and lower surfaces of the green sheet 60 mainly composed of the piezoelectric material.
1 and the plate material 71) are bonded together, so that the shrinkage of the green sheet 60 in the direction parallel to the main plane of the ceramic substrate 61 is suppressed at the time of firing, and variation in the dimensional accuracy of the piezoelectric element 63 is reduced. I do.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るイン
クジェットヘッドの製造方法によれば、最終焼成後のセ
ラミック基板の主平面上に圧電材料を主成分とするグリ
ーンシートを接合して一体焼成を行う構成としたので、
圧電素子の焼成時の反りや割れなどを防止できて大型化
が可能になる。
As described above, according to the method of manufacturing an ink jet head according to the present invention, a green sheet containing a piezoelectric material as a main component is bonded onto a main plane of a ceramic substrate after final firing to integrally fire. So that
It is possible to prevent the piezoelectric element from being warped or cracked at the time of firing and to increase the size.

【0038】この場合、グリーンシート上にセラミック
基板と同一材料の層部材を接合した後一体焼成すること
で、寸法精度のばらつきを低減することができる。ま
た、セラミック基板及び/又はセラミック基板と同一材
料の層部材とグリーンシートとの間に接着層を形成する
ことで、接着力が高まり歩留まりが向上する。この接着
層として圧電素子と同一材料を主成分とするペースト状
の材料を用いることでより簡便に接着力を向上できる。
In this case, by bonding a layer member made of the same material as the ceramic substrate on the green sheet and then integrally firing the same, it is possible to reduce variations in dimensional accuracy. Further, by forming an adhesive layer between the ceramic substrate and / or the green sheet and the layer member made of the same material as the ceramic substrate, the adhesive force is increased and the yield is improved. By using a paste-like material mainly composed of the same material as the piezoelectric element as the adhesive layer, the adhesive strength can be more easily improved.

【0039】さらに、セラミック基板とグリーンシート
を一体焼成した後圧電素子の露出面の内のセラミック基
板の主平面と垂直な面に電極層を形成することで、印刷
などの簡便な方法で端面電極を形成することができる、
さらにまた、電極層を形成した後圧電素子の露出面の内
のセラミック基板の主平面と平行な面を研削して該平行
な面の電極層を除去することで、簡便な方法で個別電極
を形成できる。
Further, after the ceramic substrate and the green sheet are integrally fired, an electrode layer is formed on the surface of the exposed surface of the piezoelectric element perpendicular to the main plane of the ceramic substrate, so that the end surface electrode can be formed by a simple method such as printing. Can be formed,
Furthermore, after forming the electrode layer, by grinding a surface parallel to the main plane of the ceramic substrate in the exposed surface of the piezoelectric element and removing the electrode layer on the parallel surface, the individual electrodes can be easily formed. Can be formed.

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

【図1】本発明を適用したインクジェットヘッドの分解
斜視図
FIG. 1 is an exploded perspective view of an inkjet head to which the present invention has been applied.

【図2】同ヘッドのチャンネル方向と直交する方向の要
部拡大断面図
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the head in a direction orthogonal to a channel direction.

【図3】同ヘッドのチャンネル方向の要部拡大断面図FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the head in a channel direction.

【図4】本発明に係るアクチュエータの製造工程の第1
実施形態を説明する斜視説明図
FIG. 4 shows a first step of the manufacturing process of the actuator according to the present invention.
Explanatory perspective view for explaining an embodiment

【図5】本発明に係るアクチュエータの製造工程の第2
実施形態を説明する斜視説明図
FIG. 5 shows a second step of the manufacturing process of the actuator according to the present invention.
Explanatory perspective view for explaining an embodiment

【図6】従来のインクジェットヘッドの製造工程を説明
する斜視説明図
FIG. 6 is an explanatory perspective view illustrating a manufacturing process of a conventional inkjet head.

【図7】同じく従来のインクジェットヘッドの製造工程
を説明する説明図
FIG. 7 is an explanatory view illustrating a manufacturing process of a conventional inkjet head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…駆動ユニット、2…液室ユニット、3…フレーム、
11…ヘッド基板、12…圧電素子、17…駆動部、1
8…非駆動部、31…振動板、33…ノズルプレート、
34…ダイヤフラム部、40…島状凸部、41…梁部、
42…周辺厚肉部、43…ダンパー部、60…グリーン
シート、61…セラミック基板63…焼成後の圧電素
子、64…スリット溝、71…板材。
1 drive unit, 2 liquid chamber unit, 3 frame
11: head substrate, 12: piezoelectric element, 17: drive unit, 1
8 non-driving part, 31 diaphragm, 33 nozzle plate,
34 ... diaphragm part, 40 ... island-shaped convex part, 41 ... beam part,
Reference numeral 42 denotes a peripheral thick portion, 43 denotes a damper portion, 60 denotes a green sheet, 61 denotes a ceramic substrate, 63 denotes a piezoelectric element after firing, 64 denotes a slit groove, and 71 denotes a plate material.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セラミック基板に接合した圧電素子にス
リット加工を施して複数の圧電素子に分割するインクジ
ェットヘッドの製造方法において、最終焼成後の前記セ
ラミック基板の主平面上に前記圧電材料を主成分とする
グリーンシートを接合して一体焼成を行うことを特徴と
するインクジェットヘッドの製造方法。
1. A method of manufacturing an ink jet head for dividing a piezoelectric element bonded to a ceramic substrate into a plurality of piezoelectric elements by subjecting the piezoelectric element to slitting, wherein the piezoelectric material is mainly contained on a main plane of the ceramic substrate after final firing. A method of manufacturing an ink jet head, comprising: bonding green sheets to be integrally fired.
【請求項2】 請求項1に記載のインクジェットヘッド
の製造方法において、前記グリーンシート上に前記セラ
ミック基板と同一材料の層部材を接合した後一体焼成す
ることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
2. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein a layer member made of the same material as that of the ceramic substrate is bonded onto the green sheet and then integrally fired.
【請求項3】 請求項1又は2に記載のインクジェット
ヘッドの製造方法において、前記セラミック基板及び/
又はセラミック基板と同一材料の層部材とグリーンシー
トとの間に接着層を形成することを特徴とするインクジ
ェットヘツドの製造方法。
3. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein the ceramic substrate and / or
Alternatively, a method for manufacturing an ink jet head, comprising forming an adhesive layer between a layer member made of the same material as a ceramic substrate and a green sheet.
【請求項4】 請求項3に記載のインクジェットヘッド
の製造方法において、前記接着層が前記圧電素子と同一
材料を主成分とするペースト状の材料からなることを特
徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
4. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 3, wherein the adhesive layer is made of a paste-like material mainly composed of the same material as the piezoelectric element.
【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドの製造方法において、前記セラミック
基板と前記グリーンシートを一体焼成した後圧電素子の
露出面の内の前記セラミック基板の主平面と垂直な面に
電極層を形成することを特徴とするインクジェットヘッ
ドの製造方法。
5. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein the ceramic substrate and the green sheet are integrally fired, and the main surface of the ceramic substrate among the exposed surfaces of the piezoelectric element is formed. A method for manufacturing an ink jet head, comprising forming an electrode layer on a vertical surface.
【請求項6】 請求項5に記載のインクジェットヘッド
の製造方法において、前記電極層を形成した後前記圧電
素子の露出面の内の前記セラミック基板の主平面と平行
な面を研削してこの平行な面の電極層を除去することを
特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
6. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 5, wherein after forming the electrode layer, a surface parallel to a main plane of the ceramic substrate is ground out of an exposed surface of the piezoelectric element. A method for manufacturing an ink jet head, comprising: removing an electrode layer on a flat surface.
JP14576199A 1999-05-26 1999-05-26 Manufacture of ink jet head Pending JP2000334968A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14576199A JP2000334968A (en) 1999-05-26 1999-05-26 Manufacture of ink jet head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14576199A JP2000334968A (en) 1999-05-26 1999-05-26 Manufacture of ink jet head

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000334968A true JP2000334968A (en) 2000-12-05

Family

ID=15392560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14576199A Pending JP2000334968A (en) 1999-05-26 1999-05-26 Manufacture of ink jet head

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000334968A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2011115972A (en) Ink jet head
JP3330757B2 (en) Ink jet head and method of manufacturing the same
JP3185434B2 (en) Inkjet print head
JP2003019805A (en) Ink jet head and its manufacturing method
JP3595129B2 (en) Inkjet head
JPH1110892A (en) Nozzle forming member and manufacture thereof
JP2000334968A (en) Manufacture of ink jet head
JPH08108534A (en) Ink jet head and manufacture thereof
JPH10138474A (en) Ink jet head
JPH10337875A (en) Nozzle forming member, manufacture thereof and ink jet head
JPH1158747A (en) Nozzle forming member, production method thereof, and ink-jet head
JPH1158736A (en) Ink jet head and manufacture thereof
JP3545147B2 (en) Method of manufacturing nozzle forming member and ink jet head
JP2001054946A (en) Ink-jet head
JP3298755B2 (en) Method of manufacturing inkjet head
JPH10119263A (en) Ink jet head
JP2001010050A (en) Ink jet head
JP3496797B2 (en) Vibration plate for inkjet head and method of manufacturing the same
JP3842656B2 (en) Inkjet recording head
JPH1110873A (en) Ink jet head and manufacture thereof
JP2000318168A (en) Manufacture of ink jet head
JPH10138469A (en) Ink jet head
JPH11138800A (en) Lamination type piezoelectric element and ink-jet head
JP2000313984A (en) Electroforming original plate and its production as well as production of diaphragm
JPH11170494A (en) Ink jet recording device