JP2001010039A - Ink jet printer head - Google Patents

Ink jet printer head

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JP2001010039A
JP2001010039A JP18691099A JP18691099A JP2001010039A JP 2001010039 A JP2001010039 A JP 2001010039A JP 18691099 A JP18691099 A JP 18691099A JP 18691099 A JP18691099 A JP 18691099A JP 2001010039 A JP2001010039 A JP 2001010039A
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ink
flow path
partition
nozzle plate
jet printer
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Toshikazu Kishino
敏和 岸野
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    • 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 prevent a nozzle plate 7 joined to a partition wall from being deformed, and prevent characters and images from being unable to be correctly printed due to a deviation of hit positions of ink drops onto recording media, bleeding of ink drops or the like in an ink jet printer head which bends and shifts the partition constituting an ink channel and formed of piezoelectric ceramics, thereby pressurizing ink and discharging ink drops. SOLUTION: In mounting a nozzle plate 7 to the side of one end of a channel member 3 which has an electrode for driving set in a side face and consists of partition walls 1 of piezoelectric ceramics polarized in a heightwise direction and arranged side by side, only a part of the partition walls 1 near the nozzle plate is not polarized, or a member of a piezoelectric ceramics not polarized or of an insulating ceramics such as alumina, zirconia or the like, or glass is joined by bonding or the like manner to the side of the nozzle plate 7 of the partition walls 1.

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、文字や画像等の印
刷に用いるインクジェットプリンタに搭載されるインク
ジェットプリンタヘッド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 printer head mounted on an ink jet printer used for printing characters, images and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、低ランニングコストでカラー化さ
れた画像や文字等の情報を印刷するプリンタとして、イ
ンクジェット方式のプリンタが広く使用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, inkjet printers have been widely used as printers for printing information such as colorized images and characters at a low running cost.

【0003】このインクジェット方式のプリンタに搭載
されるインクジェットプリンタヘッド(以下、ヘッドと
言う。)としては、インクが充填される流路内にヒータ
を設け、このヒータによりインクを加熱、沸騰させて気
泡を発生させることにより加圧し、インク吐出孔よりイ
ンク滴を吐出させるサーマルジェット方式と、インクが
充填される流路を形成する隔壁を直接的又は間接的に圧
電素子によって屈曲変位させ、機械的に流路内のインク
を加圧し、インク吐出孔よりインク滴を吐出させる圧電
方式が一般的であるが、特に圧電方式は、耐久性及び応
答性に優れるとともに、直接インクを加熱しないため、
インクの種類が限定されないといった利点がある。
As an ink jet printer head (hereinafter referred to as a head) mounted on this ink jet type printer, a heater is provided in a flow path filled with ink, and the ink is heated and boiled by the heater to generate bubbles. The thermal jet method, in which pressure is applied to generate ink droplets from the ink discharge holes, and the partition walls that form the flow path filled with ink are bent or displaced directly or indirectly by piezoelectric elements, and mechanically. In general, a piezoelectric system in which ink in a flow path is pressurized and ink droplets are ejected from an ink ejection hole is used.In particular, a piezoelectric system has excellent durability and responsiveness, and does not directly heat ink.
There is an advantage that the type of ink is not limited.

【0004】圧電方式のヘッドとしては、図4に示すよ
うに、並設された複数の隔壁21を有し、これら隔壁2
1間をインクの流路22として成る圧電セラミックス製
の流路部材23と、各隔壁21の頂面に、各流路22を
覆うべく接着にて接合され、各流路22へインクを導入
するためのインク供給孔24を備えた天板25と、前記
流路部材23の一方端側に、各流路22を塞ぐべく隔壁
21とともに接着にて接合され、各流路22と連通する
インク吐出孔26を備えたノズル板27とから成り、各
隔壁1の両側面には、ノズル板27との接合部から長手
方向に沿って駆動用電極28を形成したものがあった。
なお、流路部材23の他方端側は閉じられた構造となっ
ており、29は駆動用電極28の引き出し線である。
As shown in FIG. 4, a piezoelectric type head has a plurality of partition walls 21 arranged side by side.
A flow path member 23 made of piezoelectric ceramics, which forms an ink flow path 22, is bonded to the top surface of each partition wall 21 by adhesion so as to cover each flow path 22, and ink is introduced into each flow path 22. Plate 25 having an ink supply hole 24 for ink jetting, and one end of the flow path member 23 are bonded together with a partition 21 so as to cover each flow path 22, and ink discharge communicating with each flow path 22 There was a nozzle plate 27 provided with a hole 26, and a drive electrode 28 was formed on both sides of each partition wall 1 along the longitudinal direction from the joint with the nozzle plate 27.
In addition, the other end side of the flow path member 23 has a closed structure, and reference numeral 29 denotes a lead wire of the driving electrode 28.

【0005】そして、このヘッド30を用いてインク滴
を吐出するには、隔壁21の両側面に形成された駆動用
電極28に電圧を印加することによって行われる。図5
(a)(b)にその駆動原理を説明するように、例えば
駆動用電極28b,28c及び駆動電極28h,28i
にそれぞれ負極の電圧を、駆動用電極28a,28d,
28g,28jに正極の電圧を印加すると、図5(a)
に示すように隔壁21a及び隔壁21bが流路22a側
へ屈曲変位するとともに、隔壁21d,21eが流路2
2d側へ屈曲変位するため、流路22a,22d内に充
填されたインクを加圧して、インク吐出孔26よりイン
ク滴を吐出させることができ、この後、各駆動用電極2
8a〜28d,28g〜28jへの通電を遮断すると、
屈曲変位していた隔壁21a,21b,21d,21e
が弾性作用によって元の形状に戻り、流路22a,22
d内が減圧される結果、インク供給孔24からインクの
供給が行なわれ、さらに前述した駆動電極28a〜28
d,28g〜28jへ正負を逆転して電圧を印加する
と、図5(b)に示すように隔壁21a,21bが流路
22dに対して外側へ屈曲変位するとともに、隔壁21
d,21eが流路22dに対して外側へ屈曲変位するた
め、流路22a,22d内がさらに減圧されてインクが
充填され、次に、各駆動用電極28a〜28d,28g
〜28jへの通電を遮断すると、屈曲変位していた隔壁
21a,21b,21d,21eが弾性作用によって元
の形状に戻り、次のインク滴の吐出段階に入ることにな
り、これらの動作を順次繰り返すことでインク滴の吐出
を連続的に行うようになっていた。
In order to discharge ink droplets using the head 30, a voltage is applied to driving electrodes 28 formed on both side surfaces of the partition 21. FIG.
As described in (a) and (b), the driving principle is described, for example, by driving electrodes 28b and 28c and driving electrodes 28h and 28i.
To the driving electrodes 28a, 28d,
When a positive voltage is applied to 28g and 28j, FIG.
As shown in the figure, the partition walls 21a and 21b are bent toward the flow path 22a, and the partition walls 21d and 21e are connected to the flow path 2a.
Due to the bending displacement toward the 2d side, the ink filled in the flow paths 22a and 22d can be pressurized and ink droplets can be ejected from the ink ejection holes 26.
When the power supply to 8a to 28d and 28g to 28j is cut off,
Partition walls 21a, 21b, 21d, 21e that have been bent and displaced
Return to the original shape by the elastic action, the flow paths 22a, 22
As a result, the ink is supplied from the ink supply holes 24, and the drive electrodes 28a to 28
When the voltage is applied to d, 28g-28j in the opposite direction, the partitions 21a, 21b bend outwardly with respect to the flow path 22d as shown in FIG.
Since d and 21e are bent and displaced outward with respect to the flow path 22d, the pressure in the flow paths 22a and 22d is further reduced and the ink is filled. Next, the driving electrodes 28a to 28d and 28g are driven.
When the energization to .about.28j is cut off, the partition walls 21a, 21b, 21d, 21e which have been bent and displaced return to their original shapes by the elastic action, and enter the next ink droplet ejection stage. By repeating this, ink droplets are continuously discharged.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4に
示すヘッド30は、隔壁21の全長にわたって分極処理
が施され、隔壁21の両側面には駆動用電極28がノズ
ル板27の近傍まで延設して形成されていることから、
インク滴を吐出させるために隔壁21を屈曲変位させる
と、隔壁21に接合されたノズル板27が変形し、この
変形量が大きいと各流路22に連通するインク吐出孔2
6の位置ずれが起きたり、インク吐出孔26の形状が歪
な形となると、インク滴の記録媒体上への着弾位置がず
れたり、かすれ等が発生し、正確な文字や画像を印刷で
きないといった課題があった。
However, the head 30 shown in FIG. 4 is polarized over the entire length of the partition 21, and the driving electrodes 28 extend on both sides of the partition 21 to the vicinity of the nozzle plate 27. Because it is formed as
When the partition wall 21 is bent and displaced in order to discharge ink droplets, the nozzle plate 27 joined to the partition wall 21 is deformed.
6, the ink ejection holes 26 are distorted, or the ink droplets land on the recording medium in a displaced or blurred state, making it impossible to print accurate characters or images. There were challenges.

【0007】[0007]

【発明の目的】本発明は、前記課題に鑑みてなされたも
のであり、その目的はインク滴の着弾位置のばらつきを
防止(小さく)し、色ムラや画質の乱れのない高画質の
文字や画像を印刷することができるインクジェットプリ
ンタヘッドを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above problems, and has as its object to prevent (small) variations in the landing positions of ink droplets and to provide high-quality characters and images without color unevenness and image quality disturbance. An object of the present invention is to provide an ink jet printer head capable of printing an image.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、高さ
方向に分極処理した圧電セラミックスから成る複数の隔
壁を並設し、各隔壁間をインクの流路として成る流路部
材と、前記各隔壁の側面に形成された駆動用電極と、前
記各隔壁の頂面に接合され、各流路を覆う天板と、前記
流路部材の一方端側に取着され、各流路と連通するイン
ク吐出孔を備えたノズル板とから成り、前記駆動用電極
に通電して隔壁を屈曲変位させることにより、流路内の
インクを加圧して前記インク吐出孔よりインク滴を吐出
するインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記ノズ
ル板を、分極処理していない圧電セラミックス、あるい
はガラス又は絶縁性セラミックスを間に挟んで流路部材
に取着したことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a flow path member having a plurality of partition walls made of piezoelectric ceramics polarized in a height direction arranged in parallel, and a flow path for ink between the partition walls. A driving electrode formed on the side surface of each partition, a top plate joined to the top surface of each partition and covering each flow channel, and attached to one end of the flow channel member to communicate with each flow channel. An ink jet printer comprising: a nozzle plate having an ink ejection hole to be turned on; an electric current being supplied to the driving electrode to bend and displace the partition to thereby pressurize ink in a flow path and eject ink droplets from the ink ejection hole. In the head, the nozzle plate is attached to a flow path member with a non-polarized piezoelectric ceramic, glass, or insulating ceramic interposed therebetween.

【0009】なお、本発明において、ノズル板を、分極
処理していない圧電セラミックス、あるいはガラス又は
絶縁性セラミックスを間に挟んで流路部材に取着すると
は、圧電セラミックスから成る隔壁のノズル板近傍のみ
分極処理していないもの、あるいは高さ方向に分極処理
した圧電セラミックスから成る隔壁のノズル板側に、分
極処理していない圧電セラミックス、あるいはガラス又
は絶縁性セラミックスから成る部材を接着等にて接合し
たもののことを言う。
In the present invention, the term “attaching the nozzle plate to the flow path member with non-polarized piezoelectric ceramics or glass or insulating ceramics interposed therebetween” means that the partition wall made of piezoelectric ceramics is near the nozzle plate. Only non-polarized piezoelectric ceramics or glass or insulating ceramics members are bonded to the nozzle plate side of the non-polarized or height-polarized piezoelectric ceramics partition by bonding or the like. Say what you did.

【0010】[0010]

【作用】本発明によれば、インクの流路を構成する圧電
セラミックスから成る隔壁を屈曲変位させてインクを加
圧する圧電方式のインクジェットプリンタヘッドにおい
て、ノズル板を、分極処理していない圧電セラミック
ス、アルミナやジルコニア等を主成分とする絶縁性セラ
ミックス、あるいはガラスを間に挟んで流路部材に取着
し、駆動用電極に通電してもノズル板近傍における隔壁
が駆動しないようにしたことから、ノズル板近傍におけ
る隔壁の変位を極めて小さく又は皆無とすることがで
き、ノズル板の変形を抑えることができる。その結果、
インク吐出孔の位置ずれや歪みを防止(小さく)するこ
とができ、もって、インク滴を記録媒体の所定位置へ着
弾することができるため、色ムラや画質の乱れのない高
性能なインクジェットプリンタヘッドを得ることができ
る。
According to the present invention, in a piezoelectric type ink jet printer head for pressurizing ink by bending and displacing a partition wall made of piezoelectric ceramics constituting an ink flow path, a piezoelectric ceramic in which a nozzle plate is not polarized, Insulating ceramics containing alumina or zirconia as the main component, or attached to the flow path member with glass in between, so that the partition wall near the nozzle plate is not driven even when the drive electrode is energized, Displacement of the partition in the vicinity of the nozzle plate can be made extremely small or nonexistent, and deformation of the nozzle plate can be suppressed. as a result,
It is possible to prevent (small) displacement and distortion of the ink ejection holes, and to land ink droplets at predetermined positions on a recording medium. Can be obtained.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below.

【0012】図1は本発明のインクジェットプリンタヘ
ッド10の一例を示す一部を破断した斜視図で、高さ方
向に分極処理した圧電セラミックスから成る複数の隔壁
1を等間隔で並設し、各隔壁1間をインクの流路2とし
て成る流路部材3と、各隔壁1の頂面に、各流路2を覆
うべく接着にて接合され、各流路2へインクを導入する
ためのインク供給孔4を備えた天板5と、前記流路部材
3の一方端側に、各流路2を塞ぐべく接着にて取着さ
れ、各流路2と連通するインク吐出孔6を備えたノズル
板7とから成り、各隔壁1の両側面には、ノズル板7と
の接合部からその長手方向に沿って駆動用電極8を形成
してある。なお、流路部材3の他方端側は閉じた構造と
なっており、9は駆動用電極8の引き出し線である。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing an example of an ink jet printer head 10 of the present invention. A plurality of partition walls 1 made of piezoelectric ceramics polarized in a height direction are arranged in parallel at equal intervals. A flow path member 3 serving as an ink flow path 2 between the partition walls 1 and an ink for bonding ink to the top surface of each partition 1 so as to cover each flow path 2 and to introduce ink into each flow path 2 A top plate 5 having a supply hole 4 and an ink discharge hole 6 attached to one end of the flow path member 3 by adhesion so as to close each flow path 2 and communicating with each flow path 2 were provided. Driving electrodes 8 are formed on both sides of each partition 1 along the longitudinal direction from the joint with the nozzle plate 7. In addition, the other end side of the flow path member 3 has a closed structure, and 9 is a lead wire of the driving electrode 8.

【0013】そして、このヘッド10を用いてインク滴
を吐出するには、インク供給孔4より各流路2へ顔料タ
イプの油性インクや水性染料インクあるいは紫外線硬化
インク等のインクを導入するとともに、隔壁1の両側面
に形成された駆動用電極8間に電圧を印加することによ
って行う。
In order to eject ink droplets using the head 10, ink such as a pigment type oil-based ink, a water-based dye ink, or an ultraviolet curable ink is introduced into each flow path 2 from the ink supply hole 4, and at the same time, This is performed by applying a voltage between the driving electrodes 8 formed on both side surfaces of the partition 1.

【0014】図2(a)(b)にその駆動原理を説明す
るように、例えば駆動用電極8b,8c及び駆動用電極
8h,8iにそれぞれ負極の電圧を、駆動用電極8a,
8d,8g,8jに正極の電圧を印加すると、隔壁1
a,1b,1d,1eを構成する圧電セラミックスが剪
断モード変形を起こし、図2(a)に示すように隔壁1
a及び隔壁1bが流路2a側へ屈曲変位するとともに、
隔壁1d,1eが流路2d側へ屈曲変位するため、流路
2a,2d内に充填されたインクを加圧して、インク吐
出孔6よりインク滴を吐出させることができ、この後、
各駆動用電極8a〜8d,8g〜8jへの通電を遮断す
ると、屈曲変位していた隔壁1a,1b,1d,1eが
弾性作用によって元の形状に戻り、流路2a,2d内が
減圧される結果、インク供給孔4からインクの供給が行
なわれ、さらに前述した駆動用電極8a〜8d,8g〜
8jへ正負を逆転して電圧を印加すると、図2(b)に
示すように隔壁1a,1bが流路2dに対して外側へ屈
曲変位するとともに、隔壁1d,1eが流路2dに対し
て外側へ屈曲変位するため、流路2a,2d内がさらに
減圧されてインクが充填され、次に、各駆動用電極8a
〜8d,8g〜8jへの通電を遮断すると、屈曲変位し
ていた隔壁1a,1b,1d,1eが弾性作用によって
元の形状に戻り、次のインク滴の吐出段階に入ることに
なり、これらの動作を順次繰り返すことでインク滴の吐
出を連続的に行うようになっている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the driving principle is described, for example, by applying a negative voltage to the driving electrodes 8b and 8c and the driving electrodes 8h and 8i, respectively.
When a positive voltage is applied to 8d, 8g, 8j, the partition 1
The piezoelectric ceramics constituting a, 1b, 1d, 1e undergo shear mode deformation, and as shown in FIG.
a and the partition 1b are bent toward the flow path 2a,
Since the partition walls 1d and 1e are bent toward the flow path 2d, the ink filled in the flow paths 2a and 2d can be pressurized to discharge ink droplets from the ink discharge holes 6, and thereafter,
When the power supply to the driving electrodes 8a to 8d and 8g to 8j is cut off, the partition walls 1a, 1b, 1d, and 1e that have been bent and displaced return to their original shapes by the elastic action, and the pressure in the flow paths 2a and 2d is reduced. As a result, ink is supplied from the ink supply hole 4, and the above-described drive electrodes 8a to 8d, 8g to
When a voltage is applied in reverse to the polarity of 8j, the partitions 1a and 1b bend outwardly with respect to the flow path 2d and the partition 1d and 1e move with respect to the flow path 2d as shown in FIG. Due to the bending displacement to the outside, the inside of the flow paths 2a and 2d is further reduced in pressure and filled with ink.
8d, 8g to 8j are cut off, the partition walls 1a, 1b, 1d, 1e, which have been bent and displaced, return to the original shape by the elastic action, and the next ink droplet ejection stage starts. By sequentially repeating the above operations, the ejection of ink droplets is continuously performed.

【0015】ところで、圧電セラミックスから成る各隔
壁1は、前述したように予め高さ方向にそれぞれ分極処
理してあるのであるが、本発明は、隔壁1のノズル板7
近傍、具体的にはノズル板7から距離Aの範囲にある隔
壁1の圧電セラミックスに分極処理を施していないこと
を特徴とする。
Each partition 1 made of piezoelectric ceramics is previously polarized in the height direction, as described above.
The polarization processing is not performed on the piezoelectric ceramics of the partition wall 1 in the vicinity, specifically, within a range of the distance A from the nozzle plate 7.

【0016】即ち、図1のヘッド10において、隔壁1
を屈曲変位させるには、圧電セラミックスの剪断モード
変形を利用するのであるが、圧電セラミックスを剪断モ
ード変形させるには、駆動用電極8によって形成される
電界と垂直な方向、即ち、隔壁1の高さ方向に分極処理
を施す必要があり、通常後述する製法との関係もあっ
て、圧電セラミックスから成る隔壁1はその長手方向に
沿って全体的に分極処理されている。
That is, in the head 10 shown in FIG.
In order to cause the piezoelectric ceramic to bend and displace, the shear mode deformation of the piezoelectric ceramics is used. In order to deform the piezoelectric ceramics in the shear mode, the direction perpendicular to the electric field formed by the driving electrode 8, that is, It is necessary to apply a polarization treatment in the direction of the vertical direction, and the partition wall 1 made of piezoelectric ceramics is entirely polarized along the longitudinal direction due to the relationship with a manufacturing method described later.

【0017】ところが、本件発明者がインクジェットプ
リンタヘッドの研究を重ねたところ、図1のヘッド10
のように、ノズル板7を流路部材8の一方端側に隔壁1
とともに接合したものでは、駆動用電極8に通電して隔
壁1を屈曲変位させると、隔壁1の変位に伴ってノズル
板7にはインク吐出孔6の位置を変えたり、インク吐出
孔6の形状を変形させようとする力が働くことを知見
し、圧電セラミックスから成る隔壁1のノズル板7近傍
にのみ分極処理を施さないようにしてノズル板7近傍の
圧電セラミックスに剪断モード変形を発生させないよう
にすることで、ノズル板7近傍における隔壁1の変位を
極めて小さく又は皆無とすることができ、ノズル板7の
変形を抑えることができることを見出し、本発明に至っ
たのである。
However, when the present inventor repeatedly conducted research on the ink jet printer head, the head 10 shown in FIG.
The nozzle plate 7 is placed on one end side of the flow path member 8 as shown in FIG.
When the partition wall 1 is bent and displaced by energizing the driving electrode 8, the position of the ink discharge hole 6 is changed in the nozzle plate 7 with the displacement of the partition wall 1, and the shape of the ink discharge hole 6 is changed. Is found to exert a force to deform the piezoelectric ceramics, so that the polarization process is not applied only to the vicinity of the nozzle plate 7 of the partition wall 1 made of piezoelectric ceramics, so that shear mode deformation is not generated in the piezoelectric ceramics near the nozzle plate 7. By doing so, it has been found that the displacement of the partition 1 in the vicinity of the nozzle plate 7 can be made extremely small or completely absent, and the deformation of the nozzle plate 7 can be suppressed, leading to the present invention.

【0018】その結果、インク吐出孔6の位置ずれや歪
みを防止(小さく)することができ、もって、本発明の
ヘッド10を用いれば、インク滴を記録媒体の所定位置
への着弾ずれを小さくすることができるため、色ムラや
画質の乱れのない高画質な文字や画像を印刷することが
できる。
As a result, the displacement and distortion of the ink ejection holes 6 can be prevented (small), and the head 10 of the present invention can be used to reduce the displacement of ink droplets landing at a predetermined position on the recording medium. Therefore, it is possible to print high-quality characters and images without color unevenness or disturbance of image quality.

【0019】ところで、このような作用効果を奏するた
めには、ノズル板7が隔壁1の屈曲変位の影響を全く受
けないことが理想的であり、そのためには分極処理を施
さない領域、即ち、ノズル板7からの距離Aができるだ
け長い方が良いことになる。ただし、距離Aが長くなり
すぎると、隔壁1が駆動する範囲(変位する領域)が狭
まり、流路2内においてインク滴を吐出するのに十分な
圧力が得られなくなり、インク滴の吐出速度が小さくな
ることによって記録媒体への記録速度の低下を招くとと
もに、吐出されるインク滴の量も少なくなるため、イン
ク滴の大きさを変化させて階調性を出すことができなく
なり、記録媒体上での画質の低下をきたし、極端な場合
にはインク滴の吐出そのものができなくなる。
By the way, in order to obtain such an effect, it is ideal that the nozzle plate 7 is not affected by the bending displacement of the partition wall 1 at all. It is better that the distance A from the nozzle plate 7 is as long as possible. However, if the distance A is too long, the range in which the partition wall 1 is driven (the area where the partition wall 1 is displaced) is narrowed, and a pressure sufficient to discharge the ink droplets in the flow path 2 cannot be obtained. The reduction in size causes a reduction in the printing speed on the recording medium, and the amount of ejected ink droplets also decreases. In the extreme case, it is impossible to discharge the ink droplet itself.

【0020】その為、分極処理を施さない領域、即ち、
ノズル板7からの距離Aは、100μm以上でかつ隔壁
1の長さの28%以下、好ましくは100μm以上でか
つ隔壁1の長さの14%以下とすることが良い。
Therefore, the region not subjected to the polarization treatment, that is,
The distance A from the nozzle plate 7 is 100 μm or more and 28% or less of the length of the partition 1, preferably 100 μm or more and 14% or less of the length of the partition 1.

【0021】即ち、距離Aが100μm未満では、隔壁
1の屈曲変位に伴うノズル板7の変形を抑える効果が小
さく、インク吐出孔6の位置ずれや歪みを防ぐことがで
きず、逆に、距離Aが隔壁1の長さの28%を越える
と、流路2内において十分な圧力を発生させることがで
きず、記録速度の低下や画質の劣化を招くからである。
次に、図1に示すインクジェットプリンタヘッド10の
製造方法を説明する。まず、流路部材3を形成するため
に、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT系)を主成分とする
圧電セラミックス、マグネシウムニオブ酸鉛(PMN
系)を主成分とする圧電セラミックス、ニッケルニオブ
酸鉛(PNN系)を主成分とする圧電セラミックス、あ
るいは上記主成分を複合した圧電セラミックスからなる
基板を用意する。次に、基板の上下面に分極用の電極を
被覆するのであるが、この時、ノズル板7が接合される
端部周縁に、距離Aだけ残して電極を形成する。そし
て、電圧を印加して分極したあと、電極を除去すること
により、距離Aの領域以外はその厚み方向に分極処理を
施す。
That is, when the distance A is less than 100 μm, the effect of suppressing the deformation of the nozzle plate 7 due to the bending displacement of the partition wall 1 is small, and the displacement or distortion of the ink ejection holes 6 cannot be prevented. If A exceeds 28% of the length of the partition 1, sufficient pressure cannot be generated in the flow path 2, resulting in a reduction in recording speed and deterioration in image quality.
Next, a method of manufacturing the ink jet printer head 10 shown in FIG. 1 will be described. First, in order to form the flow path member 3, a piezoelectric ceramic mainly composed of lead zirconate titanate (PZT type) and lead magnesium niobate (PMN
A substrate made of a piezoelectric ceramic mainly composed of the above-mentioned main component, a piezoelectric ceramic mainly composed of lead nickel niobate (PNN-based), or a composite of the above-mentioned main components is prepared. Next, the electrodes for polarization are coated on the upper and lower surfaces of the substrate. At this time, the electrodes are formed at the periphery of the end to which the nozzle plate 7 is joined, leaving a distance A. Then, after polarization is applied by applying a voltage, the electrode is removed, so that a polarization process is performed in the thickness direction except for the region of the distance A.

【0022】次いで、基板にダイシングソーなどを用い
た切削加工やブラスト加工等を施すことにより、分極処
理されていない領域が開放端部となるように複数の溝を
並設し、該溝をインクの流路2とするとともに、流路2
を構成する壁を隔壁1として成る流路部材3を製作す
る。
Next, a plurality of grooves are juxtaposed by subjecting the substrate to cutting or blasting using a dicing saw or the like so that a region not subjected to polarization processing becomes an open end. Flow path 2 and flow path 2
The channel member 3 having the partition wall 1 as the partition wall 1 is manufactured.

【0023】次に、各隔壁1の両側面に、フォトリソグ
ラフィ技術等によりマスクを施したあと、蒸着、スパッ
タリング、メッキ等の膜形成手段によって、白金、金、
パラジウム、ロジウム、銀、ニッケル、アルミニウム等
の金属や白金−金、パラジウム−銀、白金−パラジウム
等を主体とする合金からなる駆動用電極8をその長手方
向に沿って形成する。ただし、駆動用電極8は、流路2
の終端から流路部材3の後端まで延びる引き出し線9と
電気的に接続してあり、この引き出し線9を介して駆動
用電極8へ通電するようになっている。
Next, a mask is applied to both side surfaces of each partition 1 by a photolithography technique or the like, and then platinum, gold, or the like is formed by a film forming means such as vapor deposition, sputtering, or plating.
A drive electrode 8 made of a metal such as palladium, rhodium, silver, nickel, or aluminum, or an alloy mainly composed of platinum-gold, palladium-silver, platinum-palladium or the like is formed along the longitudinal direction. However, the driving electrode 8 is connected to the flow path 2
Is electrically connected to a lead wire 9 extending from the end of the flow path member 3 to the rear end of the flow path member 3, and the drive electrode 8 is energized via the lead wire 9.

【0024】しかるのち、流路部材3の流路2を覆うべ
く、隔壁1の頂面に、セラミックス、ガラス、シリコン
等の絶縁材料からなるインク供給孔4を備えた天板5を
接着剤やガラスにて接合するとともに、流路部材3の開
放端部に、各流路2を塞ぐべく、分極処理されていない
圧電セラミックスから成る隔壁1とともに、樹脂等から
なるインク吐出孔6を備えたノズル板7を接着剤にて接
合することにより、図1に示すヘッド10を得ることが
できる。
Thereafter, a top plate 5 provided with an ink supply hole 4 made of an insulating material such as ceramics, glass, or silicon is provided on the top surface of the partition wall 1 to cover the flow path 2 of the flow path member 3 with an adhesive or the like. A nozzle provided with an ink discharge hole 6 made of resin or the like, together with a partition wall 1 made of unpolarized piezoelectric ceramics at the open end of the flow path member 3 so as to close each flow path 2 at the open end of the flow path member 3 By joining the plates 7 with an adhesive, the head 10 shown in FIG. 1 can be obtained.

【0025】次に、本発明の他の実施形態について図3
を用いて説明する。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0026】このインクジェットプリンタヘッド20
は、高さ方向に分極処理した圧電セラミックスから成る
複数の隔壁11を等間隔で並設し、各隔壁11間をイン
クの流路12として成り、その一方端が閉じられた流路
本体13の開放端部に、分極処理していない圧電セラミ
ックス、又はアルミナ、ジルコニア、フォルステライ
ト、ステアタイト等を主成分とする絶縁性セラミック
ス、あるいはガラスから成り、前記流路本体13の隔壁
11及び流路12と同寸法の隔壁14及び流路15を有
する流路補助体16を接着等にて接合して流路部材17
を形成する以外は図1と同様の構造をしたもので、この
ヘッド20によれば、駆動用電極8に通電して隔壁11
を屈曲変位させてもノズル板7近傍を構成する隔壁14
は変位しないため、ノズル板7の変形を抑えることがで
き、図1のヘッド10と同様にインク吐出孔6の位置ず
れや歪みを防止することができる。
This ink jet printer head 20
A plurality of partition walls 11 made of piezoelectric ceramics polarized in the height direction are arranged side by side at equal intervals, a space between the partition walls 11 is formed as an ink flow path 12, and one end of the flow path main body 13 is closed. The open ends are made of unpolarized piezoelectric ceramics, insulating ceramics mainly composed of alumina, zirconia, forsterite, steatite or the like, or glass. A flow path member 17 is joined by bonding a flow path auxiliary body 16 having a partition wall 14 and a flow path 15 having the same dimensions as
The head 20 has the same structure as that shown in FIG. 1 except that the drive electrode 8 is energized to form the partition 11.
Partition 14 which constitutes the vicinity of the nozzle plate 7 even when the nozzle 14 is bent and displaced.
Since the nozzles are not displaced, the deformation of the nozzle plate 7 can be suppressed, and the displacement and distortion of the ink ejection holes 6 can be prevented as in the case of the head 10 in FIG.

【0027】なお、流路補助体16を構成する隔壁14
の長さとしては、ノズル板7が隔壁11の変位の影響を
全く受けないことが理想的であり、そのためには隔壁1
4の長さ、即ち、ノズル板7からの距離Bができるだけ
長い方が良いことになる。ただし、距離Bが長くなりす
ぎると、隔壁1が駆動する範囲(変位する領域)が狭ま
り、流路12,15内においてインク滴を吐出するのに
十分な圧力が得られなくなり、インク滴の吐出速度が小
さくなることによって記録媒体への記録速度の低下を招
くとともに、吐出されるインク滴の量も少なくなるた
め、インク滴の大きさを変化させて階調性を出すことが
できなくなり、記録媒体上での画質の低下をきたし、極
端な場合にはインク滴の吐出そのものができなくなる。
The partition 14 constituting the flow path auxiliary body 16
Ideally, the nozzle plate 7 is not affected by the displacement of the partition 11 at all.
It is better that the length 4, that is, the distance B from the nozzle plate 7 is as long as possible. However, if the distance B is too long, the range in which the partition wall 1 is driven (the area in which the partition wall 1 is displaced) is narrowed, and sufficient pressure for ejecting ink droplets in the flow paths 12 and 15 cannot be obtained. The reduction in the printing speed causes a reduction in the printing speed on the printing medium, and the amount of the ejected ink droplets also decreases. The image quality on the medium is degraded, and in extreme cases, the ink droplet cannot be ejected.

【0028】その為、流路補助体16を構成する隔壁1
4の長さ、即ち、ノズル板7からの距離Bは、100μ
m以上でかつ隔壁11から隔壁14までの全長の28%
以下、好ましくは100μm以上でかつ隔壁11から隔
壁14までの全長の14%以下とすることが良い。
For this reason, the partition 1 constituting the flow path auxiliary body 16
4, the distance B from the nozzle plate 7 is 100 μm.
m and 28% of the total length from the partition 11 to the partition 14
The thickness is preferably 100 μm or more and 14% or less of the entire length from the partition 11 to the partition 14.

【0029】次に、図3に示すインクジェットプリンタ
ヘッド20の製造方法を説明する。まず、流路部材17
を形成するために、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT系)
を主成分とする圧電セラミックス、マグネシウムニオブ
酸鉛(PMN系)を主成分とする圧電セラミックス、ニ
ッケルニオブ酸鉛(PNN系)を主成分とする圧電セラ
ミックス、あるいは上記主成分を複合した圧電セラミッ
クスから成る基板を用意し、基板の上下面に分極用の電
極を被着したあと、電圧を印加して分極し、しかるのち
電極を除去することにより、その厚み方向に分極処理を
施す。
Next, a method of manufacturing the ink jet printer head 20 shown in FIG. 3 will be described. First, the flow path member 17
Lead zirconate titanate (PZT-based) to form
From piezoelectric ceramics mainly composed of lead, piezoelectric ceramics mainly composed of lead magnesium niobate (PMN-based), piezoelectric ceramics mainly composed of lead nickel niobate (PNN-based), or piezoelectric ceramics composed of the above main components A substrate is prepared, and electrodes for polarization are attached to the upper and lower surfaces of the substrate. Then, a voltage is applied to perform polarization, and then the electrode is removed to perform polarization in the thickness direction.

【0030】次に、前記基板の一方端に、分極処理して
いないチタン酸ジルコン酸鉛(PZT系)を主成分とす
る圧電セラミックス、マグネシウムニオブ酸鉛(PMN
系)を主成分とする圧電セラミックス、ニッケルニオブ
酸鉛(PNN系)を主成分とする圧電セラミックス、あ
るいは上記主成分を複合した圧電セラミックスから成る
板材、又はアルミナ、ジルコニア、フォルステライト、
ステアタイト、ジルコン等の絶縁性セラミックスから成
る板材、あるいはガラスから成る板材を接着剤にて接合
したあと、ダイシングソーなどを用いた切削加工やブラ
スト加工等によって、板材側が開口端部となるように、
複数の溝を並設し、該溝をインクの流路12,15とす
るとともに、流路12,15を構成する壁を隔壁11,
14として成る流路部材17を製作する。
Next, on one end of the substrate, a piezoelectric ceramic mainly composed of unpolarized lead zirconate titanate (PZT type) and lead magnesium niobate (PMN) are used.
Plate material composed of piezoelectric ceramics whose main component is piezoelectric ceramics, piezoelectric ceramics whose main component is lead nickel niobate (PNN-based), or piezoelectric ceramics in which the above main components are combined, or alumina, zirconia, forsterite,
After joining a plate made of insulating ceramics such as steatite or zircon, or a plate made of glass with an adhesive, cutting or blasting using a dicing saw etc., so that the plate side becomes the open end. ,
A plurality of grooves are provided side by side, and the grooves are used as ink flow paths 12 and 15, and walls forming the flow paths 12 and 15 are partitioned by partition walls 11 and 15.
A channel member 17 as 14 is manufactured.

【0031】次に、各隔壁11,14の両側面に、フォ
トリソグラフィ技術等によりマスクを施したあと、蒸
着、スパッタリング、メッキ等の膜形成手段によって、
白金、金、パラジウム、ロジウム、銀、ニッケル、アル
ミニウム等の金属や白金−金、パラジウム−銀、白金−
パラジウム等を主体とする合金からなる駆動用電極8を
その長手方向に沿って形成する。ただし、駆動用電極8
は、流路2の終端から流路部材3の後端まで延びる引き
出し線9と電気的に接続してあり、この引き出し線9を
介して駆動用電極8へ通電するようになっている。
Next, a mask is applied to both side surfaces of each of the partition walls 11 and 14 by a photolithography technique or the like, and then the film is formed by film forming means such as vapor deposition, sputtering, and plating.
Metals such as platinum, gold, palladium, rhodium, silver, nickel, aluminum, and platinum-gold, palladium-silver, platinum-
A drive electrode 8 made of an alloy mainly composed of palladium or the like is formed along the longitudinal direction. However, the driving electrode 8
Are electrically connected to a lead wire 9 extending from the end of the flow passage 2 to the rear end of the flow passage member 3, and the drive electrode 8 is energized via the lead wire 9.

【0032】しかるのち、流路部材17の流路12,1
5を覆うべく、隔壁11,14の頂面に、セラミック
ス、ガラス、シリコン等の絶縁材料からなるインク供給
孔4を備えた天板5を接着剤やガラスにて接合するとと
もに、流路部材17の開放端部に、各流路12,15を
塞ぐべく、分極処理されていない圧電セラミックス、又
はアルミナ、ジルコニア、フォルステライト、ステアタ
イト、ジルコン等の絶縁性セラミックス、あるいはガラ
スから成る隔壁11,14とともに、樹脂等からなるイ
ンク吐出孔6を備えたノズル板7を接着剤にて接合する
ことにより、図3に示すヘッド20を得ることができ
る。
Thereafter, the flow paths 12, 1 of the flow path member 17
A top plate 5 having an ink supply hole 4 made of an insulating material such as ceramics, glass, or silicon is joined to the top surfaces of the partition walls 11 and 14 with an adhesive or glass so as to cover the flow path member 17. The partition walls 11 and 14 made of piezoelectric ceramics which are not polarized or insulating ceramics such as alumina, zirconia, forsterite, steatite, zircon, or glass to close the flow paths 12 and 15 are formed at the open ends of the bases. At the same time, the head plate 20 shown in FIG. 3 can be obtained by joining the nozzle plate 7 having the ink discharge holes 6 made of resin or the like with an adhesive.

【0033】なお、本発明は図1や図3に示す構造だけ
に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない
範囲で改良や設計変更できることは言うまでもない。
The present invention is not limited to the structure shown in FIGS. 1 and 3, and it goes without saying that improvements and design changes can be made without departing from the scope of the present invention.

【0034】[0034]

【実施例】(実施例1)ここで、図1のインクジェット
プリンタヘッド10において、ノズル板7からの距離A
を異ならせた時のインク吐出孔6の位置ずれや歪みの有
無、及びインク滴の吐出速度について調べる実験を行っ
た。
(Embodiment 1) Here, in the ink jet printer head 10 shown in FIG.
An experiment was conducted to examine the presence / absence of displacement or distortion of the ink ejection holes 6 and the ejection speed of the ink droplets when the ink droplets were changed.

【0035】本実験にあたっては、チタン酸ジルコン酸
鉛系の圧電セラミックスからなる基板を用意し、この基
板の両面に、ノズル板7が接合される端面より距離Aの
領域を除いてスクリーン印刷法にてパラジウム(Pb)
−銀(Ag)を被着して分極用の電極を形成し、電圧を
印加して基板の厚み方向に分極処理を施したあと、切削
加工にて分極用の電極を除去し、しかるのちダイシング
ソーにて複数の溝を切削して、幅70μm、高さ350
μm、長さ7000μmの隔壁1を141μmのピッチ
で並設してなる流路部材3を複数製作した。ただし、分
極しないノズル板7からの距離Aは表1のように異なら
せた。
In this experiment, a substrate made of lead zirconate titanate-based piezoelectric ceramics was prepared, and screen printing was performed on both surfaces of this substrate except for a region at a distance A from the end surface where the nozzle plate 7 was joined. Palladium (Pb)
-Depositing silver (Ag) to form an electrode for polarization, applying a voltage to perform polarization processing in the thickness direction of the substrate, removing the electrode for polarization by cutting, and then dicing. Cutting multiple grooves with a saw, width 70μm, height 350
A plurality of flow path members 3 in which partition walls 1 having a length of 7,000 μm and a length of 7,000 μm were arranged side by side at a pitch of 141 μm were manufactured. However, the distance A from the non-polarized nozzle plate 7 was varied as shown in Table 1.

【0036】次に、フォトリソグラフィ技術を用いて隔
壁1の両側面にマスクを形成したあと、スパッタリング
法にて白金から成る駆動用電極8と引き出し線9を形成
したあと、マスクを除去した。
Next, a mask was formed on both side surfaces of the partition wall 1 by using the photolithography technique, a driving electrode 8 made of platinum and a lead wire 9 were formed by a sputtering method, and the mask was removed.

【0037】しかるのち、隔壁1の頂面に、インク供給
孔4を備えたアルミナセラミック製の天板5を、エポキ
シ系の接着剤にて接合するとともに、流路部材3の開放
端部に、インク吐出孔6を備えたポリイミド樹脂製のノ
ズル板7をエポキシ系の接着剤にて接合してインクジェ
ットプリンタヘッド10を製作した。
Thereafter, a top plate 5 made of alumina ceramic having an ink supply hole 4 is bonded to the top surface of the partition wall 1 with an epoxy-based adhesive. An ink jet printer head 10 was manufactured by joining a polyimide resin nozzle plate 7 having ink discharge holes 6 with an epoxy adhesive.

【0038】そして、各へッド10の駆動用電極8に通
電し、隔壁1を流路2内にインクを供給せずに駆動さ
せ、画像処理装置によってインク吐出孔6の歪み具合を
確認したあと、各ヘッド10をインクジェットプリンタ
に組み込んで印刷し、この時のインク滴の吐出速度を、
放電管を光源とし、フィルム上にインク滴の吐出状況を
記録させる高速度写真撮影装置によって測定するととも
に、インク吐出孔6の位置ずれを、記録用紙にインク滴
を吐出させた時の着弾位置のずれを確認することにより
評価した。即ち、予め小さな電圧値を駆動用電極8に印
加し、ノズル板7の変形が起こらない程度の変位量で隔
壁1を屈曲変位させてインク滴を記録フィルムに着弾さ
せ、次に駆動用電極8へ印加する電圧値を大きくしてイ
ンク滴を吐出させ、この時のインク滴の着弾位置と先の
インク滴の着弾位置とのずれを画像処理装置で測定し
た。
Then, a current is applied to the driving electrode 8 of each head 10, the partition 1 is driven without supplying ink into the flow path 2, and the degree of distortion of the ink ejection hole 6 is confirmed by an image processing apparatus. Then, each head 10 is incorporated into an ink jet printer for printing, and the ejection speed of ink droplets at this time is
Using a discharge tube as a light source, the position of the ink discharge hole 6 is measured by a high-speed photographing device that records the state of discharge of ink droplets on the film. Evaluation was made by confirming the deviation. That is, a small voltage value is applied to the driving electrode 8 in advance, and the partition 1 is bent and displaced by an amount of displacement that does not cause deformation of the nozzle plate 7 so that ink droplets land on the recording film. Ink droplets were ejected by increasing the voltage value applied to the ink droplets, and the deviation between the landing position of the ink droplet and the landing position of the previous ink droplet was measured by an image processing apparatus.

【0039】なお、比較のために、ノズル板7からの距
離Aが0mmである従来のヘッド30も同様に試作し、
同様の実験を行った。
For comparison, a conventional head 30 in which the distance A from the nozzle plate 7 was 0 mm was also prototyped.
A similar experiment was performed.

【0040】そして、評価にあたっては、インク滴の吐
出速度が、試料No.1の従来のヘッドと同等又はそれ
以上の速度を有するとともに、インク滴の着弾位置ずれ
が15μm以下であったものを良好として判断した。
In the evaluation, the ejection speed of the ink droplets was adjusted to the sample No. A head having a speed equal to or higher than that of the conventional head of No. 1 and an ink droplet landing position deviation of 15 μm or less was determined to be good.

【0041】それぞれの結果は表1に示す通りであるThe results are as shown in Table 1.

【0042】[0042]

【表1】 [Table 1]

【0043】この結果、従来のインクジェットプリンタ
ヘッド30は、インク吐出孔26の歪みが大きく、イン
ク滴の吐出速度が5m/s程度であり、また、インク滴
の着弾位置ずれも50μm以上と大きいものであった。
As a result, in the conventional ink jet printer head 30, the distortion of the ink discharge holes 26 is large, the discharge speed of the ink droplets is about 5 m / s, and the displacement of the ink droplet landing position is as large as 50 μm or more. Met.

【0044】これに対し、隔壁1のノズル板7との接合
部近傍を構成する圧電セラミックスに分極処理を施さな
いようにすることで、インク滴の吐出速度を高めること
ができるとともに、インク吐出孔6の変形を抑え、かつ
インク滴の着弾位置ずれを小さくできることが判る。た
だし、試料No.9,10のように、ノズル板7からの
距離Aが隔壁1の全長の28%より長くなると、インク
滴の吐出速度が従来のインクジェットプリンタヘッド3
0より小さくなり、実用に供しないレベルとなった。
On the other hand, by not subjecting the piezoelectric ceramic constituting the vicinity of the joint between the partition wall 1 and the nozzle plate 7 to polarization treatment, the ejection speed of ink droplets can be increased and the ink ejection holes can be increased. It can be seen that the deformation of No. 6 can be suppressed and the displacement of the landing position of the ink droplet can be reduced. However, the sample No. When the distance A from the nozzle plate 7 is longer than 28% of the entire length of the partition wall 1 as shown in FIGS.
The value was smaller than 0, which was not practical.

【0045】この結果、インク吐出孔6の歪みや位置ず
れを防ぐためには、隔壁1のノズル板7との接合部近傍
を構成する圧電セラミックスに分極処理を施さないよう
にすれば良く、この場合、ノズル板7からの距離Aは、
100μm以上で、且つ隔壁1の全長の28%以下とす
ることが良く、好ましくは距離Aを100μm以上で、
且つ隔壁1の全長の14%以下とすることで、インク吐
出孔の歪みや位置ずれを防ぐことができるとともに、イ
ンク滴の吐出速度を高めることができ、好適であること
が確認できた。
As a result, in order to prevent distortion and displacement of the ink ejection holes 6, it is sufficient that the polarization processing is not performed on the piezoelectric ceramics constituting the vicinity of the joint between the partition wall 1 and the nozzle plate 7. In this case, , The distance A from the nozzle plate 7 is
It is preferable that the distance A be 100 μm or more and 28% or less of the entire length of the partition wall 1.
In addition, when the total length of the partition walls 1 is 14% or less, it is possible to prevent distortion and displacement of the ink ejection holes and increase the ejection speed of the ink droplets.

【0046】(実施例2)次に、図3のインクジェット
プリンタヘッド20において、流路補助体16を構成す
る隔壁14の長さ、即ちノズル板7からの距離Bを異な
らせた時のインク吐出孔6の位置ずれや歪みの有無、及
びインク滴の吐出速度について調べる実験を行った。
(Embodiment 2) Next, in the ink jet printer head 20 shown in FIG. 3, ink ejection when the length of the partition wall 14 constituting the flow path auxiliary body 16, that is, the distance B from the nozzle plate 7 is changed. An experiment was conducted to examine the presence or absence of displacement or distortion of the holes 6 and the ejection speed of ink droplets.

【0047】本実験にあたっては、チタン酸ジルコン酸
鉛系の圧電セラミックスからなる基板を用意し、この基
板の両面にスクリーン印刷法にてパラジウム(Pb)−
銀(Ag)を被着して分極用の電極を形成し、電圧を印
加して基板の厚み方向に分極処理を施したあと、切削加
工にて分極用の電極を除去し、しかるのち、長さを表2
のように異ならせたフォルステライト質セラミックスか
ら成る基板を、分極処理した圧電セラミックスから成る
基板に接着したあと、ダイシングソーにて複数の溝を切
削して、幅70μm、高さ350μm、長さ7000μ
mの隔壁1を141μmのピッチで並設して成る流路部
材17を製作した。ただし、フォルステライト質セラミ
ックス側が流路部材17の開放端部となるようにした。
In this experiment, a substrate made of lead zirconate titanate-based piezoelectric ceramics was prepared, and palladium (Pb)-was screen-printed on both surfaces of this substrate.
Silver (Ag) is applied to form a polarization electrode, a voltage is applied to the substrate, and a polarization process is performed in the thickness direction of the substrate. Then, the polarization electrode is removed by cutting, and then the length is increased. Table 2
After bonding a substrate made of forsteritic ceramics different from that described above to a substrate made of polarized piezoelectric ceramics, a plurality of grooves are cut with a dicing saw to obtain a width of 70 μm, a height of 350 μm, and a length of 7000 μm.
The flow path member 17 in which m partition walls 1 are arranged in parallel at a pitch of 141 μm was manufactured. However, the forsterite ceramic side was set as the open end of the flow path member 17.

【0048】次に、フォトリソグラフィ技術を用いて隔
壁11,14の両側面にマスキングを施し、スパッタリ
ング法にて白金から成る駆動用電極8と引き出し線9を
形成したあと、マスクを除去した。
Next, masking was performed on both side surfaces of the partition walls 11 and 14 by using a photolithography technique, and a driving electrode 8 and a lead wire 9 made of platinum were formed by a sputtering method, and then the mask was removed.

【0049】そして、隔壁11,14の頂面に、インク
供給孔4を備えたアルミナセラミック製の天板5を、エ
ポキシ系の接着剤にて接合するとともに、流路部材17
の開放端部に、インク吐出孔6を備えたポリイミド樹脂
製のノズル板7をエポキシ系の接着剤にて接合してイン
クジェットプリンタヘッド20を製作した。
An alumina ceramic top plate 5 having ink supply holes 4 is joined to the top surfaces of the partition walls 11 and 14 with an epoxy-based adhesive, and the flow path member 17 is formed.
An ink jet printer head 20 was manufactured by joining a polyimide resin nozzle plate 7 having an ink discharge hole 6 to the open end portion thereof with an epoxy adhesive.

【0050】そして、各へッド20を実施例1と同様の
条件にて、インク滴の吐出速度、インク吐出孔6の歪み
具合、及びインク吐出孔6の位置ずれを確認した。
Then, the ejection speed of the ink droplets, the degree of distortion of the ink ejection holes 6, and the displacement of the ink ejection holes 6 were confirmed under the same conditions as in Example 1 for each head 20.

【0051】それぞれの結果は表2に示す通りである。The results are as shown in Table 2.

【0052】[0052]

【表2】 [Table 2]

【0053】この結果、流路本体13とノズル板7との
間に、フォルステライト質セラミックスから成る流路補
助体16を設けることで、インク滴の吐出速度を高める
ことができるとともに、インク吐出孔6の変形を抑え、
かつインク滴の着弾位置ずれを小さくできることが判
る。ただし、試料No.19,20のように、ノズル板
7からの距離Bが隔壁1の全長の28%より長くなる
と、インク滴の吐出速度が従来のインクジェットプリン
タヘッド30より小さくなり、実用に供しないレベルと
なった。
As a result, by providing the flow path auxiliary member 16 made of forsterite ceramics between the flow path main body 13 and the nozzle plate 7, the discharge speed of ink droplets can be increased, and the ink discharge holes can be increased. Suppress the deformation of 6,
Further, it can be seen that the displacement of the landing position of the ink droplet can be reduced. However, the sample No. When the distance B from the nozzle plate 7 is longer than 28% of the entire length of the partition wall 1 as in 19 and 20, the ejection speed of the ink drops becomes smaller than that of the conventional ink jet printer head 30, which is a level that is not practical. .

【0054】この結果、インク吐出孔6の歪みや位置ず
れを防ぐためには、流路本体13とノズル板6との間
に、フォルステライト質セラミックス等の絶縁性セラミ
ックスから成る流路補助体16を設ければ良く、この場
合、流路補助体16における隔壁14の長さ、即ちノズ
ル板7からの距離Bは、100μm以上で、且つ隔壁1
の全長の28%以下とすることが良く、好ましくは距離
Aを100μm以上で、且つ隔壁1の全長の14%以下
とすることで、インク吐出孔の歪みや位置ずれを防ぐこ
とができるとともに、インク滴の吐出速度を高めること
ができ、好適であることが確認できた。
As a result, in order to prevent distortion and displacement of the ink ejection holes 6, a flow path auxiliary body 16 made of insulating ceramics such as forsterite ceramics is provided between the flow path main body 13 and the nozzle plate 6. In this case, the length of the partition 14 in the flow path auxiliary body 16, that is, the distance B from the nozzle plate 7 is 100 μm or more, and
And the distance A is preferably 100 μm or more and 14% or less of the entire length of the partition wall 1, thereby preventing distortion and displacement of the ink ejection holes, and It was confirmed that the ejection speed of the ink droplets could be increased, which was preferable.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、高さ方
向に分極処理した圧電セラミックスから成る複数の隔壁
を並設し、各隔壁間をインクの流路として成る流路部材
と、前記各隔壁の側面に形成された駆動用電極と、前記
各隔壁の頂面に接合され、各流路を覆う天板と、前記流
路部材の一方端側に取着され、各流路と連通するインク
吐出孔を備えたノズル板とから成り、前記駆動用電極に
通電して隔壁を屈曲変位させることにより、流路内のイ
ンクを加圧して前記インク吐出孔よりインク滴を吐出す
るインクジェトプリンタヘッドにおいて、前記ノズル板
を、分極処理していない圧電セラミックス、あるいはガ
ラス又は絶縁性セラミックスを間に挟んで流路部材に取
着するようにしたことから、隔壁のノズル板近傍におけ
る変位を極めて小さく又は皆無と(又は皆無とを削除)
できるため、隔壁に接合されたノズル板の変形を抑え、
インク吐出孔の位置ずれや歪みを防止(小さく)するこ
とができるため、所定量のインク滴を吐出させることが
できるとともに、記録媒体の所定位置に正確に(位置ず
れを小さくして)インク滴を着弾させることができるた
め、色ムラや画質の乱れのない高画質な文字や画像を印
刷することができる。
As described above, according to the present invention, a plurality of partition walls made of piezoelectric ceramics polarized in the height direction are juxtaposed, and a flow path member having an ink flow path between the partition walls is provided. A driving electrode formed on the side surface of each partition, a top plate joined to the top surface of each partition and covering each flow path, and attached to one end side of the flow path member, and each flow path A nozzle plate having an ink discharge hole communicating therewith, wherein the drive electrode is energized to bend and displace the partition to thereby pressurize ink in the flow path and discharge ink droplets from the ink discharge hole. In the printer head, the nozzle plate is attached to the flow path member with non-polarized piezoelectric ceramics or glass or insulating ceramics interposed therebetween. small Ku or no (or none and delete)
Because it is possible to suppress the deformation of the nozzle plate joined to the partition,
Since the displacement and distortion of the ink ejection holes can be prevented (small), a predetermined amount of ink droplets can be ejected, and the ink droplets can be accurately (reduced in position) at a predetermined position on the recording medium. Can print high-quality characters and images without color unevenness or image quality disturbance.

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

【図1】本発明に係るインクジェットプリンタヘッドの
一例を示す一部を破断した斜視図である。
FIG. 1 is a partially broken perspective view showing an example of an ink jet printer head according to the present invention.

【図2】図1におけるインクジェットプリンタヘッドの
駆動原理を説明するための部分断面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view for explaining a driving principle of the ink jet printer head in FIG.

【図3】本発明に係るインクジェットプリンタヘッドの
他の例を示す一部を破断した斜視図である。
FIG. 3 is a partially broken perspective view showing another example of the inkjet printer head according to the present invention.

【図4】従来例のインクジェットプリンタヘッドの一例
を示す一部を破断した斜視図である。
FIG. 4 is a partially broken perspective view showing an example of a conventional ink jet printer head.

【図5】図4におけるインクジェットプリンタヘッドの
駆動原理を説明するための部分断面図である。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view for explaining a driving principle of the ink jet printer head in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21:隔壁 2,22:流路 3,23:流路部材 4,24:インク供給孔 5,25:天板 6,26:
インク吐出孔 7,27:ノズル板 8,28:駆動用電極 9,2
9:引き出し線 10,20,30:インクジェットプリンタヘッド
1, 21: partition wall 2, 22: flow path 3, 23: flow path member 4, 24: ink supply hole 5, 25: top plate 6, 26:
Ink ejection holes 7, 27: nozzle plate 8, 28: drive electrode 9, 2
9: Leader lines 10, 20, 30: Inkjet printer head

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】高さ方向に分極処理した圧電セラミックス
から成る複数の隔壁を並設し、各隔壁間をインクの流路
として成る流路部材と、前記各隔壁の側面に形成された
駆動用電極と、前記各隔壁の頂面に接合され、各流路を
覆う天板と、前記流路部材の一方端側に取着され、各流
路と連通するインク吐出孔を備えたノズル板とから成
り、前記駆動用電極に通電して隔壁を屈曲変位させるこ
とにより、流路内のインクを加圧して前記インク吐出孔
よりインク滴を吐出するインクジェットプリンタヘッド
において、前記ノズル板は、分極処理していない圧電セ
ラミックス、あるいはガラス又は絶縁性セラミックスを
間に挟んで前記流路部材に取着されていることを特徴と
するインクジェットプリンタヘッド。
A plurality of partition walls made of piezoelectric ceramics polarized in a height direction are arranged in parallel, a flow path member serving as an ink flow path between the partition walls, and a driving member formed on a side surface of each partition wall. Electrodes, a top plate that is joined to the top surface of each of the partition walls and covers each flow path, and a nozzle plate that is attached to one end of the flow path member and has an ink ejection hole that communicates with each flow path. An ink jet printer head that pressurizes ink in a flow path and discharges ink droplets from the ink discharge holes by energizing the drive electrode to bend and displace the partition, An ink jet printer head, wherein the ink jet printer head is attached to the flow path member with a piezoelectric ceramic, a glass or an insulating ceramic not interposed therebetween.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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