JP2001088300A - Ink-jet recording head and its manufacturing method - Google Patents

Ink-jet recording head and its manufacturing method

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JP2001088300A
JP2001088300A JP26909499A JP26909499A JP2001088300A JP 2001088300 A JP2001088300 A JP 2001088300A JP 26909499 A JP26909499 A JP 26909499A JP 26909499 A JP26909499 A JP 26909499A JP 2001088300 A JP2001088300 A JP 2001088300A
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piezoelectric material
electrode
driving
column
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a superior printing quality by eliminating crosstalks, and reduce a power and costs by improving a pressure transmission efficiency to an ink in a pressure chamber. SOLUTION: In the ink-jet recording head, driving columns as driven piezoelectric elements each having one end connected to a pressure chamber, and fixed columns as non-driving piezoelectric elements each having one end connected to a side wall of the pressure chamber and working as a fixing member are alternately arranged side by side. Nozzles for discharging ink drops and feed ports for supplying ink are connected to the pressure chambers. The other ends of the driving columns and fixed columns are united at a base part in the ink-jet recording head. Piezoelectric elements of the fixed columns are polarized and made electrically open. Accordingly, a rigidity of the fixed columns is greatly increased, and crosstalks and an efficiency are improved.

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、特に、プリンタ、フ
ァクシミリ、複写機等に用いられるインクジェット記録
方式のヘッド及びその製造方法に関する。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 more particularly, to an ink jet recording head used in a printer, a facsimile, a copying machine, and the like, and a method of manufacturing the same.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来のこの種のインクジェット記録ヘッ
ドは、例えば特開平９−１７４８３７号公報に示されて
いる。この従来のインクジェット記録ヘッドは、図２１
に示すように、固定板７１は、圧電素子７２と不動圧電
素子７３とを交互に、列状に配設し、不動圧電素子７３
は、流路形成部材上の振動板７４に固定され、圧電素子
７２の駆動による振動板７４の変形を防いでいた。2. Description of the Related Art A conventional ink jet recording head of this kind is disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-174837. This conventional ink jet recording head is shown in FIG.
As shown in the figure, the fixed plate 71 has piezoelectric elements 72 and immovable piezoelectric elements 73 alternately arranged in a row.
Is fixed to the vibration plate 74 on the flow path forming member, and prevents the deformation of the vibration plate 74 due to the driving of the piezoelectric element 72.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のような構成の従
来例においては、圧電素子７２が駆動されると固定板７
１は駆動した圧電素子７２の反作用を受け、固定板７１
は圧力室７５から遠ざかる方向に力を受ける。固定板７
１は隣接及びその両隣等の不動圧電素子７３によって所
定の間隔で各圧力室７５の側壁７６に固定されている
が、固定板７１に加わる力によって不動圧電素子７３は
弾性コンプライアンスに応じて伸張する。したがって、
固定板７１及びそれに固定されている圧電素子７２は圧
力室７５から遠ざかる方向に移動し、近隣の圧力室７５
は減圧する方向の力を受ける。このように、圧電素子７
２を駆動すると、その近隣の圧電素子７２の圧力室７５
に、駆動した圧電素子７２の圧力室７５と反対方向の圧
力変化が生じるクロストークと呼ばれる現象が生じる。
また、隣接する複数の圧力室７５を同時に駆動すると
き、圧電素子数により駆動された圧力室７５のノズルか
ら吐出されるインク滴の滴速及び滴径が変動し、同時に
駆動する圧電素子数が多い程、その駆動によりノズルか
ら吐出されるインク滴の滴速及び滴径が小さくなる。イ
ンクジェット記録ヘッドは走査されながらインク滴を吐
出するので、上記のような滴速の変化によりインク滴の
着弾位置ずれが生じる。この滴径の変化や着弾位置のず
れから印字濃度むら等を引き起こし、印字品質が劣化す
るという問題がある。In the conventional example having the above-described structure, when the piezoelectric element 72 is driven, the fixed plate 7 is driven.
1 receives a reaction of the driven piezoelectric element 72 and
Receives a force in a direction away from the pressure chamber 75. Fixing plate 7
1 is fixed to the side wall 76 of each pressure chamber 75 at a predetermined interval by immovable piezoelectric elements 73 adjacent to and on both sides thereof, but the immovable piezoelectric element 73 expands according to elastic compliance by a force applied to the fixing plate 71. . Therefore,
The fixed plate 71 and the piezoelectric element 72 fixed thereto move in a direction away from the pressure chamber 75, and move to the neighboring pressure chamber 75.
Receives a force in the direction of decompression. Thus, the piezoelectric element 7
2 is driven, the pressure chamber 75 of the piezoelectric element 72 in the vicinity is driven.
Then, a phenomenon called crosstalk occurs in which a pressure change in a direction opposite to the pressure chamber 75 of the driven piezoelectric element 72 occurs.
Further, when driving a plurality of adjacent pressure chambers 75 at the same time, the droplet speed and droplet diameter of ink droplets ejected from the nozzles of the pressure chambers 75 driven by the number of piezoelectric elements fluctuate, and the number of piezoelectric elements that are driven simultaneously decreases. As the number of ink droplets increases, the droplet speed and droplet diameter of the ink droplets ejected from the nozzles decrease. Since the ink jet recording head ejects ink droplets while being scanned, the above-described change in the droplet speed causes displacement of the landing positions of the ink droplets. There is a problem in that the change in the droplet diameter and the displacement of the landing position cause uneven print density and the like, and the print quality is degraded.

【０００４】本発明の目的は、小型で製造が容易な構成
でクロストークを低減し、印字品質が優れたインクジェ
ット記録ヘッドを提供することにある。An object of the present invention is to provide an ink jet recording head which is small in size and easy to manufacture, reduces crosstalk, and has excellent print quality.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録ヘッドは、１方の面に有する開口部が変形容易な振
動板により覆われ室内にインクを供給する供給口と室内
のインクを吐出するノズルとをそれぞれ有する複数の圧
力室と、１対の外部電極をそれぞれ備え前記１対の外部
電極間に印加される電圧に基づいて前記振動板を変形さ
せて各圧力室を駆動する複数の駆動柱と、前記複数の圧
力室の前記各開口部の周囲部分に対してそれぞれ固定す
る固定部とを有するインクジェット記録ヘッドにおい
て、前記固定部は、分極状態にありかつ電気的に開放で
ある圧電素子である固定柱を含んでいる。According to the present invention, there is provided an ink jet recording head in which an opening in one surface is covered with an easily deformable vibration plate and a supply port for supplying ink into a room and a nozzle for discharging ink in the room. And a plurality of driving columns each comprising a pair of external electrodes, each of which has a pair of external electrodes, and which drives the respective pressure chambers by deforming the diaphragm based on a voltage applied between the pair of external electrodes. And a fixing portion that fixes the peripheral portion of each of the openings of the plurality of pressure chambers, wherein the fixing portion is a piezoelectric element that is polarized and electrically open. Includes some fixed columns.

【０００６】本発明のインクジェット記録ヘッドは、固
定柱は分極状態にありかつ電気的に開放であるため、駆
動柱を駆動するとその反作用で固定柱に力が作用する
が、固定柱には圧電効果により反電界が生じ、その反電
界の作用で自らの変形が阻止される。いいかえれば、固
定柱の剛性が上がる。したがって、クロストークが減少
し、周囲の駆動柱の駆動によってノズルから吐出される
インク滴の滴速及び滴径が変化することを防止できる。
また、固定柱の剛性が上がり、駆動した駆動柱の他端の
移動が減少するので、駆動柱の変位はその駆動柱が接続
された圧力室へ効率良く伝達される。In the ink jet recording head of the present invention, since the fixed column is in a polarized state and is electrically open, when the driving column is driven, a force acts on the fixed column due to the reaction. Generates an anti-electric field, and the action of the anti-electric field prevents its own deformation. In other words, the rigidity of the fixed column increases. Therefore, crosstalk is reduced, and it is possible to prevent the droplet speed and the droplet diameter of the ink droplet ejected from the nozzle from being changed by the driving of the surrounding driving columns.
Further, since the rigidity of the fixed column is increased and the movement of the other end of the driven column is reduced, the displacement of the driven column is efficiently transmitted to the pressure chamber to which the driven column is connected.

【０００７】また、本発明のインクジェット記録ヘッド
の製造方法は、電極が表面に形成された圧電材料シート
を積層して１対の側面間の中央部分の所定の幅で前記圧
電材料シート１層を隔てて電極が重なりその両側で圧電
セラミックス２層を隔てて電極が重なる圧電材料シート
の積層部を有する積層圧電材料を形成するステップと、
前記積層圧電材料に溝を形成して、前記圧電材料シー
トの積層部を内部に有し各圧力室の振動板で覆われた開
口部上で振動板と接合される駆動柱と、各圧力室の前記
開口部の周囲部分で振動板と接合される複数の固定柱
と、前記各駆動柱の前記伸縮の方向の他方の端部と当該
圧力室の周囲部分に接続される少なくとも１つの固定柱
とが接合されるベース部とを形成するステップと、各駆
動柱毎に内部の複数の電極が交互に接続される１対の駆
動電極を形成するステップと、電圧の印加により前記固
定柱又はベース部を分極させる少なくとも１対の分極電
極を形成するステップと、対応する外部電極間に電圧を
印加して前記駆動柱及び固定柱を分極させるステップと
を有している。Further, according to the method of manufacturing an ink jet recording head of the present invention, a piezoelectric material sheet having electrodes formed on a surface thereof is laminated, and one layer of the piezoelectric material sheet is formed with a predetermined width at a central portion between a pair of side surfaces. Forming a laminated piezoelectric material having a laminated portion of a piezoelectric material sheet in which electrodes overlap with each other and the electrodes overlap with two layers of piezoelectric ceramics on both sides thereof;
Forming a groove in the laminated piezoelectric material, a driving column that has a laminated portion of the piezoelectric material sheet therein and is joined to the diaphragm over an opening covered with the diaphragm of each pressure chamber; A plurality of fixed columns joined to the diaphragm at the peripheral portion of the opening, and at least one fixed column connected to the other end of the drive column in the direction of expansion and contraction and the peripheral portion of the pressure chamber Forming a pair of drive electrodes in which a plurality of internal electrodes are alternately connected for each drive pillar; and applying a voltage to the fixed pillar or the base. Forming at least one pair of polarized electrodes for polarizing the portion; and applying a voltage between the corresponding external electrodes to polarize the driving column and the fixed column.

【０００８】本発明のインクジェット記録ヘッドの製造
方法は、積層圧電材料に溝を形成して、各圧力室の振動
板で覆われた開口部上で振動板と接合される駆動柱と、
各圧力室の前記開口部の周囲部分で振動板と接合される
複数の固定柱と、前記各駆動柱の前記伸縮の方向の他方
の端部と当該圧力室の周囲部分に接続される少なくとも
１つの固定柱とが接合されるベース部とを形成し、電圧
の印加により固定柱又はベース部を分極させる少なくと
も１対の分極電極を形成し、対応する外部電極間に電圧
を印加して固定柱を分極させるステップとを有するの
で、駆動柱の駆動の反作用で力が加わった固定柱又はベ
ース部に圧電効果により反電界が生じ、その反電界の作
用で自らの変形が阻止され剛性が上がり、したがって、
クロストークが減少し、周囲の駆動柱の駆動によってノ
ズルから吐出されるインク滴の滴速及び滴径が変化する
ことを防止できるインクジェット記録ヘッドを容易に製
造できる。According to the method of manufacturing an ink jet recording head of the present invention, a driving column is formed by forming a groove in a laminated piezoelectric material and joining the diaphragm to an opening covered by the diaphragm in each pressure chamber.
A plurality of fixed columns that are joined to the diaphragm at the peripheral portion of the opening of each pressure chamber, and at least one connected to the other end of the drive column in the direction of expansion and contraction and the peripheral portion of the pressure chamber; And a base portion to which the two fixed columns are joined, forming at least one pair of polarized electrodes for polarizing the fixed column or the base portion by applying a voltage, and applying a voltage between the corresponding external electrodes to form the fixed column. Polarization step, so that a counter-electric field is generated by the piezoelectric effect on the fixed column or the base portion to which the force is applied by the reaction of driving the driving column, the deformation of the self is prevented by the action of the counter-field, and the rigidity is increased. Therefore,
It is possible to easily manufacture an ink jet recording head that can reduce crosstalk and prevent a change in droplet speed and droplet diameter of ink droplets ejected from a nozzle due to driving of surrounding driving columns.

【０００９】[0009]

【発明の実施の形態】図１は本発明のインクジェット記
録ヘッドの第一の実施形態の構成を説明するための説明
図である。なお、図１は、図の左右に続く同一の構成を
省略してインクジェット記録ヘッドの一部を示してい
る。また、図１においてインクジェット記録ヘッドの圧
電素子ブロック１とインク流路ユニット２とは上下に分
離して示しているが、実際には以下に詳述する位置関係
に位置合わせされて接合されている。また、インク流路
ユニット２内部の説明のためインク流路ユニット２の振
動板３を一部破断して示している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a configuration of a first embodiment of an ink jet recording head according to the present invention. FIG. 1 shows a part of the ink jet recording head by omitting the same configuration following the left and right of the figure. Also, in FIG. 1, the piezoelectric element block 1 and the ink flow path unit 2 of the ink jet recording head are vertically separated from each other, but they are actually aligned and joined in a positional relationship described in detail below. . Further, the diaphragm 3 of the ink flow path unit 2 is partially cut away for explaining the inside of the ink flow path unit 2.

【００１０】本発明のインクジェット記録ヘッドは、イ
ンク流路ユニット２に、インク滴を吐出するノズル４
と、各ノズル４にそれぞれ連通し列状に設けられた圧力
室５と、各圧力室５にインクを供給する供給口６と、イ
ンクタンク（図示せず）に連接され供給口６を介して各
圧力室５に連接し、インクを供給するインクプール７
と、インク流路ユニット２のノズル４が設けられた面と
反対側の面を覆い、可撓性を有する材料で作成された
板、例えばステンレスの板である振動板３を備えてい
る。In the ink jet recording head of the present invention, a nozzle 4 for discharging ink droplets
A pressure chamber 5 provided in a row in communication with each nozzle 4, a supply port 6 for supplying ink to each pressure chamber 5, and a supply port 6 connected to an ink tank (not shown) through the supply port 6. Ink pool 7 connected to each pressure chamber 5 and supplying ink
And a diaphragm made of a flexible material, for example, a stainless steel plate, which covers a surface of the ink flow path unit 2 opposite to the surface on which the nozzles 4 are provided.

【００１１】また、圧電素子ブロック１は、圧力室５に
それぞれ対応し圧力を発生させる圧電素子である駆動柱
８と、駆動柱と同様の圧電素子であるが駆動されず、圧
電素子ブロック１をインク流路ユニット２に固定するた
めの固定部材として作用する固定柱９とがベース部１０
で一体化されて構成されている。駆動柱８と固定柱９と
は１列をなして交互にベース部１０から突設配置されて
いる。Further, the piezoelectric element block 1 is a driving column 8 which is a piezoelectric element corresponding to each of the pressure chambers 5 and generates a pressure, and a piezoelectric element similar to the driving column but is not driven. A fixing column 9 acting as a fixing member for fixing to the ink flow path unit 2 is
And are integrated. The driving columns 8 and the fixed columns 9 are arranged alternately in a row so as to protrude from the base portion 10.

【００１２】駆動柱８と交互に設けられた固定柱９は、
図２に示すように、振動板３を間に挟んで駆動柱８に対
応する各圧力室５の側壁１１に対して接合されている。
また、駆動柱８は、対応する各圧力室５の側壁間の中央
部において振動板３と夫々接合される。各駆動柱及び固
定柱は、主に圧電材料、例えば、ジルコン酸チタン酸鉛
系セラミックスからなっている。また、それぞれの内部
には、接合される振動板３とほぼ平行で所定の間隔で配
設された平面状の複数の内部電極１２ａ，１２ｂ，１２
ｃ，１２ｄを備えている。The fixed columns 9 provided alternately with the driving columns 8 are:
As shown in FIG. 2, the pressure chamber 5 is joined to the side wall 11 of each pressure chamber 5 corresponding to the driving column 8 with the vibration plate 3 interposed therebetween.
Further, the driving columns 8 are respectively joined to the diaphragms 3 at the central portions between the side walls of the corresponding pressure chambers 5. Each of the driving columns and the fixed columns is mainly made of a piezoelectric material, for example, lead zirconate titanate-based ceramics. Further, inside each of the plurality of planar internal electrodes 12a, 12b, 12 which are substantially parallel to the diaphragm 3 to be joined and are arranged at a predetermined interval.
c, 12d.

【００１３】各圧電素子及び固定柱は、図３に示すよう
に、列の方向と直角の方向で、これらの内部電極ともほ
ぼ直角な互いに対向する１対の側面１３ａ，１３ｂをも
っている。内部電極１２ａ，１２ｃは、隣接する内部電
極１２ｂ、１２ｄの端面が露出する側面１３ｂとは異な
る側の側面１３ａに端面が露出するように配設されてい
る。駆動柱８及び固定柱９には、各々、対向する１対の
側面１３ａ、１３ｂ上に１対の外部電極１４，１５が設
けられ、各外部電極は、それぞれ対応する駆動柱８及び
固定柱９の内部に設けられた内部電極と１つおきに接続
されている。各外部電極１４，１５は、ベース部１０の
駆動柱８及びび固定柱９の設けられた側と反対側の面で
ある上面１６にまで延設されている。As shown in FIG. 3, each piezoelectric element and fixed column has a pair of side surfaces 13a and 13b opposed to each other and substantially perpendicular to these internal electrodes in a direction perpendicular to the row direction. The internal electrodes 12a and 12c are arranged such that the end faces are exposed on a side face 13a different from the side face 13b where the end faces of the adjacent internal electrodes 12b and 12d are exposed. The driving column 8 and the fixed column 9 are respectively provided with a pair of external electrodes 14 and 15 on a pair of opposing side surfaces 13a and 13b. Are connected to every other internal electrode provided inside the. Each of the external electrodes 14 and 15 extends to an upper surface 16 which is a surface of the base 10 opposite to the side on which the driving columns 8 and the fixing columns 9 are provided.

【００１４】固定部材として作用する非駆動の圧電素子
である固定柱９は、駆動柱８と同様にこの外部電極１
４，１５を用いて、対応する１対の電極間に分極用電圧
を所定時間加えることにより分極処理を施してある。The fixed column 9, which is a non-driven piezoelectric element acting as a fixed member, is provided with the external electrode 1 like the driving column 8.
The polarization process is performed by applying a polarization voltage between the corresponding pair of electrodes for a predetermined time using the electrodes 4 and 15.

【００１５】圧電素子に分極処理を施した固定柱９にお
いては、応力が加えられると圧電効果により、分極方向
に応じて、応力による自らの変形を阻止しようとする反
電界が生じる。したがって、電界方向に対向する２つの
電極があるとその電極間には電位差が発生する。しかし
本発明においては各電極は電気的に開放状態となってい
るので、電位差が維持される。したがって、その反電界
は、維持され応力による自らの変形を阻止しようとす
る。すなわち、応力に対するひずみを低減する。In the fixed column 9 having a piezoelectric element subjected to polarization processing, when a stress is applied, an anti-electric field is generated due to the piezoelectric effect, in accordance with the polarization direction, in order to prevent its own deformation due to the stress. Therefore, when there are two electrodes facing each other in the direction of the electric field, a potential difference occurs between the electrodes. However, in the present invention, each electrode is electrically open, so that the potential difference is maintained. Therefore, the anti-electric field is maintained and tends to prevent its own deformation due to stress. That is, the strain with respect to the stress is reduced.

【００１６】以下、分極によりひずみが低減される効果
について、圧電材料において応力および電界とひずみお
よび電気変位との関係を示す圧電基本式を用いて具体的
に説明する。Hereinafter, the effect of reducing the strain due to polarization will be specifically described with reference to a basic piezoelectric formula showing the relationship between stress and electric field and strain and electric displacement in a piezoelectric material.

【００１７】ひずみをＳ、応力をＴ、電界による影響を
含まない、すなわち分極していないか、あるいは分極し
ているが電極をショートしている場合の弾性コンプライ
アンスをｓ、電界をＥ、圧電歪定数をｄ、電荷量を面積
で割ったものを示す電気変位をＤ、誘電定数εとする
と、圧電基本式から Ｓ＝ｓ×Ｔ＋ｄ×Ｅ Ｄ＝ｄ×Ｔ＋ε×Ｅ となる。ここで、本発明では電極を開放状態とすること
により、電気変位Ｄ＝０であるので、上記２式から電界
Ｅを消去すると、分極し電気的に開放状態での弾性コン
プライアンスｓ’は ｓ’＝Ｓ／Ｔ＝ｓ−ｄ2／ε となる。例えば、ジルコン酸チタン酸鉛系セラミックス
の材料において、電界による影響を含まない弾性コンプ
ライアンスｓ＝１８．１×１０-12（ｍ2／Ｎ）、圧電歪
定数ｄ＝６３５×１０-12（ｍ／Ｖ）、誘電定数ε＝４
８．２×１０-9（Ｆ／ｍ）、である場合、分極し電気的
に開放状態での弾性コンプライアンスｓ’は、９．７３
×１０-12（ｍ2／Ｎ）となる。すなわち、分極していな
いか、あるいは分極しているが電極をショートしている
場合の弾性コンプライアンスの０．５４倍となり、剛性
は１．９４倍になる。S is the strain, T is the stress, T does not include the influence of the electric field. That is, the elastic compliance when the electrode is not polarized or is polarized but the electrode is short-circuited is s. Assuming that the constant is d, the electric displacement indicating the charge amount divided by the area is D, and the dielectric constant is ε, S = s × T + d × ED from the basic piezoelectric equation, D = d × T + ε × E. Here, in the present invention, since the electric displacement D = 0 by setting the electrode to the open state, when the electric field E is eliminated from the above equation 2, the elastic compliance s ′ in the electrically open state becomes s ′ when the electric field E is eliminated. = S / T = s−d 2 / ε. For example, in a material of a lead zirconate titanate-based ceramic, elastic compliance s = 18.1 × 10 −12 (m 2 / N) not affected by an electric field, and piezoelectric strain constant d = 635 × 10 −12 (m / V), dielectric constant ε = 4
When 8.2 × 10 −9 (F / m), the elastic compliance s ′ in the polarized and electrically open state is 9.73.
× 10 −12 (m 2 / N). In other words, when the electrode is not polarized or is polarized but the electrodes are short-circuited, the elastic compliance becomes 0.54 times and the rigidity becomes 1.94 times.

【００１８】したがって、本発明の構成により、駆動し
た駆動柱８の変位は固定柱９で押え込まれ、ベース部１
０および非駆動の駆動柱を伝わって非駆動の圧力室に伝
達されにくくなり、クロストークが大幅に減少する。Therefore, according to the structure of the present invention, the displacement of the driven driving column 8 is pressed down by the fixed column 9 and the base portion 1 is displaced.
It becomes difficult to be transmitted to the non-driven pressure chamber through the zero and non-driven driving columns, and crosstalk is greatly reduced.

【００１９】駆動した駆動柱８の変位はベース部１０を
介して一体化された近くの駆動柱が駆動されても効率よ
く圧力室５へ伝達されることになる。その結果、駆動電
圧を下げることができ、駆動回路のコストを下げること
ができる。The displacement of the driven driving column 8 is transmitted to the pressure chamber 5 efficiently even when the driving column near the united driving column is driven via the base portion 10. As a result, the driving voltage can be reduced, and the cost of the driving circuit can be reduced.

【００２０】次に本実施形態の製造方法について説明す
る。Next, the manufacturing method of this embodiment will be described.

【００２１】圧電材料シート１７の上面に一方の側面１
３ａに端面が露出し、その反対側の側面には端面が露出
しないように内部電極１２ａを形成し、その上に圧電材
料シート１７を載せ、その上面に下の圧電材料シート１
７の内部電極と反対側の側面に端面が露出し、その反対
側の側面１３ａには端面が露出しないように内部電極１
２ｂを形成するという工程を繰り返し、図４に示すよう
に、積層された圧電材料シートの対向する２つの側面に
交互に端面が露出した圧電材料シート１７の積層体を形
成する。One side surface 1 is placed on the upper surface of the piezoelectric material sheet 17.
An internal electrode 12a is formed so that an end face is exposed to the end face 3a, and the end face is not exposed to the side face on the opposite side. A piezoelectric material sheet 17 is placed thereon, and a lower piezoelectric material sheet 1
7 has an end surface exposed on the side opposite to the internal electrode, and the internal electrode 1 is not exposed on the opposite side 13a.
By repeating the process of forming 2b, as shown in FIG. 4, a laminated body of the piezoelectric material sheets 17 whose end faces are alternately exposed on two opposing side surfaces of the laminated piezoelectric material sheets is formed.

【００２２】次に、その圧電材料シート１７の積層体の
上に図５に示すように、ベース部１０となる圧電材料の
ブロック１８をのせ、これらを焼成する。Next, as shown in FIG. 5, a block 18 of a piezoelectric material to be the base portion 10 is placed on the laminate of the piezoelectric material sheets 17, and these are fired.

【００２３】次に、図６に示すように、スクリーン印刷
によって銀合金を積層圧電材料の両側面およびブロック
１８の上面に印刷し、焼成する。これによって、一方の
側面に端面が露出する複数の内部電極とそれぞれ接続
し、上面まで延設された複数の外部電極１４、１５を形
成する。また、各外部電極１４は、内部電極と接続して
いる積層圧電材料の側面と反対側の側面上のほぼ対向す
る位置に、それぞれ対応する外部電極１５を有してい
る。Next, as shown in FIG. 6, a silver alloy is printed on both side surfaces of the laminated piezoelectric material and the upper surface of the block 18 by screen printing and fired. As a result, a plurality of external electrodes 14 and 15 connected to the plurality of internal electrodes whose end faces are exposed on one side surface and extending to the upper surface are formed. Further, each external electrode 14 has a corresponding external electrode 15 at a position substantially opposite to the side surface opposite to the side surface of the laminated piezoelectric material connected to the internal electrode.

【００２４】次に、図７に示すように隣接する外部電極
１４の間に、内部電極の形成された圧電材料シートを積
層した部分を分離するように溝１９を形成して、インク
流路ユニット２の各圧力室上において振動板３と接合す
るための駆動柱８と、側壁上において振動板と接合する
ための固定柱９とを形成する。Next, as shown in FIG. 7, a groove 19 is formed between the adjacent external electrodes 14 so as to separate a portion where the piezoelectric material sheet on which the internal electrodes are formed is laminated. A driving column 8 for joining to the diaphragm 3 on each of the pressure chambers 2 and a fixed column 9 for joining to the diaphragm on the side wall are formed.

【００２５】次に、駆動柱８が圧力室５上に位置し、固
定柱９が側壁１１上に位置するように、積層圧電材料を
インク流路ユニット２に位置合わせしてこれらを接着す
る。Next, the laminated piezoelectric material is positioned and adhered to the ink flow path unit 2 such that the driving column 8 is located on the pressure chamber 5 and the fixed column 9 is located on the side wall 11.

【００２６】次に、図８に示すように外部電極１４，１
５にプローブ２０を接触させ、対応する外部電極間に分
極電圧印加回路２１により所定の電圧を所定の時間印加
して積層圧電材料の駆動柱８及び固定柱９を十分分極さ
せる。Next, as shown in FIG.
5 is brought into contact with the probe 20, and a predetermined voltage is applied between the corresponding external electrodes by the polarization voltage application circuit 21 for a predetermined time to sufficiently polarize the driving column 8 and the fixed column 9 of the laminated piezoelectric material.

【００２７】溝加工前に分極処理を行うと、溝加工時に
熱が発生して分極状態が弱くなるので、このように溝加
工を行った後、分極処理を行うことが望ましい。If the polarization processing is performed before the groove processing, heat is generated at the time of the groove processing to weaken the polarization state. Therefore, it is preferable to perform the polarization processing after performing the groove processing in this manner.

【００２８】また、積層圧電材料とインク流路ユニット
２との接着工程において加熱する場合には、このように
接着を行った後、分極処理を行うことが望ましい。When heating is performed in the bonding step between the laminated piezoelectric material and the ink flow path unit 2, it is desirable to perform a polarization process after performing such bonding.

【００２９】そして、駆動信号を駆動柱８に印加するた
めのＦＰＣを圧電素子ブロック１に接合する。ＦＰＣに
は、駆動柱８の外部電極１４，１５に対応した位置に電
極パッドが設けられ、ベース部１０の上面１６に固定さ
れたＦＰＣと圧電素子ブロック１とのそれぞれ対応する
電極同士がボンディングにより接続される。しかし、Ｆ
ＰＣには、固定柱９の外部電極１４，１５に対応した位
置に電極パッドが設けられておらず、固定柱９の外部電
極１４，１５は、駆動回路とは接続されなく電気的には
開放状態となる。Then, an FPC for applying a driving signal to the driving column 8 is bonded to the piezoelectric element block 1. The FPC is provided with electrode pads at positions corresponding to the external electrodes 14 and 15 of the driving column 8, and the corresponding electrodes of the FPC fixed to the upper surface 16 of the base portion 10 and the piezoelectric element block 1 are bonded to each other by bonding. Connected. But F
The PC does not have electrode pads at positions corresponding to the external electrodes 14 and 15 of the fixed column 9, and the external electrodes 14 and 15 of the fixed column 9 are not connected to the drive circuit and are electrically open. State.

【００３０】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【００３１】図９は、本発明の第２の実施形態の構成を
示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing the configuration of the second embodiment of the present invention.

【００３２】本実施形態においては、ベース部１０を分
極するために、上面１６の外部電極１４、１５を除いた
領域にベース部分極用外部電極２２を設けている点で第
１の実施形態と異なる。また、溝１９より上面側に１つ
の固定柱９の一対の外部電極１４、１５のうちの片方の
外部電極１４と接続されたベース部分極用内部電極２３
が設けられるものとしてもよい。ベース部分極用外部電
極２２は、図９に示すように、上面１６の複数の外部電
極１４、１５を除いた領域を覆うように、かつ、外部電
極１４、１５とは接続されないように形成されている。
また、ベース部分極用内部電極２３は、図１０に破線で
示すベース部分極用外部電極２２とほぼ同一の形状であ
るが、圧電素子ブロックの側面１３ａ上の外部電極のう
ち、固定柱９の少なくとも１つに対応する外部電極２４
の形成される部分に端面が露出して、その外部電極２４
と接続されている。The present embodiment differs from the first embodiment in that a base portion pole external electrode 22 is provided in a region other than the external electrodes 14 and 15 on the upper surface 16 in order to polarize the base portion 10. different. Further, the base part pole internal electrode 23 connected to one of the pair of external electrodes 14, 15 of one fixed column 9 on the upper surface side of the groove 19.
May be provided. As shown in FIG. 9, the base part pole external electrode 22 is formed so as to cover a region of the upper surface 16 excluding the plurality of external electrodes 14 and 15 and not to be connected to the external electrodes 14 and 15. ing.
The base part pole internal electrode 23 has substantially the same shape as the base part pole external electrode 22 shown by a broken line in FIG. 10, but among the external electrodes on the side surface 13a of the piezoelectric element block, the fixed column 9 External electrode 24 corresponding to at least one
The end face is exposed at the portion where the external electrode 24 is formed.
Is connected to

【００３３】本実施形態の分極処理においては、まず、
駆動柱８及び固定柱９の外部電極１４，２４と、対応す
る外部電極１５との間に第１の実施形態と同様に所定の
電圧を所定の時間印加した後、ベース部分極用外部電極
２２と、ベース部分極用内部電極２３に接続された外部
電極２４との間に電圧を印加してベース部を分極させ
る。この場合、ベース部分極用外部電極２２とベース部
分極用内部電極２３との間隔が駆動柱８及び固定柱９の
内部電極の間隔より広い場合、その間隔に応じて、所定
の電界強度が得られるように、高い電圧を印加する。In the polarization processing of this embodiment, first,
After applying a predetermined voltage for a predetermined time between the external electrodes 14 and 24 of the driving column 8 and the fixed column 9 and the corresponding external electrode 15 as in the first embodiment, the external electrode 22 for the base partial pole is applied. A voltage is applied between the electrode and the external electrode 24 connected to the internal electrode for base portion pole 23 to polarize the base. In this case, when the distance between the base-partial-pole external electrode 22 and the base-partial-pole internal electrode 23 is wider than the distance between the internal electrodes of the driving column 8 and the fixed column 9, a predetermined electric field strength is obtained according to the distance. High voltage so that

【００３４】次に、本発明の第３の実施形態について説
明する。図１１は、本実施形態の構成を示す斜視図であ
り、本実施形態においては、図１１に示すように複数の
圧電素子３０が分離されてインク流路ユニット２に固定
されている。各圧電素子３０は、各圧力室５にそれぞれ
対応して１つずつ設けられており、各圧力室５に対応す
る圧電素子同士は分離している。また、図１２に示すよ
うに、駆動柱３１は圧力室５の部分で振動板３と接続
し、圧力室５の両側において振動板３が圧力室５を構成
する基板部材に固定されている部分で、固定柱３２、３
３は振動板３に固定される。すなわち、本実施形態にお
いては、圧力室間に固定柱を設ける代わりに、圧力室の
列と直角方向の両側に各駆動柱とともにベース部に接合
された固定柱を設けている。Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of the present embodiment. In the present embodiment, a plurality of piezoelectric elements 30 are separated and fixed to the ink flow path unit 2 as shown in FIG. Each piezoelectric element 30 is provided one by one corresponding to each pressure chamber 5, and the piezoelectric elements corresponding to each pressure chamber 5 are separated from each other. As shown in FIG. 12, the driving column 31 is connected to the diaphragm 3 at the pressure chamber 5, and the diaphragm 3 is fixed to the substrate member constituting the pressure chamber 5 on both sides of the pressure chamber 5. And fixed columns 32, 3
3 is fixed to the diaphragm 3. That is, in the present embodiment, instead of providing the fixed columns between the pressure chambers, fixed columns joined to the base portion together with the respective driving columns are provided on both sides in the direction perpendicular to the rows of the pressure chambers.

【００３５】圧電素子３０は駆動柱３１と、その両側に
設けられた固定柱３２、３３とこれらを一体に接合する
ベース部３４とから構成される。圧電素子３０には図１
３に示すように駆動柱３１に一定間隔で平行に設けられ
た複数の内部電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、
駆動柱３１の両側で固定柱３２、３３とを分離している
切り込み部３５、３６内面に交互に露出している。ま
た、各固定柱３２、３３には、駆動柱３１の内部電極と
同一面の内部電極が少なくとも１つづつ設けられ、切り
込み部側及びその反対側の面に端面が露出している。切
り込み部３５、３６内面のほぼ全体にメッキもしくはス
パッタリングにて中間電極３７、３８が形成され、それ
ぞれ各切り込み部に露出する内部電極を接続している。
また、固定柱３２、３３の駆動柱と反対側の面には、各
固定柱の内部電極に接続された外部電極３９、４０が形
成される。各外部電極３９、４０は、圧電素子３０の振
動板３に接合される側と反対側のベース部３４上面にま
で延設されている。したがって、外部電極３９、４０に
電圧を印加した場合、固定柱３２、３３の内部電極及び
中間電極３７、３８を介して駆動柱３１の内部電極に電
圧が印加される。The piezoelectric element 30 comprises a driving column 31, fixed columns 32, 33 provided on both sides thereof, and a base portion 34 for integrally joining these columns. As shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the plurality of internal electrodes 12a, 12b, 12c, 12d provided in parallel to the
On both sides of the drive pillar 31, the cut pillars 35, 36 separating the fixed pillars 32, 33 are exposed alternately on the inner surfaces. At least one internal electrode on the same surface as the internal electrode of the driving column 31 is provided on each of the fixed columns 32 and 33, and an end surface is exposed on the cut portion side and the opposite surface. Intermediate electrodes 37 and 38 are formed on substantially the entire inner surfaces of the cut portions 35 and 36 by plating or sputtering, and the internal electrodes exposed at the respective cut portions are connected.
External electrodes 39 and 40 connected to the internal electrodes of the fixed columns are formed on the surfaces of the fixed columns 32 and 33 opposite to the drive columns. Each of the external electrodes 39 and 40 extends to the upper surface of the base 34 opposite to the side of the piezoelectric element 30 that is joined to the vibration plate 3. Therefore, when a voltage is applied to the external electrodes 39 and 40, a voltage is applied to the internal electrodes of the driving columns 31 via the internal electrodes of the fixed columns 32 and 33 and the intermediate electrodes 37 and 38.

【００３６】また、圧電素子３０には、ベース部３４上
面の外部電極を除いた領域にベース部分極用外部電極４
１が形成されている。また、切り込み部３５、３６より
上面側に一対の外部電極３９、４０のうちの片方の外部
電極３９と接続されたベース部分極用内部電極４２が設
けられている。The piezoelectric element 30 has a base part pole external electrode 4 in a region excluding the external electrode on the upper surface of the base part 34.
1 is formed. Further, on the upper surface side of the cut portions 35 and 36, an internal electrode 42 for a base partial pole connected to one of the pair of external electrodes 39 and 40 is provided.

【００３７】次に本発明のインクジェット記録ヘッドの
製造方法について説明する。Next, a method of manufacturing the ink jet recording head of the present invention will be described.

【００３８】図１３に示すように、上面に電極４４が形
成された圧電材料シート４５を重ねて積層圧電材料４３
を作成する。各圧電材料シートの電極４４は、１対の側
面間の中央部分の所定の幅で電極が交互に重なり、側面
付近では圧電材料シート２層を隔てて電極が１つおきに
重なるように形成される。また、積層された圧電材料シ
ートの上に、一方の側面に端面が露出し、反対側の側面
に端面が露出しないように、最大限広く形成された電極
４６が形成された圧電材料シート４７を積層する。その
上に、電極を形成していない圧電材料のブロック４８を
載せる。これらを焼結して一体化する。As shown in FIG. 13, a piezoelectric material sheet 45 on which an electrode 44 is formed on the upper surface
Create The electrodes 44 of each piezoelectric material sheet are formed such that the electrodes alternately overlap with a predetermined width in the central portion between the pair of side surfaces, and alternately overlap every other electrode with two layers of the piezoelectric material sheet near the side surfaces. You. Further, on the laminated piezoelectric material sheet, a piezoelectric material sheet 47 on which an electrode 46 formed as wide as possible is formed so that an end surface is exposed on one side surface and an end surface is not exposed on the opposite side surface. Laminate. A block 48 of a piezoelectric material on which no electrode is formed is placed thereon. These are sintered and integrated.

【００３９】次に、図１４に示すように上面に電極４４
が形成された圧電材料シート４５を重ねた積層部分にお
いて、圧電材料シート２層を隔てて内部電極が１つおき
に重なる部分に、ダイシング・ソーもしくはワイヤ・ソ
ーにてそれぞれ切り込み部３５、３６を設ける。切り込
み部３５、３６は、中央部分の所定の幅で内部電極が交
互に重なった活性領域の部分４９から、幅方向に所定の
距離を隔てて設けられ、ブロックの長さ全体に一様の深
さで形成する。ここで、切り込み深さは、上述の最上の
電極４６に達しない深さで、形成される。Next, as shown in FIG.
In the laminated portion where the piezoelectric material sheets 45 on which are formed are overlapped, cut portions 35 and 36 are respectively formed with a dicing saw or a wire saw in a portion where every other internal electrode overlaps two piezoelectric material sheets. Provide. The cut portions 35 and 36 are provided at a predetermined distance in the width direction from a portion 49 of the active region where the internal electrodes are alternately overlapped at a predetermined width in the central portion, and have a uniform depth over the entire length of the block. It is formed with. Here, the cut depth is formed so as not to reach the uppermost electrode 46 described above.

【００４０】次に、図１５に示すように、中間電極３
７、３８を切り込み部３５、３６内面に、また、外部電
極３９、４０を積層圧電材料４３の両側面に、また、ベ
ース部分極用外部電極４１を上面の外部電極３９、４０
を除いた領域にメッキ、スパッタリング、またはスクリ
ーン印刷にて形成し、インク流路ユニット２に接着す
る。このとき、外部電極及び内部電極を形成しない部分
に、レジストなどのマスキング部材を形成してマスキン
グしておき、電極成膜後にこのマスキング部材を剥離す
る。Next, as shown in FIG.
7 and 38 are provided on the inner surfaces of the cut portions 35 and 36, the external electrodes 39 and 40 are provided on both side surfaces of the laminated piezoelectric material 43, and the external electrodes 41 for the base part pole are provided on the upper external electrodes 39 and 40.
Is formed by plating, sputtering, or screen printing in a region excluding the above, and is adhered to the ink channel unit 2. At this time, a masking member such as a resist is formed and masked on a portion where the external electrode and the internal electrode are not formed, and the masking member is peeled off after forming the electrode.

【００４１】そして、圧力室５の、列と直角方向の中央
部が、切り込み部３５、３６の中間部に合うように、か
つ、各圧力室５の列方向の中央部が、各外部電極３９、
４０の位置に合うように積層圧電材料４３を位置合わせ
してインク流路ユニット２の振動板３に接着する。接着
後、積層圧電材料４３を切断分離して圧電素子３０を形
成する。Then, the center of the pressure chamber 5 in the direction perpendicular to the row is aligned with the middle of the cuts 35 and 36, and the center of the pressure chamber 5 in the row is aligned with each external electrode 39. ,
The laminated piezoelectric material 43 is positioned so as to match the position of 40, and is adhered to the vibration plate 3 of the ink flow path unit 2. After bonding, the laminated piezoelectric material 43 is cut and separated to form the piezoelectric element 30.

【００４２】また分極処理においては、第２の実施形態
と同様に、積層圧電材料４３の切断分離後に、まず外部
電極３９、４０間に所定の電圧を所定の時間印加した
後、各積層圧電材料のベース部分極用外部電極４１と、
ベース部分極用内部電極４２に接続された外部電極３９
との間に電圧を印加してベース部３４を分極させる。こ
の場合、ベース部分極用外部電極４１とベース部分極用
内部電極４２との間隔は、駆動柱３１の内部電極の間隔
より広い場合、ベース部分極用外部電極４１とベース部
分極用内部電極４２との間隔に応じて、所定の電界強度
が得られるように、高い電圧を印加する。なお、本実施
形態で使用する分極電圧印加回路は、第１の実施形態で
使用する分極電圧印加回路１７に対して、分離された各
圧電素子のベース部分極用外部電極４１に接触するプロ
ーブをさらに備えており、ベース部分極用外部電極４１
と、外部電極３９との間に電圧を印加してベース部３４
を分極させる。In the polarization treatment, similarly to the second embodiment, after cutting and separating the laminated piezoelectric material 43, first, a predetermined voltage is applied between the external electrodes 39 and 40 for a predetermined time, and then each laminated piezoelectric material 43 is cut. An external electrode 41 for the base part pole of
External electrode 39 connected to base portion pole internal electrode 42
Is applied to polarize the base portion 34. In this case, when the interval between the base portion pole external electrode 41 and the base portion electrode internal electrode 42 is wider than the space between the internal electrodes of the driving pillar 31, the base portion electrode external electrode 41 and the base portion electrode internal electrode 42 A high voltage is applied so as to obtain a predetermined electric field strength in accordance with the distance between. The polarization voltage application circuit used in the present embodiment is different from the polarization voltage application circuit 17 used in the first embodiment in that a probe that contacts the base part pole external electrode 41 of each of the separated piezoelectric elements is used. Further provided is an external electrode 41 for the base partial pole.
And a voltage between the external electrode 39 and the base portion 34.
Is polarized.

【００４３】なお、本実施形態において、以上の説明で
は圧電素子３０には、ベース部３４上面の外部電極を除
いた領域にベース部分極用外部電極４１が形成され、ま
た、切り込み部３５、３６より上面側に一対の外部電極
３９、４０のうちの片方の外部電極３９と接続されたベ
ース部分極用内部電極４２が設けられているものとして
説明したが、ベース部分極用内部電極４２を設けず、ベ
ース部分極用外部電極４１はベース部３４上面の外部電
極を除いた領域に駆動柱３１に一定間隔で平行に設けら
れた複数の内部電極の最上の内部電極と同様のパターン
を設けたものとしてもかまわない。この場合には、積層
された圧電材料シートの上に、電極４６が形成された圧
電材料シート４７を積層する必要がなく、電極を形成し
ていない圧電材料のブロック４８を載せる。したがっ
て、製造工程が少なくなり、製造が容易になる。In the present embodiment, in the above description, the piezoelectric element 30 is provided with the base portion pole external electrode 41 in a region excluding the external electrode on the upper surface of the base portion 34, and the cut portions 35, 36 Although it has been described that the base partial electrode internal electrode 42 connected to one of the pair of external electrodes 39 and 40 is provided on the upper surface side, the base partial electrode internal electrode 42 is provided. Instead, the external electrode 41 for the base partial electrode was provided with a pattern similar to the uppermost internal electrode of a plurality of internal electrodes provided in parallel with the drive pillar 31 at regular intervals in a region excluding the external electrode on the upper surface of the base portion 34. It doesn't matter. In this case, there is no need to laminate the piezoelectric material sheet 47 on which the electrodes 46 are formed on the laminated piezoelectric material sheet, and a piezoelectric material block 48 on which no electrodes are formed is placed. Therefore, the number of manufacturing steps is reduced, and manufacturing is facilitated.

【００４４】また、固定柱の内部には、複数の内部電極
によって中間電極３７、３８と外部電極３９，４０が接
続されているが、少なくとも１つの内部電極によって接
続されていればよい。The intermediate electrodes 37 and 38 and the external electrodes 39 and 40 are connected by a plurality of internal electrodes inside the fixed column, but may be connected by at least one internal electrode.

【００４５】次に、本発明の第４の実施形態について説
明する。図１６は、本実施形態の構成を示す斜視図であ
る。本実施形態においては、圧電素子５０の固定柱５
１、５２の内部には内部電極を設けない。また、駆動用
外部電極５３、５４をベース部５５の上面に設け、ベー
ス部５５内に切り込み部３５または切り込み部３６とベ
ース部５５上面とに端面が露出する２つの内部電極５
６、５７を設ける。また、圧電素子５０の両側面には固
定柱５１、５２の分極用の固定柱分極用外部電極５８、
５９を設けている点で第３の実施の形態と異なる。ま
た、本実施形態では切り込み部３５、３６より上面側に
内部電極を設けない。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 16 is a perspective view showing the configuration of the present embodiment. In the present embodiment, the fixed column 5 of the piezoelectric element 50
No internal electrodes are provided inside 1 and 52. Further, driving external electrodes 53 and 54 are provided on the upper surface of the base portion 55, and the two internal electrodes 5 whose end faces are exposed in the cut portion 35 or the cut portion 36 and the upper surface of the base portion 55 in the base portion 55.
6 and 57 are provided. Further, on both side surfaces of the piezoelectric element 50, fixed column polarization external electrodes 58 for polarizing the fixed columns 51 and 52,
The third embodiment is different from the third embodiment in that 59 is provided. In this embodiment, no internal electrode is provided on the upper surface side of the cut portions 35 and 36.

【００４６】図１６に示すように、第３の実施形態と同
様に、複数の圧電素子５０が分離されてインク流路ユニ
ット２に固定されている。各圧電素子５０は、各圧力室
５にそれぞれ対応して１つずつ設けられており、各圧力
室５に対応する圧電素子同士は分離している。ベース部
５５上面の外部電極５３、５４を除いた領域にベース部
分極用外部電極６０が形成されている。As shown in FIG. 16, similarly to the third embodiment, a plurality of piezoelectric elements 50 are separated and fixed to the ink flow path unit 2. Each piezoelectric element 50 is provided one by one corresponding to each pressure chamber 5, and the piezoelectric elements corresponding to each pressure chamber 5 are separated from each other. An external electrode 60 for the base partial electrode is formed in a region other than the external electrodes 53 and 54 on the upper surface of the base portion 55.

【００４７】図１７は、本実施形態の圧力室の列と直角
方向の断面図である。本実施形態では、第３の実施形態
と同様に、圧力室の列と直角の方向に駆動柱３１とベー
ス部５５により接合された固定柱５１、５２を設け、駆
動柱３１は圧力室５の部分で振動板３と接続し、固定柱
５１、５２は、圧力室５の列と直角方向両側において圧
力室５を構成する基板部材６２の部分で振動板３に固定
される。また、各圧力室５を駆動する圧電素子５０は分
離されている。すなわち、本実施形態は、第３の実施形
態と同様に、圧力室間に固定柱を設ける代わりに、圧力
室の列と直角方向の両側に各駆動柱３１とともにベース
部５５に接合された固定柱５１、５２を設けている。FIG. 17 is a cross-sectional view in a direction perpendicular to the rows of the pressure chambers of the present embodiment. In the present embodiment, similarly to the third embodiment, fixed columns 51 and 52 joined by a driving column 31 and a base 55 are provided in a direction perpendicular to the rows of the pressure chambers. The fixed columns 51 and 52 are fixed to the diaphragm 3 at portions of the substrate member 62 constituting the pressure chamber 5 on both sides in a direction perpendicular to the rows of the pressure chambers 5. Further, the piezoelectric elements 50 for driving the respective pressure chambers 5 are separated. That is, in the present embodiment, similarly to the third embodiment, instead of providing fixed columns between the pressure chambers, the fixed columns joined to the base portion 55 together with the driving columns 31 on both sides in the direction perpendicular to the row of the pressure chambers. Pillars 51 and 52 are provided.

【００４８】圧電素子５０には図１７に示すように第３
の実施形態と同様、駆動柱３１に一定間隔で平行に設け
られた複数の内部電極１２ａ、１２ｂは、駆動柱３１の
両側で固定柱５１、５２とを分離している切り込み部３
５、３６内面に交互に露出している。また、本実施形態
においては、ベース部５５内に２つの内部電極５６、５
７が設けられ、内部電極５６、５７は、切り込み部３５
または切り込み部３６とベース部５５上面とに端面が露
出している。切り込み部３５、３６内面のほぼ全体にメ
ッキもしくはスパッタリングにて中間電極３７、３８が
形成され、それぞれ各切り込み部に露出する内部電極を
接続している。As shown in FIG. 17, the piezoelectric element 50 has a third
Similarly to the embodiment, the plurality of internal electrodes 12a and 12b provided in parallel with the drive pillar 31 at a constant interval are provided with the cut portions 3 separating the fixed pillars 51 and 52 on both sides of the drive pillar 31.
5, 36 are alternately exposed on the inner surface. Further, in the present embodiment, two internal electrodes 56, 5
7 are provided, and the internal electrodes 56 and 57
Alternatively, end faces are exposed at the cut portion 36 and the upper surface of the base portion 55. Intermediate electrodes 37 and 38 are formed on substantially the entire inner surfaces of the cut portions 35 and 36 by plating or sputtering, and the internal electrodes exposed at the respective cut portions are connected.

【００４９】また、本実施形態においては、駆動柱３１
及び固定柱５１、５２を一体的に接合するベース部５５
の駆動柱３１及び固定柱５１、５２と反対側の上面のみ
に、各内部電極５６、５７と接続した駆動用外部電極５
３、５４が形成される。外部電極５３、５４に電圧を印
加すると、ベース部５５の内部電極５６、５７及び中間
電極３７、３８を介して駆動柱３１の内部電極１２ａ、
１２ｂに電圧が印加される。In the present embodiment, the driving column 31
And base portion 55 that integrally joins fixed columns 51 and 52
The external driving electrodes 5 connected to the internal electrodes 56 and 57 are provided only on the upper surface opposite to the driving columns 31 and the fixed columns 51 and 52.
3, 54 are formed. When a voltage is applied to the external electrodes 53 and 54, the internal electrodes 12a and 12a of the driving column 31 via the internal electrodes 56 and 57 and the intermediate electrodes 37 and 38 of the base portion 55
A voltage is applied to 12b.

【００５０】また、圧電素子５０には、ベース部５５上
面の駆動用外部電極５３、５４間の領域にベース部分極
用外部電極が６０が形成されている。本実施形態におい
てはは、駆動部３１に設けられた内部電極の最上の電極
６１と、ベース部分極用外部電極６０との間に電圧が印
加されることにより、ベース部５５のこれらの電極の間
の部分を分極させることができる。In the piezoelectric element 50, a base partial pole external electrode 60 is formed in a region between the drive external electrodes 53 and 54 on the upper surface of the base portion 55. In the present embodiment, a voltage is applied between the uppermost electrode 61 of the internal electrodes provided in the drive unit 31 and the external electrode 60 for the base partial electrode, so that these electrodes of the base unit 55 are The part in between can be polarized.

【００５１】さらに圧電素子５０の各側面に固定柱分極
用外部電極５８、５９を設けている。これらは、切り込
み部内面に形成された中間電極３７、３８及びこれと接
続された内部電極５６、５７と対向している。したがっ
て、内部電極５６、５７と接続している駆動用外部電極
５３、５４と固定柱分極用外部電極５８、５９との間に
電圧を印加することにより、固定柱５１、５２全体及び
ベース部５５の両側部に電界を発生させることができ、
分極させることができる。Further, fixed column polarization external electrodes 58 and 59 are provided on each side surface of the piezoelectric element 50. These face the intermediate electrodes 37 and 38 formed on the inner surface of the cut portion and the internal electrodes 56 and 57 connected thereto. Therefore, by applying a voltage between the driving external electrodes 53 and 54 connected to the internal electrodes 56 and 57 and the fixed column polarizing external electrodes 58 and 59, the entire fixed columns 51 and 52 and the base 55 Electric field can be generated on both sides of the
Can be polarized.

【００５２】次に本実施形態のインクジェット記録ヘッ
ドの製造方法について説明する。Next, a method for manufacturing the ink jet recording head of the present embodiment will be described.

【００５３】図１８に示すように積層圧電材料６３は、
上面に電極６４が形成された圧電材料シート６５を重ね
て圧電セラミックスの積層体を作成する。各圧電材料シ
ートの電極６４は、１対の側面間の中央部分の所定の幅
で電極が重なり、また１層ごとに側面方向に交互にずれ
た範囲で電極６４を形成してあり、かつ、側面付近には
電極６４を形成していない。As shown in FIG. 18, the laminated piezoelectric material 63
A piezoelectric material sheet 65 having an electrode 64 formed on the upper surface is overlaid to form a piezoelectric ceramic laminate. The electrodes 64 of each piezoelectric material sheet are overlapped by a predetermined width at a central portion between a pair of side surfaces, and the electrodes 64 are formed in a range alternately shifted in the side surface direction for each layer, and No electrode 64 is formed near the side surface.

【００５４】また、積層された圧電材料シートの上に、
電極６４の重なり幅より広く交互にずれた最大幅より狭
い幅の圧電材料のブロック６６の両側面全面に、内部電
極６７、６８を形成し、その両側から圧電材料のブロッ
ク６９ではさんだものをのせる。これらを焼結して一体
化する。Further, on the laminated piezoelectric material sheet,
Internal electrodes 67 and 68 are formed on the entire surfaces of both sides of the piezoelectric material block 66 having a width wider than the overlapping width of the electrodes 64 and smaller than the maximum width alternately shifted, and sandwiched between the piezoelectric material blocks 69 from both sides. Let These are sintered and integrated.

【００５５】次に、図１９に示すように積層圧電材料６
３の圧電材料シート６５の積層部分において、ダイシン
グ・ソーもしくはワイヤ・ソーにてそれぞれ切り込み部
３５、３６を設ける。第３の実施形態と同様に、切り込
み部３５、３６は、中央部分の所定の幅で電極６４が重
なった活性領域の部分４９から、幅方向に所定の距離を
隔てて設けられ、ブロックの長さ全体に一様の深さで形
成する。本実施形態では、切り込み深さは、電極６７、
６８の端面が切り込み部内面に露出するように、また、
ブロックの下面から圧電材料シートの積層部分の電極６
４の最上のものを超えた深さで、形成される。Next, as shown in FIG.
In the laminated portion of the third piezoelectric material sheet 65, cut portions 35 and 36 are provided by a dicing saw or a wire saw, respectively. As in the third embodiment, the cuts 35 and 36 are provided at a predetermined distance in the width direction from a portion 49 of the active region where the electrode 64 overlaps with a predetermined width of the central portion, and is provided with a length of the block. It is formed with a uniform depth over the whole. In the present embodiment, the cut depth is the electrode 67,
68 so that the end face is exposed on the inner surface of the cut portion,
From the lower surface of the block to the electrode 6 in the laminated portion of the piezoelectric material sheet
4 is formed at a depth beyond the top one.

【００５６】次に、図２０に示すように、中間電極３
７、３８を切り込み部３５、３６内面に、また、外部電
極５３、５４を内部電極５６、５７にそれぞれ接続する
ように所定間隔で積層圧電材料５６の上面に、また、ベ
ース部分極用外部電極６０を上面の外部電極５３、５４
の間に、また、固定柱分極用外部電極５８、５９を積層
圧電材料６３の各側面に、メッキ、スパッタリング、ま
たはスクリーン印刷にて形成し、インク流路ユニット２
に接着する。このとき、外部電極及び内部電極を形成し
ない部分に、レジストなどのマスキング部材を形成して
マスキングしておき、電極成膜後にこのマスキング部材
を剥離する。Next, as shown in FIG.
7 and 38 on the inner surfaces of the cut portions 35 and 36, the outer electrodes 53 and 54 on the upper surface of the laminated piezoelectric material 56 at predetermined intervals so as to connect to the inner electrodes 56 and 57, respectively. 60 to the external electrodes 53 and 54
And the fixed column polarization external electrodes 58 and 59 are formed on each side surface of the laminated piezoelectric material 63 by plating, sputtering, or screen printing.
Glue to At this time, a masking member such as a resist is formed and masked on a portion where the external electrode and the internal electrode are not formed, and the masking member is peeled off after forming the electrode.

【００５７】そして、圧力室５の、列と直角方向の中央
部が、切り込み部３５、３６の中間部に合うように、か
つ、各圧力室５の列方向の中央部が、各外部電極５３、
５４の位置に合うように積層圧電材料６３を位置合わせ
してインク流路ユニット２の振動板３に接着する。接着
後、積層圧電材料６３を切断分離して圧電素子３０を形
成する。The center of the pressure chamber 5 in the direction perpendicular to the row is aligned with the middle of the cuts 35 and 36, and the center of the pressure chamber 5 in the row is aligned with each external electrode 53. ,
The laminated piezoelectric material 63 is aligned so as to match the position 54 and is adhered to the vibration plate 3 of the ink flow path unit 2. After bonding, the laminated piezoelectric material 63 is cut and separated to form the piezoelectric element 30.

【００５８】また分極処理においては、第３の実施形態
と同様に、積層圧電材料５６の切断分離後に、まず、外
部電極５３、５４間に所定の電圧を所定の時間印加した
後、各圧電素子５０のベース部分極用外部電極６０と、
駆動柱３１の内部電極のうちベース部分極用外部電極６
０に最も近い最上の内部電極６１に接続された外部電極
５３との間に電圧を印加してベース部５５の中央部分を
分極させる。この場合、ベース部分極用外部電極６０と
最上の内部電極６１との間隔は、駆動柱３１の内部電極
の間隔より広い場合、その間隔に応じて、所定の電界強
度が得られるように、高い電圧を印加する。In the polarization treatment, similarly to the third embodiment, after cutting and separating the laminated piezoelectric material 56, first, a predetermined voltage is applied between the external electrodes 53 and 54 for a predetermined time, and then each piezoelectric element is cut. 50 external electrodes 60 for the base part pole;
Outer electrode 6 for base part pole among inner electrodes of driving pillar 31
A voltage is applied between the outer electrode 53 connected to the uppermost internal electrode 61 closest to 0 to polarize the central portion of the base portion 55. In this case, if the distance between the base-partial-pole external electrode 60 and the uppermost internal electrode 61 is wider than the distance between the internal electrodes of the driving pillar 31, a high electric field strength is obtained in accordance with the distance. Apply voltage.

【００５９】さらに、本実施形態においては、各圧電素
子５０の外部電極５３，５４と、固定柱分極用外部電極
５８、５９との間に電圧を印加することにより、固定柱
５１、５２全体及びベース部５５の両側部を分極させ
る。この場合、外部電極５３，５４と固定柱分極用外部
電極５８、５９との間隔が駆動柱３１の内部電極の間隔
より広い場合、その間隔に応じて、所定の電界強度が得
られるように、高い電圧を印加する。Further, in this embodiment, by applying a voltage between the external electrodes 53 and 54 of each piezoelectric element 50 and the external electrodes 58 and 59 for polarizing the fixed columns, the entire fixed columns 51 and 52 and the The both sides of the base 55 are polarized. In this case, if the distance between the external electrodes 53, 54 and the fixed column polarization external electrodes 58, 59 is wider than the distance between the internal electrodes of the driving column 31, a predetermined electric field strength is obtained according to the distance. Apply high voltage.

【００６０】なお、本実施形態においては、ベース部分
極用外部電極６０を形成するものとして説明したが、こ
れを設けず、ベース部を分極しないものとしてもかまわ
ない。あるいは、ベース部分極用外部電極６０を形成し
て固定柱分極用外部電極５８、５９を形成しないものと
してもよい。これ等の場合、第４の実施形態と比較して
剛性は劣るが、製造工程が少なくなり、製造は容易にな
る。In the present embodiment, the description has been made assuming that the external electrode 60 for the base partial electrode is formed, but it is not necessary to provide the external electrode 60 and the base portion may not be polarized. Alternatively, the external electrode 60 for the base portion pole may be formed and the external electrodes 58 and 59 for fixed column polarization may not be formed. In these cases, the rigidity is inferior to the fourth embodiment, but the number of manufacturing steps is reduced and the manufacturing becomes easier.

【００６１】以上、第１から第４の実施形態に基づいて
説明したが、本発明はこれらの実施形態の構成に限定さ
れるものではなく、この明細書に記載された構成につい
て種々の変形を加えたものも含む。As described above, the present invention has been described based on the first to fourth embodiments. However, the present invention is not limited to the configurations of these embodiments, and various modifications can be made to the configurations described in this specification. Includes additions.

【００６２】例えば、上記実施形態では駆動柱及び固定
柱内部に設けられた内部電極の方向は振動板に対して平
行なものとしているが、振動板に対して垂直方向であっ
てもかまわない。For example, in the above embodiment, the directions of the internal electrodes provided inside the driving columns and the fixed columns are parallel to the diaphragm, but may be perpendicular to the diaphragm.

【００６３】また、上記実施形態では固定柱及びベース
部を分極させる１対の電極間には内部電極が設けられて
いないが、駆動柱内部と同様に交互に一方の電極に接続
される内部電極を設けてもかまわない。In the above embodiment, no internal electrode is provided between the fixed column and the pair of electrodes that polarize the base portion. However, the internal electrode is alternately connected to one electrode similarly to the inside of the driving column. May be provided.

【００６４】また、第１、第２の実施形態では、駆動柱
及び固定柱が単一のベース部に全て接合されているが、
複数のベース部に分割されていてもかまわない。また、
第３、第４の実施形態においては、各圧力室毎に圧電素
子が分離しているが、複数の圧力室に対応する圧電素子
がベース部で複数連接されていてもかまわない。In the first and second embodiments, the driving column and the fixed column are all joined to a single base.
It may be divided into a plurality of base parts. Also,
In the third and fourth embodiments, the piezoelectric elements are separated for each pressure chamber, but a plurality of piezoelectric elements corresponding to a plurality of pressure chambers may be connected at the base.

【００６５】[0065]

【発明の効果】以上説明したように本発明のインクジェ
ット記録ヘッドによれば、固定柱は分極状態にありかつ
電気的に開放であるため、駆動柱を駆動するとその反作
用で固定柱に力が作用するが、固定柱には圧電効果によ
り反電界が生じ、その反電界の作用で自らの変形が阻止
され固定柱の剛性が上がる。したがって、クロストーク
が減少し、周囲の駆動柱の駆動によってノズルから吐出
されるインク滴の滴速及び滴径が変化することを防止で
きる。また、固定柱の剛性が上がり、駆動した駆動柱の
他端の移動が減少するので、駆動柱の変位はその駆動柱
が固定された圧力室へ効率良く伝達される。したがっ
て、小型でかつ製造が容易であり、印字品質が優れ、ま
た、圧力室内インクへの圧力伝達効率が改善され、低電
力化・低コスト化が可能なインクジェット記録ヘッドが
得られる。As described above, according to the ink jet recording head of the present invention, since the fixed column is polarized and electrically open, when the driving column is driven, a force acts on the fixed column due to the reaction. However, a counter-electric field is generated in the fixed column due to the piezoelectric effect, and the action of the counter-field prevents the deformation of the fixed column, thereby increasing the rigidity of the fixed column. Therefore, crosstalk is reduced, and it is possible to prevent the droplet speed and the droplet diameter of the ink droplet ejected from the nozzle from being changed by the driving of the surrounding driving columns. Further, since the rigidity of the fixed column is increased and the movement of the other end of the driven column is reduced, the displacement of the driven column is efficiently transmitted to the pressure chamber in which the driven column is fixed. Therefore, an ink jet recording head which is small in size, easy to manufacture, excellent in printing quality, improved in pressure transmission efficiency to the pressure chamber ink, and can be reduced in power consumption and cost can be obtained.

【００６６】また、本発明のインクジェット記録ヘッド
の製造方法によれば、積層圧電材料に溝を形成して、各
圧力室の振動板で覆われた開口部上で振動板と接合され
る駆動柱と、各圧力室の前記開口部の周囲部分で振動板
と接合される複数の固定柱と、前記各駆動柱の前記伸縮
の方向の他方の端部と当該圧力室の周囲部分に接続され
る少なくとも１つの固定柱とが接合されるベース部とを
形成し、電圧の印加により固定柱又はベース部を分極さ
せる少なくとも１対の分極電極を形成し、対応する外部
電極間に電圧を印加して固定柱を分極させるステップと
を有するので、駆動柱の駆動の反作用で力が加わった固
定柱又はベース部に圧電効果により反電界が生じ、その
反電界の作用で自らの変形が阻止され剛性が上がり、し
たがって、クロストークが減少し、周囲の駆動柱の駆動
によってノズルから吐出されるインク滴の滴速及び滴径
が変化することを防止できるインクジェット記録ヘッド
を容易に製造できる。According to the method of manufacturing an ink jet recording head of the present invention, a groove is formed in the laminated piezoelectric material, and the driving column is joined to the diaphragm over the opening covered with the diaphragm in each pressure chamber. A plurality of fixed columns joined to the diaphragm at the peripheral portion of the opening of each pressure chamber, and connected to the other end of the drive column in the direction of expansion and contraction and the peripheral portion of the pressure chamber. Forming a base portion to which at least one fixed pillar is joined, forming at least one pair of polarized electrodes for polarizing the fixed pillar or the base portion by applying a voltage, and applying a voltage between the corresponding external electrodes. Since the fixed column has a step of polarizing, a counter-electric field is generated by the piezoelectric effect in the fixed column or the base portion to which the force is applied by the reaction of the driving of the driving column, and the self-deformation is prevented by the action of the counter-field, thereby increasing rigidity. Rise and therefore cross Over click is reduced, can be easily manufactured ink jet recording head droplet speed and droplet size of the ink droplets can be prevented from being changed ejected from the nozzle by the driving of the surrounding actuation strut.

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

【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示す斜視図で
ある。FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.

【図２】図１の圧力室の列方向の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the pressure chamber of FIG. 1 in a column direction.

【図３】図１の駆動柱及び固定柱の圧力室の列と直角方
向の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view in a direction perpendicular to a row of pressure columns of a driving column and a fixed column in FIG. 1;

【図４】図１の製造方法を説明するための斜視図であ
る。FIG. 4 is a perspective view for explaining the manufacturing method of FIG. 1;

【図５】図１の製造方法を説明するための斜視図であ
る。FIG. 5 is a perspective view for explaining the manufacturing method of FIG. 1;

【図６】図１の製造方法を説明するための斜視図であ
る。FIG. 6 is a perspective view for explaining the manufacturing method of FIG. 1;

【図７】図１の製造方法を説明するための斜視図であ
る。FIG. 7 is a perspective view for explaining the manufacturing method of FIG. 1;

【図８】図１の製造方法を説明するための斜視図であ
る。FIG. 8 is a perspective view for explaining the manufacturing method of FIG. 1;

【図９】本発明の第２の実施形態の構成を示す斜視図で
ある。FIG. 9 is a perspective view illustrating a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.

【図１０】図９のベース部分極用内部電極の外形を示す
断面図である。10 is a cross-sectional view showing the outer shape of the internal electrode for the base partial electrode of FIG. 9;

【図１１】本発明の第３の実施形態の構成を示す斜視図
である。FIG. 11 is a perspective view illustrating a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.

【図１２】図１１の圧電素子の圧力室の列と直角方向の
断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view in a direction perpendicular to the rows of pressure chambers of the piezoelectric element in FIG. 11;

【図１３】図１１の製造方法を説明するための斜視図で
ある。FIG. 13 is a perspective view for explaining the manufacturing method in FIG. 11;

【図１４】図１１の製造方法を説明するための斜視図で
ある。FIG. 14 is a perspective view for explaining the manufacturing method of FIG. 11;

【図１５】図１１の製造方法を説明するための斜視図で
ある。FIG. 15 is a perspective view for explaining the manufacturing method in FIG. 11;

【図１６】本発明の第４の実施形態の構成を示す斜視図
である。FIG. 16 is a perspective view showing a configuration of a fourth embodiment of the present invention.

【図１７】図１６の圧電素子の圧力室の列と直角方向の
断面図である。17 is a cross-sectional view of the piezoelectric element of FIG. 16 in a direction perpendicular to the rows of the pressure chambers.

【図１８】図１６の製造方法を説明するための斜視図で
ある。FIG. 18 is a perspective view for explaining the manufacturing method in FIG. 16;

【図１９】図１６の製造方法を説明するための斜視図で
ある。FIG. 19 is a perspective view for explaining the manufacturing method in FIG. 16;

【図２０】図１６の製造方法を説明するための斜視図で
ある。FIG. 20 is a perspective view for explaining the manufacturing method in FIG. 16;

【図２１】従来のインクジェット記録ヘッドの構成を示
す断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional inkjet recording head.

【符号の説明】 １ 圧電素子ブロック ２ インク流路ユニット ３ 振動板 ４ ノズル ５ 圧力室 ６ 供給口 ７ インクプール ８，３１ 駆動柱 ９，３２，３３，５１，５２ 固定柱 １０，３４，５５ ベース部 １１ 側壁 １２ａ，ｂ，ｃ，ｄ，５６，５７ 内部電極 １３ａ、ｂ 側面 １４，１５，２４，３９，４０，５３，５４ 外部電極 １６ 上面 １７，４５，４７，６５ 圧電材料シート １８，４８，６６，６９ 圧電材料ブロック １９ 溝 ２０ プローブ ２１ 分極電圧印加回路 ２２，４１，６０ ベース部分極用外部電極 ２３，４２ ベース部分極用内部電極 ３０，５０ 圧電素子 ３５，３６ 切り込み部 ３７，３８ 中間電極 ４３，６３ 積層圧電材料 ４４，４６，６４，６７，６８ 電極 ４９ 活性領域 ５８，５９ 固定柱分極用外部電極 ６１ 最上内部電極 ６２ 基板材料[Description of Signs] 1 Piezoelectric element block 2 Ink flow path unit 3 Vibration plate 4 Nozzle 5 Pressure chamber 6 Supply port 7 Ink pool 8, 31 Driving column 9, 32, 33, 51, 52 Fixed column 10, 34, 55 Base Part 11 Side wall 12a, b, c, d, 56, 57 Internal electrode 13a, b Side surface 14, 15, 24, 39, 40, 53, 54 External electrode 16 Upper surface 17, 45, 47, 65 Piezoelectric material sheet 18, 48 , 66, 69 Piezoelectric material block 19 Groove 20 Probe 21 Polarization voltage application circuit 22, 41, 60 External electrode for base partial pole 23, 42 Internal electrode for base partial pole 30, 50 Piezoelectric element 35, 36 Notch 37, 38 Middle Electrode 43, 63 Multilayer piezoelectric material 44, 46, 64, 67, 68 Electrode 49 Active region 58, 59 External electrode 61 for fixed column polarization Part electrode 62 substrate material

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 １方の面に有する開口部が変形容易な振
動板により覆われ室内にインクを供給する供給口と室内
のインクを吐出するノズルとをそれぞれ有する複数の圧
力室と、 １対の外部電極をそれぞれ備え前記１対の外部電極間に
印加される電圧に基づいて伸縮し前記伸縮の方向の一方
の端部で前記振動板を変形させて各圧力室を駆動する複
数の駆動柱と、 前記複数の圧力室の前記開口部の周囲部分に対して接続
される複数の固定柱と、 前記各駆動柱の前記伸縮の方向の他方の端部と当該圧力
室の周囲部分に接続される少なくとも１つの固定柱とが
接合されるベース部とを有するインクジェット記録ヘッ
ドにおいて、 前記複数の固定柱及び前記ベース部の少なくとも１つ
は、分極状態にありかつ電気的に開放である圧電素子で
あ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 pressure chambers each having an opening on one surface covered with an easily deformable diaphragm and having a supply port for supplying ink into the chamber and a nozzle for discharging ink in the chamber, respectively. A plurality of driving columns each of which has an external electrode and which expands and contracts based on a voltage applied between the pair of external electrodes, and which deforms the diaphragm at one end in the direction of expansion and contraction to drive each pressure chamber. A plurality of fixed columns connected to the peripheral portion of the opening of the plurality of pressure chambers; and the other end of the drive column in the direction of expansion and contraction and connected to the peripheral portion of the pressure chamber. An ink jet recording head having a base portion to which at least one fixed column is joined, wherein at least one of the plurality of fixed columns and the base portion is a piezoelectric element that is polarized and electrically open. That there is An ink jet recording head according to symptoms. 【請求項２】 １方の面に有する開口部が変形容易な振
動板により覆われ室内にインクを供給する供給口と室内
のインクを吐出するノズルとをそれぞれ有する複数の圧
力室と、 １対の外部電極をそれぞれ備え前記１対の外部電極間に
印加される電圧に基づいて伸縮し前記伸縮の方向の一方
の端部で前記振動板を変形させて各圧力室を駆動する複
数の駆動柱と、 分極状態にありかつ電気的に開放である圧電素子であっ
て前記圧力室間部分に対して接続される複数の固定柱
と、 前記複数の固定柱と前記複数の駆動柱の前記伸縮方向の
他方の端部とが接合される単一のベース部とを有するこ
とを特徴とするインクジェット記録ヘッド。2. A plurality of pressure chambers, each having an opening on one surface covered with an easily deformable vibration plate, and having a supply port for supplying ink into the chamber and a nozzle for discharging ink in the chamber, respectively. A plurality of driving columns each of which has an external electrode and which expands and contracts based on a voltage applied between the pair of external electrodes, and which deforms the diaphragm at one end in the direction of expansion and contraction to drive each pressure chamber. A plurality of fixed columns connected to the inter-pressure-chamber portion, wherein the plurality of fixed columns are electrically connected to the inter-pressure-chamber portion, and the expansion and contraction directions of the plurality of fixed columns and the plurality of driving columns are provided. An ink jet recording head having a single base portion joined to the other end of the ink jet recording head. 【請求項３】 前記ベース部は、分極状態にありかつ電
気的に開放である圧電素子であることを特徴とする請求
項２に記載のインクジェット記録ヘッド。3. The ink jet recording head according to claim 2, wherein the base portion is a piezoelectric element that is in a polarized state and is electrically open. 【請求項４】 前記駆動柱及び前記固定柱は、所定間隔
で平行に配置された内部電極を有し、 前記ベース部は、前記ベース部分極用内部電極と対向す
る表面を有し、前記駆動柱及び固定柱の内部電極と平行
なベース部分極用内部電極と、前記ベース部分極用内部
電極と対向する表面に形成されたベース部分極用外部電
極とを有することを特徴とする請求項３に記載のインク
ジェット記録ヘッド。4. The drive column and the fixed column have internal electrodes arranged in parallel at a predetermined interval, the base portion has a surface facing the internal electrode for the base partial electrode, and 4. An internal electrode for a base partial electrode which is parallel to the internal electrodes of the column and the fixed column, and an external electrode for a base partial electrode formed on a surface facing the internal electrode for the base partial electrode. 3. The ink jet recording head according to item 1. 【請求項５】 １方の面に有する開口部が変形容易な振
動板により覆われ室内にインクを供給する供給口と室内
のインクを吐出するノズルとをそれぞれ有する複数の圧
力室と、 １対の外部電極をそれぞれ備え前記１対の外部電極間に
印加される電圧に基づいて伸縮し前記伸縮の方向の一方
の端部で前記振動板を変形させて各圧力室を駆動する複
数の駆動柱と、 前記複数の駆動柱の前記伸縮の方向の他方の端部を前記
複数の圧力室の前記開口部の周囲部分に対してそれぞれ
固定する複数の固定部とを有するインクジェット記録ヘ
ッドにおいて、 各固定部は、隣接する前記圧力室の方向と略直角方向両
側において前記各圧力室の前記開口部の周囲部分に対し
て接続される複数の固定柱と、分極状態にありかつ電気
的に開放である圧電素子であって前記複数の固定柱と前
記各駆動柱の前記伸縮方向の他方の端部とが接合される
ベース部とを有することを特徴とするインクジェット記
録ヘッド。5. A plurality of pressure chambers, each of which has a supply port for supplying ink into a chamber and a nozzle for discharging ink in the chamber, the plurality of pressure chambers each having an opening on one surface covered with an easily deformable diaphragm. A plurality of driving columns each of which has an external electrode and which expands and contracts based on a voltage applied between the pair of external electrodes, and which deforms the diaphragm at one end in the direction of expansion and contraction to drive each pressure chamber. And a plurality of fixing portions for fixing the other ends of the plurality of driving columns in the direction of expansion and contraction to peripheral portions of the openings of the plurality of pressure chambers, respectively. The part is in a polarized state and electrically open, with a plurality of fixed columns connected to a peripheral portion of the opening of each of the pressure chambers on both sides in a direction substantially perpendicular to the direction of the adjacent pressure chamber. A piezoelectric element An ink jet recording head, comprising: a base portion to which the plurality of fixed columns and the other end of each of the driving columns in the expansion and contraction direction are joined. 【請求項６】 前記各固定柱は分極状態にありかつ電気
的に開放である圧電素子であることを特徴とする請求項
５に記載のインクジェット記録ヘッド。6. The ink jet recording head according to claim 5, wherein each of the fixed columns is a piezoelectric element which is in a polarized state and is electrically open. 【請求項７】 前記各固定柱は、前記駆動柱と固定柱を
分離する切り込み部内面及び前記各固定柱の前記切り込
み部内面に対向する側面に前記各固定柱の分極用の電極
を有することを特徴とする請求項６に記載のインクジェ
ット記録ヘッド。7. Each of the fixed columns has an electrode for polarization of each of the fixed columns on an inner surface of a cut portion separating the driving column and the fixed column and a side surface of the fixed column opposite to the inner surface of the cut portion. The ink jet recording head according to claim 6, wherein: 【請求項８】 前記駆動柱は、所定間隔で平行に配置さ
れた内部電極を有し、 前記ベース部は、前記ベース部分極用内部電極と対向す
る表面を有し、前記駆動柱及び固定柱の内部電極と平行
なベース部分極用内部電極と、前記ベース部分極用内部
電極と対向する表面に形成されたベース部分極用外部電
極とを有することを特徴とする請求項５または６に記載
のインクジェット記録ヘッド。8. The driving column and the fixed column, wherein the driving column has internal electrodes arranged in parallel at a predetermined interval, the base portion has a surface facing the internal electrode for the base partial electrode, and the driving column and the fixed column. 7. An internal electrode for a base partial electrode, which is parallel to the internal electrodes of the above, and an external electrode for a base partial electrode formed on a surface facing the internal electrode for a base partial electrode. Inkjet recording head. 【請求項９】電極が表面に形成された圧電材料シートを
積層して１対の側面間の中央部分の所定の幅で前記圧電
材料シート１層を隔てて電極が重なりその両側で圧電セ
ラミックス２層を隔てて電極が重なる圧電材料シートの
積層部を有する積層圧電材料を形成するステップと、 前記積層圧電材料に溝を形成して、前記圧電材料シート
の積層部を内部に有し各圧力室の振動板で覆われた開口
部上で振動板と接合される駆動柱と、各圧力室の前記開
口部の周囲部分で振動板と接合される複数の固定柱と、
前記各駆動柱の前記伸縮の方向の他方の端部と当該圧力
室の周囲部分に接続される少なくとも１つの固定柱とが
接合されるベース部とを形成するステップと、 各駆動柱毎に内部の複数の電極が交互に接続される１対
の駆動電極を形成するステップと、 電圧の印加により前記固定柱又はベース部を分極させる
少なくとも１対の分極電極を形成するステップと対応す
る外部電極間に電圧を印加して前記駆動柱及び固定柱を
分極させるステップとを有する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。9. A piezoelectric material sheet having electrodes formed on its surface is laminated, and the electrodes overlap with one layer of the piezoelectric material sheet having a predetermined width at a central portion between a pair of side surfaces. Forming a laminated piezoelectric material having a laminated portion of a piezoelectric material sheet in which electrodes overlap with each other with a layer interposed therebetween; forming a groove in the laminated piezoelectric material so as to have a laminated portion of the piezoelectric material sheet therein and each pressure chamber. A driving column joined to the diaphragm on the opening covered by the diaphragm, and a plurality of fixed columns joined to the diaphragm at the periphery of the opening of each pressure chamber,
Forming a base portion to which the other end of each of the driving columns in the direction of expansion and contraction and at least one fixed column connected to a peripheral portion of the pressure chamber are joined; Forming a pair of driving electrodes in which a plurality of electrodes are alternately connected; and forming at least one pair of polarizing electrodes for polarizing the fixed column or the base portion by applying a voltage, and a corresponding external electrode. Applying a voltage to the substrate to polarize the driving column and the fixed column. 【請求項１０】電極が表面に形成された圧電材料シート
を積層して１対の側面間の中央部分の所定の幅で前記圧
電材料シート１層を隔てて電極が重なりその両側で圧電
セラミックス２層を隔てて電極が重なるとともに前記電
極の端面は必ずどちらか一方の側面に露出する圧電材料
シートの積層体を形成する第１のステップと、 前記圧電材料シートの積層体の上に圧電材料のブロック
をのせ、これらを焼成して積層圧電材料を形成する第２
のステップと、 前記両側面上の各圧力室及び各圧力室間に相当する位置
において端面が露出した前記電極に接続された複数組の
外部電極を形成する第３のステップと、 圧電材料シートを積層した部分を分離するように隣接す
る外部電極間に溝を形成して、各圧力室上で振動板と接
合する駆動柱と、各圧力室間で振動板と接合する固定柱
とを形成する第４のステップと、 駆動柱が圧力室上に位置し、固定柱が圧力室間に位置す
るように、位置合わせして前記駆動柱及び前記固定柱を
前記振動板に接合する第５のステップと、 前記複数組の外部電極にプローブを接触させ、対応する
外部電極間に電圧を印加して前記駆動柱及び固定柱を分
極させる第６のステップとを有する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。10. A piezoelectric material sheet having electrodes formed on its surface is laminated, and the electrodes overlap with one layer of the piezoelectric material sheet at a predetermined width at a central portion between a pair of side surfaces. A first step of forming a laminate of a piezoelectric material sheet in which the electrodes overlap with the layer interposed and the end faces of the electrodes are always exposed on one of the side surfaces; A block is placed and fired to form a laminated piezoelectric material.
A third step of forming a plurality of sets of external electrodes connected to the electrodes whose end faces are exposed at positions corresponding to the pressure chambers on the both side surfaces and between the pressure chambers, Grooves are formed between adjacent external electrodes so as to separate the laminated portions, and drive columns that join the diaphragm on each pressure chamber and fixed columns that join the diaphragm between each pressure chamber are formed. A fourth step, and a fifth step of aligning and joining the driving column and the fixed column to the diaphragm so that the driving column is located on the pressure chamber and the fixed column is located between the pressure chambers. And a sixth step of bringing a probe into contact with the plurality of sets of external electrodes and applying a voltage between the corresponding external electrodes to polarize the driving columns and the fixed columns. Production method. 【請求項１１】前記第１のステップは、前記第４のステ
ップで形成される溝より上まで電極を形成した圧電材料
シートを積層してベース部分極用内部電極を形成するス
テップをさらに有し、 前記第３のステップは、前記圧電材料のブロックの上面
にベース部分極用外部電極を設けるステップをさらに有
し、 前記第６のステップは、ベース部分極用外部電極とベー
ス部分極用内部電極との間にその間隔に応じた電圧を印
加して当該電極間の圧電材料を分極させるステップをさ
らに有することを特徴とする請求項１０記載のインクジ
ェット記録ヘッドの製造方法。11. The first step further includes the step of forming a base partial electrode internal electrode by laminating a piezoelectric material sheet having electrodes formed above the groove formed in the fourth step. The third step further includes the step of providing an external electrode for a base partial electrode on the upper surface of the block of the piezoelectric material, and the sixth step includes an external electrode for the base partial electrode and an internal electrode for the base partial electrode. 11. The method according to claim 10, further comprising the step of applying a voltage corresponding to the interval between the electrodes to polarize the piezoelectric material between the electrodes. 【請求項１２】電極が表面に形成された圧電材料シート
を積層して１対の側面間の中央部分の所定の幅で前記圧
電材料シート１層を隔てて電極が重なりその両側で圧電
材料シート２層を隔てて電極が重なるとともに前記電極
の端面は必ずどちらか一方の側面に露出する圧電材料シ
ートの積層体を形成するステップと、 前記圧電材料シートの積層体の上に圧電材料のブロック
をのせ、これらを焼成して積層圧電材料を形成するステ
ップと、 前記電極の最上の電極に達しない深さで前記圧電材料シ
ート１層を隔てて電極が重なる両側にそれぞれ切り込み
部を設け側面間方向において駆動柱となる部分と固定柱
となる部分を分離するステップと、 前記切り込み部の内面に電極を形成するとともに前記両
側面上の各圧力室に相当する位置において端面が露出し
た前記電極に接続された複数組の外部電極を形成するス
テップと、 前記圧電材料のブロックの上面に電極を形成するステッ
プと、 前記切り込み部の中間部であって外部電極の各組の中間
部が各圧力室上に位置し切り込み部の外側が圧力室の両
側に位置するように位置合わせして前記積層圧電材料を
前記振動板に接合するステップと、 積層圧電材料を切断分離して各圧力室に対応する駆動柱
及び固定柱をもつ圧電素子を形成するステップと、 前記複数組の外部電極にプローブを接触させ、対応する
外部電極間に電圧を印加して前記駆動柱を分極させるス
テップと、 前記圧電材料のブロック上面の電極と前記最上の電極間
にその間隔に応じた電圧を印加して当該電極間の圧電材
料を分極させるステップを有する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。12. A piezoelectric material sheet having electrodes formed on its surface is laminated, and the electrodes overlap with one layer of the piezoelectric material sheet separated by a predetermined width at a central portion between a pair of side surfaces, and the piezoelectric material sheets are formed on both sides thereof. Forming a laminate of piezoelectric material sheets in which the electrodes overlap with two layers apart and the end faces of the electrodes are always exposed on one of the side surfaces; and forming a block of piezoelectric material on the laminate of piezoelectric material sheets. Forming a laminated piezoelectric material by sintering them, forming cut portions on both sides where the electrodes overlap with one layer of the piezoelectric material sheet at a depth that does not reach the uppermost electrode of the electrodes, Separating a portion to be a driving column and a portion to be a fixed column in the step, and forming an electrode on the inner surface of the cut portion and forming an end at a position corresponding to each pressure chamber on the both side surfaces Forming a plurality of sets of external electrodes connected to the exposed electrodes; forming electrodes on the upper surface of the piezoelectric material block; and Bonding the laminated piezoelectric material to the diaphragm by aligning the intermediate portion on each pressure chamber and positioning the outside of the cutout on both sides of the pressure chamber; and cutting and separating the laminated piezoelectric material. Forming a piezoelectric element having a driving column and a fixed column corresponding to each pressure chamber; and bringing a probe into contact with the plurality of sets of external electrodes and applying a voltage between the corresponding external electrodes to polarize the driving column. And applying a voltage corresponding to the distance between the electrode on the block upper surface of the piezoelectric material and the uppermost electrode to polarize the piezoelectric material between the electrodes. Method for manufacturing a jet recording head. 【請求項１３】表面に電極が形成された圧電材料シート
を積層して、１対の側面間の中央部分の所定の幅で圧電
セラミックス１層を隔てて電極が重なり、その両側で圧
電セラミックス２層を隔てて電極が１つおきに重なる圧
電材料シートの積層体を形成するステップと、 その上にほぼ前記所定の幅をもち両側面に電極が形成さ
れ上面にその端面が露出した圧電材料のブロックを載せ
その両側に圧電材料のブロックをのせこれらを焼結して
積層圧電材料を形成するステップと、 前記圧電材料ブロックの両側面の電極に達する深さで前
記圧電材料シート１層を隔てて電極が重なる両側にそれ
ぞれ切り込み部を設け側面間方向において駆動柱となる
部分と固定柱となる部分を分離するステップと、 前記切り込み部の内面に電極を形成するとともに前記圧
電材料ブロックの上面の各圧力室に相当する位置におい
て端面が露出した前記電極に接続された複数組の外部電
極を形成するステップと、 複数組の外部電極の間に電極を形成するステップと、 前記切り込み部の中間部であって外部電極の各組の中間
部が各圧力室上に位置し切り込み部の外側が圧力室の両
側に位置するように位置合わせして前記積層圧電材料を
前記振動板に接合するステップと、 積層圧電材料を切断分離して各圧力室に対応する駆動柱
及び固定柱をもつ圧電素子を形成するステップと、 前記複数組の外部電極にプローブを接触させ、対応する
外部電極間に電圧を印加して前記駆動柱を分極させるス
テップと、 複数組の外部電極の間に形成された電極と前記最上の電
極間にその間隔に応じた電圧を印加して当該電極間の圧
電材料を分極させるステップを有することを特徴とする
インクジェット記録ヘッドの製造方法。13. A piezoelectric material sheet having electrodes formed on its surface is laminated, and the electrodes overlap with one layer of piezoelectric ceramic separated by a predetermined width at a central portion between a pair of side surfaces. Forming a laminate of piezoelectric material sheets on which every other electrode overlaps with a layer interposed therebetween, and a piezoelectric material having an electrode formed on both sides having substantially the predetermined width and having an end face exposed on an upper surface thereof; Placing a block of piezoelectric material on both sides thereof and sintering them to form a laminated piezoelectric material; and separating the piezoelectric material sheet by one layer at a depth reaching the electrodes on both sides of the piezoelectric material block. A step of providing cutout portions on both sides where electrodes overlap each other to separate a portion serving as a driving pillar and a portion serving as a fixed pillar in the direction between the side surfaces, and forming an electrode on the inner surface of the cutout portion; Forming a plurality of sets of external electrodes connected to the electrodes whose end faces are exposed at positions corresponding to the respective pressure chambers on the upper surface of the piezoelectric material block; and forming an electrode between the plurality of sets of external electrodes. An intermediate portion of the cut portion, the intermediate portion of each set of external electrodes is positioned on each pressure chamber, the outside of the cut portion is positioned so as to be located on both sides of the pressure chamber, the laminated piezoelectric material is Bonding to the diaphragm; cutting and separating the laminated piezoelectric material to form a piezoelectric element having a driving column and a fixed column corresponding to each pressure chamber; and bringing a probe into contact with the plurality of sets of external electrodes, Applying a voltage between the external electrodes to polarize the driving pillars; and applying a voltage corresponding to the interval between the electrodes formed between a plurality of sets of external electrodes and the uppermost electrode. Among A method for manufacturing an ink jet recording head, comprising a step of polarizing a piezoelectric material.
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