JP2001293869A - Piezoelectric oscillator unit, liquid ejection head, method for manufacturing piezoelectric oscillator unit, and method for manufacturing liquid ejection head - Google Patents
Piezoelectric oscillator unit, liquid ejection head, method for manufacturing piezoelectric oscillator unit, and method for manufacturing liquid ejection headInfo
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Abstract
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、製造装置、捺染装
置、及び、マイクロディスペンサなどの産業機械やプリ
ンタやプロッタなどの画像記録装置などの液体噴射装
置、詳しくは、ノズル開口から液滴を吐出可能な液体噴
射ヘッドを備えた液体噴射装置、及び、液体噴射ヘッド
に用いる圧電振動子ユニットに関し、特に各圧電振動子
の固有振動周期を揃えるようにしたものに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a manufacturing apparatus, a printing apparatus, and a liquid ejecting apparatus such as an industrial machine such as a microdispenser and an image recording apparatus such as a printer and a plotter. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid ejecting apparatus having a liquid ejecting head and a piezoelectric vibrator unit used for the liquid ejecting head, and more particularly, to a device in which the natural oscillation periods of the piezoelectric vibrators are made uniform.
【0002】[0002]
【従来の技術】産業機械や画像記録装置には、液体を液
滴の状態で噴射する液体噴射ヘッドを備えたものがあ
る。例えば、産業機械としては、噴射ヘッド(液体噴射
ヘッドの一種)から吐出させた液滴状の色材をフィルタ
基材上に着弾させて光学フィルタを製造する製造装置、
噴射ヘッドから吐出させた液滴状の色材を布地等の繊維
製品に着弾させて図柄を印刷する捺染装置、或いは、極
く少量の液体を噴射ヘッドから吐出させることでこの液
体を所定の場所に供給するマイクロディスペンサ等が知
られている。また、画像記録装置としては、記録ヘッド
(液体噴射ヘッドの一種)から吐出させたインク滴を紙
等の印刷記録媒体上に着弾させて画像を記録するプリン
タやプロッタ等が知られている。2. Description of the Related Art Some industrial machines and image recording apparatuses have a liquid ejecting head for ejecting liquid in the form of liquid droplets. For example, as an industrial machine, a manufacturing apparatus that manufactures an optical filter by landing a droplet-shaped color material discharged from an ejection head (a type of liquid ejection head) on a filter substrate,
A textile printing device that prints a design by arranging droplet-shaped color material discharged from the ejection head on a textile product such as cloth, or discharging a very small amount of liquid from the ejection head to place the liquid in a predetermined location There are known micro dispensers for supplying a liquid. Further, as an image recording apparatus, a printer, a plotter, or the like that records an image by landing ink droplets ejected from a recording head (a type of liquid ejecting head) on a print recording medium such as paper is known.
【0003】これらの産業機械や画像記録装置では、噴
射する液滴の量や速度に高い精度が要求される。例え
ば、上記の製造装置で製造される光学フィルタは、液晶
ディスプレイ等に用いられるため、色材の着弾位置や色
材の量(つまり、液体の噴射量)に高い精度が要求され
る。一方、画像記録装置では、画質向上と記録の高速化
を図るため、インク滴の着弾位置やインク量に高い精度
が要求される。[0003] In these industrial machines and image recording apparatuses, high precision is required for the amount and speed of ejected droplets. For example, since the optical filter manufactured by the above manufacturing apparatus is used for a liquid crystal display or the like, high accuracy is required for the landing position of the color material and the amount of the color material (that is, the amount of liquid ejection). On the other hand, in an image recording apparatus, in order to improve image quality and speed up recording, high accuracy is required for the landing position and ink amount of ink droplets.
【0004】これらの産業機械や画像記録装置に用いら
れる液体噴射ヘッドには、例えば、圧電振動子ユニット
が備える圧電振動子に電界を作用させることにより、そ
の振動特性(固有振動周期)を利用して圧電振動子を変
位(伸縮)させ、ノズル開口部に連通する圧力室に圧力
変動を生じさせてノズル開口部から液滴を吐出させるも
のが知られている。In a liquid ejecting head used in these industrial machines and image recording apparatuses, for example, by applying an electric field to a piezoelectric vibrator provided in a piezoelectric vibrator unit, its vibration characteristics (natural vibration period) are utilized. There is known a method in which a piezoelectric vibrator is displaced (expanded or contracted) to cause a pressure fluctuation in a pressure chamber communicating with a nozzle opening to discharge a droplet from the nozzle opening.
【0005】この圧電振動子ユニットは、例えば、次の
手順で造られている。まず、共通内部電極と個別内部電
極とを圧電体を挟んで交互に積層して板状の積層体を作
製し、共通内部電極に導通させた共通外部電極と個別内
部電極に導通させた個別外部電極とを積層体の表面に形
成する。そして、これらの外部電極が形成された積層体
の基端側部分を固定板上に接合し、ワイヤーソーやダイ
シングソー等によって積層体の先端側部分を50μm〜
100μm程度の極めて細い幅で切り分け、複数の圧電
振動子を形成する。[0005] The piezoelectric vibrator unit is manufactured, for example, in the following procedure. First, a common internal electrode and an individual internal electrode are alternately laminated with a piezoelectric body interposed therebetween to produce a plate-like laminate, and a common external electrode connected to the common internal electrode and an individual external electrode connected to the individual internal electrode. An electrode is formed on the surface of the laminate. Then, the base end portion of the laminate on which these external electrodes are formed is joined to a fixing plate, and the distal end portion of the laminate is reduced to 50 μm or less by a wire saw, a dicing saw, or the like.
A plurality of piezoelectric vibrators are formed by cutting into extremely small widths of about 100 μm.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、圧電振動子
ユニットが備える複数の圧電振動子は、上記したよう
に、極めて細い幅で機械的に切り分けられているため、
各圧電振動子の幅には多少のばらつきが生じてしまう。
また、積層体を固定板に接合するときの精度によって、
圧電振動子の自由端部の長さ(自由長)がばらつく可能
性もある。このように、個々の圧電振動子の固有振動周
期が不揃いになってしまうと、液体噴射ヘッドを作製し
た際に、個々の圧電振動子の固有振動周期のばらつきに
応じて、吐出する液滴の量や液滴の着弾位置が各ノズル
開口で相違してしまう。As described above, the plurality of piezoelectric vibrators provided in the piezoelectric vibrator unit are mechanically cut into extremely narrow widths as described above.
Some variation occurs in the width of each piezoelectric vibrator.
Also, depending on the accuracy when joining the laminate to the fixed plate,
The length (free length) of the free end of the piezoelectric vibrator may vary. As described above, when the natural vibration periods of the individual piezoelectric vibrators become uneven, when the liquid ejecting head is manufactured, the droplets to be ejected are varied in accordance with the dispersion of the natural vibration periods of the individual piezoelectric vibrators. The amount and the landing position of the droplet differ at each nozzle opening.
【0007】しかしながら、従来は、固定板に接合され
て切り分けられた後に、圧電振動子の固有振動周期を調
整するための有効な方法がなかった。このため、吐出さ
れる液滴の量が各ノズル開口で揃えられた液体噴射ヘッ
ドを作製するためには、多数作製された圧電振動子ユニ
ットの中から、圧電振動子の固有振動周期が揃っている
圧電振動子ユニットを選別する必要があり、製造上の歩
留まりの低下が避けられなかった。However, conventionally, there has been no effective method for adjusting the natural vibration period of the piezoelectric vibrator after being joined and cut to the fixed plate. For this reason, in order to manufacture a liquid ejecting head in which the amount of liquid droplets to be ejected is aligned at each nozzle opening, the natural oscillation periods of the piezoelectric vibrators are uniform from among a large number of manufactured piezoelectric vibrator units. It is necessary to sort out the piezoelectric vibrator units that are present, and a reduction in manufacturing yield has been unavoidable.
【0008】そこで、本発明の目的は、個々の圧電振動
子の固有振動周期を高い精度で揃えることができる圧電
振動子ユニット、液体噴射ヘッド、圧電振動子ユニット
の製造方法、及び、液体噴射ヘッドの製造方法を提供す
ることにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a piezoelectric vibrator unit, a liquid ejecting head, a method of manufacturing a piezoelectric vibrator unit, and a liquid ejecting head capable of aligning the natural vibration periods of individual piezoelectric vibrators with high accuracy. It is to provide a manufacturing method of.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明は、自由端部に活性領域が形
成されるように第1内部電極と第2内部電極とを圧電体
を挟んで交互に積層すると共に、第1内部電極に導通さ
れた第1外部電極及び第2内部電極に導通された第2外
部電極を表面に形成した圧電振動子を複数備え、第1外
部電極及び第2外部電極を通じて活性領域の圧電体に電
位差を与えることで当該圧電体を作動させ、自由端部を
変位可能に構成した圧電振動子ユニットにおいて、圧電
振動子の最外層の自由端部における表面に、局所凹凸か
らなる局部質量加減部を有することを特徴とする圧電振
動子ユニットである。According to a first aspect of the present invention, a first internal electrode and a second internal electrode are connected to each other so that an active region is formed at a free end. And a plurality of piezoelectric vibrators each having on its surface a first external electrode connected to the first internal electrode and a second external electrode connected to the second internal electrode, and a first external electrode And applying a potential difference to the piezoelectric body in the active region through the second external electrode to activate the piezoelectric body and displace the free end of the piezoelectric body. In the piezoelectric vibrator unit, the free end of the outermost layer of the piezoelectric vibrator is A piezoelectric vibrator unit characterized in that it has a local mass adjusting portion composed of local irregularities on the surface.
【0010】請求項2に記載の発明は、圧電振動子の最
外層の自由端部を、トリミングによって局所凹を形成す
るトリミング部としたことを特徴とする請求項1記載の
圧電振動子ユニットである。According to a second aspect of the present invention, in the piezoelectric vibrator unit according to the first aspect, the free end of the outermost layer of the piezoelectric vibrator is a trimming portion for forming a local recess by trimming. is there.
【0011】請求項3に記載の発明は、最外層の圧電体
を、他の圧電体の層よりも厚く構成したことを特徴とす
る請求項1又は請求項2に記載の圧電振動子ユニットで
ある。According to a third aspect of the present invention, in the piezoelectric vibrator unit according to the first or second aspect, the outermost layer of the piezoelectric body is thicker than the other piezoelectric body layers. is there.
【0012】請求項4に記載の発明は、前記最外層の圧
電体の表面に、圧電体よりも高密度の材料で形成される
質量付加部材を接合し、この質量付加部材をトリミング
部としたことを特徴とする請求項1から請求項3の何れ
かに記載の圧電振動子ユニットである。According to a fourth aspect of the present invention, a mass adding member formed of a material having a higher density than the piezoelectric body is joined to the surface of the outermost piezoelectric body, and the mass adding member is used as a trimming portion. The piezoelectric vibrator unit according to any one of claims 1 to 3, wherein:
【0013】請求項5に記載の発明は、質量付加部材を
圧電振動子の両面に接合したことを特徴とする請求項4
記載の圧電振動子ユニットである。According to a fifth aspect of the present invention, the mass adding member is joined to both surfaces of the piezoelectric vibrator.
It is a piezoelectric vibrator unit of the description.
【0014】請求項6に記載の発明は、前記第1外部電
極及び第2外部電極の何れからも外れた最外層の表面を
トリミング部としたことを特徴とする請求項1から請求
項5の何れかに記載の圧電振動子ユニットである。According to a sixth aspect of the present invention, the surface of the outermost layer deviated from both the first external electrode and the second external electrode is a trimming portion. A piezoelectric vibrator unit according to any one of the above.
【0015】請求項7に記載の発明は、圧電振動子の最
外層の自由端部を、質点の付加によって局所凸を形成す
る質点付加部としたことを特徴とする請求項1記載の圧
電振動子ユニットである。According to a seventh aspect of the present invention, the free end portion of the outermost layer of the piezoelectric vibrator is a mass adding portion which forms a local convex by adding a mass point. It is a child unit.
【0016】請求項8に記載の発明は、前記質点は、接
着剤若しくはワックス、又は、半田の何れか一つからな
る質点材を流動状で付加して固化させて形成したもので
あることを特徴とする請求項7記載の圧電振動子ユニッ
トである。According to the invention described in claim 8, the mass is formed by solidifying a mass material made of any one of an adhesive, a wax, and a solder in a fluid state. A piezoelectric vibrator unit according to claim 7, wherein:
【0017】請求項9に記載の発明は、前記圧電振動子
は、圧電体と内部電極とを交互に積層した積層体を、櫛
歯状に歯割りすることで作製された振動子群によって構
成されていることを特徴とする請求項1から請求項8の
何れかに記載の圧電振動子ユニットである。According to a ninth aspect of the present invention, in the piezoelectric vibrator, the piezoelectric vibrator is constituted by a vibrator group produced by dividing a laminated body in which piezoelectric bodies and internal electrodes are alternately laminated into a comb-like shape. The piezoelectric vibrator unit according to any one of claims 1 to 8, wherein:
【0018】請求項10に記載の発明は、前記圧電振動
子は、自由端部を積層方向と直交する方向に変位可能な
縦振動横効果の圧電振動子であることを特徴とする請求
項1から請求項9の何れかに記載の圧電振動子ユニット
である。According to a tenth aspect of the present invention, the piezoelectric vibrator is a piezoelectric vibrator of a longitudinal vibration lateral effect capable of displacing a free end in a direction perpendicular to a laminating direction. A piezoelectric vibrator unit according to any one of claims 1 to 9.
【0019】請求項11に記載の発明は、前記圧電振動
子は、自由端部を積層方向に変位可能な縦振動縦効果の
圧電振動子であることを特徴とする請求項1から請求項
9の何れかに記載の圧電振動子ユニットである。According to an eleventh aspect of the present invention, the piezoelectric vibrator is a piezoelectric vibrator having a longitudinal vibration longitudinal effect capable of displacing a free end in a laminating direction. A piezoelectric vibrator unit according to any one of the above.
【0020】請求項12に記載の発明は、前記圧電振動
子は、活性領域の圧電体の作動時においても伸縮しない
非作動部を備え、この非作動部を固定板に接合したこと
を特徴とする請求項1から請求項11の何れかに記載の
圧電振動子ユニットである。According to a twelfth aspect of the present invention, the piezoelectric vibrator includes a non-operating portion which does not expand and contract even when the piezoelectric body in the active region operates, and the non-operating portion is joined to a fixed plate. A piezoelectric vibrator unit according to any one of claims 1 to 11.
【0021】請求項13に記載の発明は、請求項1から
請求項12の何れかに記載の圧電振動子ユニットと、ノ
ズル開口に連通した圧力室の封止材の一部を構成する弾
性板を備えた流路ユニットとを具備し、圧電振動子の先
端面部を弾性板に接合させた状態で圧電振動子ユニット
を取り付けたことを特徴とする液体噴射ヘッドである。According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a piezoelectric vibrator unit according to any one of the first to twelfth aspects, and an elastic plate forming a part of a sealing material for a pressure chamber communicating with the nozzle opening. And a flow path unit provided with a piezoelectric vibrator unit, wherein the piezoelectric vibrator unit is mounted in a state in which a front end surface of the piezoelectric vibrator is joined to an elastic plate.
【0022】請求項14に記載の発明は、前記圧電振動
子ユニットを収納し得る収納空部を形成したケースを備
え、該ケースには、ケースの外側と収納空部とを連通す
る調整処理用開口を各圧電振動子に臨ませて開設し、こ
の調整処理用開口を通じて前記局部質量加減部をケース
の外側から形成可能に構成したことを特徴とする請求項
13に記載の液体噴射ヘッドである。According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a case in which a storage space is formed in which the piezoelectric vibrator unit can be stored, and the case has an adjustment process for communicating the outside of the case with the storage space. 14. The liquid ejecting head according to claim 13, wherein an opening is opened facing each of the piezoelectric vibrators, and the local mass adjusting portion can be formed from the outside of the case through the adjustment processing opening. .
【0023】請求項15に記載の発明は、自由端部に活
性領域が形成されるように共通内部電極となる電極層と
個別内部電極となる電極層とを圧電体を挟んで交互に積
層した後、共通内部電極に導通させた共通外部電極及び
個別内部電極に導通させた個別外部電極を表面に形成し
て板状の積層体を作製する積層体作製工程と、積層体作
製工程で作製された積層体の固定端部を固定板に接合す
るユニット作製工程と、固定板に取り付けられた積層体
を切り分けて複数の圧電振動子を作製する振動子作製工
程と、切り分けられた圧電振動子における積層方向の最
も外層に局所凹凸からなる局部質量加減部を形成する調
整工程とを経て製造することを特徴とする圧電振動子ユ
ニットの製造方法である。According to a fifteenth aspect of the present invention, an electrode layer serving as a common internal electrode and an electrode layer serving as an individual internal electrode are alternately laminated with a piezoelectric body interposed therebetween such that an active region is formed at a free end. After that, a common external electrode connected to the common internal electrode and an individual external electrode connected to the individual internal electrode are formed on the surface to form a plate-shaped laminate, and a laminate manufacturing step is performed. A unit manufacturing step of joining the fixed end of the laminated body to the fixed plate, a vibrator preparing step of cutting the laminated body attached to the fixed plate to produce a plurality of piezoelectric vibrators, A method of manufacturing a piezoelectric vibrator unit, which includes a step of forming a local mass adjusting portion formed of local irregularities on the outermost layer in the laminating direction.
【0024】請求項16に記載の発明は、自由端部に活
性領域が形成されるように共通内部電極となる電極層と
個別内部電極となる電極層とを圧電体を挟んで交互に積
層した後、共通内部電極に導通させた共通外部電極及び
個別内部電極に導通させた個別外部電極を表面に形成し
て板状の積層体を作製する積層体作製工程と、積層体作
製工程で作製された積層体の固定端部を固定板に接合す
るユニット作製工程と、固定板に取り付けられた積層体
を切り分けて複数の圧電振動子を作製する振動子作製工
程と、切り分けられた圧電振動子の積層方向の最も外層
となる最外圧電体の自由端部をトリミングすることによ
って、各圧電振動子の固有振動周期を揃える調整工程と
を経て製造することを特徴とする圧電振動子ユニットの
製造方法である。According to a sixteenth aspect of the present invention, an electrode layer serving as a common internal electrode and an electrode layer serving as an individual internal electrode are alternately laminated with a piezoelectric body interposed therebetween so that an active region is formed at a free end. After that, a common external electrode connected to the common internal electrode and an individual external electrode connected to the individual internal electrode are formed on the surface to form a plate-shaped laminate, and a laminate manufacturing step is performed. A unit manufacturing step of joining the fixed end of the laminated body to the fixed plate, a vibrator preparing step of cutting the laminated body attached to the fixed plate to produce a plurality of piezoelectric vibrators, A piezoelectric vibrator unit manufacturing method by trimming the free end of the outermost piezoelectric body that is the outermost layer in the stacking direction to adjust the natural vibration period of each piezoelectric vibrator. It is.
【0025】請求項17に記載の発明は、前記調整工程
では、レーザービーム加工、機械的加工、又は放電加工
のいずれか一つによって、自由端部の最外圧電体をトリ
ミングすることを特徴とする請求項16に記載の圧電振
動子ユニットの製造方法である。According to a seventeenth aspect of the present invention, in the adjusting step, the outermost piezoelectric body at the free end is trimmed by one of laser beam machining, mechanical machining, and electric discharge machining. A method for manufacturing a piezoelectric vibrator unit according to claim 16.
【0026】請求項18に記載の発明は、自由端部に活
性領域が形成されるように共通内部電極となる電極層と
個別内部電極となる電極層とを圧電体を挟んで交互に積
層した後、共通内部電極に導通させた共通外部電極及び
個別内部電極に導通させた個別外部電極を表面に形成し
て板状の積層体を作製する積層体作製工程と、外部電極
が形成された積層体の固定端部を固定板に取り付けるユ
ニット作製工程と、固定板に取り付けられた積層体を切
り分けて複数の圧電振動子を作製する振動子作製工程
と、切り分けられた圧電振動子の自由端部の表面に質点
を付加することによって、各圧電振動子の固有振動周期
を揃える調整工程とを経て製造することを特徴とする圧
電振動子ユニットの製造方法である。According to the present invention, an electrode layer serving as a common internal electrode and an electrode layer serving as an individual internal electrode are alternately laminated with a piezoelectric body interposed therebetween so that an active region is formed at a free end. After that, a laminate production step of forming a plate-shaped laminate by forming on the surface a common external electrode conducted to the common internal electrode and an individual external electrode conducted to the individual internal electrode, and a lamination in which the external electrode is formed A unit producing step of attaching the fixed end of the body to the fixing plate, a vibrator producing step of producing a plurality of piezoelectric vibrators by dividing the laminated body attached to the stationary plate, and a free end of the divided piezoelectric vibrator And adjusting the natural vibration cycle of each piezoelectric vibrator by adding a mass point to the surface of the piezoelectric vibrator.
【0027】請求項19に記載の発明は、前記調整工程
では、接着剤若しくはワックス、又は半田からなる質点
材を自由端部の表面に吐出することで質点を付加するこ
とを特徴とする請求項18に記載の圧電振動子ユニット
の製造方法である。The invention according to claim 19 is characterized in that in the adjusting step, a mass is added by discharging a mass material made of an adhesive, wax, or solder onto the surface of the free end. 19. A method for manufacturing a piezoelectric vibrator unit according to item 18.
【0028】請求項20に記載の発明は、自由端部に活
性領域が形成されるように第1内部電極と第2内部電極
とを圧電体を挟んで交互に積層すると共に、第1内部電
極に導通された第1外部電極及び第2内部電極に導通さ
れた第2外部電極を表面に形成した圧電振動子を複数備
え、第1外部電極及び第2外部電極を通じて活性領域の
圧電体に電位差を与えることで当該圧電体を作動させ、
自由端部を変位可能とした圧電振動子ユニットと、ノズ
ル開口に連通した圧力室の封止材の一部を構成する弾性
板を備えた流路ユニットと、上記振動子ユニットを収納
可能な収容空部、及び、該収容空部と外部とを連通し、
収容空部内に収容された振動子ユニットの自由端部表面
が臨む調整処理用開口が形成されたケースとを具備し、
上記圧電振動子の先端面部を弾性板に接合し、該圧電振
動子の変形によって圧力室を変形させて圧力室内に液体
圧力の変化を生じさせ、対応するノズル開口から液体を
噴射させる液体噴射ヘッドの製造方法であって、全ての
圧電振動子の先端面部を接合した状態で調整用駆動信号
を印加することにより、圧電振動子の固有振動周期をそ
れぞれの圧電振動子毎に測定する固有振動周期測定工程
と、該固有振動周期測定工程での測定結果に基づいて個
々の圧電振動子に対する処理条件を設定し、設定した処
理条件に基づき、圧電振動子の最外層の自由端部におけ
る表面に局所凹凸からなる局部質量加減部を前記調整処
理用開口を通じて形成して当該圧電振動子の固有振動周
期を調整する振動周期調整工程とを経ることを特徴とす
る液体噴射ヘッドの製造方法である。According to a twentieth aspect of the present invention, a first internal electrode and a second internal electrode are alternately laminated with a piezoelectric body interposed therebetween so that an active region is formed at a free end portion. A plurality of piezoelectric vibrators each having a surface on which a first external electrode electrically connected to the first external electrode and a second external electrode electrically connected to the second internal electrode are formed, and a potential difference is applied to the piezoelectric body in the active region through the first external electrode and the second external electrode. To actuate the piezoelectric body,
A piezoelectric vibrator unit whose free end is displaceable, a flow path unit having an elastic plate constituting a part of a sealing material of a pressure chamber communicating with a nozzle opening, and a housing capable of housing the vibrator unit Empty portion, and communicates the accommodation empty portion with the outside,
A case in which an adjustment processing opening facing the free end surface of the vibrator unit housed in the housing space is formed,
A liquid ejecting head for joining a tip end portion of the piezoelectric vibrator to an elastic plate, deforming the pressure chamber by deforming the piezoelectric vibrator, causing a change in liquid pressure in the pressure chamber, and ejecting liquid from a corresponding nozzle opening; A natural vibration period for measuring the natural vibration period of each of the piezoelectric vibrators for each of the piezoelectric vibrators by applying an adjustment drive signal in a state where the tip end portions of all the piezoelectric vibrators are joined. In the measurement step, processing conditions for each piezoelectric vibrator are set based on the measurement result in the natural vibration period measuring step, and based on the set processing conditions, a local portion is formed on the surface at the free end of the outermost layer of the piezoelectric vibrator. A vibration cycle adjusting step of forming a local mass adjusting section made of irregularities through the adjustment processing opening and adjusting a natural oscillation cycle of the piezoelectric vibrator. It is a manufacturing method.
【0029】[0029]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。なお、以下の実施形態では、液体噴射ヘッドとし
て、インクジェット式プリンタに搭載された記録ヘッド
を例に挙げて説明するが、本発明は、プロッタやファク
シミリなどの画像記録装置に用いられる記録ヘッドにも
適用できるし、製造装置、捺染装置、及び、マイクロデ
ィスペンサなどの産業機械に用いられる噴射ヘッドにも
適用できる。Embodiments of the present invention will be described below. In the following embodiments, as a liquid ejecting head, a recording head mounted on an inkjet printer will be described as an example, but the present invention is also applicable to a recording head used in an image recording apparatus such as a plotter or a facsimile. The present invention can be applied to a jet head used in industrial machines such as a manufacturing apparatus, a textile printing apparatus, and a micro dispenser.
【0030】まず、図1を参照して、記録ヘッド1の全
体構成について説明する。この記録ヘッド1は、ケース
2、流路ユニット3、圧電振動子ユニット4等を備えて
構成されている。なお、この記録ヘッド1の説明では、
便宜上、図1における上側を先端側(正面側)と称し、
下側を基端側(背面側)と称する。First, the overall configuration of the recording head 1 will be described with reference to FIG. The recording head 1 includes a case 2, a flow path unit 3, a piezoelectric vibrator unit 4, and the like. In the description of the recording head 1,
For convenience, the upper side in FIG. 1 is referred to as a front end side (front side),
The lower side is referred to as a base side (back side).
【0031】ケース2は、先端と後端が共に開放した収
容空部5を設けた合成樹脂製のブロック状部材である。
このケース2の先端面には流路ユニット3が接合されて
いる。また、収容空部5内には、振動子群21の櫛歯状
先端を先端側開口に臨ませた状態で圧電振動子ユニット
4が収容され固定されている。また、収容空部5の側方
には、基端側にてインクカートリッジに連通しているイ
ンク供給管6を設けている。The case 2 is a block member made of a synthetic resin and provided with an accommodation space 5 whose both the front and rear ends are open.
The flow path unit 3 is joined to the front end surface of the case 2. Further, the piezoelectric vibrator unit 4 is housed and fixed in the housing space 5 with the comb-tooth-shaped tip of the oscillator group 21 facing the opening on the tip side. Further, an ink supply pipe 6 communicating with the ink cartridge at the base end side is provided on the side of the storage space 5.
【0032】流路ユニット3は、流路形成板7と、ノズ
ルプレート8と、弾性板(圧力板)9とから概略構成さ
れている。The flow path unit 3 is generally constituted by a flow path forming plate 7, a nozzle plate 8, and an elastic plate (pressure plate) 9.
【0033】ノズルプレート8は、ドット形成密度に対
応したピッチで多数(例えば、96個)のノズル開口1
0…を列状に開設した薄い板状部材であり、例えば、ス
テンレス板によって構成してある。The nozzle plate 8 has a large number (for example, 96) of nozzle openings 1 at a pitch corresponding to the dot formation density.
.. Are thin plate-like members in which 0... Are arranged in a row, and are made of, for example, a stainless steel plate.
【0034】このノズルプレート8に積層される流路形
成板7には、インク供給管6を通して供給されたインク
が流入するリザーバ11、ノズル開口10からインクを
吐出させるために必要なインク圧力を発生させる圧力室
12、これらのリザーバ11と圧力室12を連通するイ
ンク供給口13,13等が形成されている。そして、本
実施形態では、これらの各部を、シリコンウェハーをエ
ッチング処理することにより形成する。In the flow path forming plate 7 laminated on the nozzle plate 8, a reservoir 11 into which the ink supplied through the ink supply pipe 6 flows, and an ink pressure necessary for discharging the ink from the nozzle opening 10 are generated. There are formed pressure chambers 12 to be used, and ink supply ports 13, 13, etc., for communicating these reservoirs 11 with the pressure chambers 12. In the present embodiment, these portions are formed by etching a silicon wafer.
【0035】弾性板9は、本実施形態では、PPS(ポ
リフェニレンサルファイド)等の高分子膜を弾性体膜1
4としてステンレス鋼製の支持板15上にラミネートし
た二重構造である。そして、支持板15は、リザーバ1
1に対応するコンプライアンス部や圧力室15に対応す
るダイヤフラム部17がエッチング処理によって除去さ
れており、これらの部分を弾性体膜14だけにしてあ
る。なお、ダイヤフラム部17には、中心部分を残すよ
うに支持板15を環状に除去して島部16を形成する。
この島部16は、後述する駆動振動子29の先端面部が
背面側から接合される部分である。また、この島部16
は、ノズル開口10と同様にドット形成密度に対応した
ピッチで複数設けてあり、ノズル配列方向に対応する幅
が狭く、駆動振動子29における積層方向(後述)に対
応する長さを長くしたブロック状に形成してある。In this embodiment, the elastic plate 9 is made of a polymer film such as PPS (polyphenylene sulfide).
4 is a double structure laminated on a support plate 15 made of stainless steel. Then, the support plate 15 is connected to the reservoir 1.
The compliance portion corresponding to 1 and the diaphragm portion 17 corresponding to the pressure chamber 15 have been removed by etching, and these portions are only the elastic film 14. The island 16 is formed in the diaphragm 17 by removing the support plate 15 in an annular shape so as to leave a central portion.
The island portion 16 is a portion to which a distal end surface portion of a driving vibrator 29 described later is joined from the back side. In addition, this island 16
Are provided at a plurality of pitches corresponding to the dot formation density in the same manner as the nozzle openings 10, and have a narrow width corresponding to the nozzle arrangement direction and a long length corresponding to the laminating direction (described later) in the driving vibrator 29. It is formed in a shape.
【0036】そして、ノズルプレート8を流路形成板7
の正面側に配置すると共に、弾性板9を背面側に配置
し、ノズルプレート8と弾性板9とで流路形成板7を挟
み、接着等により一体化することで、流路ユニット3が
形成されている。なお、この流路ユニット3において、
上記の弾性板9は、圧力室12やリザーバ11の天井面
を封止する封止材の一部を構成している。従って、この
流路ユニット3では、リザーバ11から圧力室12を通
ってノズル開口10に至る一連のインク流路(つまり、
液体噴射ヘッドにおける液流路)が、ノズル開口10毎
に形成される。Then, the nozzle plate 8 is connected to the flow path forming plate 7.
The flow path unit 3 is formed by disposing the elastic plate 9 on the rear side and sandwiching the flow path forming plate 7 between the nozzle plate 8 and the elastic plate 9 and bonding them together by bonding or the like. Have been. In addition, in this flow path unit 3,
The elastic plate 9 constitutes a part of a sealing material for sealing the ceiling surface of the pressure chamber 12 and the reservoir 11. Therefore, in this flow path unit 3, a series of ink flow paths (that is, a series of ink flow paths from the reservoir 11 through the pressure chamber 12 to the nozzle opening 10)
A liquid flow path in the liquid jet head is formed for each nozzle opening 10.
【0037】上記の圧電振動子ユニット4は、振動子群
21と固定板22とにより概略構成されている。この振
動子群21は、図2に示すように、櫛歯状に列設されて
おり、圧電振動子の列設方向(配列方向)における両端
部に位置するダミー振動子28,28と、これらのダミ
ー振動子28,28の間に配置された多数の駆動振動子
29…とから成る。ここで、駆動振動子29はインク滴
の吐出に関与する圧電振動子であり、例えば、50μm
〜100μm程度の極めて細い幅のニードル状に切り分
けられている。そして、これらの駆動振動子29…は、
圧力室10…と同じ数だけ設けられる。また、ダミー振
動子28はインク滴の吐出に関与しない圧電振動子であ
り、必要な剛性が確保できるように駆動振動子29より
も十分に広い幅に形成されている。なお、本実施形態に
おける圧電振動子28,29は、図3に示すように、圧
電体31と内部電極32,33の積層方向に対して直交
する方向に伸縮するいわゆる縦振動横効果の圧電振動子
である。The above-mentioned piezoelectric vibrator unit 4 is roughly constituted by a vibrator group 21 and a fixed plate 22. As shown in FIG. 2, the vibrator group 21 is arranged in a comb-tooth shape, and dummy vibrators 28, 28 located at both ends in the direction in which the piezoelectric vibrators are arranged (arrangement direction) are provided. Are arranged between the dummy vibrators 28, 28. Here, the driving vibrator 29 is a piezoelectric vibrator involved in ejection of ink droplets.
It is cut into an extremely narrow needle shape of about 100 μm. And these drive vibrators 29 ...
The same number of pressure chambers 10 are provided. The dummy vibrator 28 is a piezoelectric vibrator that does not contribute to the ejection of ink droplets, and is formed to have a width sufficiently larger than the drive vibrator 29 so as to secure necessary rigidity. As shown in FIG. 3, the piezoelectric vibrators 28 and 29 according to the present embodiment have a so-called longitudinal vibration transverse effect that expands and contracts in a direction perpendicular to the laminating direction of the piezoelectric body 31 and the internal electrodes 32 and 33. I am a child.
【0038】次に、図3を参照して、駆動振動子29に
ついて説明する。Next, the driving vibrator 29 will be described with reference to FIG.
【0039】この駆動振動子29は、共通内部電極(本
発明の第1内部電極に相当)32と、個別内部電極(本
発明の第2内部電極に相当)33とを圧電体31を挟ん
で交互に積層してある。ここで、共通内部電極32は全
ての駆動振動子29…に対して同じ電位レベルに設定さ
れる電極であり、個別内部電極33は各駆動振動子29
毎に電位レベルが設定される電極である。そして、この
駆動振動子29における振動子先端から振動子長手方向
(積層方向と直交する方向)の半分程度まで若しくは3
分の2程度までの部分を自由端部23aとし、この自由
端部23aの基端から振動子基端までの部分を基端部2
3bとしている。The driving vibrator 29 includes a common internal electrode (corresponding to a first internal electrode of the present invention) 32 and an individual internal electrode (corresponding to a second internal electrode of the present invention) 33 with a piezoelectric body 31 interposed therebetween. They are alternately stacked. Here, the common internal electrode 32 is an electrode that is set to the same potential level for all the driving vibrators 29.
This is an electrode for which a potential level is set every time. Then, from the tip of the vibrator of the driving vibrator 29 to about half of the longitudinal direction of the vibrator (direction orthogonal to the lamination direction) or 3
A portion up to about two-half is a free end 23a, and a portion from the base end of the free end 23a to the base end of the vibrator is the base end 2a.
3b.
【0040】自由端部23aには、共通内部電極32と
個別内部電極33とが重なり合った活性領域(オーバー
ラップ部分)を形成してある。これらの内部電極32,
33に電位差を与えると、活性領域の圧電体31が変形
(作動)して自由端部23aが振動子長手方向に変位し
て伸縮する。そして、共通内部電極32の基端は駆動振
動子29の基端面部で共通外部電極(本発明の第1外部
電極に相当)37に導通しており、また、個別内部電極
33の先端は駆動振動子29の先端面部で個別外部電極
(本発明の第2外部電極に相当)36に導通している。
なお、共通内部電極32の先端は振動子先端面部よりも
少し手前に位置しており、個別内部電極33の基端は自
由端部23aと基端部23bの境界に位置している。An active region (overlap portion) in which the common internal electrode 32 and the individual internal electrode 33 overlap each other is formed at the free end 23a. These internal electrodes 32,
When a potential difference is applied to the piezoelectric element 33, the piezoelectric element 31 in the active region is deformed (operated), and the free end 23a is displaced in the longitudinal direction of the vibrator to expand and contract. The base end of the common internal electrode 32 is electrically connected to the common external electrode (corresponding to the first external electrode of the present invention) 37 at the base end face of the driving vibrator 29, and the front end of the individual internal electrode 33 is driven. The tip of the vibrator 29 is electrically connected to an individual external electrode (corresponding to a second external electrode of the present invention) 36.
The distal end of the common internal electrode 32 is located slightly before the distal end surface of the transducer, and the proximal end of the individual internal electrode 33 is located at the boundary between the free end 23a and the proximal end 23b.
【0041】個別外部電極36は、駆動振動子29の先
端面部と、駆動振動子29における積層方向の一側面で
ある配線接続面(図3における上側の面)とに一連に形
成された電極であり、フレキシブルケーブル24(本発
明の配線部材に相当)の配線パターンと各個別内部電極
33とを導通する。そして、この個別外部電極36の配
線接続面側の部分は、振動子の基端部23b上の位置か
ら先端側に向けて連続的に形成されている。共通外部電
極37は、駆動振動子29の基端面部と、上記の配線接
続面とに一連に形成された電極であり、フレキシブルケ
ーブル24の配線パターンと共通内部電極32との間を
導通する。そして、この共通外部電極37における配線
接続面側の部分は個別外部電極36の固定板22側の端
部よりも少し基端寄りの位置から基端面部側に向けて連
続的に形成されている。The individual external electrodes 36 are electrodes formed in series on the tip surface of the driving oscillator 29 and the wiring connection surface (upper surface in FIG. 3) which is one side surface of the driving oscillator 29 in the stacking direction. In addition, the wiring pattern of the flexible cable 24 (corresponding to the wiring member of the present invention) and each individual internal electrode 33 are electrically connected. The portion of the individual external electrode 36 on the wiring connection surface side is formed continuously from the position on the base end portion 23b of the vibrator toward the distal end side. The common external electrode 37 is an electrode formed in series on the base end surface of the driving vibrator 29 and the above-described wiring connection surface, and conducts between the wiring pattern of the flexible cable 24 and the common internal electrode 32. The portion of the common external electrode 37 on the wiring connection surface side is continuously formed from a position slightly closer to the base end than the end of the individual external electrode 36 on the fixed plate 22 side toward the base end surface side. .
【0042】そして、本実施形態では、外部電極36,
37が形成されていない自由端部23aに配置される最
外層の圧電体31a(本発明の最外層圧電体に相当し、
以下最外層圧電体31aという)を、トリミング部とし
て用いている。このトリミング部は、トリミング、すな
わち、最外層圧電体31aの局部的な削除(穿孔或いは
除去)である局所凹を形成する部分である。従って、こ
のトリミング部は、本発明において、局所凹凸からなる
局部質量加減部の形成対象となる部分である。In this embodiment, the external electrodes 36,
The outermost piezoelectric body 31a (corresponding to the outermost piezoelectric body of the present invention, which is disposed at the free end 23a where no 37 is formed,
Hereinafter, the outermost piezoelectric body 31a) is used as a trimming portion. This trimming portion is a portion for forming a local recess which is trimming, that is, a local deletion (perforation or removal) of the outermost piezoelectric body 31a. Therefore, in the present invention, the trimming portion is a portion to be formed with a local mass-reducing portion composed of local irregularities.
【0043】このトリミング部に対して、最外層圧電体
31aの自由端部23aの先端側、例えば、図3に例示
する自由端部23aの先端から手前のX1の位置をトリ
ミングして局部凹を形成すると、駆動振動子29の変位
の大きいところが軽くなるので固有振動周期は短くな
る。一方、最外層圧電体31aの自由端部23aの基端
側、例えば、図3に例示する自由端部23aの先端から
X2の位置(自由端部23aの基端の手前の位置)をト
リミングすると、駆動振動子29の剛性が低下するので
固有振動周期は長くなる。With respect to the trimming portion, a local recess is formed by trimming a front end side of the free end portion 23a of the outermost layer piezoelectric body 31a, for example, a position of X1 before the front end of the free end portion 23a illustrated in FIG. When formed, the portion where the displacement of the driving vibrator 29 is large is lightened, so that the natural vibration period is shortened. On the other hand, when trimming the base end side of the free end 23a of the outermost piezoelectric body 31a, for example, the position of X2 from the tip of the free end 23a illustrated in FIG. 3 (the position just before the base end of the free end 23a). Since the rigidity of the driving vibrator 29 decreases, the natural vibration period becomes longer.
【0044】この駆動振動子29の固有振動周期は、図
4の符号Dの線分で示すように、最外層圧電体31aの
トリミングの位置が自由端部23aの基端側から先端側
に向かうに従って、ほぼ直線的に固有振動周期が短くな
る。このことから、最外層圧電体31aのトリミングを
行う位置次第で、駆動振動子29の固有振動周期を調整
できることが判る。また、トリミングの深さや範囲を調
整することによっても駆動振動周期の微調整が可能であ
る。そして、トリミング部のトリミングによって、個々
の駆動振動子29の固有振動周期のばらつきを許容範囲
以内に収めることができ、固有振動周期を揃えることが
できる。As shown by the line segment D in FIG. 4, the natural vibration period of the driving vibrator 29 is such that the trimming position of the outermost piezoelectric body 31a goes from the base end of the free end 23a to the tip end. Accordingly, the natural vibration period is shortened almost linearly. This indicates that the natural oscillation period of the driving oscillator 29 can be adjusted depending on the position where the outermost piezoelectric body 31a is trimmed. Further, fine adjustment of the driving vibration cycle is also possible by adjusting the trimming depth and range. Then, by the trimming of the trimming portion, the variation of the natural vibration cycle of each drive vibrator 29 can be kept within an allowable range, and the natural vibration cycle can be made uniform.
【0045】さらに、本実施形態では、外部電極36、
37をトリミング部とするのではなく、外部電極36,
37から外れた自由端部23aの最外層圧電体31aを
トリミング部としているので、トリミング時の不注意に
より外部電極36,37を分断して外部電極36,37
に面する圧電体31の活性を損なわせることがない。Further, in this embodiment, the external electrodes 36,
37 is not used as the trimming portion, but the external electrodes 36,
Since the outermost piezoelectric body 31a of the free end 23a deviated from 37 is used as a trimming portion, the external electrodes 36 and 37 are separated by carelessness at the time of trimming.
Does not impair the activity of the piezoelectric body 31 facing the surface.
【0046】なお、トリミングによって削除する深さ方
向(積層方向)の限度は最外層圧電体31aの厚みまで
とする。すなわち、最外層圧電体31aの裏面に配置さ
れる個別内部電極33を損傷しない範囲までを限度とす
る。これは最外層圧電体31aの裏面側に配置される圧
電体31の活性を損なわせないためである。The limit in the depth direction (stacking direction) to be deleted by trimming is limited to the thickness of the outermost piezoelectric body 31a. That is, the limit is set to a range that does not damage the individual internal electrodes 33 disposed on the back surface of the outermost piezoelectric body 31a. This is because the activity of the piezoelectric body 31 disposed on the back surface side of the outermost piezoelectric body 31a is not impaired.
【0047】ところで、上記した最外層圧電体31a
は、他の圧電体31とその厚さを同一に構成したもので
あるが、最外層圧電体31aの厚さは任意に設定可能で
ある。このため、最外層圧電体31aを他の圧電体31
より厚く構成してもよい。そして、最外層圧電体31
a、すなわちトリミング部を厚くすると、トリミング可
能な量が増えるので、固有振動周期の調整範囲が拡がる
とともに、最外層圧電体31aの裏面に配置される個別
内部電極33の損傷を抑制できる。その結果、不注意で
万一トリミング部を削除し過ぎたとしても、トリミング
部が十分に厚いので個別内部電極33を損傷することを
防止でき、製造の歩留りを高めることができる。By the way, the outermost piezoelectric body 31a
Has the same thickness as the other piezoelectric members 31, but the thickness of the outermost piezoelectric member 31a can be set arbitrarily. For this reason, the outermost piezoelectric body 31a is replaced with another piezoelectric body 31a.
It may be thicker. And the outermost layer piezoelectric body 31
a, that is, when the trimming portion is thickened, the amount that can be trimmed increases, so that the adjustment range of the natural vibration period is widened, and damage to the individual internal electrodes 33 arranged on the back surface of the outermost piezoelectric body 31a can be suppressed. As a result, even if the trimming portion is inadvertently deleted too much, the individual internal electrode 33 can be prevented from being damaged because the trimming portion is sufficiently thick, and the manufacturing yield can be increased.
【0048】また、最外層圧電体31aをトリミング部
とする構成のものに限らず、最外層圧電体31aにトリ
ミング部として別部材を設けてもよい。The outermost piezoelectric body 31a is not limited to the trimming portion, but another member may be provided as the trimming portion on the outermost piezoelectric body 31a.
【0049】例えば、図5に例示する圧電振動子ユニッ
ト4aの第1の変形例は、駆動振動子29の最外層圧電
体31aの表面に、圧電体31よりも高密度材料で形成
される質量付加部材40を一連に接合して、質量付加部
材40をトリミング部として構成したものである。この
質量付加部材40は、例えばステンレスやタングステン
等の金属材料から構成される。For example, in a first modified example of the piezoelectric vibrator unit 4a illustrated in FIG. 5, a mass formed of a material having a higher density than the piezoelectric body 31 is formed on the surface of the outermost piezoelectric body 31a of the driving vibrator 29. The mass addition member 40 is configured as a trimming portion by joining the addition members 40 in series. The mass adding member 40 is made of a metal material such as stainless steel or tungsten.
【0050】この変形例では、最外層圧電体31aに接
合される質量付加部材40をトリミング部として用いて
いるので、このトリミング部に対するトリミングによっ
て個々の駆動振動子29…の固有振動周期を調整して揃
えることができる。この場合、質量付加部が接合される
最外層圧電体31aは、その裏面に配置される個別内部
電極33の損傷を抑制する電極損傷防止材として機能す
る。なお、質量付加部材40と最外層圧電体31aとの
積層する2層をトリミング部として機能させてもよい。
この場合には、最外層圧電体31aの裏面に配置される
個別内部電極33に対して、質量付加部材40及び最外
層圧電体31aの2層による厚みがあるので、調整範囲
を拡大できるし、個別内部電極33の損傷を抑制するこ
ともできる。In this modification, since the mass adding member 40 joined to the outermost piezoelectric body 31a is used as a trimming portion, the natural vibration period of each of the driving vibrators 29 is adjusted by trimming the trimming portion. Can be aligned. In this case, the outermost piezoelectric body 31a to which the mass adding portion is joined functions as an electrode damage prevention material for suppressing damage to the individual internal electrodes 33 disposed on the back surface. It should be noted that the laminated two layers of the mass adding member 40 and the outermost piezoelectric body 31a may function as a trimming portion.
In this case, the thickness of the individual internal electrode 33 disposed on the back surface of the outermost piezoelectric body 31a is increased by the two layers of the mass adding member 40 and the outermost piezoelectric body 31a. Damage to the individual internal electrodes 33 can also be suppressed.
【0051】また、質量付加部材40は、第1の変形例
のものに限らない。例えば、図6や図7に示すように、
質量付加部材40を、第1の変形例のものよりも振動子
長手方向に短く設けて配置してもよい。The mass adding member 40 is not limited to that of the first modification. For example, as shown in FIGS. 6 and 7,
The mass adding member 40 may be disposed shorter in the longitudinal direction of the vibrator than that of the first modification.
【0052】図6に例示する第2の変形例の圧電振動子
ユニット4bは、固定板22との間を少し空けて、自由
端部23aの先端までの最外層圧電体31aの表面に、
質量付加部材40を一連に接合した駆動振動子29を備
えたものである。また、図7に例示する第3の変形例の
圧電振動子ユニット4cは、自由端部23aの先端から
手前に所定間隔空けた位置から駆動振動子29の基端ま
での最外層圧電体31aの表面に、質量付加部材40を
一連に接合した駆動振動子29を備えたものである。こ
れら第2及び第3の変形例も、質量付加部材40の配置
を異にするだけで図5に例示した第1の変形例同様の作
用、効果を奏する。The piezoelectric vibrator unit 4b of the second modified example illustrated in FIG. 6 has a small space between the fixed plate 22 and the surface of the outermost piezoelectric body 31a up to the tip of the free end 23a.
It is provided with a driving vibrator 29 in which a mass adding member 40 is joined in series. Further, the piezoelectric vibrator unit 4c of the third modified example illustrated in FIG. 7 has the outermost piezoelectric body 31a from a position spaced a predetermined distance from the tip of the free end 23a to the base end of the driving vibrator 29. On the surface, a driving vibrator 29 having a mass adding member 40 joined in series is provided. These second and third modified examples also have the same operation and effect as the first modified example illustrated in FIG. 5 only by changing the arrangement of the mass adding member 40.
【0053】ところで、上記した各変形例は、駆動振動
子29の一側面に質量付加部材40を接合する構成なの
で、質量付加部材40の剛性に起因して駆動振動子29
の伸縮時にベンディングモード(撓みモード)が励起さ
れる虞があるが、駆動振動子29の先端が島部16に接
合されているので、振動子長手方向に伸縮する振動モー
ドには影響を与え難い。In each of the above-described modifications, the mass adding member 40 is joined to one side surface of the driving vibrator 29.
There is a possibility that a bending mode (flexure mode) may be excited during the expansion and contraction of the actuator. However, since the tip of the drive oscillator 29 is joined to the island portion 16, the vibration mode that expands and contracts in the oscillator longitudinal direction is hardly affected. .
【0054】しかし、このベンディングモードの励起を
抑制することにより、吐出されるインク滴のインク量や
速度のばらつきを一層抑えることができる。そこで、駆
動振動子29の積層方向の対向する表面に対してそれぞ
れ質量付加部材40を接合し、駆動振動子29の剛性バ
ランスをとるようにしてもよい。However, by suppressing the excitation of the bending mode, it is possible to further suppress variations in the amount and speed of the ejected ink droplets. Therefore, the mass adding members 40 may be joined to the opposing surfaces of the driving vibrator 29 in the stacking direction to balance the rigidity of the driving vibrator 29.
【0055】例えば、図8に例示するように、第4の変
形例の圧電振動子ユニット4dは、駆動振動子29の自
由端部23aの基端から手前に所定間隔空けた位置から
自由端部23aの先端まで、最外層圧電体31aの表面
及び個別外部電極36の表面にそれぞれ質量付加部材4
0を対応させて一連に接合し、駆動振動子29を構成し
たものである。言い換えれば、図6に例示した第2の変
形例における質量付加部材40に対応させて、個別外部
電極36の表面に同一の質量付加部材40を接合したも
のである。このように、駆動振動子29の積層方向の対
向する表面に対して、それぞれ質量付加部材40を対応
するように接合することで、駆動振動子29の剛性バラ
ンスがとれ、ベンディングモードの励起を抑制すること
ができる。For example, as illustrated in FIG. 8, the piezoelectric vibrator unit 4d of the fourth modified example is configured such that the drive vibrator 29 has a free end 23a from a position spaced a predetermined distance before the base end of the free end 23a. The mass adding members 4 are provided on the surface of the outermost piezoelectric body 31a and the surface of the individual
The driving vibrator 29 is formed by joining a series of 0s corresponding to each other. In other words, the same mass adding member 40 is joined to the surface of the individual external electrode 36 corresponding to the mass adding member 40 in the second modification illustrated in FIG. In this manner, by joining the mass adding members 40 to the opposing surfaces in the stacking direction of the driving vibrator 29 so as to correspond to each other, the rigidity of the driving vibrator 29 is balanced and the excitation of the bending mode is suppressed. can do.
【0056】なお、上記した各変形例において、質量付
加部材40の厚さは適宜設定変更可能であり、圧電振動
子ユニット4の調整範囲に合わせて設定すればよい。In each of the above-described modifications, the thickness of the mass adding member 40 can be set and changed as appropriate, and may be set according to the adjustment range of the piezoelectric vibrator unit 4.
【0057】ところで、このような構成の駆動振動子2
9において、基端部23bは、活性領域の圧電体31の
作動時においても伸縮しない非作動部となる。そして、
本実施形態では、この非作動部を配線接続部として用い
ると共に、固定板接続部として用いている。By the way, the driving vibrator 2 having such a configuration
In 9, the base end portion 23b is a non-operating portion that does not expand and contract even when the piezoelectric body 31 in the active region operates. And
In the present embodiment, this non-operating portion is used as a wiring connection portion and also as a fixed plate connection portion.
【0058】即ち、この基端部23bの配線接続面側に
はフレキシブルケーブル24が配置されており、基端部
23b上で個別外部電極36及び共通外部電極37とフ
レキシブルケーブル24とが電気的に接続される。具体
的には、図2に示す共通電極配線部30と個別電極配線
部38の上にフレキシブルケーブル24の接続端部が載
置されて、半田付け等によってフレキシブルケーブル2
4が実装される。そして、このフレキシブルケーブル2
4を通して駆動パルスが各電極32,33,36,37
に供給される。一方、配線接続面とは反対側となる基端
部23bの固定板取付面には固定板22を接合してあ
る。要するに、この駆動振動子29はいわゆる片持梁の
ような状態で固定板22に固定されている。That is, the flexible cable 24 is arranged on the wiring connection surface side of the base end 23b, and the individual external electrode 36 and the common external electrode 37 and the flexible cable 24 are electrically connected on the base end 23b. Connected. Specifically, the connection end of the flexible cable 24 is placed on the common electrode wiring section 30 and the individual electrode wiring section 38 shown in FIG.
4 is implemented. And this flexible cable 2
4, the driving pulse is applied to each of the electrodes 32, 33, 36, 37.
Supplied to On the other hand, a fixed plate 22 is joined to the fixed plate mounting surface of the base end 23b opposite to the wiring connection surface. In short, the driving oscillator 29 is fixed to the fixed plate 22 in a state like a so-called cantilever.
【0059】以上の構成を有する圧電振動子4は、図1
に示すように、圧電振動子28,29の先端側を流路ユ
ニット3側に向けて取り付けられており、この取付状態
において、駆動振動子29の自由端部23aの先端面部
は、弾性板9の島部16に背面側から当接されており、
この先端面部と島部16とは接着剤によって接着されて
いる。このため、駆動振動子29に駆動パルスが供給さ
れると、駆動振動子29は振動子長手方向に伸縮し、ダ
イヤフラム部17を構成する弾性体膜14を前後方向に
変形させる。このダイヤフラム部17の前後方向の移動
に伴って圧力室12は、膨張或いは収縮して容積を変化
させる。The piezoelectric vibrator 4 having the above-described structure is similar to that of FIG.
As shown in FIG. 7, the piezoelectric vibrators 28 and 29 are mounted with the distal ends facing the flow path unit 3. In this mounted state, the distal end surface of the free end 23 a of the driving vibrator 29 is attached to the elastic plate 9. Is in contact with the island 16 from the back side,
The tip surface and the island 16 are adhered by an adhesive. Therefore, when a driving pulse is supplied to the driving vibrator 29, the driving vibrator 29 expands and contracts in the vibrator longitudinal direction, and deforms the elastic film 14 constituting the diaphragm portion 17 in the front-rear direction. The pressure chamber 12 expands or contracts in accordance with the movement of the diaphragm portion 17 in the front-rear direction, and changes the volume.
【0060】そして、ノズル開口10からインク滴を吐
出させる場合には、インク滴を吐出させる駆動振動子2
9に対して選択的に駆動信号を印加し、例えば、圧力室
12を一旦膨張させてから収縮させる。このようにする
と、圧力室12の膨張に伴ってリザーバ11内のインク
が圧力室12に流入し、圧力室12の収縮に伴って圧力
室12内のインクの圧力が高まる。そして、ノズル開口
10から押し出されたインクがインク滴として吐出され
る。When an ink droplet is ejected from the nozzle opening 10, the driving vibrator 2 for ejecting the ink droplet
A drive signal is selectively applied to the pressure chamber 9, and for example, the pressure chamber 12 is once expanded and then contracted. In this way, the ink in the reservoir 11 flows into the pressure chamber 12 as the pressure chamber 12 expands, and the pressure of the ink in the pressure chamber 12 increases as the pressure chamber 12 contracts. Then, the ink pushed out from the nozzle openings 10 is ejected as ink droplets.
【0061】次に、圧電振動子ユニット4の製造手順に
ついて説明する。Next, a procedure for manufacturing the piezoelectric vibrator unit 4 will be described.
【0062】まず、板状の積層体を作製する(積層体作
製工程)。この工程では、最初に、自由端部23aとな
る先端側部分では共通内部電極32と個別内部電極33
とが重ね合わせられ、基端部23bとなる基端側部分で
は共通内部電極32のみの非重合領域が形成されるよう
に、共通内部電極32と個別内部電極33とを圧電体3
1を挟んで交互に積層して板状の積層体を作製する。First, a plate-like laminate is produced (lamination production step). In this step, first, the common internal electrode 32 and the individual internal electrode 33
The common internal electrode 32 and the individual internal electrode 33 are connected to the piezoelectric body 3 so that a non-overlapping region including only the common internal electrode 32 is formed at the base end portion serving as the base end 23b.
1 to form a plate-like laminate.
【0063】板状の積層体を作製したならば、この積層
体の先端面部と配線接続面における先端から基端部23
b上までの範囲とに個別外部電極36を一連に形成する
と共に、積層体の基端面部と配線接続面における基端か
ら基端部23b上までの範囲に共通外部電極37を一連
に形成して外部電極付きの積層体を作製する。After the plate-like laminate is manufactured, the distal end face of the laminate and the front end 23 to the base end 23 of the wiring connection surface are connected.
b, and a common external electrode 37 is formed continuously in a range from the base end of the laminated body and the base end on the wiring connection surface to the base end 23b. To produce a laminate with external electrodes.
【0064】ところで、上記した変形例の圧電振動子ユ
ニット4を製造する場合は、積層体作製工程において、
質量付加部材40の接合工程が加わる。すなわち、外部
電極付きの積層体を作製した段階で、外部電極36,3
7が形成されていない最外層圧電体31aの表面に質量
付加部材40を一連に接合する工程を加えて積層体が作
製される。なお、質量付加部材40の接合工程は、外部
電極付きの積層体を作製した後に限らず、内部電極3
2,33と圧電体31を交互に積層して積層体を作製し
た後に行ってもよい。In the meantime, when manufacturing the piezoelectric vibrator unit 4 of the above-mentioned modified example, in the manufacturing process of the laminated body,
The joining step of the mass adding member 40 is added. That is, at the stage when the laminate with external electrodes is manufactured, the external electrodes 36, 3
A laminated body is manufactured by adding a step of joining the mass adding member 40 to the surface of the outermost layer piezoelectric body 31a in which 7 is not formed. In addition, the joining process of the mass adding member 40 is not limited to after the production of the laminate with the external electrodes,
This may be performed after the laminates 2 and 33 and the piezoelectric body 31 are alternately laminated to produce a laminate.
【0065】そして、外部電極付きの積層体を作製した
ならば、積層体の基端部23bの固定板取付面に固定板
22を接着等によって接合する(ユニット作製工程)。
そして、固定板22を接合したならば、ワイヤーソーや
ダイシングソー等を使用して、図2に示すように、板状
の積層体を櫛歯状に歯割りし、細長いニードル状の個別
の圧電振動子28、29に切り分けて複数本の振動子を
作製する(振動子作製工程)。このとき、図1及び図2
に示すように、溝39を斜めに形成して、固定板22側
では固定板22の先端位置までが、配線接続面側では基
端面部までがそれぞれ切り込まれるようにする。なお、
板状の積層体を固定板22へ固定してから歯割りするの
は、歯割りを安定して行われるようにし、その後の取扱
いを容易にするためである。従って、安定して歯割りす
ることができるのであれば、歯割りした後の積層体を固
定板22へ固定しても良い。After the laminate with the external electrodes is produced, the fixing plate 22 is bonded to the fixing plate mounting surface of the base end 23b of the laminate by bonding or the like (unit production step).
Then, after the fixing plate 22 is joined, as shown in FIG. 2, the plate-shaped laminated body is divided into comb-like shapes using a wire saw, a dicing saw, or the like. A plurality of vibrators are manufactured by cutting the vibrators 28 and 29 (vibrator manufacturing step). At this time, FIGS. 1 and 2
As shown in (2), the groove 39 is formed obliquely so that it is cut up to the distal end position of the fixed plate 22 on the fixed plate 22 side and to the base end surface portion on the wiring connection surface side. In addition,
The reason why the plate-shaped laminated body is fixed to the fixing plate 22 before splitting is to make the splitting stable and to facilitate the subsequent handling. Therefore, if it is possible to split the teeth stably, the laminated body after the splitting may be fixed to the fixing plate 22.
【0066】このようにして作製された圧電振動子ユニ
ット4において、駆動振動子29は、50μm〜100
μm程度のかなり細い幅に切り分けられているので、機
械的な加工方法を採用していることから駆動振動子29
の幅がばらついてしまう可能性がある。また、圧電振動
子を固定板22に接合するときの精度によって、圧電振
動子の自由端部23aの長さがばらつく可能性もある。
このような事情により、歯割り後の個々の駆動振動子2
9の固有振動周期が不揃いになっている可能性がある。In the piezoelectric vibrator unit 4 thus manufactured, the driving vibrator 29 has a size of 50 μm to 100 μm.
Since it is cut into a very small width of about μm, the driving oscillator 29
May vary. Further, the length of the free end 23a of the piezoelectric vibrator may vary depending on the accuracy when the piezoelectric vibrator is joined to the fixed plate 22.
Due to such circumstances, each of the driving vibrators 2 after the tooth splitting is performed.
9 may have irregular natural vibration periods.
【0067】そこで、本実施形態においては、板状の積
層体を切り分けて圧電振動子28,29を作製した後
に、前記した手法により各駆動振動子29の固有振動周
期を揃えている(調整工程)。この調整工程では、調整
を要する駆動振動子29のトリミング部にレーザービー
ムを照射して部分的に削除することで、各駆動振動子2
9の固有振動周期を揃える。これにより、全体として個
々の振動子の固有振動周期を同じに揃えることができ
る。Therefore, in this embodiment, after the piezoelectric vibrators 28 and 29 are manufactured by cutting the plate-shaped laminated body, the natural vibration periods of the driving vibrators 29 are made uniform by the above-described method (adjustment step). ). In this adjustment step, a laser beam is applied to the trimming portion of the driving vibrator 29 that needs to be adjusted to partially remove the trimming portion, so that each driving vibrator 2 can be adjusted.
9 have the same natural vibration period. This makes it possible to make the natural vibration periods of the individual vibrators the same as a whole.
【0068】以下、調整工程について、図9のフローチ
ャートに基づいて説明する。Hereinafter, the adjustment process will be described with reference to the flowchart of FIG.
【0069】この調整工程では、まず、各駆動振動子2
9の固有振動周期を測定する(S1)。例えば、レーザ
ドップラー振動計とオシロスコープを使用して駆動振動
子29の固有振動周期を測定する。そして、測定した駆
動振動子29の固有振動周期と目標値との差を計算し
(S2)、その差から、トリミング部のトリミングする
位置、深さを計算する(S3)。この計算は、例えば、
制御装置を構成するマイクロコンピュータのメモリ中
に、図4のグラフに示すようなトリミングの位置と固有
振動周期との関係を示すデータテーブルを持たせてお
き、それを利用することにより行うことができる。In this adjustment step, first, each driving vibrator 2
9 are measured (S1). For example, the natural oscillation period of the driving oscillator 29 is measured using a laser Doppler vibrometer and an oscilloscope. Then, the difference between the measured natural vibration period of the driving vibrator 29 and the target value is calculated (S2), and the trimming position and the depth of the trimming portion are calculated from the difference (S3). This calculation is, for example,
A data table showing the relationship between the trimming position and the natural vibration period as shown in the graph of FIG. 4 is provided in the memory of the microcomputer constituting the control device, and the data table can be used by using the data table. .
【0070】トリミングの位置、深さを計算したなら
ば、レーザビームを用いてトリミングを行い、トリミン
グ部の一部を削除し(S4)、調整を終了して次の駆動
振動子29の調整を行う。また、トリミング部の一部を
削除した後、トリミングした駆動振動子29の固有振動
周期を測定し、目標値の許容範囲に収まっているか否か
を判定する確認処理を設けてもよい。この確認処理によ
り、駆動振動周期が許容範囲内に収まっていないと判定
した場合には、再度上記した各処理(S1〜S4)を繰
り返し行うことで、調整精度を高めることができる。After calculating the trimming position and depth, trimming is performed using a laser beam, a part of the trimming portion is deleted (S4), the adjustment is completed, and the next drive oscillator 29 is adjusted. Do. Further, after a part of the trimming portion is deleted, a confirmation process for measuring a natural oscillation period of the trimmed drive oscillator 29 and determining whether or not the trimmed portion is within an allowable range of a target value may be provided. If it is determined that the driving vibration cycle is not within the allowable range by this confirmation processing, the above-described processing (S1 to S4) is repeated again to improve the adjustment accuracy.
【0071】ここで、トリミングする加工方法として、
高精度で容易にトリミングを行うことができるレーザー
ビーム加工を用いたが、これに限らず、他の公知の機械
的な加工方法や放電加工法を用いることもできる。特
に、上記した各変形例の場合は、質量付加部材40をト
リミングするので、レーザービーム加工に比べて精度の
落ちるプラズマ加工によって、トリミングを行っても個
別内部電極33に損傷を与えることがなく、固有振動周
期を調整することができる。すなわち、トリミング加工
装置の選択範囲を拡げることができる。Here, as a processing method for trimming,
Although laser beam processing that can easily perform trimming with high precision is used, the invention is not limited to this, and other known mechanical processing methods and electric discharge processing methods can also be used. In particular, in the case of each of the above-described modified examples, since the mass adding member 40 is trimmed, the individual internal electrodes 33 are not damaged even if the trimming is performed by plasma processing with lower precision than laser beam processing. The natural oscillation period can be adjusted. That is, the selection range of the trimming device can be expanded.
【0072】上記した製造方法の利点は、圧電振動子ユ
ニット4の製造工程の最終的な段階において、トリミン
グ部を調整することで、個々の駆動振動子29の固有振
動周期の不揃いをなくすことができる点である。これに
より、従来では、不良扱いとせざるを得なかった圧電振
動子ユニット4であっても、調整により製品に搭載でき
るものが得られ、製造の歩留りを高めることができる。
また、圧電振動子の固有振動周期のばらつきを抑えるこ
とができるので、インク滴の吐出特性(例えば、インク
滴の量や速度等)を各ノズル開口10同士の間で精度良
く揃えることができる。これにより、画質の向上が図れ
る。さらに、駆動振動周期の調整が製造工程の最終的な
段階で行われるため、調整後に駆動振動子29の駆動振
動周期が変わってしまう可能性は低い。従って、再調整
などの無駄な工程を行わなくて済み、製造の効率化が図
れる。The advantage of the above-described manufacturing method is that in the final stage of the manufacturing process of the piezoelectric vibrator unit 4, by adjusting the trimming portion, it is possible to eliminate irregularities in the natural vibration periods of the individual driving vibrators 29. It is possible. As a result, even if the piezoelectric vibrator unit 4 has conventionally been treated as defective, it can be mounted on a product by adjustment, and the production yield can be improved.
In addition, since the variation in the natural vibration period of the piezoelectric vibrator can be suppressed, the ejection characteristics of the ink droplets (for example, the amount and speed of the ink droplets) can be accurately aligned between the nozzle openings 10. Thereby, the image quality can be improved. Furthermore, since the adjustment of the drive oscillation cycle is performed at the final stage of the manufacturing process, the possibility that the drive oscillation cycle of the drive oscillator 29 changes after the adjustment is low. Therefore, unnecessary steps such as readjustment are not required, and the efficiency of manufacturing can be improved.
【0073】ところで、上記の第1実施形態では、駆動
振動子29のトリミング部をトリミングすることによっ
て、すなわち局所凹を形成することにより質量を減少さ
せると共にその位置を調整することによって固有振動周
期を調整したが、駆動振動子29に局所凸として質点4
1を付加することで質量を増加するとともにその位置を
調整することによって固有振動周期を調整するようにし
てもよい。In the first embodiment, the natural vibration period is reduced by trimming the trimming portion of the driving vibrator 29, that is, by reducing the mass and adjusting the position by forming a local concave. Although the adjustment was made, the mass of the
The natural vibration period may be adjusted by adding 1 to increase the mass and adjusting its position.
【0074】例えば、図10に例示する第2実施形態の
圧電振動子ユニット4eは、駆動振動子29の積層方向
の自由端部23aの表面を、質点41を付加する質点付
加部として構成したものである。具体的には、質点付加
部は、自由端部23aの先端から基端までを範囲とし
て、最外層圧電体31aの表面及び個別外部電極36の
表面に構成される。また、どちらか一方を質点付加部と
して構成してもよい。そして、この質点付加部に質点4
1を付加することで駆動振動子29の固有振動周期を調
整する。ここで、質点41とは、金属粒を混練した接着
剤若しくはワックス、又は、半田(以下、質点材とい
う)のような、ある程度質量のある液状体を自由端部2
3aの表面において固化させたものである。なお、質点
41は、付加した後に離脱しない止着力を有する。For example, the piezoelectric vibrator unit 4e of the second embodiment illustrated in FIG. 10 has the surface of the free end 23a in the stacking direction of the driving vibrator 29 configured as a mass adding section for adding a mass 41. It is. Specifically, the mass point adding portion is formed on the surface of the outermost piezoelectric body 31a and the surface of the individual external electrode 36 in a range from the distal end to the proximal end of the free end 23a. Further, either one of them may be configured as a mass point adding unit. Then, the mass point 4 is added to the mass addition section.
By adding 1, the natural vibration cycle of the driving vibrator 29 is adjusted. Here, the mass point 41 is a liquid material having a certain mass such as an adhesive or wax kneaded with metal particles or a solder (hereinafter referred to as a mass material).
3a is solidified on the surface. Note that the mass 41 has a fastening force that does not separate after being added.
【0075】この圧電振動子ユニット4eは次のように
して製造される。まず、共通内部電極32と個別内部電
極33とを共通内部電極32のみの非重合領域が残るよ
うに圧電体31を挟んで交互に積層して積層体を作製す
る。次に、積層体の先端面部と配線接続面における先端
から基端部23b上までの範囲とに個別外部電極36を
一連に形成すると共に、積層体の基端面部と配線接続面
における基端から基端部23b上までの範囲に共通外部
電極37を一連に形成する。The piezoelectric vibrator unit 4e is manufactured as follows. First, a common internal electrode 32 and an individual internal electrode 33 are alternately stacked with the piezoelectric body 31 interposed therebetween such that a non-polymerized region of only the common internal electrode 32 remains to produce a stacked body. Next, the individual external electrodes 36 are formed in a series on the distal end surface of the laminate and in the range from the distal end of the wiring connection surface to the position above the base end 23b. The common external electrode 37 is formed in a series in a range up to the base end 23b.
【0076】外部電極36,37を形成したならば、積
層体における基端部23bの固定板取付面に固定板22
を接合し、積層体を櫛歯状に歯割りした後、歯割りされ
た各駆動振動子29の固有振動周期を揃える調整工程を
行う。この調整工程は、質点付加部に対して、例えばホ
ットメルトインクジェットヘッドを備えた吐出装置(以
下、吐出装置という)を利用して質点材を吐出し、質点
付加部に着弾した質点材を固化させ質点41を付加する
ことで、各駆動振動子29の固有振動周期を揃えるもの
である。これにより、全体として個々の駆動振動子29
の固有振動周期を同じに揃えることができる。After the external electrodes 36 and 37 are formed, the fixing plate 22 is attached to the fixing plate mounting surface of the base end 23b of the laminate.
Are joined, and the laminated body is divided into comb teeth, and then an adjustment step is performed to equalize the natural vibration periods of the divided driving vibrators 29. In this adjusting step, the mass material is ejected to the mass adding unit by using, for example, an ejection device having a hot melt inkjet head (hereinafter, referred to as an ejection device), and the mass material landed on the mass addition unit is solidified. By adding the mass point 41, the natural vibration period of each driving vibrator 29 is made uniform. Thereby, the individual driving vibrators 29 as a whole are
Can have the same natural vibration period.
【0077】また、固有振動周期を調整する具体的手順
は、図9に例示したトリミングの場合と同様であるが、
以下の手順が相違する。すなわち、測定した駆動振動子
29の固有振動周期と目標値との差から、質点を付加す
る位置と固有振動周期との関係を示すデータテーブルに
基づいて、質点付加部の質点を付加する位置、付加する
量を計算し、この計算値から吐出装置により質点を付加
して調整する手順である。The specific procedure for adjusting the natural vibration period is the same as that in the case of trimming illustrated in FIG.
The following procedure is different. That is, based on the difference between the measured natural vibration cycle of the driving vibrator 29 and the target value, based on the data table indicating the relationship between the position at which the mass point is added and the natural vibration cycle, the position at which the mass point of the mass adding section is added, This is a procedure in which the amount to be added is calculated, and from the calculated value, a mass point is added and adjusted by the ejection device.
【0078】この第2の実施形態の場合は、質点41を
付加するため、すなわち自由端部23aに部分的に質量
を加えるため、固有振動周期を長くする方向に調整可能
である。従って、調整する際には、個々の駆動振動子2
9の内で一番長い固有振動周期を目標値として各駆動振
動子29の固有振動周期が揃えられる。In the case of the second embodiment, in order to add the mass point 41, that is, to partially add mass to the free end portion 23a, it is possible to adjust the natural vibration period in a direction to increase the natural vibration period. Therefore, when the adjustment is performed, the individual driving vibrators 2
9, the natural vibration period of each driving vibrator 29 is aligned with the longest natural vibration period as the target value.
【0079】ところで、上記した第1実施形態及び第2
実施形態では、圧電体31の積層方向に直交する方向に
伸縮する縦振動横効果の圧電振動子を備えた圧電振動子
ユニット4について説明したが、図11に例示するよう
に、圧電体31の積層方向に沿った方向に変形する縦振
動縦効果の圧電振動子を備えた圧電振動子ユニット4f
においても本発明を適用することができる。Incidentally, the first embodiment and the second embodiment
In the embodiment, the piezoelectric vibrator unit 4 including the piezoelectric vibrator of the longitudinal vibration and the lateral effect which expands and contracts in the direction orthogonal to the laminating direction of the piezoelectric body 31 has been described. However, as illustrated in FIG. Piezoelectric vibrator unit 4f provided with a piezoelectric vibrator of a longitudinal vibration longitudinal effect deforming in the direction along the lamination direction
The present invention can also be applied to
【0080】図11に例示する第3実施形態の圧電振動
子ユニット4fは、駆動振動子29に活性領域が形成さ
れるように、共通内部電極32と個別内部電極33とを
圧電体31を挟んで交互に積層し、共通内部電極32に
導通された共通外部電極37を一方の側面に、また個別
内部電極33に導通された個別外部電極36を他方の側
面に形成して構成される。そして、この駆動振動子29
は、その最外層圧電体31a(最上層の圧電体31)の
先端が圧力室12の一部を構成する弾性板9に接合さ
れ、内部電極32,33に電位差を与えることにより積
層方向(図11の上下方向)に変位して弾性板9が作動
し、これに連動して圧力室12が作動しインク滴が吐出
される。In the piezoelectric vibrator unit 4f according to the third embodiment illustrated in FIG. 11, a common internal electrode 32 and an individual internal electrode 33 sandwich a piezoelectric body 31 so that an active area is formed in a driving vibrator 29. The common external electrode 37 electrically connected to the common internal electrode 32 is formed on one side, and the individual external electrode 36 electrically connected to the individual internal electrode 33 is formed on the other side. Then, the driving vibrator 29
The tip of the outermost piezoelectric body 31 a (the uppermost piezoelectric body 31) is joined to the elastic plate 9 constituting a part of the pressure chamber 12, and a potential difference is applied to the internal electrodes 32 and 33 so that the stacking direction (FIG. 11, the elastic plate 9 is actuated, and the pressure chamber 12 is actuated in conjunction with the actuation of the elastic plate 9 to eject ink droplets.
【0081】この駆動振動子29の固有振動周期を調整
するには、積層方向の最も外層となる最外層圧電体31
aをトリミング部とし、このトリミング部をトリミング
する。また、自由端部23aの表面となる個別外部電極
36の表面及び共通外部電極37の表面を質点付加部と
し、この質点付加部に質点41を付加することによって
も固有振動周期を調整することができる。なお、最外層
圧電体31aの表面に質量付加部材40を接合してトリ
ミング部としてもよい。In order to adjust the natural vibration period of the driving vibrator 29, the outermost piezoelectric body 31 that is the outermost layer in the laminating direction is adjusted.
a is a trimming portion, and the trimming portion is trimmed. Also, the surface of the individual external electrode 36 and the surface of the common external electrode 37 serving as the surface of the free end 23a may be used as a mass point adding section, and the natural oscillation period may be adjusted by adding the mass point 41 to the mass adding section. it can. Note that the mass adding member 40 may be joined to the surface of the outermost piezoelectric body 31a to form a trimming portion.
【0082】ところで、上記した各実施形態では、駆動
振動子29の固有振動周期を調整するのに、トリミング
部に対するトリミングと、質点付加部に対する質点41
の付加とを個別に行う場合について説明したが、調整方
法はこれに限定されない。例えば、駆動振動子29にト
リミング部及び質点付加部を構成して、トリミング部に
対するトリミングと質点付加部に対する質点41の付加
を併せて行うことで、駆動振動子29の固有振動周期を
調整してもよい。また、トリミング部に対する質点41
の付加や、トリミング部に対してトリミング及び質点4
1の付加を併せて行うことで、駆動振動子29の固有振
動周期を調整してもよい。要するに、局所凹凸からなる
局部質量加減部を形成することにより、圧電振動子の固
定振動周期を調整することができる。このようにトリミ
ングと質点41の付加を併せて行うと、駆動振動子29
の調整範囲を拡げることができる。In each of the above-described embodiments, in order to adjust the natural vibration period of the driving vibrator 29, trimming for the trimming portion and mass point 41 for the mass adding portion are performed.
Has been described above, but the adjustment method is not limited to this. For example, by configuring a trimming unit and a mass point adding unit in the driving vibrator 29 and performing trimming on the trimming unit and addition of the mass point 41 on the mass adding unit together, the natural vibration period of the driving vibrator 29 is adjusted. Is also good. Also, the mass point 41 for the trimming portion
Addition and trimming and mass 4
By adding 1 in addition, the natural vibration cycle of the driving vibrator 29 may be adjusted. In short, the fixed vibration period of the piezoelectric vibrator can be adjusted by forming the local mass adjusting portion composed of the local unevenness. When the trimming and the addition of the mass point 41 are performed in this manner, the driving oscillator 29
Adjustment range can be expanded.
【0083】また、上記した各実施形態では、圧電振動
子ユニット4の単体で各駆動振動子29…の固有振動周
期を調整する場合について説明したが、記録ヘッド1に
組み立てた状態で各駆動振動子29…の固有振動周期を
調整してもよい。以下、この方法を採った第4実施形態
について説明する。Further, in each of the above-described embodiments, the case where the natural vibration cycle of each of the driving vibrators 29... Is adjusted by the piezoelectric vibrator unit 4 alone has been described. The natural oscillation period of the sub-elements 29 may be adjusted. Hereinafter, a fourth embodiment employing this method will be described.
【0084】この第4実施形態では、図12に一点鎖線
で示すように、ケース2の外側と収納空部5とを連通す
る調整処理用開口42をケース2に開設する。この調整
処理用開口42は、駆動振動子29…に対する固有振動
周期の調整処理、つまり、局部質量加減部の形成をケー
ス2の外側から行うためのものであり、ケース2内に取
り付けられた各駆動振動子29…の自由端部に臨ませて
開設している。従って、この調整処理用開口42を通じ
てトリミング部に対するトリミングや質点付加部に対す
る質点41の付加を行うことにより、記録ヘッド1に圧
電振動子ユニット4を組み付けた状態で局部質量加減部
を形成でき、各駆動振動子29…の固有振動周期の調整
が行える。In the fourth embodiment, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 12, an opening 42 for adjustment processing for communicating the outside of the case 2 with the storage space 5 is opened in the case 2. The adjustment processing opening 42 is used for adjusting the natural vibration period of the driving vibrators 29, that is, for forming the local mass adjusting portion from outside the case 2. The drive vibrators 29 are opened facing the free ends. Therefore, by performing trimming on the trimming portion and adding mass point 41 to the mass point adding portion through the adjustment processing opening 42, a local mass adjusting portion can be formed with the piezoelectric vibrator unit 4 assembled to the recording head 1. The natural vibration period of the driving vibrators 29 can be adjusted.
【0085】この第4実施形態では、次の手順で記録ヘ
ッド1が製造される。まず、圧電振動子ユニット4を作
製する。簡単に説明すると、自由端部23aに活性領域
が形成されるように、共通内部電極32と個別内部電極
33とを圧電体31を挟んで交互に積層して板状の積層
体基材を作製し、この積層体基材の表面に個別外部電極
36と共通外部電極37とを形成して外部電極付きの積
層体を作製する。積層体を作製したならば、積層体の固
定板取付面に固定板22を接合し、積層体を櫛歯状に切
り分けて複数本の圧電振動子28,29を作製する。In the fourth embodiment, the recording head 1 is manufactured according to the following procedure. First, the piezoelectric vibrator unit 4 is manufactured. Briefly, a plate-shaped laminated body is produced by alternately laminating the common internal electrodes 32 and the individual internal electrodes 33 with the piezoelectric body 31 interposed therebetween so that an active region is formed at the free end 23a. Then, an individual external electrode 36 and a common external electrode 37 are formed on the surface of the laminate base material to produce a laminate with external electrodes. After the stack is manufactured, the fixing plate 22 is joined to the fixing plate mounting surface of the stack, and the stack is cut into a comb-like shape to manufacture a plurality of piezoelectric vibrators 28 and 29.
【0086】圧電振動子ユニット4を作製したならば、
別途作製された流路ユニット3とケース2とを接合し、
この接合体の内部、つまり、収納空部5に圧電振動子ユ
ニット4を収容する。収納空部5内に圧電振動子ユニッ
ト4を収容したならば、各駆動振動子29…の固有振動
周期を調整する。この調整は、固有振動周期測定工程
と、振動周期調整工程とからなる。After the piezoelectric vibrator unit 4 is manufactured,
The separately manufactured flow path unit 3 and the case 2 are joined,
The piezoelectric vibrator unit 4 is housed inside the joined body, that is, in the housing space 5. When the piezoelectric vibrator unit 4 is housed in the housing space 5, the natural vibration period of each drive vibrator 29 is adjusted. This adjustment includes a natural vibration cycle measuring step and a vibration cycle adjusting step.
【0087】固有振動周期測定工程は、全ての駆動振動
子29…に調整用駆動信号を印加することにより、島部
16に接合された状態の駆動振動子29の固有振動周期
を測定する工程である。この測定は、上記した実施形態
と同様に、例えば、レーザドップラー振動計とオシロス
コープを使用して行う。また、振動周期調整工程は、各
駆動振動子29…における固有振動周期を揃える工程で
ある。即ち、固有振動周期測定工程での測定結果に基づ
いて個々の駆動振動子29に対する処理条件を設定し、
設定した処理条件に基づいて当該駆動振動子29の自由
端部表面に局部質量加減部を形成する。即ち、トリミン
グによる局所凹或いは質点41の付加による局所凸を、
調整処理用開口42を通じてケース2の外部から適宜形
成する。The natural vibration cycle measuring step is a step of measuring the natural vibration cycle of the driving vibrator 29 joined to the island 16 by applying an adjustment drive signal to all the driving vibrators 29. is there. This measurement is performed using, for example, a laser Doppler vibrometer and an oscilloscope as in the above-described embodiment. The vibration cycle adjusting step is a step of making the natural vibration cycles of the respective driving vibrators 29. That is, the processing conditions for the individual driving vibrators 29 are set based on the measurement results in the natural vibration period measuring step,
Based on the set processing conditions, a local mass adjusting portion is formed on the free end surface of the driving vibrator 29. That is, the local concave due to the trimming or the local convex due to the addition of the mass point 41,
It is formed as appropriate from the outside of the case 2 through the adjustment processing opening 42.
【0088】この調整方法では、記録ヘッド1に組み立
てた状態で駆動振動子29の固有振動周期を調整するの
で、駆動振動子29以外のばらつき要因についても調整
できる。例えば、駆動振動子29と島部16との接合状
態のばらつきなども含めて調整できる。また、固有振動
周期の調整が記録ヘッド1の製造工程における最終的な
段階で行われるため、再調整などの無駄な工程を行わな
くて済み、製造の効率化が図れる。According to this adjustment method, the natural vibration period of the driving vibrator 29 is adjusted in a state where the driving vibrator 29 is assembled to the recording head 1. For example, the adjustment can be performed including the variation in the joining state between the drive oscillator 29 and the island portion 16. Further, since the adjustment of the natural oscillation period is performed at the final stage in the manufacturing process of the recording head 1, useless processes such as readjustment are not required, and the manufacturing efficiency can be improved.
【0089】また、上記した各実施形態では、液体噴射
ヘッドとして画像記録装置に用いられるインクジェット
式記録ヘッド1を例示したが、本発明の適用対象は、こ
の記録ヘッド1に限定されるものではない。例えば、光
学フィルタの製造装置、捺染装置或いはマイクロディス
ペンサといった産業機械用の噴射ヘッドにも適用でき
る。そして、何れの液体噴射ヘッドについても、耐久性
の高い圧電振動子を用いているため、長期間に亘って安
定して使用することができる。In each of the embodiments described above, the ink jet recording head 1 used in the image recording apparatus is exemplified as the liquid ejecting head. However, the application of the present invention is not limited to the recording head 1. . For example, the present invention can be applied to an injection head for an industrial machine such as an optical filter manufacturing apparatus, a textile printing apparatus, or a micro dispenser. In addition, since any of the liquid ejecting heads uses a highly durable piezoelectric vibrator, it can be stably used for a long period of time.
【0090】[0090]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、以
下の効果を奏する。圧電振動子の最外層の自由端部にお
ける表面に、局所凹凸からなる局部質量加減部を形成す
ることにより、当該圧電振動子の固有振動周期を調整す
ることができ、これにより当該圧電振動子の固有振動周
期を他の固有振動周期と揃えることができる。したがっ
て、各ノズル開口から吐出する液滴の吐出特性を揃える
ことができる。そして、固有振動周期を調整できるの
で、従来では不良扱いとせざるを得なかった圧電振動子
ユニットであっても、調整により製品に搭載できるもの
が得られ、製造の歩留りを高めることができる。As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. By forming a local mass adjusting portion composed of local irregularities on the surface of the free end portion of the outermost layer of the piezoelectric vibrator, it is possible to adjust the natural vibration period of the piezoelectric vibrator. The natural vibration period can be made equal to other natural vibration periods. Therefore, the ejection characteristics of the droplets ejected from each nozzle opening can be made uniform. Since the natural vibration period can be adjusted, even a piezoelectric vibrator unit which had to be treated as a defect in the past can be mounted on a product by adjustment, and the production yield can be improved.
【0091】また、固有振動周期の調整は、振動子に切
り分けられた後に行われるため、調整後に圧電振動子の
固有振動周期が変わってしまう可能性は低い。このた
め、再調整などの無駄な工程を行わなくて済み、製造の
効率化が図れる。Further, since the adjustment of the natural vibration cycle is performed after the vibration is divided into the vibrators, it is unlikely that the natural vibration cycle of the piezoelectric vibrator changes after the adjustment. Therefore, unnecessary steps such as readjustment are not required, and the efficiency of manufacturing can be improved.
【図1】本発明の第1実施形態に係る圧電振動子ユニッ
ト及びインクジェット式記録ヘッドの要部を拡大して示
した断面図である。FIG. 1 is an enlarged sectional view showing a main part of a piezoelectric vibrator unit and an ink jet recording head according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1実施形態に係る圧電振動子ユニッ
トの外観斜視図である。FIG. 2 is an external perspective view of the piezoelectric vibrator unit according to the first embodiment of the present invention.
【図3】図2のA−A断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;
【図4】本発明の第1実施形態に係る圧電振動子ユニッ
トのトリミングの位置とその固有振動周期との関係を示
した図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a trimming position of the piezoelectric vibrator unit according to the first embodiment of the present invention and its natural vibration period.
【図5】本発明の第1実施形態に係る圧電振動子ユニッ
トの第1の変形例の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a first modified example of the piezoelectric vibrator unit according to the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第1実施形態に係る圧電振動子ユニッ
トの第2の変形例の断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a second modification of the piezoelectric vibrator unit according to the first embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第1実施形態に係る圧電振動子ユニッ
トの第3の変形例の断面図である。FIG. 7 is a sectional view of a third modified example of the piezoelectric vibrator unit according to the first embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第1実施形態に係る圧電振動子ユニッ
トの第4の変形例の断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a fourth modified example of the piezoelectric vibrator unit according to the first embodiment of the present invention.
【図9】本発明の製造方法における調整工程の一例を示
したフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of an adjustment step in the manufacturing method of the present invention.
【図10】本発明の第2実施形態に係る圧電振動子ユニ
ットの断面図である。FIG. 10 is a sectional view of a piezoelectric vibrator unit according to a second embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第3実施形態に係る圧電振動子ユニ
ットの断面図である。FIG. 11 is a sectional view of a piezoelectric vibrator unit according to a third embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第4実施形態に係る記録ヘッドの要
部断面図である。FIG. 12 is a sectional view of a main part of a recording head according to a fourth embodiment of the invention.
1 記録ヘッド 3 流路ユニット 4 圧電振動子ユニット 4a、4b、4c、4d、4e、4f 変形例の圧電振
動子ユニット 7 流路形成板 8 ノズルプレート 9 弾性板 10 ノズル開口 16 島部 21 振動子群 22 固定板 23a 自由端部 23b 基端部 24 フレキシブルケーブル(配線部材) 29 駆動振動子 31 圧電体 31a 最外層の圧電体(最外層圧電体) 32 共通内部電極(第1内部電極) 33 個別内部電極(第2内部電極) 36 個別外部電極(第2外部電極) 37 共通外部電極(第1外部電極) 39 溝 40 質量付加部材 41 質点 42 調整処理用開口DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Recording head 3 Flow path unit 4 Piezoelectric vibrator unit 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f Piezoelectric vibrator unit of a modification 7 Flow path forming plate 8 Nozzle plate 9 Elastic plate 10 Nozzle opening 16 Island part 21 Vibrator Group 22 fixing plate 23a free end 23b base end 24 flexible cable (wiring member) 29 drive vibrator 31 piezoelectric body 31a outermost layer piezoelectric body (outermost layer piezoelectric body) 32 common internal electrode (first internal electrode) 33 individual Internal electrode (second internal electrode) 36 Individual external electrode (second external electrode) 37 Common external electrode (first external electrode) 39 Groove 40 Mass adding member 41 Mass point 42 Opening for adjustment processing
Claims (20)
第1内部電極と第2内部電極とを圧電体を挟んで交互に
積層すると共に、第1内部電極に導通された第1外部電
極及び第2内部電極に導通された第2外部電極を表面に
形成した圧電振動子を複数備え、第1外部電極及び第2
外部電極を通じて活性領域の圧電体に電位差を与えるこ
とで当該圧電体を作動させ、自由端部を変位可能に構成
した圧電振動子ユニットにおいて、 圧電振動子の最外層の自由端部における表面に、局所凹
凸からなる局部質量加減部を有することを特徴とする圧
電振動子ユニット。A first internal electrode and a second internal electrode are alternately stacked with a piezoelectric body interposed therebetween so that an active region is formed at a free end, and a first external electrode electrically connected to the first internal electrode. A plurality of piezoelectric vibrators each having a surface formed with a second external electrode electrically connected to the first electrode and the second internal electrode;
In the piezoelectric vibrator unit in which the piezoelectric body is actuated by giving a potential difference to the piezoelectric body in the active region through the external electrode to displace the free end, the outermost layer of the piezoelectric vibrator has a surface at the free end, A piezoelectric vibrator unit, comprising a local mass adjusting portion composed of local irregularities.
ミングによって局所凹を形成するトリミング部としたこ
とを特徴とする請求項1記載の圧電振動子ユニット。2. The piezoelectric vibrator unit according to claim 1, wherein the free end of the outermost layer of the piezoelectric vibrator is a trimming portion for forming a local recess by trimming.
も厚く構成したことを特徴とする請求項1又は請求項2
に記載の圧電振動子ユニット。3. The piezoelectric device according to claim 1, wherein the outermost piezoelectric body is thicker than the other piezoelectric body layers.
4. The piezoelectric vibrator unit according to item 1.
りも高密度の材料で形成される質量付加部材を接合し、
この質量付加部材をトリミング部としたことを特徴とす
る請求項1から請求項3の何れかに記載の圧電振動子ユ
ニット。4. A mass adding member formed of a material having a higher density than the piezoelectric body is joined to a surface of the outermost piezoelectric body,
The piezoelectric vibrator unit according to claim 1, wherein the mass adding member is a trimming portion.
したことを特徴とする請求項4記載の圧電振動子ユニッ
ト。5. The piezoelectric vibrator unit according to claim 4, wherein the mass adding member is joined to both surfaces of the piezoelectric vibrator.
れからも外れた最外層の表面をトリミング部としたこと
を特徴とする請求項1から請求項5の何れかに記載の圧
電振動子ユニット。6. The piezoelectric vibration according to claim 1, wherein a surface of an outermost layer that is separated from both the first external electrode and the second external electrode is a trimming portion. Child unit.
の付加によって局所凸を形成する質点付加部としたこと
を特徴とする請求項1記載の圧電振動子ユニット。7. The piezoelectric vibrator unit according to claim 1, wherein the free end of the outermost layer of the piezoelectric vibrator is a mass adding section that forms a local projection by adding a mass.
又は、半田の何れか一つからなる質点材を流動状で付加
して固化させて形成したものであることを特徴とする請
求項7記載の圧電振動子ユニット。8. The mass point may be an adhesive or a wax,
8. The piezoelectric vibrator unit according to claim 7, wherein the piezoelectric vibrator unit is formed by adding and solidifying a mass material made of any one of solder in a fluid state.
を交互に積層した積層体を、櫛歯状に歯割りすることで
作製された振動子群によって構成されていることを特徴
とする請求項1から請求項8の何れかに記載の圧電振動
子ユニット。9. The piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein the piezoelectric vibrator is constituted by a vibrator group produced by dividing a laminated body in which piezoelectric bodies and internal electrodes are alternately laminated into a comb shape. The piezoelectric vibrator unit according to any one of claims 1 to 8.
向と直交する方向に変位可能な縦振動横効果の圧電振動
子であることを特徴とする請求項1から請求項9の何れ
かに記載の圧電振動子ユニット。10. The piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein the piezoelectric vibrator is a piezoelectric vibrator having a longitudinal vibration and a lateral effect capable of displacing a free end in a direction orthogonal to a laminating direction. 4. The piezoelectric vibrator unit according to item 1.
向に変位可能な縦振動縦効果の圧電振動子であることを
特徴とする請求項1から請求項9の何れかに記載の圧電
振動子ユニット。11. The piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein the piezoelectric vibrator is a piezoelectric vibrator having a longitudinal vibration longitudinal effect capable of displacing a free end in a laminating direction. Transducer unit.
の作動時においても伸縮しない非作動部を備え、この非
作動部を固定板に接合したことを特徴とする請求項1か
ら請求項11の何れかに記載の圧電振動子ユニット。12. The piezoelectric vibrator according to claim 1, further comprising a non-operating portion that does not expand and contract even when the piezoelectric body in the active region operates, and the non-operating portion is joined to a fixed plate. 12. The piezoelectric vibrator unit according to any one of the eleventh to eleventh aspects.
載の圧電振動子ユニットと、ノズル開口に連通した圧力
室の封止材の一部を構成する弾性板を備えた流路ユニッ
トとを具備し、 圧電振動子の先端面部を弾性板に接合させた状態で圧電
振動子ユニットを取り付けたことを特徴とする液体噴射
ヘッド。13. A piezoelectric vibrator unit according to claim 1, further comprising: a flow path unit provided with an elastic plate constituting a part of a sealing material of a pressure chamber communicating with the nozzle opening. A liquid ejecting head comprising: a piezoelectric vibrator unit mounted in a state in which a front end surface of the piezoelectric vibrator is joined to an elastic plate.
収納空部を形成したケースを備え、 該ケースには、ケースの外側と収納空部とを連通する調
整処理用開口を各圧電振動子に臨ませて開設し、この調
整処理用開口を通じて前記局部質量加減部をケースの外
側から形成可能に構成したことを特徴とする請求項13
に記載の液体噴射ヘッド。14. A case having a storage space formed therein for accommodating the piezoelectric vibrator unit, wherein the case has an adjustment processing opening for communicating the outside of the case and the storage space in each piezoelectric vibrator. 14. The device according to claim 13, wherein the local mass control unit is formed from the outside of the case through the opening for adjustment processing.
3. The liquid jet head according to 1.
に共通内部電極となる電極層と個別内部電極となる電極
層とを圧電体を挟んで交互に積層した後、共通内部電極
に導通させた共通外部電極及び個別内部電極に導通させ
た個別外部電極を表面に形成して板状の積層体を作製す
る積層体作製工程と、 積層体作製工程で作製された積層体の固定端部を固定板
に接合するユニット作製工程と、 固定板に取り付けられた積層体を切り分けて複数の圧電
振動子を作製する振動子作製工程と、 切り分けられた圧電振動子における積層方向の最も外層
に局所凹凸からなる局部質量加減部を形成する調整工程
とを経て製造することを特徴とする圧電振動子ユニット
の製造方法。15. An electrode layer serving as a common internal electrode and an electrode layer serving as an individual internal electrode are alternately stacked with a piezoelectric body interposed therebetween so that an active region is formed at a free end. A laminate forming step of forming a plate-like laminate by forming on the surface individual common electrodes electrically connected to the separated common external electrode and the individual internal electrode, and a fixed end portion of the laminate prepared in the laminate forming step A unit manufacturing step of bonding the unit to the fixed plate, a vibrator forming step of cutting the laminated body attached to the fixed plate to form a plurality of piezoelectric vibrators, and a localization in the outermost layer in the laminating direction of the separated piezoelectric vibrators. A method for manufacturing a piezoelectric vibrator unit, which is manufactured through an adjusting step of forming a local mass adjusting portion made of irregularities.
に共通内部電極となる電極層と個別内部電極となる電極
層とを圧電体を挟んで交互に積層した後、共通内部電極
に導通させた共通外部電極及び個別内部電極に導通させ
た個別外部電極を表面に形成して板状の積層体を作製す
る積層体作製工程と、 積層体作製工程で作製された積層体の固定端部を固定板
に接合するユニット作製工程と、 固定板に取り付けられた積層体を切り分けて複数の圧電
振動子を作製する振動子作製工程と、 切り分けられた圧電振動子の積層方向の最も外層となる
最外圧電体の自由端部をトリミングすることによって、
各圧電振動子の固有振動周期を揃える調整工程とを経て
製造することを特徴とする圧電振動子ユニットの製造方
法。16. An electrode layer serving as a common internal electrode and an electrode layer serving as an individual internal electrode are alternately stacked with a piezoelectric body interposed therebetween so that an active region is formed at a free end. A laminate forming step of forming a plate-like laminate by forming on the surface individual common electrodes electrically connected to the separated common external electrode and the individual internal electrode, and a fixed end portion of the laminate prepared in the laminate forming step Unit manufacturing step of bonding the piezoelectric vibrator to the fixed plate, a vibrator preparing step of cutting the laminated body attached to the fixed plate to form a plurality of piezoelectric vibrators, and the outermost layer in the laminating direction of the cut piezoelectric vibrators. By trimming the free end of the outermost piezoelectric body,
A method of manufacturing a piezoelectric vibrator unit, which comprises manufacturing the piezoelectric vibrator unit through an adjusting step of equalizing the natural vibration periods of the respective piezoelectric vibrators.
工、機械的加工、又は放電加工のいずれか一つによっ
て、自由端部の最外圧電体をトリミングすることを特徴
とする請求項16に記載の圧電振動子ユニットの製造方
法。17. The method according to claim 16, wherein in the adjusting step, an outermost piezoelectric body at a free end is trimmed by one of laser beam machining, mechanical machining, and electric discharge machining. A method for manufacturing a piezoelectric vibrator unit.
に共通内部電極となる電極層と個別内部電極となる電極
層とを圧電体を挟んで交互に積層した後、共通内部電極
に導通させた共通外部電極及び個別内部電極に導通させ
た個別外部電極を表面に形成して板状の積層体を作製す
る積層体作製工程と、 外部電極が形成された積層体の固定端部を固定板に取り
付けるユニット作製工程と、 固定板に取り付けられた積層体を切り分けて複数の圧電
振動子を作製する振動子作製工程と、 切り分けられた圧電振動子の自由端部の表面に質点を付
加することによって、各圧電振動子の固有振動周期を揃
える調整工程とを経て製造することを特徴とする圧電振
動子ユニットの製造方法。18. An electrode layer serving as a common internal electrode and an electrode layer serving as an individual internal electrode are alternately stacked with a piezoelectric body interposed therebetween so that an active region is formed at a free end. A laminate forming step of forming a plate-shaped laminate by forming on the surface an individual external electrode electrically connected to the common external electrode and the individual internal electrode, and fixing the fixed end of the laminate on which the external electrode is formed A unit manufacturing process for attaching to a plate, a vibrator producing process for producing a plurality of piezoelectric vibrators by separating a laminated body attached to a fixed plate, and adding a mass point to a surface of a free end of the divided piezoelectric vibrator. And a step of adjusting the natural vibration period of each piezoelectric vibrator.
ックス、又は半田からなる質点材を自由端部の表面に吐
出することで質点を付加することを特徴とする請求項1
8に記載の圧電振動子ユニットの製造方法。19. The method according to claim 1, wherein in the adjusting step, a mass is formed by discharging a mass material made of an adhesive, wax, or solder to the surface of the free end.
9. The method for manufacturing a piezoelectric vibrator unit according to item 8.
に第1内部電極と第2内部電極とを圧電体を挟んで交互
に積層すると共に、第1内部電極に導通された第1外部
電極及び第2内部電極に導通された第2外部電極を表面
に形成した圧電振動子を複数備え、第1外部電極及び第
2外部電極を通じて活性領域の圧電体に電位差を与える
ことで当該圧電体を作動させ、自由端部を変位可能とし
た圧電振動子ユニットと、 ノズル開口に連通した圧力室の封止材の一部を構成する
弾性板を備えた流路ユニットと、 上記振動子ユニットを収納可能な収容空部、及び、該収
容空部と外部とを連通し、収容空部内に収容された振動
子ユニットの自由端部表面が臨む調整処理用開口が形成
されたケースとを具備し、 上記圧電振動子の先端面部を弾性板に接合し、該圧電振
動子の変形によって圧力室を変形させて圧力室内に液体
圧力の変化を生じさせ、対応するノズル開口から液体を
噴射させる液体噴射ヘッドの製造方法であって、 全ての圧電振動子の先端面部を接合した状態で調整用駆
動信号を印加することにより、圧電振動子の固有振動周
期をそれぞれの圧電振動子毎に測定する固有振動周期測
定工程と、 該固有振動周期測定工程での測定結果に基づいて個々の
圧電振動子に対する処理条件を設定し、設定した処理条
件に基づき、圧電振動子の最外層の自由端部における表
面に局所凹凸からなる局部質量加減部を前記調整処理用
開口を通じて形成して当該圧電振動子の固有振動周期を
調整する振動周期調整工程とを経ることを特徴とする液
体噴射ヘッドの製造方法。20. A first internal electrode and a second internal electrode are alternately laminated with a piezoelectric body interposed therebetween so that an active region is formed at a free end, and a first external electrode electrically connected to the first internal electrode. A plurality of piezoelectric vibrators each having a surface on which a second external electrode electrically connected to the electrode and the second internal electrode are formed, and a potential difference is applied to the piezoelectric material in the active region through the first external electrode and the second external electrode to thereby provide the piezoelectric material. A piezoelectric vibrator unit capable of displacing a free end portion, a flow path unit including an elastic plate constituting a part of a sealing material of a pressure chamber connected to a nozzle opening, and the vibrator unit. A housing cavity in which the housing space can be housed, and a case in which the housing space is communicated with the outside and an adjustment processing opening facing the free end surface of the vibrator unit housed in the housing space is provided. The tip face of the piezoelectric vibrator is joined to an elastic plate A method of manufacturing a liquid ejecting head that deforms a pressure chamber by deforming the piezoelectric vibrator to cause a change in liquid pressure in the pressure chamber and ejects liquid from a corresponding nozzle opening. A natural vibration period measuring step of measuring a natural vibration period of each of the piezoelectric vibrators by applying an adjustment drive signal in a state where the end surfaces of the piezoelectric vibrators are joined; and Based on the measurement results, processing conditions for the individual piezoelectric vibrators are set, and based on the set processing conditions, a local mass adjusting portion having local irregularities on the surface at the free end of the outermost layer of the piezoelectric vibrator is used for the adjustment processing. A vibration cycle adjusting step of adjusting the natural oscillation cycle of the piezoelectric vibrator by forming through the opening.
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- 2001-02-07 JP JP2001030365A patent/JP3738895B2/en not_active Expired - Fee Related
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