JP2002127421A - Liquid ejector and its manufacturing method - Google Patents

Liquid ejector and its manufacturing method

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JP2002127421A
JP2002127421A JP2000328712A JP2000328712A JP2002127421A JP 2002127421 A JP2002127421 A JP 2002127421A JP 2000328712 A JP2000328712 A JP 2000328712A JP 2000328712 A JP2000328712 A JP 2000328712A JP 2002127421 A JP2002127421 A JP 2002127421A
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liquid
liquid ejecting
ejecting apparatus
ink
pressurizing chamber
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JP2000328712A
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Japanese (ja)
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Akihiko Nanba
昭彦 南波
Atsushi Komatsu
敦 小松
Yuko Okano
祐幸 岡野
Hiroyuki Hase
裕之 長谷
Kazuhide Shioya
和秀 塩屋
Kiyohide Amamiya
清英 雨宮
Hidetomo Nagahara
英知 永原
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid ejector and its manufacturing method in which the reliability and durability are enhanced by preventing the characteristics from being deteriorated by liquid (ink). SOLUTION: The liquid ejector comprises an array of a plurality of liquid ejection elements P1 each having a liquid pressurization chamber 112 being filled with liquid (ink) to be ejected, a piezoelectric actuator 111 disposed contiguously thereto and ejecting the liquid by pressurizing the liquid pressurization chamber 112, and a pressure damping chamber 113 disposed oppositely to the liquid pressurization chamber 112 with respect to the piezoelectric actuator 111. A part of the piezoelectric actuator 111 forming the liquid pressurization chamber 112 is composed of a material not corroded by the liquid (e.g. a resin layer 105), so that the piezoelectric actuator 111 does not touch the liquid filling the liquid pressurization chamber 112.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の技術分野】本発明は、印刷装置に使用される、
印刷用液体を噴射する液体噴射装置及びその製造方法に
関する。
The present invention relates to a printing apparatus,
The present invention relates to a liquid ejecting apparatus that ejects a printing liquid and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年,カラー印刷を低価格で実現できる
プリンタとしてインクジェットプリンタの普及が急速に
進んでいる。このインクジェットプリンタの性能を決め
るのがインクを噴射する噴射装置であり,微細な液体粒
子を間欠的に噴射する液体噴射装置である。
2. Description of the Related Art In recent years, ink-jet printers have rapidly spread as printers capable of realizing color printing at low cost. What determines the performance of this ink jet printer is an ejection device that ejects ink, and a liquid ejection device that intermittently ejects fine liquid particles.

【0003】ここで、従来の液体噴射装置として、代表
的なインクジェットプリンタ用のインク噴射装置を例に
説明する。インクジェットプリンタ用のインク噴射装置
は、熱式と圧電式の大きく2種類に分類することができ
るが、高速印刷、高精細印刷等の点で、特に圧電式が注
目を浴びている。
Here, as a conventional liquid ejecting apparatus, an ink ejecting apparatus for a typical ink jet printer will be described as an example. Ink jet devices for ink jet printers can be broadly classified into two types: a thermal type and a piezoelectric type. In terms of high-speed printing, high-definition printing, and the like, the piezoelectric type is particularly attracting attention.

【0004】代表的な圧電式のインクジェットプリンタ
用インク噴射装置の例を図18を参照しながら説明す
る。図18はインク噴射素子の断面図であり、インク噴
射素子2個分の断面を示している。図18において、イ
ンク噴射素子は圧電作用により駆動する圧電アクチュエ
ータ801と、インク加圧室802と、インクの噴射口
803とを備える。圧電アクチュエータ801は例え
ば、2枚の圧電体で構成されるバイモルフ素子又は圧電
体と振動板で構成されるユニモルフ素子等からなる。ま
た、同図において、破線は圧電アクチュエータ801の
変形を模式的に表したものである。図中、x軸は圧電ア
クチュエータ801の幅方向(通常、短辺方向)に、y
軸は長さ方向(通常、長辺方向)に、z軸は厚み方向に
とっている。インクは当初、毛細管現象や外部からの吸
引動作により、インク噴射素子の外部に設けられたイン
ク貯蔵部(図示せず)から供給され、インク加圧室80
2に供給される。インク加圧室802がインクの満たさ
れた状態で、圧電アクチュエータ801を破線のように
変形させると、インク加圧室802内の圧力が上昇し、
インクの噴射口803からインクが噴射される。実際の
インク噴射装置は高速印刷のため、以上説明した素子が
x方向に複数個配列された構造となっている。
An example of a typical ink jet device for a piezoelectric type ink jet printer will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a cross-sectional view of the ink ejecting element, and shows a cross section of two ink ejecting elements. In FIG. 18, the ink ejection element includes a piezoelectric actuator 801 driven by a piezoelectric action, an ink pressurizing chamber 802, and an ink ejection port 803. The piezoelectric actuator 801 is composed of, for example, a bimorph element composed of two piezoelectric bodies or a unimorph element composed of a piezoelectric body and a diaphragm. Also, in the same figure, the broken lines schematically show the deformation of the piezoelectric actuator 801. In the figure, the x-axis is in the width direction of the piezoelectric actuator 801 (usually, the short side direction), and y is
The axis is in the length direction (usually the long side direction), and the z axis is in the thickness direction. Initially, ink is supplied from an ink storage unit (not shown) provided outside the ink ejecting element by a capillary action or an external suction operation, and the ink pressurizing chamber 80 is provided.
2 is supplied. When the piezoelectric actuator 801 is deformed as indicated by a broken line in a state where the ink pressurizing chamber 802 is filled with ink, the pressure in the ink pressurizing chamber 802 increases,
Ink is ejected from an ink ejection port 803. An actual ink ejecting apparatus has a structure in which a plurality of elements described above are arranged in the x direction for high-speed printing.

【0005】また、圧電アクチュエータの厚み方向であ
るz方向に素子を複数配列したインク噴射装置として図
19に示す特開平02−3311号公報に開示されてい
るものがある。このインク噴射装置は、圧電セラミック
ス材料911からなる、圧電アクチュエータ部910、
インク加圧室915及び空洞部917が同図に示すよう
にz方向に配列されている。また、インク噴射装置は励
振用電極912とインク噴射口916とを有する。
[0005] As an ink ejecting apparatus in which a plurality of elements are arranged in the z direction which is the thickness direction of the piezoelectric actuator, there is an ink jetting apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 02-3311 shown in FIG. The ink ejecting apparatus includes a piezoelectric actuator section 910 made of a piezoelectric ceramic material 911,
The ink pressurizing chamber 915 and the cavity 917 are arranged in the z direction as shown in FIG. Further, the ink ejecting apparatus has an excitation electrode 912 and an ink ejecting port 916.

【0006】図18に示した構造のインク噴射素子で
は、圧電アクチュエータ801の変位量を大きくしたい
ため、x方向の梁の長さをある程度以上短くすることは
困難となる。また、隣接するインク噴射素子の干渉を軽
減するため、素子間の間隔を小さくしたいという要望も
あり、素子の配列密度を上げることが困難となる。従っ
て、高速かつ高精彩の印刷が困難となる。
In the ink jet device having the structure shown in FIG. 18, it is difficult to reduce the length of the beam in the x direction to a certain extent or more because it is desired to increase the displacement of the piezoelectric actuator 801. In addition, there is a demand to reduce the distance between the elements in order to reduce interference between adjacent ink ejecting elements, and it is difficult to increase the array density of the elements. Therefore, high-speed and high-definition printing becomes difficult.

【0007】これに対し、図19の構造のインク噴射装
置では、以下の理由で、素子の配列密度を上げることが
可能となる。 ・空洞部917の作用により、圧電アクチュエータ部9
10の振動が隣接する素子に伝達することが軽減される ・圧電アクチュエータ部910の厚み(z方向)を薄く
しても、変位量は大きくなる傾向にある ・一体焼成された圧電セラミック材料で構成されるた
め、高い精度で作成できる
On the other hand, in the ink ejecting apparatus having the structure shown in FIG. 19, the arrangement density of elements can be increased for the following reasons. The piezoelectric actuator section 9 is operated by the action of the hollow section 917.
The transmission of the vibration of 10 to adjacent elements is reduced. ・ Even if the thickness (z direction) of the piezoelectric actuator section 910 is reduced, the displacement amount tends to increase. ・ Composed of integrally fired piezoelectric ceramic material Can be created with high accuracy

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成とすることで、インク加圧室915を構成す
る圧電セラミック材料911は長時間、直接、インクに
触れることになり、圧電アクチュエータ部910の特性
が劣化してしまうという課題がある。これにより、1)
印刷物の高精彩性を維持できない、2)素子が破損して
しまうという問題を引き起こす。
However, with the above-described structure, the piezoelectric ceramic material 911 constituting the ink pressurizing chamber 915 comes into direct contact with the ink for a long period of time, and the piezoelectric actuator 910 However, there is a problem that the characteristics of the device deteriorate. Thereby, 1)
The high definition of the printed matter cannot be maintained, and 2) the element is damaged.

【0009】本発明は上記課題を解決すべくなされたも
のであり、インクによる装置の特性劣化を防止し、装置
の信頼性、耐久性を高めた液体噴射装置及びその製造方
法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a liquid ejecting apparatus and a method for manufacturing the liquid ejecting apparatus, which prevent deterioration of the characteristics of the apparatus due to ink and improve the reliability and durability of the apparatus. Aim.

【0010】[0010]

【課題を解決する手段】本発明に係る液体噴射装置は、
液体噴射素子が複数個配列してなる液体噴射装置であ
る。液体噴射素子は、液体噴射口を有し、その液体噴射
口から噴射される液体を充填する液体加圧室と、液体加
圧室の内壁の一つを構成し、液体加圧室に加圧して液体
を噴射させる液体加圧部と、液体加圧部に隣接して配置
されており、かつ、液体加圧部に対して液体加圧室と反
対側に配置され、加圧時の圧力を緩衝するための圧力緩
衝室とからなる。液体加圧部において液体加圧室内の液
体と接触する部分を液体に浸食されない材料で構成す
る。
A liquid ejecting apparatus according to the present invention comprises:
This is a liquid ejecting apparatus in which a plurality of liquid ejecting elements are arranged. The liquid ejecting element has a liquid ejecting port, and forms a liquid pressurizing chamber for filling the liquid ejected from the liquid ejecting port, and one of inner walls of the liquid pressurizing chamber, and pressurizes the liquid pressurizing chamber. A liquid pressurizing unit for ejecting the liquid, and a liquid pressurizing unit. The liquid pressurizing unit is disposed adjacent to the liquid pressurizing unit. And a pressure buffer chamber for buffering. A portion of the liquid pressurizing section that comes into contact with the liquid in the liquid pressurizing chamber is made of a material that is not eroded by the liquid.

【0011】好ましくは、液体加圧部は圧電材料で構成
される圧電アクチュエータで構成する。
[0011] Preferably, the liquid pressurizing section is constituted by a piezoelectric actuator made of a piezoelectric material.

【0012】圧電材料の少なくとも一つの構成元素は鉛
であってもよい。
At least one constituent element of the piezoelectric material may be lead.

【0013】液体に浸食されない材料は、樹脂材料、セ
ラミック材料、金属材料のいずれかであってもよい。
The material which is not eroded by the liquid may be any of a resin material, a ceramic material, and a metal material.

【0014】本発明に係る製造方法は、液体噴射口を有
しその液体噴射口から噴射される液体を充填する液体加
圧室と、液体加圧室の内壁の一つを構成し、液体加圧室
に加圧して液体を噴射させる液体加圧部とを有する液体
噴射素子が複数個配列してなる液体噴射装置を製造する
方法であって、液体加圧部において液体加圧室と接する
部分が覆われるように接着剤を塗布する工程と、液体加
圧部と液体加圧室を形成するための部材とを接着剤によ
り接着する工程とを含む。好ましくは、接着剤として、
チキソ性の高いシート状の接着剤を用いる。
According to the manufacturing method of the present invention, there is provided a liquid pressurizing chamber having a liquid jetting port for filling the liquid jetted from the liquid jetting port, and one of the inner walls of the liquid pressurizing chamber, wherein A method for manufacturing a liquid ejecting apparatus in which a plurality of liquid ejecting elements each having a liquid pressurizing unit for ejecting a liquid by pressurizing a pressure chamber are arranged, wherein a portion of the liquid pressurizing unit which is in contact with the liquid pressurizing chamber is provided. And a step of bonding the liquid pressurizing section and a member for forming the liquid pressurizing chamber with an adhesive. Preferably, as an adhesive,
Use a sheet-like adhesive with high thixotropy.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明に係る液体噴射装置の実施の形態を説明する。以下に
説明する液体噴射装置は、印刷装置等に使用されるもの
であり、印刷用紙上に所望の文字や画像を印刷するため
に印刷用紙に液体(インク)を噴射する装置である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a liquid ejecting apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The liquid ejecting apparatus described below is used for a printing apparatus or the like, and is an apparatus that ejects a liquid (ink) to a printing sheet in order to print a desired character or image on the printing sheet.

【0016】(実施の形態1)本発明に係る液体噴射装
置の第1の実施形態について図1及び図2を参照しなが
ら説明する。図1は実施の形態1の液体噴射装置のx−
z平面における断面図で、図2はy−z平面における断
面図である。但し、x、y、z軸は各々、圧電アクチュ
エータ111の幅方向(通常、短辺方向)、長さ方向
(通常長辺方向)、厚み方向に対応する(以下の説明に
おいて同じ。)。図1及び図2は液体噴射装置を構成す
る2つの液体噴射素子P1、P2の構成を示している。
図中、破線で囲まれた部分が一つの液体噴射素子に該当
する。液体噴射装置は、そのような液体噴射素子が複数
個配列されて構成される。
(First Embodiment) A first embodiment of a liquid ejecting apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of the liquid ejection apparatus according to the first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view on the z-plane, and FIG. 2 is a cross-sectional view on the yz plane. However, the x, y, and z axes correspond to the width direction (normally, the short side direction), the length direction (normally, the long side direction), and the thickness direction of the piezoelectric actuator 111 (the same applies to the following description). FIGS. 1 and 2 show the configuration of two liquid ejecting elements P1 and P2 constituting the liquid ejecting apparatus.
In the figure, a portion surrounded by a broken line corresponds to one liquid ejecting element. The liquid ejecting apparatus is configured by arranging a plurality of such liquid ejecting elements.

【0017】液体噴射素子P1は液体加圧部となる圧電
アクチュエータ111を備える。圧電アクチュエータ1
11は、分極処理された圧電セラミックの部分101
と、その部分101と同一層にあり未分極の圧電セラミ
ックの部分102と、励振用電極103a、103b
と、未分極の圧電セラミックからなる振動板104と、
耐インク性を有する樹脂層105とで構成される。より
具体的には、分極処理された圧電セラミックの部分10
1と未分極の圧電セラミックの部分102の上下に、励
振用電極103b、103aとがそれぞれ接続され、さ
らに、励振用電極103bにおいて圧電セラミック10
1、102と反対側の面に振動板104が設けられてい
る。また、振動板104において電極103bと反対側
の面に耐インク性を有する樹脂層105が設けられてい
る。樹脂層105は例えばエポキシ系の樹脂からなる。
The liquid ejecting element P1 has a piezoelectric actuator 111 serving as a liquid pressurizing section. Piezoelectric actuator 1
11 is a portion 101 of a piezoelectric ceramic subjected to polarization processing.
And an unpolarized piezoelectric ceramic portion 102 in the same layer as the portion 101, and excitation electrodes 103a and 103b.
And a diaphragm 104 made of unpolarized piezoelectric ceramic;
And a resin layer 105 having ink resistance. More specifically, the polarized piezoelectric ceramic portion 10
1 and excitation electrodes 103b and 103a are connected above and below the unpolarized piezoelectric ceramic portion 102, respectively.
A diaphragm 104 is provided on a surface opposite to the surfaces 1 and 102. In addition, a resin layer 105 having ink resistance is provided on a surface of the vibration plate 104 opposite to the electrode 103b. The resin layer 105 is made of, for example, an epoxy resin.

【0018】液体噴射素子P1はさらに液体加圧室11
2を備える。液体加圧室112は圧電セラミックからな
る液体加圧室側壁106と、圧電セラミックからなる液
体加圧室底面107と、圧電アクチュエータ111の樹
脂層105による面とで構成される。また、液体噴射素
子P1は圧力緩衝室113を備える。圧力緩衝室113
は圧電セラミックからなる圧力緩衝室側壁108と、前
記した液体加圧室底面107と、圧電アクチュエータ1
11の樹脂層105とは反対側にある面で構成される。
液体加圧室112は圧力緩衝室113とは圧電アクチュ
エータ111を挟んで反対側に設けられている。以上の
ように、圧電アクチュエータ111において液体加圧室
112を構成する側の側面を樹脂層104で構成し、液
体から保護することにより、液体加圧室112内の液体
による圧電アクチュエータ111の特性劣化を防止して
いる。
The liquid ejecting element P1 further includes a liquid pressurizing chamber 11
2 is provided. The liquid pressurizing chamber 112 includes a liquid pressurizing chamber side wall 106 made of piezoelectric ceramic, a liquid pressurizing chamber bottom 107 made of piezoelectric ceramic, and a surface of the piezoelectric actuator 111 formed by the resin layer 105. Further, the liquid ejecting element P1 includes a pressure buffer chamber 113. Pressure buffer chamber 113
Is a pressure buffer chamber side wall 108 made of piezoelectric ceramic, the liquid pressurizing chamber bottom surface 107, and the piezoelectric actuator 1
11 is formed on the surface opposite to the resin layer 105.
The liquid pressurizing chamber 112 is provided on the opposite side of the pressure buffer chamber 113 with the piezoelectric actuator 111 interposed therebetween. As described above, the side surface of the piezoelectric actuator 111 on which the liquid pressurizing chamber 112 is formed is formed of the resin layer 104 and protected from the liquid. Has been prevented.

【0019】また、図2に示すように、液体噴射素子P
1は液体(インク)が噴射される液体噴射口114と、
液体噴射口114が設けられる液体噴射口板110と、
液体(インク)を導入する液体導入口109とを有す
る。また、説明の便宜上図示していないが、各液体噴射
素子の励振用電極103a、103bは噴射素子の外部
に電極が引き出されており、その両端に電圧が印加でき
るようになっている。また、本実施の形態では、圧電セ
ラミック材料としてチタン酸鉛、或いは、チタン酸ジル
コン酸鉛を用いている。
As shown in FIG. 2, the liquid ejecting element P
1 is a liquid ejection port 114 from which a liquid (ink) is ejected;
A liquid jet plate 110 provided with a liquid jet port 114;
A liquid inlet 109 for introducing a liquid (ink). Although not shown for the sake of convenience, the excitation electrodes 103a and 103b of each liquid ejecting element have electrodes led out of the ejecting element, and a voltage can be applied to both ends thereof. In the present embodiment, lead titanate or lead zirconate titanate is used as the piezoelectric ceramic material.

【0020】次に、液体噴射装置の動作について説明す
る。まず、圧電アクチュエータ111の動作原理を図3
及び図4を用いて説明する。図3は圧電基板単体での動
作を示す図で、図4はユニモルフ型に構成した圧電アク
チュエータの動作を示す図である。図1及び図2に示す
圧電アクチュエータ111の動作原理は、図4で説明す
る圧電アクチュエータの動作原理と基本的に同じであ
る。図3において、分極済みの圧電基板501の上下の
主面には、励振用電極503b、503aが設けられて
いる。また、図4において、圧電アクチュエータは励振
用電極503b、503aが上下の主面に設けられた分
極済みの圧電基板501と、励振用電極503aにおい
て圧電基板501と反対側の面に設けられた振動板50
4とからなる。
Next, the operation of the liquid ejecting apparatus will be described. First, the operating principle of the piezoelectric actuator 111 is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing the operation of the piezoelectric substrate alone, and FIG. 4 is a diagram showing the operation of a unimorph type piezoelectric actuator. The operation principle of the piezoelectric actuator 111 shown in FIGS. 1 and 2 is basically the same as the operation principle of the piezoelectric actuator described with reference to FIG. In FIG. 3, excitation electrodes 503b and 503a are provided on upper and lower main surfaces of a polarized piezoelectric substrate 501. In FIG. 4, the piezoelectric actuator includes a polarized piezoelectric substrate 501 having excitation electrodes 503b and 503a provided on upper and lower main surfaces, and a vibration provided on the surface of the excitation electrode 503a opposite to the piezoelectric substrate 501. Board 50
4

【0021】図3を参照して、圧電基板501は、厚み
方向にパルス電界が加えられると、つまり励振用電極5
03aと励振用電極503b間に電圧が印加されると、
x方向に伸縮する特性を持つ(y方向も同様)。例え
ば、電極503aの電位を基準として圧電基板501に
マイナス電界が加わると図3(b)に示すように圧電基
板501は縮み、プラス電界が加わると図3(c)に示
すように圧電基板501は伸びるといった特性を持つ。
このような特性を持つ圧電体基板にプラスとマイナスの
電界を交互に加えることによって圧電基板の伸縮動作を
得ることができる。このような動作の形態を「長さ振動
姿態」という。
Referring to FIG. 3, when a pulsed electric field is applied in the thickness direction of piezoelectric substrate 501, that is, excitation electrode 5
When a voltage is applied between the driving electrode 03a and the excitation electrode 503b,
It has the property of expanding and contracting in the x direction (the same applies to the y direction). For example, when a negative electric field is applied to the piezoelectric substrate 501 with reference to the potential of the electrode 503a, the piezoelectric substrate 501 contracts as shown in FIG. 3B, and when a positive electric field is applied, the piezoelectric substrate 501 becomes as shown in FIG. Has the property of stretching.
By alternately applying a positive and a negative electric field to the piezoelectric substrate having such characteristics, the expansion and contraction operation of the piezoelectric substrate can be obtained. Such a mode of operation is referred to as “length vibration mode”.

【0022】次に、図4を参照して圧電アクチュエータ
の動作について説明する。図4(a)で励振用電極50
3aと励振用電極503b間にパルス電圧を加えると、
電極503aの電位を基準として圧電基板501にマイ
ナス電界が加わった場合には、圧電基板501は縮もう
とするが、振動板504は状態を保持しようとし、図4
(b)に示すように下に凸形状に圧電アクチュエータは
撓む。逆に、プラス電界が加わった場合には、圧電基板
501は伸びようとするが、振動板504は状態を保持
しようとするため、図4(c)に示すように上に凸形状
に圧電アクチュエータは撓む。このように、プラスとマ
イナスの電界を交互に加えることによって圧電アクチュ
エータの屈曲動作を得ることができる。このような動作
の形態を「屈曲振動姿態」という。
Next, the operation of the piezoelectric actuator will be described with reference to FIG. In FIG. 4A, the excitation electrode 50 is used.
When a pulse voltage is applied between 3a and the excitation electrode 503b,
When a negative electric field is applied to the piezoelectric substrate 501 with reference to the potential of the electrode 503a, the piezoelectric substrate 501 tries to shrink, but the diaphragm 504 tries to maintain the state.
As shown in (b), the piezoelectric actuator bends in a downwardly convex shape. Conversely, when a positive electric field is applied, the piezoelectric substrate 501 tends to expand, but the diaphragm 504 tries to maintain the state. Therefore, as shown in FIG. Bends. Thus, the bending operation of the piezoelectric actuator can be obtained by alternately applying the plus and minus electric fields. Such a mode of operation is referred to as a “flexural vibration mode”.

【0023】図1及び図2に示した液体噴射装置の液体
噴射動作について図5を参照しながら説明する。図5に
おいて(a)は液体噴射装置のx−z平面の断面、
(b)はy−z平面の断面を示した図である。圧電アク
チュエータ111が前述の屈曲動作を行うようにパルス
電圧を印加すると、図5(a)、(b)に示すように圧
電アクチュエータ111は液体加圧室112側に凸状に
変形し、液体加圧室112内の圧力が高くなり、液体噴
射口114より液滴(インク)が噴射される。噴射後は
液体加圧室112内の圧力が下がるため、液体導入口1
09より液体加圧室112に液体(インク)が充填され
る。
The liquid ejecting operation of the liquid ejecting apparatus shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIG. In FIG. 5, (a) is a cross section of the liquid ejecting apparatus on the xz plane,
(B) is a figure showing a section on the yz plane. When a pulse voltage is applied so that the piezoelectric actuator 111 performs the above-described bending operation, the piezoelectric actuator 111 is deformed in a convex shape toward the liquid pressurizing chamber 112 as shown in FIGS. The pressure in the pressure chamber 112 increases, and droplets (ink) are ejected from the liquid ejection ports 114. After the injection, the pressure in the liquid pressurizing chamber 112 decreases, so that the liquid inlet 1
From 09, the liquid pressurizing chamber 112 is filled with liquid (ink).

【0024】次に、本実施の形態における液体噴射装置
の製造方法を図6から図10を用いて説明する。なお、
液体噴射装置の製造方法は工程Aから工程Eまでの5つ
の工程からなる。
Next, a method for manufacturing the liquid ejecting apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In addition,
The method for manufacturing a liquid ejecting apparatus includes five steps from step A to step E.

【0025】[工程A]: 図6を参照し、圧電セラミ
ックのグリーンシート上に電極材料を印刷により塗布す
ることにより、振動板104及び励振用電極103bか
らなる振動板用シートを作成する(図6(a)参照)。
圧電セラミック(未分極部分)102及び励振用電極1
03aからなる圧電体シートを作成する(図6(b)参
照)。次に、圧力緩衝室側壁108を形成するシートを
パンチングによりくりぬき作成する(図6(c)参
照)。液体加圧室底面107を形成するシートを作成す
る(図6(d)参照)。液体加圧室側壁106を形成す
るシートを圧力緩衝室側壁108と同様に作成する(図
6(e)参照)。 [工程B]: 図7に示すように、図6の(a)から
(e)に示す各シートをその順で積層する。但し、図6
の(c)に示す圧力緩衝室側壁108を形成するシート
及び図6の(e)に示す液体加圧室側壁106を形成す
るシートの空隙部には離脱可能な型115を挿入してお
く。この型115はプレス後に取り除く。 [工程C]: 上記のように積層されたシートを高温で
焼成し、図8に示すように、振動板104において電極
103bが設けられている面と逆側の面において、その
面が覆われるように接着剤を塗布することにより樹脂層
105を設ける。樹脂層105の形成においては、例え
ばエポキシ系のシート接着剤(チキソ性の高いシート状
の接着剤)等の耐インク性の高いものを使用する。な
お、シート接着剤は厚みのばらつきを容易に抑えること
ができ、接着剤の薄い部分ができにくく、耐インク保護
性能に優れている。 [工程D]: 図9に示すように、z方向に樹脂層10
5により接着、積層していき、圧電セラミック(未分極
部分)102の励振用電極103a、103b間に直流
電圧を印加して圧電セラミックの一部分を分極させ、圧
電セラミックの分極部分101を形成する。 [工程E]: 図10に示すように、上記のようにして
製作された装置をワイヤ・ソー等を用いて分離し、液体
噴射口板110等を側面に貼り付ける。
[Step A]: Referring to FIG. 6, an electrode material is applied on a piezoelectric ceramic green sheet by printing to form a diaphragm sheet including diaphragm 104 and excitation electrode 103b (see FIG. 6). 6 (a)).
Piezoelectric ceramic (unpolarized portion) 102 and excitation electrode 1
A piezoelectric sheet made of 03a is prepared (see FIG. 6B). Next, a sheet forming the pressure buffer chamber side wall 108 is cut out by punching (see FIG. 6C). A sheet for forming the liquid pressurizing chamber bottom surface 107 is prepared (see FIG. 6D). A sheet forming the liquid pressure chamber side wall 106 is prepared in the same manner as the pressure buffer chamber side wall 108 (see FIG. 6E). [Step B]: As shown in FIG. 7, the sheets shown in FIGS. 6A to 6E are stacked in that order. However, FIG.
A removable mold 115 is inserted in the gap between the sheet forming the pressure buffer chamber side wall 108 shown in FIG. 6C and the sheet forming the liquid pressure chamber side wall 106 shown in FIG. The mold 115 is removed after pressing. [Step C]: The sheets laminated as described above are fired at a high temperature, and as shown in FIG. 8, the surface of the diaphragm 104 opposite to the surface on which the electrode 103b is provided is covered. The resin layer 105 is provided by applying an adhesive as described above. In forming the resin layer 105, a material having high ink resistance such as an epoxy-based sheet adhesive (a sheet-like adhesive having a high thixotropy) is used. In addition, the sheet adhesive can easily suppress variations in thickness, it is difficult to form a thin portion of the adhesive, and is excellent in ink-resistant protection performance. [Step D]: As shown in FIG. 9, the resin layer 10
5, a DC voltage is applied between the excitation electrodes 103a and 103b of the piezoelectric ceramic (unpolarized portion) 102 to partially polarize the piezoelectric ceramic, thereby forming a polarized portion 101 of the piezoelectric ceramic. [Step E]: As shown in FIG. 10, the device manufactured as described above is separated using a wire saw or the like, and the liquid ejection plate 110 or the like is attached to the side surface.

【0026】なお、工程Eの切断工程は省略可能で、む
しろ、素子数をより多くして、高速印刷を実現するため
には、図9に示した構成に液体噴射口板110等を貼り
つけて使用するのが好ましい。また、液体加圧室11
2、圧力緩衝室113を製作するのに型115を用いた
が、焼成時に除去可能な樹脂等を工程Bでこの部分に埋
め込んでおいても良い。
The cutting step in step E can be omitted. Rather, in order to increase the number of elements and realize high-speed printing, the liquid ejection port plate 110 and the like are attached to the configuration shown in FIG. It is preferable to use it. Further, the liquid pressurizing chamber 11
2. Although the mold 115 is used to manufacture the pressure buffer chamber 113, a resin or the like that can be removed during firing may be embedded in this portion in step B.

【0027】以上のようにして製作可能な本実施形態の
発液体噴射装置の特徴について、比較例1(詳細は後
述)との比較によって説明する。
The features of the liquid ejecting apparatus according to this embodiment, which can be manufactured as described above, will be described in comparison with Comparative Example 1 (details will be described later).

【0028】本実施形態の液体噴射装置の液体加圧室1
12内にインクを充填し、液体噴射装置の未使用時の状
態を形成する。一定時間放置後、圧電アクチュエータ1
11を駆動し、インクを噴射させ、印字状態を形成し、
その状態で、一定時間放置する。このような未使用時状
態、印字状態を交互に繰り返し、時間と液体噴射素子の
残存率、及び、圧電アクチュエータ111の変位量の関
係をプロットしたものが図11に示す。なお、同図にお
いて横軸は対数目盛りである。ここで、残存率とは、初
期の液体噴射素子の数n0、液体噴射素子が破損等によ
り駆動しなくなるか、変位量が初期変位量ξ0の50%
以下になった状態の素子をn1としたときに、以下の式
で表される。 残存率=(n0−n1)/n0 (1)
The liquid pressurizing chamber 1 of the liquid ejecting apparatus according to the present embodiment.
12 is filled with ink to form an unused state of the liquid ejecting apparatus. After leaving for a certain period of time, the piezoelectric actuator 1
11 to drive the ink, eject the ink, form a printing state,
In that state, it is left for a certain time. FIG. 11 shows a plot of the relationship between time, the remaining ratio of the liquid ejecting element, and the displacement of the piezoelectric actuator 111, by alternately repeating the unused state and the printing state. Note that, in the figure, the horizontal axis is a logarithmic scale. Here, the residual rate is the initial number n0 of liquid ejecting elements, the liquid ejecting elements are not driven due to damage or the like, or the displacement amount is 50% of the initial displacement amount ξ0.
When the element in the following state is defined as n1, it is expressed by the following equation. Residual rate = (n0−n1) / n0 (1)

【0029】また、図11において、破線は比較例1に
よる残存率、変位の値を示す。このように、本実施形態
の液体噴射装置では、樹脂層105を設けたことによっ
て、圧電アクチュエータ111の圧電セラミック部分が
直接インクに触れることがないため圧電アクチュエータ
111の劣化がなく、残存率はほぼ100%、変位量の
低下も5%以内に抑えることが可能となる。比較例1に
おける圧電アクチュエータ111の特性劣化、或いは、
破損の主要因は、インク中への鉛成分の溶出である。こ
れにより、圧電特性が低下、つまり、同一印加電圧で得
られる変位量が減少する。また、溶出した鉛部分が空孔
となり、そこにインクが浸入する。この現象を逐次繰り
返し、圧電アクチュエータ111のz方向に伸びた穴が
でき、素子が破損したりする。この穴が更に伸びて励振
電極部に到達すると、電気化学反応により、電極が劣化
したり、圧電セラミック部の劣化が更に激しくなったり
する。但し、本試験では、圧電セラミック材料として、
チタン酸鉛を用いたが、圧電セラミック材料として、チ
タン酸ジルコン酸鉛を用いても、ほぼ図11に示した結
果と同様の結果が得られた。
In FIG. 11, broken lines indicate values of the residual ratio and the displacement according to Comparative Example 1. As described above, in the liquid ejecting apparatus of the present embodiment, the provision of the resin layer 105 prevents the piezoelectric ceramic portion of the piezoelectric actuator 111 from directly touching the ink, so that the piezoelectric actuator 111 is not deteriorated, and the residual ratio is substantially reduced. It is possible to suppress the decrease in the displacement amount to 100% and the displacement amount to 5% or less. Characteristic deterioration of the piezoelectric actuator 111 in Comparative Example 1, or
The main cause of breakage is the elution of lead components into the ink. As a result, the piezoelectric characteristics are reduced, that is, the amount of displacement obtained with the same applied voltage is reduced. In addition, the eluted lead portions become voids, into which ink penetrates. This phenomenon is sequentially repeated, and a hole extending in the z direction of the piezoelectric actuator 111 is formed, and the element is damaged. When this hole further extends and reaches the excitation electrode portion, the electrode is degraded due to an electrochemical reaction, and the piezoelectric ceramic portion is further degraded. However, in this test, as the piezoelectric ceramic material,
Although lead titanate was used, even when lead zirconate titanate was used as the piezoelectric ceramic material, substantially the same results as those shown in FIG. 11 were obtained.

【0030】以上説明したように、本発明の液体噴射装
置の構造のように、樹脂層105を設け圧電アクチュエ
ータ111の圧電セラミック部分が直接インクに触れな
い構造とすることで、素子の経年変化の少ない、信頼性
の高い液体噴射装置が実現できる。また、本発明の液体
噴射装置の製造方法により、液体加圧室側壁106と振
動板104の接着、及び、圧電アクチュエータ111の
インクに対する保護が同時に行え、製造コストの低下が
図れる。更に、多数の液体噴射素子を有する液体噴射装
置を一括して製造することが可能となることから、一素
子あたりのコストも格段に低下する。また、積層焼成と
接着を併用することから製造歩留まりも大幅に向上す
る。
As described above, as in the structure of the liquid ejecting apparatus according to the present invention, the resin layer 105 is provided so that the piezoelectric ceramic portion of the piezoelectric actuator 111 does not directly contact the ink. A small and highly reliable liquid ejecting apparatus can be realized. Further, according to the manufacturing method of the liquid ejecting apparatus of the present invention, the bonding between the side wall 106 of the liquid pressurizing chamber and the vibration plate 104 and the protection of the piezoelectric actuator 111 against ink can be performed at the same time, and the manufacturing cost can be reduced. Further, since a liquid ejecting apparatus having a large number of liquid ejecting elements can be manufactured at a time, the cost per element is significantly reduced. In addition, the combined use of lamination and firing greatly improves the production yield.

【0031】(実施の形態2)本発明に係る液体噴射装
置の第2の実施形態について図12を用いて説明する。
図12では、4個分の液体噴射素子P1〜P4が示され
ている。本実施形態の液体噴射素子は、実施の形態1と
は、液体加圧室112、圧電アクチュエータ111a、
圧力緩衝室113の配列が異なる。すなわち、2つの液
体噴射素子を一対とし、それらの液体噴射素子間で圧力
緩衝室113を共用した構成となっている。したがっ
て、実施の形態1の構造よりも更に配列密度の高い構造
となっている。なお、圧電アクチュエータ111aは実
施の形態1と同様に、分極処理された圧電セラミック部
分101と、未分極の圧電セラミック部分102と、励
振用電極103a、103bと、未分極の圧電セラミッ
クからなる振動板104と、耐インク性を有する樹脂層
105とからなっている。本実施形態においても、実施
の形態1のものと同様の作用、効果を奏する。
(Embodiment 2) A second embodiment of the liquid ejecting apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 12 shows four liquid ejecting elements P1 to P4. The liquid ejecting element according to the present embodiment differs from the liquid ejecting element according to the first embodiment in that a liquid pressurizing chamber 112, a piezoelectric actuator 111a,
The arrangement of the pressure buffer chamber 113 is different. That is, two liquid ejecting elements are paired, and the pressure buffer chamber 113 is shared between the liquid ejecting elements. Therefore, the structure has a higher arrangement density than the structure of the first embodiment. As in the first embodiment, the piezoelectric actuator 111a includes a piezoelectric ceramic portion 101 that has been subjected to polarization processing, an unpolarized piezoelectric ceramic portion 102, excitation electrodes 103a and 103b, and a diaphragm made of unpolarized piezoelectric ceramic. 104 and a resin layer 105 having ink resistance. In this embodiment, the same operation and effect as those of the first embodiment are obtained.

【0032】(実施の形態3)本発明に係る液体噴射装
置の第3の実施の形態に関して図13を用いて説明す
る。本実施形態では、圧電アクチュエータ111bがバ
イモルフ構造となっている点が前述のものと異なる。つ
まり、本実施形形態の液体噴射装置では、前述の実施形
態における振動板104の代わりに、分極した圧電セラ
ミック101を用いていた構造としている。バイモルフ
構造は、電圧印加時に二層の圧電セラミック(分極部
分)101のうち上層が伸びている場合、下層は縮んで
いるという状態と、その反対の状態とを交互に繰り返す
ことにより屈曲動作が得られる構造である。この構造と
することで、実施の形態1で説明した圧電アクチュエー
タ111よりも同一印加電圧で更に大きい変位を得るこ
とができ、装置の低電圧化が図れる。また、このような
構造の場合、比較例2(詳細は後述)のように樹脂層1
05がないと、インクを液体加圧室112に充填した状
態で圧電アクチュエータ111を駆動させるだけで素子
が破壊してしまい、装置として全く機能しない。図13
の構造を用いることで、実施の形態1で説明した試験を
行っても、残存率はほぼ100%、変位量の低下も5%
以内とすることが可能となる。
(Embodiment 3) A third embodiment of the liquid ejecting apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the above-described embodiment in that the piezoelectric actuator 111b has a bimorph structure. That is, the liquid ejecting apparatus according to the present embodiment has a structure in which the polarized piezoelectric ceramic 101 is used instead of the diaphragm 104 in the above-described embodiment. In the bimorph structure, when a voltage is applied, when the upper layer of the two layers of piezoelectric ceramic (polarized portion) 101 is extended, the lower layer is contracted and the opposite state is alternately repeated to obtain a bending operation. This is the structure that is used. With this structure, a larger displacement can be obtained with the same applied voltage than the piezoelectric actuator 111 described in the first embodiment, and the voltage of the device can be reduced. In the case of such a structure, the resin layer 1 is formed as in Comparative Example 2 (details will be described later).
If there is no 05, the element is destroyed only by driving the piezoelectric actuator 111 in a state where the ink is filled in the liquid pressurizing chamber 112, and the device does not function at all. FIG.
By using the structure described above, even when the test described in the first embodiment is performed, the residual ratio is almost 100%, and the decrease in the displacement is 5%.
It is possible to be within.

【0033】(実施の形態4)本発明に係る液体噴射装
置の第4の実施の形態について図14を用いて説明す
る。本実施形態では、圧電アクチュエータ111cは、
圧電体層が4層のマルチモルフ構造となっている。マル
チモルフ構造の動作はバイモルフを2つ重ねた場合の動
作と同様で、上層が、伸び→縮み→伸び→縮み、及び、
縮み→伸び→縮み→伸びを交互に繰り返す。この構造と
することで、総厚みが同一の場合、実施の形態3で説明
した圧電アクチュエータ111bよりも、同一電圧で更
に大きい変位を得ることができ、装置の低電圧化が図れ
る。本実施形態の液体噴射装置において、樹脂層105
を除去した構造とすると、比較例2で説明する不具合と
同様の不具合が発生する。従って、樹脂層105を設け
ることで、実施の形態3と同様に、実施の形態1で説明
した試験を行っても、残存率はほぼ100%、変位量の
低下も5%以内とすることが可能となる。
(Embodiment 4) A fourth embodiment of the liquid ejecting apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the piezoelectric actuator 111c is
The piezoelectric layer has a four-layer multimorph structure. The operation of the multimorph structure is the same as the operation when two bimorphs are stacked, and the upper layer expands, contracts, expands, contracts, and
The contraction → elongation → contraction → elongation is repeated alternately. With this structure, when the total thickness is the same, a larger displacement can be obtained with the same voltage than in the piezoelectric actuator 111b described in the third embodiment, and the voltage of the device can be reduced. In the liquid ejecting apparatus of the present embodiment, the resin layer 105
When the structure is removed, the same problem as that described in Comparative Example 2 occurs. Accordingly, by providing the resin layer 105, even in the case of performing the test described in the first embodiment, the residual ratio can be set to almost 100% and the decrease in the displacement can be kept within 5% as in the third embodiment. It becomes possible.

【0034】なお、以上説明した実施の形態1から実施
の形態4では、樹脂層105をエポキシ系の樹脂を用い
て構成したが、樹脂層105はこれに限るものではな
い。例えば、ポリイミド系、ポリウレタン系、ポリアミ
ド系、シリコーン系等の樹脂、或いは、エポキシ系を含
めた、これらの複合樹脂を用いても同様の効果は得られ
る。つまり、インクに対して十分な耐性を有していれば
良い。
In the first to fourth embodiments described above, the resin layer 105 is formed using an epoxy resin, but the resin layer 105 is not limited to this. For example, the same effect can be obtained by using a resin such as a polyimide-based, polyurethane-based, polyamide-based, or silicone-based resin or an epoxy-based resin. That is, it is sufficient that the ink has sufficient resistance to the ink.

【0035】(実施の形態5)本発明に係る液体噴射装
置の第5の実施の形態について図15を用いて説明す
る。本実施形態の液体噴射装置は、実施の形態2の液体
噴射装置と同様の構造を有しいる。しかし、液体が充填
される液体加圧室112を構成する液体加圧室側壁12
6及び液体加圧室底面127の材料がステンレスである
点が前述のものと異なる。また、圧電アクチュエータ1
11dの構成要素であり、液体加圧室112の一部を構
成する振動板124もステンレスで構成されている。こ
れらは拡散接合により固着している。また、振動板12
4は、励振用電極103b及び圧電セラミック101、
102と接着剤125を介して接着されている。
(Fifth Embodiment) A fifth embodiment of the liquid ejecting apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. The liquid ejecting apparatus according to the present embodiment has the same structure as the liquid ejecting apparatus according to the second embodiment. However, the liquid pressurizing chamber side wall 12 forming the liquid pressurizing chamber 112 filled with the liquid is used.
6 and the liquid pressurizing chamber bottom surface 127 are different from those described above in that the material is stainless steel. Also, the piezoelectric actuator 1
The diaphragm 124, which is a component of the liquid pressurizing chamber 112, is also made of stainless steel. These are fixed by diffusion bonding. Further, the diaphragm 12
4 is an excitation electrode 103b and a piezoelectric ceramic 101;
102 and an adhesive 125.

【0036】本実施の形態の液体噴射装置では、インク
に対する保護層としての役割を樹脂層105の代わりに
ステンレス製の振動板124が果たしている点が前述の
ものと異なる。ステンレスは実施の形態1で説明した樹
脂(例えば、エポキシ樹脂)に比べ、耐インクに関する
信頼性が高い。従って、液体噴射装置の信頼性をより向
上させることができる。
The liquid ejecting apparatus according to the present embodiment is different from the above-described liquid ejecting apparatus in that a stainless steel diaphragm 124 plays a role as a protective layer for ink instead of the resin layer 105. Stainless steel has higher reliability with respect to ink resistance than the resin (for example, epoxy resin) described in the first embodiment. Therefore, the reliability of the liquid ejecting apparatus can be further improved.

【0037】なお、本実施の形態においては、インクに
対する保護層としても働く振動板124の材料としてス
テンレスを用いたが、ステンレスに限らず、インクに対
する耐性を有する他の金属材料でもよい。
In this embodiment, stainless steel is used as the material of the diaphragm 124 which also functions as a protective layer for ink. However, the present invention is not limited to stainless steel, and other metal materials having resistance to ink may be used.

【0038】(実施の形態6)本発明に係る液体噴射装
置の第6の実施の形態について説明する。本実施形態の
液体噴射装置の構造は、図15に示したものと同じであ
る。しかし、液体が充填される液体加圧室112を構成
する液体加圧室側壁126及び液体加圧室底面127
を、ジルコニアからなる積層セラミックにより構成する
点が前述のものと異なる。また、圧電アクチュエータ1
11dの振動板124をジルコニアからなる積層セラミ
ックにより構成している。このようにジルコニアからな
る積層セラミックにより振動板124等を構成しても、
実施の形態5と同様の耐インクに関する信頼性が得ら
れ、かつ、低コストで液体噴射素子の実現が可能とな
る。
(Embodiment 6) A sixth embodiment of the liquid ejecting apparatus according to the present invention will be described. The structure of the liquid ejecting apparatus according to the present embodiment is the same as that shown in FIG. However, the liquid pressurizing chamber side wall 126 and the liquid pressurizing chamber bottom surface 127 which form the liquid pressurizing chamber 112 filled with the liquid.
Is different from the above-mentioned one in that it is made of a multilayer ceramic made of zirconia. Also, the piezoelectric actuator 1
The 11d diaphragm 124 is made of a laminated ceramic made of zirconia. Even when the diaphragm 124 and the like are made of a laminated ceramic made of zirconia in this manner,
The same ink-resistant reliability as in the fifth embodiment can be obtained, and a liquid ejecting element can be realized at low cost.

【0039】なお、本実施の形態では、振動板124、
液体加圧室側壁126及び液体加圧室底面127を構成
する積層セラミック材料としてジルコニアを用いたが、
アルミナ等の他の材料を用いても同様の効果が得られ
る。つまり、耐インク性を有するセラミック材料であれ
ば他のものでも利用できる。
In this embodiment, the diaphragm 124,
Although zirconia was used as a laminated ceramic material for forming the liquid pressure chamber side wall 126 and the liquid pressure chamber bottom 127,
Similar effects can be obtained by using other materials such as alumina. That is, any other ceramic material having ink resistance can be used.

【0040】なお、実施の形態1から実施の形態6で
は、主に、pH8〜9.5程度のインクを用いたが、鉛
の溶出を不具合の主要因とした場合、酸性側ほど溶出の
程度は大きくなることから、pH8以下のインクを用い
れば、更に高い効果を得ることができる。
In the first to sixth embodiments, ink having a pH of about 8 to 9.5 is mainly used. Therefore, if ink having a pH of 8 or less is used, a higher effect can be obtained.

【0041】なお、実施の形態1から実施の形態6で
は、圧電アクチュエータの構成材料として、鉛を成分と
する圧電セラミック材料を用いた場合を説明したが、鉛
を成分としないチタン酸バリウム等の電歪材料やその他
の非鉛系の圧電材料を用いた場合であっても、インクに
よる特性の劣化、破損等が起こる場合がある。この場合
でも、本発明の液体噴射装置及びその製造方法に関する
効果は十分に得られる。
In the first to sixth embodiments, a case has been described in which a piezoelectric ceramic material containing lead as a constituent material is used as a constituent material of the piezoelectric actuator. However, barium titanate or the like containing no lead is used. Even when an electrostrictive material or other non-lead-based piezoelectric material is used, the ink may cause deterioration in characteristics, breakage, and the like. Even in this case, the effects of the liquid ejecting apparatus of the present invention and the method of manufacturing the same can be sufficiently obtained.

【0042】<比較例1>以下、上述した本発明に係る
液体噴射装置に対する第1の比較例について図16を用
いて説明する。図16(a)に示す比較例の液体噴射装
置は、実施の形態1で説明した構造(図1参照)から樹
脂層105を除去した構造である。本比較例は、圧電セ
ラミックからなる圧電アクチュエータ111が直接液体
に接触する構造を有する液体噴射装置についての特性を
検証したものである。
Comparative Example 1 Hereinafter, a first comparative example of the above-described liquid ejecting apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. The liquid ejecting apparatus of the comparative example shown in FIG. 16A has a structure in which the resin layer 105 is removed from the structure described in Embodiment 1 (see FIG. 1). In this comparative example, characteristics of a liquid ejecting apparatus having a structure in which a piezoelectric actuator 111 made of a piezoelectric ceramic directly contacts a liquid are verified.

【0043】比較試験は、図16(a)に示した構造の
液体噴射素子の液体加圧室112内にインクを導入し、
放置して、更に、定期的に一定時間、圧電アクチュエー
タ111xを駆動させて、素子の残存率、及び、素子の
変位量を測定した。図16(b)、(c)に結果を示
す。但し、横軸の時間は対数目盛りとなっている。
In the comparative test, ink was introduced into the liquid pressurizing chamber 112 of the liquid ejecting element having the structure shown in FIG.
Then, the piezoelectric actuator 111x was periodically driven for a certain period of time to measure the remaining rate of the element and the amount of displacement of the element. FIGS. 16B and 16C show the results. However, the time on the horizontal axis is on a logarithmic scale.

【0044】<比較例2>図17を用いて第2の比較例
について説明する。本比較例は、液体噴射素子において
圧電アクチュエータ111yがバイモルフ構造であり、
上記の実施形態のような樹脂層等を有していないため励
振用電極103cが直接液体(インク)に接触する構造
を有する液体噴射装置についての特性を検証するための
ものである。このような比較例の構造の場合、圧電アク
チュエータ111yを駆動すると、励振用電極103c
の剥離、分極部分の圧電セラミック101、未分極部分
の圧電セラミック102の破壊等が起こる。
<Comparative Example 2> A second comparative example will be described with reference to FIG. In this comparative example, the piezoelectric actuator 111y in the liquid ejecting element has a bimorph structure,
This is for verifying the characteristics of a liquid ejecting apparatus having a structure in which the excitation electrode 103c is in direct contact with the liquid (ink) because it does not have a resin layer or the like as in the above embodiment. In the case of such a structure of the comparative example, when the piezoelectric actuator 111y is driven, the excitation electrode 103c
Of the piezoelectric ceramic 101 in the polarized portion and destruction of the piezoelectric ceramic 102 in the non-polarized portion occur.

【0045】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、高密度配列された信頼性の高い液体噴射装置が実現
できる。また、本発明の液体噴射装置の製造方法によ
り、高密度配列された信頼性の高い液体噴射装置を歩留
まり良く、低コストで製造することが可能となる。
As described above, according to the present invention, a highly reliable liquid ejecting apparatus having a high density arrangement can be realized. Further, according to the method for manufacturing a liquid ejecting apparatus of the present invention, it is possible to manufacture a highly reliable liquid ejecting apparatus arranged at high density with good yield and at low cost.

【0046】なお、本発明は、一般のインクジェットプ
リンタのみならず、ファクシミリ、ワードプロセッサ、
レジスター等の印刷機器を備えた機器と組み合わせて用
いてもよい。また、工業製品への刻印や描画、薬液の塗
布など、製造ラインで用いる装置としても適用できる。
また、本発明の被記録媒体は、紙のみならず、金属、ガ
ラス、 樹脂、陶器、木材、布、皮革等であってもよ
い。
The present invention is applicable not only to general inkjet printers but also to facsimile machines, word processors,
It may be used in combination with a device having a printing device such as a register. Further, the present invention can also be applied as an apparatus used in a production line, such as engraving and drawing on industrial products and application of a chemical solution.
The recording medium of the present invention is not limited to paper, but may be metal, glass, resin, pottery, wood, cloth, leather, or the like.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によれば、液体加圧部のうちの液
体加圧室と接触する側の部分を液体に侵食されない材料
で構成することにより、液体加圧部の液体に対する耐性
を高めることができ、液体噴射装置の信頼性、耐久性を
高めることができる。
According to the present invention, the portion of the liquid pressurizing portion which is in contact with the liquid pressurizing chamber is made of a material which is not eroded by the liquid, thereby increasing the resistance of the liquid pressurizing portion to the liquid. Therefore, reliability and durability of the liquid ejecting apparatus can be improved.

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

【図1】 本発明に係る実施の形態1における液体噴射
装置の構造を示した図(x−z断面)。
FIG. 1 is a diagram (xz cross section) illustrating a structure of a liquid ejecting apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明に係る実施の形態1における液体噴射
装置の構造を示した図(y−z断面)。
FIG. 2 is a diagram (a yz cross section) showing a structure of the liquid ejecting apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 圧電基板の長さ振動姿態を説明した図。FIG. 3 is a view for explaining a length vibration state of a piezoelectric substrate.

【図4】 ユニモルフ型の圧電アクチュエータの動作原
理を示した図。
FIG. 4 is a view showing the operation principle of a unimorph type piezoelectric actuator.

【図5】 実施の形態1の液体噴射装置の動作を説明し
た図。
FIG. 5 is a diagram illustrating the operation of the liquid ejecting apparatus according to the first embodiment.

【図6】 実施の形態1の液体噴射装置の製造方法を示
した図(工程A)。
FIG. 6 is a view showing a method of manufacturing the liquid ejecting apparatus according to the first embodiment (step A).

【図7】 実施の形態1の液体噴射装置の製造方法を示
した図(工程B)。
FIG. 7 is a view illustrating a method of manufacturing the liquid ejecting apparatus according to the first embodiment (step B).

【図8】 実施の形態1の液体噴射装置の製造方法を示
した図(工程C)。
FIG. 8 is a view illustrating a method of manufacturing the liquid ejecting apparatus according to the first embodiment (step C).

【図9】 実施の形態1の液体噴射装置の製造方法を示
した図(工程D)。
FIG. 9 is a view illustrating a method of manufacturing the liquid ejecting apparatus according to the first embodiment (step D).

【図10】 実施の形態1の液体噴射装置の製造方法を
示した図(工程E)。
FIG. 10 is a view illustrating a method of manufacturing the liquid ejecting apparatus according to the first embodiment (step E).

【図11】 実施の形態1の液体噴射装置の試験結果を
示した図。
FIG. 11 is a view showing test results of the liquid ejecting apparatus according to the first embodiment.

【図12】 本発明に係る実施の形態2の液体噴射装置
の構造を示した図。
FIG. 12 is a diagram illustrating a structure of a liquid ejecting apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図13】 本発明に係る実施の形態3の液体噴射装置
の構造を示した図。
FIG. 13 is a diagram illustrating a structure of a liquid ejecting apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図14】 本発明に係る実施の形態4の液体噴射装置
の構造を示した図。
FIG. 14 is a diagram illustrating a structure of a liquid ejecting apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図15】 本発明に係る実施の形態5の液体噴射装置
の構造を示した図。
FIG. 15 is a diagram illustrating a structure of a liquid ejecting apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【図16】 本発明に係る液体噴射装置に対する第1の
比較例を示した図。
FIG. 16 is a diagram showing a first comparative example for the liquid ejecting apparatus according to the present invention.

【図17】 本発明に係る液体噴射装置に対する第2の
比較例を示した図。
FIG. 17 is a view showing a second comparative example for the liquid ejecting apparatus according to the present invention.

【図18】 従来の液体噴射装置の構造を示した図。FIG. 18 is a diagram showing a structure of a conventional liquid ejecting apparatus.

【図19】 従来の液体噴射装置の構造を示した図。FIG. 19 is a view showing a structure of a conventional liquid ejecting apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 圧電セラミック(分極した部分) 102 圧電セラミック(未分極の部分) 103a,103b 励振用電極 104 振動板(未分極の圧電セラミック) 105 樹脂層 106 液体加圧室側壁 107 液体加圧室底面 108 圧力緩衝室側壁 109 液体導入口 110 液体噴射口板 111,111a〜111d 圧電アクチュエータ(液
体加圧部) 112 液体加圧室 113 圧力緩衝室 114 液体噴射口 115 型 124 振動板(ステンレス材、セラミック材)
Reference Signs List 101 piezoelectric ceramic (polarized part) 102 piezoelectric ceramic (non-polarized part) 103a, 103b excitation electrode 104 diaphragm (non-polarized piezoelectric ceramic) 105 resin layer 106 liquid pressurizing chamber side wall 107 liquid pressurizing chamber bottom 108 pressure Buffer chamber side wall 109 Liquid introduction port 110 Liquid ejection port plate 111, 111a to 111d Piezoelectric actuator (liquid pressurizing unit) 112 Liquid pressurization chamber 113 Pressure buffer chamber 114 Liquid ejection port 115 type 124 Vibration plate (stainless steel, ceramic material)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡野 祐幸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 長谷 裕之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 塩屋 和秀 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 雨宮 清英 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 永原 英知 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 2C057 AF70 AF93 AG44 AG48 AG55 AP02 AP22 AP25 AP57 AQ10 BA03 BA14  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yuyuki Okano 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 72) Inventor Kazuhide Shioya 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Pref.Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 1006 Kadoma Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture F-term (reference) in Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 2C057 AF70 AF93 AG44 AG48 AG55 AP02 AP22 AP25 AP57 AQ10 BA03 BA14

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液体噴射素子が複数個配列してなる液体
噴射装置において、前記液体噴射素子は、 液体噴射口を有し、その液体噴射口から噴射される液体
を充填する液体加圧室と、 前記液体加圧室の内壁の一つを構成し、前記液体加圧室
に加圧して液体を噴射させる液体加圧部と、 前記液体加圧部に隣接して配置されており、かつ、前記
液体加圧部に対して前記液体加圧室と反対側に配置さ
れ、加圧時の圧力を緩衝するための圧力緩衝室とからな
り、 前記液体加圧部において前記液体加圧室内の液体と接触
する部分を、前記液体に浸食されない材料で構成したこ
とを特徴とする液体噴射装置。
1. A liquid ejecting apparatus having a plurality of liquid ejecting elements arranged therein, said liquid ejecting element having a liquid ejecting port, and a liquid pressurizing chamber for filling a liquid ejected from the liquid ejecting port. A liquid pressurizing unit that constitutes one of the inner walls of the liquid pressurizing chamber, pressurizes the liquid pressurizing chamber to eject liquid, and is disposed adjacent to the liquid pressurizing unit, and A pressure buffer chamber disposed on a side opposite to the liquid pressurizing chamber with respect to the liquid pressurizing section and configured to buffer pressure during pressurization; A liquid ejecting apparatus characterized in that a portion that comes into contact with the liquid is made of a material that is not eroded by the liquid.
【請求項2】 前記液体加圧部が圧電材料で構成される
圧電アクチュエータであることを特徴とする請求項1記
載の液体噴射装置。
2. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the liquid pressurizing unit is a piezoelectric actuator made of a piezoelectric material.
【請求項3】 前記圧電材料の少なくとも一つの構成元
素が鉛であることを特徴とする請求項2記載の液体噴射
装置。
3. The liquid ejecting apparatus according to claim 2, wherein at least one constituent element of the piezoelectric material is lead.
【請求項4】 前記液体に浸食されない材料が樹脂材料
であることを特徴とする請求項1記載の液体噴射装置。
4. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the material that is not eroded by the liquid is a resin material.
【請求項5】 前記液体に浸食されない材料がセラミッ
ク材料であることを特徴とする請求項1記載の液体噴射
装置。
5. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the material that is not eroded by the liquid is a ceramic material.
【請求項6】 前記液体に浸食されない材料が金属材料
であることを特徴とする請求項1記載の液体噴射装置。
6. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the material not eroded by the liquid is a metal material.
【請求項7】 液体噴射口を有しその液体噴射口から噴
射される液体を充填する液体加圧室と、液体加圧室の内
壁の一つを構成し、液体加圧室に加圧して液体を噴射さ
せる液体加圧部とを有する液体噴射素子が複数個配列し
てなる液体噴射装置を製造する方法であって、 前記液体加圧部において前記液体加圧室と接する部分が
覆われるように接着剤を塗布する工程と、 前記液体加圧部と前記液体加圧室を形成するための部材
とを、前記接着剤により接着する工程とを含むことを特
徴とする液体噴射装置の製造方法。
7. A liquid pressurizing chamber having a liquid jetting port and filling a liquid jetted from the liquid jetting port, and one of inner walls of the liquid pressurizing chamber, and the liquid pressurizing chamber is pressurized. A method for manufacturing a liquid ejecting apparatus in which a plurality of liquid ejecting elements each having a liquid pressurizing section for ejecting liquid are arranged, wherein a portion of the liquid pressurizing section that is in contact with the liquid pressurizing chamber is covered. A step of applying an adhesive to the substrate, and a step of bonding the liquid pressurizing portion and a member for forming the liquid pressurizing chamber with the adhesive. .
【請求項8】 前記接着剤としてチキソ性の高いシート
状の接着剤を用いることを特徴とする請求項7記載の液
体噴射装置の製造方法。
8. The method according to claim 7, wherein a sheet-like adhesive having a high thixotropy is used as the adhesive.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010155386A (en) * 2008-12-26 2010-07-15 Brother Ind Ltd Piezoelectric actuator and liquid transfer device
JP2010524728A (en) * 2007-04-20 2010-07-22 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. Print head laminate
JP2012196905A (en) * 2011-03-22 2012-10-18 Kyocera Corp Inkjet head, and recording apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010524728A (en) * 2007-04-20 2010-07-22 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. Print head laminate
JP2010155386A (en) * 2008-12-26 2010-07-15 Brother Ind Ltd Piezoelectric actuator and liquid transfer device
US8506056B2 (en) 2008-12-26 2013-08-13 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Piezoelectric actuator and liquid transfer device
JP2012196905A (en) * 2011-03-22 2012-10-18 Kyocera Corp Inkjet head, and recording apparatus

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