JP2002248767A - Ink-jet recording head - Google Patents

Ink-jet recording head

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JP2002248767A
JP2002248767A JP2002008361A JP2002008361A JP2002248767A JP 2002248767 A JP2002248767 A JP 2002248767A JP 2002008361 A JP2002008361 A JP 2002008361A JP 2002008361 A JP2002008361 A JP 2002008361A JP 2002248767 A JP2002248767 A JP 2002248767A
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JP
Japan
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ink
electrodes
piezoelectric actuator
recording head
piezoelectric
Prior art date
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Application number
JP2002008361A
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Japanese (ja)
Inventor
Manabu Yoshimura
学 吉村
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14491Electrical connection
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/10Finger type piezoelectric elements

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a plurality of leader electrodes to be connected to electrodes of a piezoelectric actuator, easily and integrally to the inside of a head body and protect the leader electrodes. SOLUTION: There are provided a laminate for constituting the piezoelectric actuator at least at a part thereof by laminating and sintering a plurality of piezoelectric material sheets, and a plurality of leader electrode formation films 15 which are formed penetrating the piezoelectric material sheets in a thickness direction of the sheets respectively and are mutually connected in a laminate direction of the sheets to form the leader electrodes 25. A part where the leader electrodes 25 penetrate the piezoelectric material sheets is positioned outside a deformation part of the piezoelectric actuator where the piezoelectric actuator deforms an ink channel.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット式
記録ヘッドに関する。
The present invention relates to an ink jet recording head.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、インク供給源からのインクが供給
されるインク通路に連通するインクジェットノズルから
微小量のインク滴を噴射するインクジェットプリンタと
しては、小型化でき且つ高速記録が可能なオンディマン
ド方式の特に圧力制御方式や熱による泡制御方式を採用
したものが一般に普及している。圧力制御方式では、圧
電セラミックなどの圧電素子を用いた圧電方式を採用し
たインクジェットプリンタが実用化されるとともに、種
々提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an ink jet printer which ejects a small amount of ink droplets from an ink jet nozzle communicating with an ink passage to which ink is supplied from an ink supply source, an on-demand type which can be miniaturized and capable of high-speed recording. In particular, those employing a pressure control method or a bubble control method using heat have been widely used. In the pressure control system, an inkjet printer employing a piezoelectric system using a piezoelectric element such as a piezoelectric ceramic has been put to practical use, and various proposals have been made.

【0003】この圧電方式を採用したインクジェットプ
リンタにおいては、インク供給源からのインクがマニホ
ールド部材を介して供給される複数のインク通路と、こ
れらインク通路を構成する圧電素子からなる複数の隔壁
と、これら隔壁の左右1対の側壁に設けられた複数の電
極とを有する記録ヘッドを備え、駆動ICからの駆動信
号をインク噴射させるインク通路に対応する隔壁の電極
に所定微小時間だけ供給することで、隣接する2つの隔
壁がインク通路の容積を拡大するように夫々せん断歪み
により変形した後元の形状に復帰するときに、インク通
路に補充されたインクがその先端の噴射ノズルから噴射
するようになっている。
In an ink jet printer employing this piezoelectric system, a plurality of ink passages through which ink from an ink supply source is supplied via a manifold member, a plurality of partition walls comprising piezoelectric elements constituting these ink passages, A recording head having a plurality of electrodes provided on a pair of left and right side walls of these partitions is provided, and a drive signal from a drive IC is supplied to an electrode of the partition corresponding to an ink path for ejecting ink for a predetermined minute time. When the two adjacent partitions return to the original shape after being deformed by shear strain so as to increase the volume of the ink passage, the ink refilled into the ink passage is ejected from the ejection nozzle at the tip thereof. Has become.

【0004】例えば、図14に示すように、インクジェ
ットプリンタにおいては、複数のインク通路を形成した
圧電材料からなるヘッド本体101に、これら複数のイ
ンク通路を塞ぐようにカバー板140が固着された記録
ヘッド145がキャリッジ103に固着されている。一
方、キャリッジ103には駆動IC146を取付けたプ
リント基板148が固定され、このプリント基板148
には、駆動IC146に接続された配線パターン104
が形成されている。
[0004] For example, as shown in FIG. 14, in an ink jet printer, a recording plate in which a cover plate 140 is fixed to a head body 101 made of a piezoelectric material having a plurality of ink passages so as to cover the plurality of ink passages. The head 145 is fixed to the carriage 103. On the other hand, a printed circuit board 148 to which the drive IC 146 is attached is fixed to the carriage 103.
The wiring pattern 104 connected to the driving IC 146
Are formed.

【0005】更に、ヘッド本体101の側面には、複数
のインク通路に対応させて設けたアクチュエータに給電
する為の複数の引出し電極105が形成され、これら複
数の引出し電極105と配線パターン104の複数の端
子とは、可撓性のFPC(フレキシブル・プリント・サ
ーキット)147により電気的に接続されている。
Further, on a side surface of the head body 101, a plurality of extraction electrodes 105 for supplying power to actuators provided corresponding to a plurality of ink passages are formed, and the plurality of extraction electrodes 105 and the plurality of wiring patterns 104 are formed. Are electrically connected to each other by a flexible FPC (flexible print circuit) 147.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図14に示すインクジ
ェット式記録ヘッド145においては、ヘッド本体10
1の側面に、駆動IC146と複数のアクチュエータ
(電極)とを接続する複数の引出し電極105が露出し
て形成されており、各引出し電極105は、数10μm
の線幅を有し且つ数μmの厚さであることから、記録ヘ
ッド145の組付け作業時やキャリッジ103への取付
け作業時において、引出し電極105がヘッド本体10
1から剥がれ易いこと、また断線し易いことなどの問題
がある。
In the ink jet type recording head 145 shown in FIG.
A plurality of extraction electrodes 105 for connecting the driving IC 146 and the plurality of actuators (electrodes) are exposed and formed on one side surface, and each extraction electrode 105 is several tens μm.
And a thickness of several μm, the extraction electrode 105 is connected to the head body 10 during the work of assembling the recording head 145 and the work of attaching the recording head 145 to the carriage 103.
There is a problem that it is easily peeled off from No. 1 and that it is easily broken.

【0007】本発明の目的は、圧電アクチュエータの電
極に接続される複数の引出し電極をヘッド本体の内部に
容易に一体的に形成してそれら引出し電極を保護するこ
とにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to easily and integrally form a plurality of extraction electrodes connected to the electrodes of a piezoelectric actuator inside a head body to protect the extraction electrodes.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1のインクジェッ
ト式記録ヘッドは、圧電アクチュエータの電極に引出し
電極を介して電圧を印加することにより、前記圧電アク
チュエータを変形させインク通路内のインクをノズルか
ら噴射するインクジェット式記録ヘッドにおいて、複数
の圧電材料シートを積層して焼結し、少なくとも一部に
おいて前記圧電アクチュエータを構成する積層体と、前
記各圧電材料シートにその厚さ方向にそれぞれ貫通して
形成されかつそのシートの積層方向に相互に接続し前記
引出し電極を形成する複数の引出し電極形成膜とを備
え、前記引出し電極が前記圧電材料シートを貫通する部
分は、前記インク通路に変形を及ぼす圧電アクチュエー
タの変形部分の外に位置するものである。ここで、複数
の引出し電極形成膜は、グリーンシートに形成した開口
部を塞ぐように形成してもよい。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording head which deforms the piezoelectric actuator by applying a voltage to an electrode of the piezoelectric actuator via an extraction electrode, thereby causing ink in an ink passage to flow from a nozzle. In the ink jet recording head to be ejected, a plurality of piezoelectric material sheets are laminated and sintered, and at least a part of the laminated body constituting the piezoelectric actuator, and each piezoelectric material sheet penetrates in the thickness direction. A plurality of extraction electrode forming films formed and connected to each other in the stacking direction of the sheets to form the extraction electrodes, and a portion where the extraction electrodes penetrate the piezoelectric material sheet deforms the ink passage. It is located outside the deformed portion of the piezoelectric actuator. Here, the plurality of extraction electrode forming films may be formed so as to close the openings formed in the green sheet.

【0009】圧電アクチュエータは、内部において厚さ
方向に延びるように形成された複数の引出し電極を通し
て印加された電圧により、変形し、インク通路内のイン
クをノズルから噴射する。引出し電極は、複数の圧電材
料シートを積層する際に対応する複数の引出し電極形成
膜を積層方向に相互に接続して形成される。
The piezoelectric actuator is deformed by a voltage applied through a plurality of extraction electrodes formed so as to extend in the thickness direction inside, and ejects ink in an ink passage from a nozzle. The extraction electrode is formed by connecting a plurality of extraction electrode forming films corresponding to each other when a plurality of piezoelectric material sheets are stacked in the stacking direction.

【0010】請求項2のインクジェット式記録ヘッド
は、請求項1の構成において、前記引出し電極が前記圧
電材料シートを貫通する部分において前記引出し電極が
前記圧電材料シートを貫通する方向が、前記インク通路
に変形を及ぼす圧電アクチュエータの変形方向と直角で
ある。
According to a second aspect of the present invention, in the ink jet recording head according to the first aspect, the direction in which the extraction electrode penetrates the piezoelectric material sheet at the portion where the extraction electrode penetrates the piezoelectric material sheet is the same as that of the ink passage. At right angles to the direction of deformation of the piezoelectric actuator that causes deformation.

【0011】請求項3のインクジェット式記録ヘッド
は、請求項1又は2の構成において、前記圧電アクチュ
エータを変形させる一対の前記電極の対向方向が、前記
インク通路の深さ方向と直角である。
According to a third aspect of the present invention, in the ink jet recording head according to the first or second aspect, a direction in which the pair of electrodes for deforming the piezoelectric actuator face each other is perpendicular to a depth direction of the ink passage.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明するが、本実施形態は、イン
クジェットノズルとインク通路と圧電アクチュエータと
を複数組組み込んだインクジェット式記録ヘッドに本発
明を適用した場合のものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the present invention is applied to an ink jet recording head in which a plurality of sets of ink jet nozzles, ink passages, and piezoelectric actuators are incorporated. This is when the invention is applied.

【0013】図1に示すインクジェット式記録ヘッドの
製造工程に基づいて順次説明するものとする。但し、イ
ンクジェットノズルが形成される方を前方とする。先
ず、第1工程K1において、図2、図3に示すように、
圧電セラミックスの予焼粉末に、小量の有機バインダ、
可塑剤、分散剤などを加えたスラリーを、成膜装置によ
り厚さ約数10μm の厚膜にし、ヘッド本体1の大きさ
に対応する所定のサイズに切断加工して複数枚のグリー
ンシート10〜13を作成する。
The description will be made sequentially based on the manufacturing process of the ink jet recording head shown in FIG. However, the direction in which the inkjet nozzle is formed is defined as the front. First, in a first step K1, as shown in FIGS. 2 and 3,
A small amount of organic binder,
A slurry containing a plasticizer, a dispersant, and the like is formed into a thick film having a thickness of about several tens of μm by a film forming apparatus, and cut into a predetermined size corresponding to the size of the head body 1 to form a plurality of green sheets 10 to 10. 13 is created.

【0014】次に、第2工程K2において、インク通路
を形成する複数枚のグリーンシート11の後端部分に、
インク通路32に対応する隔壁31の側面に設ける複数
の電極35,36(図8参照)に対応するように、幅数
10μm で所定長さを有する複数の引出し電極用開口部
11aを所定ピッチ毎に幅方向(左右方向)に1列状に
形成するとともに、表面に近い内部のグリーンシート1
2には、これら開口部11aと同様の開口部12aに加
えて、複数の電極に駆動信号を供給する駆動IC46
の入力端子部に接続される幅数10μm で所定長さを有
する複数の第2引出し電極用開口部12bを所定ピッチ
毎に幅方向に1列状に形成する。
Next, in a second step K2, the rear ends of the plurality of green sheets 11 forming the ink passages are
In order to correspond to the plurality of electrodes 35 and 36 (see FIG. 8) provided on the side surface of the partition wall 31 corresponding to the ink passage 32, the width
A plurality of lead electrode openings 11a having a predetermined length of 10 μm are formed in a row at a predetermined pitch in the width direction (left-right direction), and the inner green sheet 1 close to the surface is formed.
2 includes a drive IC 46 for supplying drive signals to a plurality of electrodes in addition to the openings 12a similar to the openings 11a.
A plurality of second extraction electrode openings 12b each having a width of several 10 μm and having a predetermined length are formed in a row in the width direction at predetermined pitches.

【0015】更に、表面部の複数枚のグリーンシート1
3には、駆動IC46の出力端子部を接続する幅数10μ
m で所定長さを有する複数の接続電極用開口部13a
と、駆動IC46の入力端子部を接続する幅数10μm
で所定長さを有する複数の接続電極用開口部13bと、
前記複数の第2引出し電極26に接続する幅数10μmで
所定長さを有する複数の接続電極用開口部13cとを、
夫々所定ピッチ毎に幅方向に1列状に形成する。
Further, a plurality of green sheets 1 on the surface portion
3 has a width of 10 μm for connecting the output terminal of the drive IC 46.
m, a plurality of connection electrode openings 13a having a predetermined length
And the width of 10 μm connecting the input terminal of the drive IC 46
A plurality of connection electrode openings 13b having a predetermined length,
A plurality of connection electrode openings 13c having a predetermined length and a width of several 10 μm connected to the plurality of second extraction electrodes 26;
Each is formed in one row in the width direction at a predetermined pitch.

【0016】次に、第3工程K3において、複数枚のグ
リーンシート11に対して、開口部11a以外を目隠し
した図示外のメッシュシートを用いて、白金などの金属
の微粉末を樹脂系の液体に分散させた金属ペーストをヘ
ラなどで擦り付けることで、これら複数の引出し電極用
開口部11aを厚さ方向に貫通する複数の引出し電極形
成膜15を形成する。同様にして、複数枚のグリーンシ
ート12に対して複数の引出し電極形成膜15と、複数
の第2引出し電極用開口部12bを厚さ方向に貫通する
複数の第2引出し電極形成膜16とを形成し、また複数
枚のグリーンシート13に対して複数の接続電極用開口
部13a〜13cを厚さ方向に貫通する複数の接続電極
形成膜17〜19を形成する。
Next, in a third step K3, a fine powder of a metal such as platinum is applied to the plurality of green sheets 11 by using a mesh sheet (not shown) in which the portions other than the openings 11a are blinded. Are rubbed with a spatula or the like to form a plurality of extraction electrode forming films 15 penetrating through the plurality of extraction electrode openings 11a in the thickness direction. Similarly, a plurality of extraction electrode formation films 15 and a plurality of second extraction electrode formation films 16 penetrating through the plurality of second extraction electrode openings 12b in the thickness direction with respect to the plurality of green sheets 12 are formed. Then, a plurality of connection electrode forming films 17 to 19 are formed on the plurality of green sheets 13 so as to penetrate the plurality of connection electrode openings 13 a to 13 c in the thickness direction.

【0017】次に、第4工程K4において、図4に示す
ように、複数枚のグリーンシート10〜13をこの順序
で積層する際に、対応する複数の電極形成膜15〜19
を積層させ、熱圧着して生積層体を作製する。次に、第
5工程K5において、その生積層体を、先ず400°C
程度の温度に加熱して、内部に含まれる有機成分を全て
熱分解する脱バインダ処理を施した後、約1000°C以上
の温度で再加熱して焼結する。
Next, in a fourth step K4, as shown in FIG. 4, when a plurality of green sheets 10 to 13 are stacked in this order, a corresponding plurality of electrode forming films 15 to 19 are formed.
Are laminated and thermocompression-bonded to produce a green laminate. Next, in a fifth step K5, the green laminate is first heated to 400 ° C.
After heating to about the temperature and performing a binder removal treatment for thermally decomposing all the organic components contained therein, reheating is performed at a temperature of about 1000 ° C. or more to sinter.

【0018】これにより、図5に示すように、焼結体で
ある圧電セラミックスからなるヘッド本体1を作製でき
るのと同時に、積層した複数の引出し電極形成膜15と
複数の接続電極形成膜17とを一体化した、圧電アクチ
ュエータの電極に接続される複数の引出し電極25と第
1接続端子27、複数の第2引出し電極形成膜16と複
数の接続電極形成膜18,19とを夫々一体化した、第
2引出し電極26と第2接続端子28と第3接続端子2
9とをヘッド本体1の内部に夫々形成する。即ち、これ
ら第1〜第3接続端子27〜29の各々は、ヘッド本体
1の表面に露出している。次に、第6工程K6におい
て、ヘッド本体1の相対向する2つの端面に、直流の高
電圧を印加することで、分極を1点鎖線の矢印で示す所
定方向38となるように形成する分極処理を行なう。そ
の結果、ヘッド本体1の分極方向38を所定方向、例え
ば、図5にて上方に向かう方向に形成できる。
As a result, as shown in FIG. 5, the head main body 1 made of a piezoelectric ceramic as a sintered body can be manufactured, and at the same time, a plurality of laminated extraction electrode formation films 15 and a plurality of connection electrode formation films 17 are formed. The plurality of extraction electrodes 25 and the first connection terminals 27 connected to the electrodes of the piezoelectric actuator, the plurality of second extraction electrode formation films 16 and the plurality of connection electrode formation films 18 and 19 are respectively integrated. , The second extraction electrode 26, the second connection terminal 28, and the third connection terminal 2
9 are formed inside the head body 1 respectively. That is, each of the first to third connection terminals 27 to 29 is exposed on the surface of the head main body 1. Next, in a sixth step K6, a high DC voltage is applied to the two opposing end faces of the head body 1 so that the polarization is formed in the predetermined direction 38 indicated by the dashed line arrow. Perform processing. As a result, the polarization direction 38 of the head main body 1 can be formed in a predetermined direction, for example, a direction going upward in FIG.

【0019】次に、第7工程K7において、図6、図7
に示すように、溝加工用のカッターを用いて、ヘッド本
体1の下端部に、前後方向に延びる複数の細溝30を、
左右方向に所定ピッチ毎に形成する。このとき、複数の
細溝30の後端部は、隣接する引出し電極25に対応し
ており、細溝30を加工することで、その細溝30内に
引出し電極25が露出する。このとき、これら複数の細
溝30を仕切る複数の隔壁31が形成されるとともに、
1つおきの細溝30でインク通路32が形成される。次
に、第8工程K8において、図8に示すように、各細溝
30の側面の下半部分をマスキングシール(2点鎖線で
図示)により夫々マスキングしておき、白金などの金属
を蒸着させることで電極35,36を形成する。電極3
5,36は、細溝30内に露出している引出し電極25
の端部におのずと接続する。その後、不要なマスキング
シールを取り外す。
Next, in a seventh step K7, FIGS.
As shown in FIG. 5, a plurality of narrow grooves 30 extending in the front-rear direction are formed at the lower end of the head body 1 by using a groove processing cutter.
It is formed at predetermined pitches in the left-right direction. At this time, the rear ends of the plurality of narrow grooves 30 correspond to the adjacent extraction electrodes 25, and the extraction electrodes 25 are exposed in the narrow grooves 30 by processing the narrow grooves 30. At this time, a plurality of partition walls 31 that partition the plurality of narrow grooves 30 are formed,
An ink passage 32 is formed by every other narrow groove 30. Next, in an eighth step K8, as shown in FIG. 8, the lower half of the side surface of each narrow groove 30 is masked with a masking seal (shown by a two-dot chain line), and a metal such as platinum is deposited. Thus, the electrodes 35 and 36 are formed. Electrode 3
Reference numerals 5 and 36 denote extraction electrodes 25 exposed in the narrow groove 30.
To the end of the. Thereafter, the unnecessary masking seal is removed.

【0020】即ち、各隔壁31のインク通路32に面す
る側面の上半部分には、接地される電極35が形成さ
れ、各隔壁31のインク通路32でない細溝30に面す
る側面の上半部分には、後述する駆動IC46からの駆
動電圧Vが供給される電極36が形成される。ここで、
各電極35,36の各々は対応する引出し電極25に接
続されている。また、インク通路32の両側の隔壁31
と、それら隔壁31の側面に形成された電極35,36
などで圧電アクチュエータが構成されている。
That is, a grounded electrode 35 is formed in the upper half of the side surface of each partition 31 facing the ink passage 32, and the upper half of the side surface of the partition 31 facing the narrow groove 30 which is not the ink passage 32. An electrode 36 to which a drive voltage V from a drive IC 46 to be described later is supplied is formed in the portion. here,
Each of the electrodes 35 and 36 is connected to the corresponding extraction electrode 25. The partition walls 31 on both sides of the ink passage 32
And electrodes 35 and 36 formed on the side surfaces of the partition walls 31.
Thus, a piezoelectric actuator is formed.

【0021】これにより、図9に示すように、インク通
路32に隣接する2つの隔壁31の電極36に、後述す
る駆動IC46から出力される駆動電圧Vが供給される
と、インク通路32の右側の隔壁31の上半部分が、分
極方向38と直交する右側にせん断変形(厚みすべり変
形)するので、その隔壁31としては略く字状に変形
し、同様にして、インク通路32の左側の隔壁31の上
半部分が左側にせん断変形して、隔壁31としては略く
字状に変形する。このとき、図示外のインク供給源から
のインクがインク通路32に補充され、その後電極36
への駆動電圧Vの供給が停止されたときに、隔壁31の
せん断変形が解除されるのに伴って、インク通路32の
インクがインクジェットノズル42から噴射される。
As a result, as shown in FIG. 9, when a drive voltage V output from a drive IC 46 described later is supplied to the electrodes 36 of the two partition walls 31 adjacent to the ink passage 32, the right side of the ink passage 32 The upper half portion of the partition wall 31 undergoes shear deformation (thickness-shear deformation) to the right side perpendicular to the polarization direction 38, so that the partition wall 31 is deformed in a substantially rectangular shape. The upper half portion of the partition wall 31 is sheared and deformed to the left, and the partition wall 31 is deformed into a substantially rectangular shape. At this time, ink from an ink supply source (not shown) is replenished into the ink passage 32, and then the electrode 36
When the supply of the drive voltage V to the partition wall 31 is stopped, the ink in the ink passage 32 is ejected from the ink jet nozzle 42 as the shear deformation of the partition wall 31 is released.

【0022】次に、第9工程K9において、図10に示
すように、カバー板40をヘッド本体1の複数の細溝3
0を覆うように接着固定するとともに、複数のインクジ
ェットノズル42を形成したノズル形成板41をヘッド
本体1の前端面に接着固定する。これにより、インクジ
ェットノズル42とインク通路32と圧電アクチュエー
タとを複数組組み込んだ構造の記録ヘッド45を作製で
きる。ここで、そのカバー板40の後端側部分には、図
11に示すように、その幅方向に延びるインク供給用の
切欠き40aが形成されており、このインク供給用切欠
き40aには、図示外のインクカートリッジに接続され
るインク供給部材を取付けるようになっている。
Next, in a ninth step K9, as shown in FIG.
And a nozzle forming plate 41 having a plurality of inkjet nozzles 42 formed thereon is bonded and fixed to the front end surface of the head main body 1. Thus, a recording head 45 having a structure in which a plurality of sets of the ink jet nozzle 42, the ink passage 32, and the piezoelectric actuator are incorporated can be manufactured. Here, as shown in FIG. 11, an ink supply notch 40a extending in the width direction is formed in the rear end side portion of the cover plate 40. The ink supply notch 40a has An ink supply member connected to an ink cartridge (not shown) is attached.

【0023】次に、第10工程K10において、図10
に示すように、複数の電極36に駆動信号を供給する駆
動IC46を、その出力端子部を複数の第1接続端子2
7に、またその入力端子を複数の第2接続端子28にロ
ウ付けにより接続するのと同時にヘッド本体1に、接着
材などにより取付ける。また、図12に示すように、複
数の第3接続端子29をFPC(フレキシブル・プリン
ト・サーキット)47の一端部にロウ付けにより接続す
る。更に、記録ヘッド45の後端部をプリント基板48
に接着材などにより取付け、FPC47の他端部をその
プリント基板48に形成した配線パターン(図示略)に
接続することで、記録ヘッド45をキャリッジ(図示
略)にユニット化して取付けることができる。FPC4
7はクロック信号線、データ信号線、電圧線及びアース
線を備えたものであり、駆動IC46は、クロック信号
線から供給された連続するクロックパルスに基づいて、
データ信号線に現れるデータから、どのノズル42から
インク噴射を行うべきかを判断し、対応する引出し電極
25に電圧線の電圧を印加する。
Next, in a tenth step K10, FIG.
As shown in FIG. 7, a drive IC 46 for supplying a drive signal to a plurality of electrodes 36 is connected to a plurality of first connection terminals 2 by an output terminal portion.
7 and its input terminals are connected to the plurality of second connection terminals 28 by brazing, and at the same time, are attached to the head main body 1 with an adhesive or the like. In addition, as shown in FIG. 12, a plurality of third connection terminals 29 are connected to one end of an FPC (flexible print circuit) 47 by brazing. Further, the rear end of the recording head 45 is
By attaching the other end of the FPC 47 to a wiring pattern (not shown) formed on the printed circuit board 48, the recording head 45 can be mounted as a unit on a carriage (not shown). FPC4
7 includes a clock signal line, a data signal line, a voltage line, and a ground line, and the driving IC 46 is configured to output a clock signal line based on a continuous clock pulse supplied from the clock signal line.
From the data appearing on the data signal line, it is determined from which nozzle 42 ink should be ejected, and the voltage of the voltage line is applied to the corresponding extraction electrode 25.

【0024】ところで、図13に示すように、前記カバ
ー板40Aを、複数のグリーンシートを積層して焼結に
より作製する一方、ヘッド本体1Aの細溝30Aに対応
する複数の細溝50を形成し、ヘッド本体1Aの分極方
向38と反対の分極方向51となるように分極処理し、
前記接地側の電極35に対応する電極52と、前記駆動
側の電極36に対応する電極53とを、これら2つの細
溝30A,50に亙って一体的に形成してもよい。
As shown in FIG. 13, the cover plate 40A is manufactured by laminating a plurality of green sheets and sintering, while forming a plurality of narrow grooves 50 corresponding to the narrow grooves 30A of the head body 1A. Then, polarization processing is performed so that the polarization direction 51 is opposite to the polarization direction 38 of the head main body 1A,
An electrode 52 corresponding to the electrode 35 on the ground side and an electrode 53 corresponding to the electrode 36 on the drive side may be integrally formed over these two narrow grooves 30A and 50.

【0025】以上説明したように、圧電材料製のグリー
ンシート10〜13を複数枚積層させてヘッド本体1を
形成する為に、一部のグリーンシート11〜12にその
厚さ方向に貫通するように複数の引出し電極形成膜15
を形成し、グリーンシート10〜13を積層する際に、
対応する複数の引出し電極形成膜15を積層させて圧電
アクチュエータの電極35,36に接続される複数の引
出し電極25を形成するので、それら複数の引出し電極
25をヘッド本体1の内部に一体的に形成することがで
き、複数の引出し電極25を損傷や断線から確実に保護
することができる。
As described above, in order to form the head body 1 by laminating a plurality of green sheets 10 to 13 made of a piezoelectric material, some of the green sheets 11 to 12 are penetrated in the thickness direction. A plurality of extraction electrode forming films 15
When forming the green sheets 10 to 13,
Since a plurality of corresponding extraction electrode forming films 15 are laminated to form a plurality of extraction electrodes 25 connected to the electrodes 35 and 36 of the piezoelectric actuator, the plurality of extraction electrodes 25 are integrally formed inside the head main body 1. The plurality of extraction electrodes 25 can be reliably protected from damage and disconnection.

【0026】また、前記ヘッド本体1の表面に近い内部
のグリーンシート12に、複数の第2引出し電極形成膜
16を形成し、前記複数の引出し電極25と第2引出し
電極26とに、圧電アクチュエータを駆動する駆動IC
46を接続するので、駆動IC46をヘッド本体1に取
付ける際に、駆動IC46とこれら複数の引出し電極2
5や第2引出し電極26に同時に接続できる。更に、駆
動IC46をヘッド本体1の表面に設けることから、イ
ンク噴射作動により駆動IC46で発生する熱がヘッド
本体1に効率良く伝達されるので、駆動IC46の熱が
効果的に放熱できるとともに、その熱でインク通路32
のインクの温度が上昇してその粘性が低くなり、インク
噴射性能が向上する。
A plurality of second extraction electrode forming films 16 are formed on the green sheet 12 near the surface of the head main body 1, and the plurality of extraction electrodes 25 and the second extraction electrode 26 are provided with piezoelectric actuators. Drive IC for driving
When the drive IC 46 is attached to the head main body 1, the drive IC 46 and the plurality of extraction electrodes 2 are connected.
5 and the second extraction electrode 26 at the same time. Furthermore, since the drive IC 46 is provided on the surface of the head main body 1, the heat generated by the drive IC 46 by the ink ejection operation is efficiently transmitted to the head main body 1, so that the heat of the drive IC 46 can be effectively radiated, and Ink passage 32 by heat
The temperature of the ink increases, the viscosity of the ink decreases, and the ink ejection performance improves.

【0027】また、前記駆動IC46を記録ヘッド外の
プリント基板48の配線パターンに接続する為の複数の
第2引出し電極26をヘッド本体1に形成し、それら第
2引出し電極26に接続された第3接続端子29をヘッ
ド本体1の表面に夫々露出させたので、これら第2引出
し電極26を介して駆動IC46の入力端子部に接続さ
れる信号線は、データ信号や制御信号などの数本なの
で、これら第3接続端子29とプリント基板48の配線
パターンとの電気的接続構造を簡単化することができ
る。
Further, a plurality of second extraction electrodes 26 for connecting the drive IC 46 to a wiring pattern of a printed board 48 outside the recording head are formed on the head main body 1, and the second extraction electrodes 26 connected to the second extraction electrodes 26 are formed. Since the three connection terminals 29 are exposed on the surface of the head main body 1, the number of signal lines connected to the input terminals of the drive IC 46 via the second extraction electrodes 26 is several, such as data signals and control signals. The electrical connection structure between the third connection terminals 29 and the wiring patterns on the printed circuit board 48 can be simplified.

【0028】ここで、前記実施形態の変更態様として、
前記複数の第3接続端子29をヘッド本体1の後端部に
形成するようにし、記録ヘッド45の後端部をプリント
基板48に取付ける際に、これら第3接続端子29をプ
リント基板48の配線パターンにロウ付けやワイヤーボ
ンディングなどで同時に接続することで、FPC47を
省略するようにしてもよい。更に、熱により泡を発生し
てインクを噴射する記録ヘッドなど、種々のインクジェ
ット式記録ヘッドの製造方法及びその記録ヘッドに本発
明を適用することが可能である。
Here, as a modification of the above embodiment,
The plurality of third connection terminals 29 are formed at the rear end of the head body 1, and when the rear end of the recording head 45 is attached to the printed board 48, these third connection terminals 29 are connected to the wiring of the printed board 48. The FPC 47 may be omitted by simultaneously connecting to the pattern by brazing or wire bonding. Further, it is possible to apply the present invention to various methods of manufacturing an ink jet recording head, such as a recording head that ejects ink by generating bubbles by heat, and the recording head.

【0029】[0029]

【発明の効果】請求項1のインクジェット式記録ヘッド
によれば、複数の圧電材料シートを積層して焼結し、少
なくとも一部において前記圧電アクチュエータを構成す
る積層体と、前記各圧電材料シートにその厚さ方向にそ
れぞれ貫通して形成されかつそのシートの積層方向に相
互に接続し前記引出し電極を形成する複数の引出し電極
形成膜とを備え、前記引出し電極が前記圧電材料シート
を貫通する部分が、前記インク通路に変形を及ぼす圧電
アクチュエータの変形部分の外に位置するものであるの
で、内部において厚さ方向に延びるように形成された複
数の引出し電極を通して圧電アクチュエータに電圧が印
加されてその圧電アクチュエータが変形し、インク通路
内のインクをノズルから噴射することができる。
According to the ink jet recording head of the present invention, a plurality of piezoelectric material sheets are laminated and sintered, and at least a part of the laminated body constituting the piezoelectric actuator and the piezoelectric material sheets are provided. A plurality of extraction electrode forming films formed so as to penetrate in the thickness direction thereof and connected to each other in the stacking direction of the sheets to form the extraction electrodes, wherein the extraction electrodes penetrate the piezoelectric material sheet. Is located outside the deformed portion of the piezoelectric actuator that deforms the ink passage, so that a voltage is applied to the piezoelectric actuator through a plurality of extraction electrodes formed to extend in the thickness direction inside the piezoelectric actuator. The piezoelectric actuator is deformed, and the ink in the ink passage can be ejected from the nozzle.

【0030】さらに、引出し電極は、複数の圧電材料シ
ートを積層する際に対応する複数の引出し電極形成膜を
積層方向に相互に接続して容易に形成され、から保護す
ることができる。
Furthermore, the extraction electrode can be easily formed by connecting a plurality of extraction electrode forming films corresponding to each other when the plurality of piezoelectric material sheets are laminated in the laminating direction, and can be protected from it.

【0031】また、上記の構成において、前記引出し電
極が前記圧電材料シートを貫通する部分において前記引
出し電極が前記圧電材料シートを貫通する方向を、前記
インク通路に変形を及ぼす圧電アクチュエータの変形方
向と直角とすることで、引出し電極が積層体内部に損傷
や断線することなく容易に一体的に設けられる。
In the above structure, the direction in which the extraction electrode penetrates the piezoelectric material sheet at the portion where the extraction electrode penetrates the piezoelectric material sheet is defined as the deformation direction of the piezoelectric actuator that deforms the ink passage. With the right angle, the extraction electrode is easily and integrally provided inside the laminate without damage or disconnection.

【0032】また、上記の構成において、前記圧電アク
チュエータを変形させる一対の前記電極の対向方向を、
前記インク通路の深さ方向と直角とすることで、一層、
引出し電極が積層体内部に損傷や断線することなく容易
に一体的に設けられる。
Further, in the above configuration, the facing direction of the pair of electrodes for deforming the piezoelectric actuator is
By making it perpendicular to the depth direction of the ink passage,
The extraction electrode is easily and integrally provided inside the laminate without being damaged or disconnected.

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

【図1】本発明の実施形態に係るインクジェット式記録
ヘッドの製造工程を示す工程表である。
FIG. 1 is a process chart showing a manufacturing process of an ink jet recording head according to an embodiment of the present invention.

【図2】複数の開口部や電極形成膜を形成して積層する
グリーンシートの斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of a green sheet in which a plurality of openings and an electrode forming film are formed and stacked.

【図3】複数の開口部や電極形成膜を形成して積層する
グリーンシートの縦断側面図である。
FIG. 3 is a vertical side view of a green sheet on which a plurality of openings and an electrode forming film are formed and stacked.

【図4】積層した複数枚のグリーンシートの要部縦断側
面図である。
FIG. 4 is a vertical sectional side view of a main part of a plurality of stacked green sheets.

【図5】焼結により形成したヘッド本体の要部縦断側面
図である。
FIG. 5 is a vertical sectional side view of a main part of a head main body formed by sintering.

【図6】細溝を形成した図5相当図である。FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 5 in which a narrow groove is formed.

【図7】図6のVII ─VII 線断面図である。7 is a sectional view taken along the line VII-VII in FIG. 6;

【図8】ヘッド本体の要部縦断拡大断面図である。FIG. 8 is an enlarged longitudinal sectional view of a main part of the head body.

【図9】隔壁がせん断変形したときの図8相当図であ
る。
FIG. 9 is a diagram corresponding to FIG. 8 when a partition wall is deformed by shearing.

【図10】記録ヘッドの分解斜視図である。FIG. 10 is an exploded perspective view of a recording head.

【図11】記録ヘッドの斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of a recording head.

【図12】プリント基板に取付けた記録ヘッドの斜視図
である。
FIG. 12 is a perspective view of a recording head attached to a printed circuit board.

【図13】変更形態に係る図8相当図である。FIG. 13 is a diagram corresponding to FIG. 8 according to a modified embodiment.

【図14】従来の技術に係る記録ヘッドとプリント基板
の斜視図である。
FIG. 14 is a perspective view of a recording head and a printed circuit board according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ヘッド本体 10〜13 グリーンシート 25 引出し電極 42 インクジェットノズル 32 インク通路 35,36 電極 15 引出し電極形成膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Head main body 10-13 Green sheet 25 Leader electrode 42 Ink jet nozzle 32 Ink passage 35, 36 Electrode 15 Leader electrode forming film

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電アクチュエータの電極に引出し電極
を介して電圧を印加することにより、前記圧電アクチュ
エータを変形させインク通路内のインクをノズルから噴
射するインクジェット式記録ヘッドにおいて、 複数の圧電材料シートを積層して焼結し、少なくとも一
部において前記圧電アクチュエータを構成する積層体
と、 前記各圧電材料シートにその厚さ方向にそれぞれ貫通し
て形成されかつそのシートの積層方向に相互に接続し前
記引出し電極を形成する複数の引出し電極形成膜とを備
え、前記引出し電極が前記圧電材料シートを貫通する部
分は、前記インク通路に変形を及ぼす圧電アクチュエー
タの変形部分の外に位置することを特徴とするインクジ
ェット式記録ヘッド。
1. An ink jet recording head which deforms a piezoelectric actuator by applying a voltage to an electrode of the piezoelectric actuator through an extraction electrode to eject ink in an ink passage from a nozzle, wherein a plurality of piezoelectric material sheets are formed. A laminated body which is laminated and sintered, and constitutes at least a part of the piezoelectric actuator, and which is formed in each of the piezoelectric material sheets so as to penetrate in the thickness direction thereof and is connected to each other in the lamination direction of the sheets. A plurality of extraction electrode forming films forming extraction electrodes, wherein a portion where the extraction electrode penetrates the piezoelectric material sheet is located outside a deformed portion of the piezoelectric actuator that deforms the ink passage. Inkjet recording head.
【請求項2】 前記引出し電極が前記圧電材料シートを
貫通する部分において前記引出し電極が前記圧電材料シ
ートを貫通する方向は、前記インク通路に変形を及ぼす
圧電アクチュエータの変形方向と直角であることを特徴
とする請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。
2. A direction in which the extraction electrode penetrates the piezoelectric material sheet at a portion where the extraction electrode penetrates the piezoelectric material sheet is perpendicular to a deformation direction of the piezoelectric actuator that deforms the ink passage. The ink jet recording head according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記圧電アクチュエータを変形させる一
対の前記電極の対向方向は、前記インク通路の深さ方向
と直角であることを特徴とする請求項1又は2に記載の
インクジェット式記録ヘッド。
3. The ink jet recording head according to claim 1, wherein a direction in which the pair of electrodes deform the piezoelectric actuator is perpendicular to a depth direction of the ink passage.
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