JP2003326723A - Method of inspecting actuator device and method of inspecting inkjet recording head - Google Patents

Method of inspecting actuator device and method of inspecting inkjet recording head

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JP2003326723A
JP2003326723A JP2002137281A JP2002137281A JP2003326723A JP 2003326723 A JP2003326723 A JP 2003326723A JP 2002137281 A JP2002137281 A JP 2002137281A JP 2002137281 A JP2002137281 A JP 2002137281A JP 2003326723 A JP2003326723 A JP 2003326723A
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JP
Japan
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piezoelectric element
piezoelectric
piezoelectric layer
inspecting
actuator device
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JP2002137281A
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Japanese (ja)
Inventor
Shunka Cho
俊華 張
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of inspecting an actuator device and a method of inspecting an inkjet recording head capable of discriminating comparatively accurately a displacement characteristic of a diaphragm driven by a piezoelectric element. <P>SOLUTION: The displacement characteristic is discriminated by performing at least a driving/measuring process for measuring an electrostatic capacitance of a piezoelectric material layer by applying a predetermined voltage to the piezoelectric element under condition that the piezoelectric element can be driven. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、圧電材料層に電圧
を印加することにより変位させる圧電素子を具備するア
クチュエータ装置の検査方法に関し、特に、インク滴を
吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動
板で構成し、この振動板の表面に圧電素子を形成して圧
電素子の変位によりインク滴を吐出させるインクジェッ
ト式記録ヘッドの検査方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for inspecting an actuator device having a piezoelectric element that is displaced by applying a voltage to a piezoelectric material layer, and more particularly to a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for ejecting ink droplets. The present invention relates to a method for inspecting an ink jet recording head in which a part of a diaphragm is formed, a piezoelectric element is formed on the surface of the diaphragm, and ink droplets are ejected by displacement of the piezoelectric element.

【0002】[0002]

【従来の技術】インク滴を吐出するノズル開口と連通す
る圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧
電素子により変形させて圧力発生室のインクを加圧して
ノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式
記録ヘッドとしては、例えば、たわみ振動モードのアク
チュエータ装置を使用したものが知られている。
2. Description of the Related Art A part of a pressure generating chamber that communicates with a nozzle opening for ejecting ink droplets is composed of a vibrating plate, and the vibrating plate is deformed by a piezoelectric element to pressurize ink in the pressure generating chamber to eject it from the nozzle opening. As an ink jet recording head for ejecting ink droplets, for example, one using a flexural vibration mode actuator device is known.

【0003】そして、このようなインクジェット式記録
ヘッドでは、例えば、圧電材料のグリーンシートを圧力
発生室の形状に合わせて貼付したり、あるいは印刷によ
って圧電材料を塗布し、これを焼成するという比較的簡
単な工程で振動板に圧電素子を作り付けることができる
が、高周波吐出が難しいという問題があった。そして、
このような問題を解決するために、例えば、特開平2−
289352号公報に見られるように、圧電体層を2層
構造として、圧電素子の変形量を増加させたものが開示
されている。
In such an ink jet recording head, for example, a green sheet of a piezoelectric material is attached according to the shape of the pressure generating chamber, or the piezoelectric material is applied by printing and then baked. Although the piezoelectric element can be built in the diaphragm by a simple process, there is a problem that high frequency ejection is difficult. And
In order to solve such a problem, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
As disclosed in Japanese Patent No. 289352, a piezoelectric layer having a two-layer structure in which the amount of deformation of the piezoelectric element is increased is disclosed.

【0004】この多層積層型の圧電素子を具備するイン
クジェット式記録ヘッドでは、比較的高周波吐出が可能
になるが、圧電素子を形成する際に圧電体層の厚さに誤
差が生じるため、その特性が均一にならないという問題
がある。特に、圧電体層を印刷等によって塗布する場合
には、特に厚さの誤差が大きくなりやすい。このため、
圧電素子を形成する際に圧電体層の静電容量や、圧電素
子の共振周波数を測定して圧電素子の特性を識別し、そ
の特性に適した駆動波形で圧電素子を駆動させている。
The ink jet type recording head provided with this multilayer laminated piezoelectric element is capable of relatively high frequency ejection. However, since the thickness of the piezoelectric layer causes an error when the piezoelectric element is formed, its characteristics. There is a problem that is not uniform. In particular, when the piezoelectric layer is applied by printing or the like, the error in the thickness tends to be particularly large. For this reason,
When forming a piezoelectric element, the capacitance of the piezoelectric layer and the resonance frequency of the piezoelectric element are measured to identify the characteristics of the piezoelectric element, and the piezoelectric element is driven with a drive waveform suitable for the characteristics.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな多層構造の圧電素子を具備するインクジェット式記
録ヘッドでは、例えば、圧電素子を形成する際の寸法誤
差により圧力発生室と圧電素子との位置関係が所定の位
置からずれている場合等、圧電素子の共振周波数等の測
定結果に基づいて圧電素子の特性を識別して、最適な駆
動波形を選択しても、所望の特性、すなわち、圧電素子
の駆動による変位特性が得られないという問題がある。
However, in the ink jet recording head including the piezoelectric element having such a multilayer structure, for example, the positional relationship between the pressure generating chamber and the piezoelectric element is caused by a dimensional error when the piezoelectric element is formed. When the optimum drive waveform is selected by identifying the characteristics of the piezoelectric element based on the measurement results of the resonance frequency of the piezoelectric element, etc. However, there is a problem in that the displacement characteristic due to the driving of is not obtained.

【0006】また、このような問題は、例えば、液晶噴
射ヘッド、色材噴射ヘッド等の液体噴射ヘッドに搭載さ
れるアクチュエータ装置においても同様に存在する。
Further, such a problem also exists in an actuator device mounted on a liquid ejecting head such as a liquid crystal ejecting head or a color material ejecting head.

【0007】本発明はこのような事情に鑑み、圧電素子
の駆動による振動板の変位特性を比較的正確に識別する
ことのできるアクチュエータ装置の検査方法及びインク
ジェット式記録ヘッドの検査方法を提供することを課題
とする。
In view of such circumstances, the present invention provides an inspection method for an actuator device and an inspection method for an ink jet recording head, which are capable of identifying displacement characteristics of a diaphragm caused by driving a piezoelectric element relatively accurately. Is an issue.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の第1の態様は、圧力発生室が形成される流路形成基
板と、該流路形成基板の一方面側の前記圧力発生室に対
向する領域に振動板を介して設けられた圧電素子とを有
し、該圧電素子を撓み変位させることにより前記圧力発
生室内に圧力変化を生じさせるアクチュエータ装置の検
査方法であって、前記圧電素子が駆動可能な条件で所定
電圧を前記圧電素子に印加して前記圧電体層の静電容量
を測定する駆動測定工程を少なくとも実行することによ
り、その特性を識別することを特徴とするアクチュエー
タ装置の検査方法にある。
A first aspect of the present invention for solving the above problems is to provide a flow path forming substrate in which a pressure generating chamber is formed, and the pressure generating chamber on one side of the flow path forming substrate. A piezoelectric element provided in a region opposite to the piezoelectric element via a vibration plate, and causing a pressure change in the pressure generating chamber by flexibly displacing the piezoelectric element. An actuator device characterized in that a characteristic is identified by performing at least a drive measurement step of applying a predetermined voltage to the piezoelectric element under a condition in which the element can be driven to measure the capacitance of the piezoelectric layer. The inspection method is.

【0009】かかる第1の態様では、アクチュエータ装
置の特性、すなわち、圧電素子及び振動板の変位特性を
正確に識別することができる。
In the first aspect, the characteristics of the actuator device, that is, the displacement characteristics of the piezoelectric element and the diaphragm can be accurately identified.

【0010】本発明の第2の態様は、第1の態様におい
て、前記駆動測定工程では、前記圧電素子の共振周波数
よりも低い周波数の所定電圧を当該圧電素子に印加する
ことを特徴とするアクチュエータ装置の検査方法にあ
る。
A second aspect of the present invention is the actuator according to the first aspect, wherein in the drive measuring step, a predetermined voltage having a frequency lower than the resonance frequency of the piezoelectric element is applied to the piezoelectric element. It is in the inspection method of the device.

【0011】かかる第2の態様では、圧電素子を確実に
駆動させながら、アクチュエータ装置の特性を識別でき
る。
In the second aspect, the characteristics of the actuator device can be identified while reliably driving the piezoelectric element.

【0012】本発明の第3の態様は、第1又は2の態様
において、前記圧電素子が駆動しない程度の周波数で所
定電圧を印加して前記圧電体層の静電容量を測定する静
止測定工程をさらに実行し、前記駆動測定工程と前記静
止測定工程との測定結果に基づいてその特性を識別する
ことを特徴とするアクチュエータ装置の検査方法にあ
る。
A third aspect of the present invention is the static measurement step according to the first or second aspect, in which a predetermined voltage is applied at a frequency at which the piezoelectric element is not driven to measure the capacitance of the piezoelectric layer. Is further performed, and the characteristics thereof are identified based on the measurement results of the drive measurement step and the static measurement step.

【0013】かかる第3の態様では、静止測定工程によ
り、圧電体層の静電容量に起因するアクチュエータ装置
の特性、すなわち、各圧電素子の特性を正確に識別でき
る。
In the third aspect, the characteristic of the actuator device caused by the capacitance of the piezoelectric layer, that is, the characteristic of each piezoelectric element can be accurately identified by the static measurement step.

【0014】本発明の第4の態様は、第3の態様におい
て、前記静止測定工程では、前記圧電体層の共振周波数
よりも高い周波数の所定電圧を前記圧電素子に印加する
ことを特徴とするアクチュエータ装置の検査方法にあ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, in the static measurement step, a predetermined voltage having a frequency higher than a resonance frequency of the piezoelectric layer is applied to the piezoelectric element. It is in the inspection method of the actuator device.

【0015】かかる第4の態様では、圧電素子を確実に
静止させた状態とすることができ、圧電素子の特性をよ
り正確に識別できる。
According to the fourth aspect, the piezoelectric element can be surely kept in a stationary state, and the characteristics of the piezoelectric element can be identified more accurately.

【0016】本発明の第5の態様は、第3の態様におい
て、前記静止測定工程では、前記圧電素子の共振周波数
よりも低い周波数で且つ当該圧電素子が駆動しない程度
の電圧を印加することを特徴とするアクチュエータ装置
の検査方法にある。
According to a fifth aspect of the present invention, in the third aspect, a voltage lower than the resonance frequency of the piezoelectric element and not driving the piezoelectric element is applied in the static measurement step. It is a method of inspecting a characteristic actuator device.

【0017】かかる第5の態様では、圧電素子に印加す
る電圧を変化させることによっても、静止測定工程を実
行できる。
In the fifth aspect, the static measurement step can be executed also by changing the voltage applied to the piezoelectric element.

【0018】本発明の第6の態様は、第1〜5の何れか
の態様において、前記圧電素子に印加する電圧が、当該
圧電素子の駆動可能電圧の1/10以上であることを特
徴とするアクチュエータ装置の検査方法にある。
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the voltage applied to the piezoelectric element is 1/10 or more of the drivable voltage of the piezoelectric element. There is a method of inspecting an actuator device for the same.

【0019】かかる第6の態様では、所定電圧を圧電素
子に印加することにより、アクチュエータ装置の特性を
比較的容易且つ正確に識別することができる。
In the sixth aspect, the characteristics of the actuator device can be identified relatively easily and accurately by applying a predetermined voltage to the piezoelectric element.

【0020】本発明の第7の態様は、第1〜6の何れか
の態様において、前記圧電素子が、互いに積層された下
圧電体層と上圧電体層とで構成される圧電体層と、前記
下圧電体層と上圧電体層との間に設けられて各圧電素子
毎に独立する個別電極と、前記振動板と前記下圧電体層
との間に設けられて複数の圧電素子に共通する共通下電
極と、前記上圧電体層上に設けられて前記共通下電極と
電気的に接続される共通上電極とで構成されていること
を特徴とするアクチュエータ装置の検査方法にある。
A seventh aspect of the present invention is the piezoelectric element according to any one of the first to sixth aspects, wherein the piezoelectric element is composed of a lower piezoelectric layer and an upper piezoelectric layer laminated on each other. , An individual electrode provided between the lower piezoelectric layer and the upper piezoelectric layer and independent for each piezoelectric element, and a plurality of piezoelectric elements provided between the vibrating plate and the lower piezoelectric layer. A method of inspecting an actuator device, comprising: a common lower common electrode and a common upper electrode provided on the upper piezoelectric layer and electrically connected to the common lower electrode.

【0021】かかる第7の態様では、圧電素子が複数層
からなる圧電体層を有する場合であっても、圧電素子及
び振動板の変位特性を正確に識別することができる。
In the seventh aspect, the displacement characteristics of the piezoelectric element and the diaphragm can be accurately identified even when the piezoelectric element has a piezoelectric layer composed of a plurality of layers.

【0022】本発明の第8の態様は、ノズル開口に連通
する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形
成基板の一方面側の前記圧力発生室に対向する領域に振
動板を介して設けられた圧電素子とを有するアクチュエ
ータ装置を具備し、前記圧電素子を撓み変位させて前記
圧力発生室内に圧力変化を生じさせることにより前記ノ
ズル開口からインク滴を吐出するインクジェット式記録
ヘッドの検査方法であって、前記圧電素子が駆動可能な
条件で所定電圧を当該圧電素子に印加して前記圧電体層
の静電容量を測定する駆動測定工程を少なくとも実行す
ることにより、その特性を識別することを特徴とするイ
ンクジェット式記録ヘッドの検査方法にある。
An eighth aspect of the present invention oscillates in a flow passage forming substrate in which a pressure generating chamber communicating with the nozzle opening is formed, and in a region facing the pressure generating chamber on one side of the flow passage forming substrate. An ink jet recording apparatus comprising: an actuator device having a piezoelectric element provided via a plate, wherein the piezoelectric element is flexibly displaced to generate a pressure change in the pressure generating chamber, thereby ejecting an ink droplet from the nozzle opening. A method for inspecting a head, the characteristic of which is obtained by at least performing a drive measurement step of applying a predetermined voltage to the piezoelectric element under a condition in which the piezoelectric element can be driven to measure the capacitance of the piezoelectric layer. Is a method for inspecting an inkjet recording head.

【0023】かかる第8の態様では、アクチュエータ装
置の特性、すなわち、圧電素子及び振動板の変位特性を
正確に識別することができる。
In the eighth aspect, the characteristic of the actuator device, that is, the displacement characteristic of the piezoelectric element and the diaphragm can be accurately identified.

【0024】本発明の第9の態様は、第8の態様におい
て、前記駆動測定工程では、前記圧電体層の共振周波数
よりも低い周波数の所定電圧を前記圧電素子に印加する
ことを特徴とするインクジェット式記録ヘッドの検査方
法にある。
A ninth aspect of the present invention is characterized in that, in the eighth aspect, a predetermined voltage having a frequency lower than a resonance frequency of the piezoelectric layer is applied to the piezoelectric element in the drive measuring step. It is in the method of inspecting an inkjet recording head.

【0025】かかる第9の態様では、圧電素子を確実に
駆動させながら、アクチュエータ装置の特性を識別でき
る。
In the ninth aspect, the characteristics of the actuator device can be identified while reliably driving the piezoelectric element.

【0026】本発明の第10の態様は、第8又は9の態
様において、前記圧電素子に当該圧電素子が駆動しない
程度の周波数で所定電圧を印加して前記圧電体層の静電
容量を測定する静止測定工程をさらに実行し、前記駆動
測定工程と前記静止測定工程との測定結果に基づいてそ
の特性を識別することを特徴とするインクジェット式記
録ヘッドの検査方法にある。
In a tenth aspect of the present invention, in the eighth or ninth aspect, the capacitance of the piezoelectric layer is measured by applying a predetermined voltage to the piezoelectric element at a frequency that does not drive the piezoelectric element. The method for inspecting an ink jet recording head is characterized in that the static measurement step is further executed, and the characteristics thereof are identified based on the measurement results of the drive measurement step and the static measurement step.

【0027】かかる第10の態様では、静止測定工程に
より、圧電体層の静電容量に起因するアクチュエータ装
置の特性、すなわち、各圧電素子の特性を正確に識別で
きる。
In the tenth aspect, the characteristic of the actuator device caused by the capacitance of the piezoelectric layer, that is, the characteristic of each piezoelectric element can be accurately identified by the static measurement step.

【0028】本発明の第11の態様は、第10の態様に
おいて、前記静止測定工程では、前記圧電体層の共振周
波数よりも高い周波数の所定電圧を前記圧電素子に印加
することを特徴とするインクジェット式記録ヘッドの検
査方法にある。
An eleventh aspect of the present invention is characterized in that, in the tenth aspect, in the static measuring step, a predetermined voltage having a frequency higher than a resonance frequency of the piezoelectric layer is applied to the piezoelectric element. It is in the method of inspecting an inkjet recording head.

【0029】かかる第11の態様では、圧電素子に印加
する電圧を変化させることによっても、静止測定工程を
実行できる。
In the eleventh aspect, the static measurement step can be executed also by changing the voltage applied to the piezoelectric element.

【0030】本発明の第12の態様は、第10の態様に
おいて、前記静止測定工程では、前記圧電素子の共振周
波数よりも低い周波数で且つ当該圧電素子が駆動しない
程度の電圧を印加することを特徴とするインクジェット
式記録ヘッドの検査方法にある。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the tenth aspect, a voltage lower than a resonance frequency of the piezoelectric element and not driving the piezoelectric element is applied in the static measurement step. It is a characteristic method for inspecting an inkjet recording head.

【0031】かかる第12の態様では、圧電素子に印加
する電圧を変化させることによっても、静止測定工程を
実行できる。
In the twelfth aspect, the static measurement step can be executed also by changing the voltage applied to the piezoelectric element.

【0032】本発明の第13の態様は、第8〜12の何
れかの態様において、前記圧電素子に印加する電圧が、
当該圧電素子に駆動可能電圧の1/10以上の圧電を印
加することを特徴とするインクジェット式記録ヘッドの
検査方法にある。
A thirteenth aspect of the present invention is any of the eighth to twelfth aspects, in which the voltage applied to the piezoelectric element is
A method of inspecting an ink jet recording head is characterized by applying a piezoelectric of 1/10 or more of a drivable voltage to the piezoelectric element.

【0033】かかる第13の態様では、所定電圧を圧電
素子に印加することにより、アクチュエータ装置の特性
を比較的容易且つ正確に識別することができる。
In the thirteenth aspect, the characteristic of the actuator device can be identified relatively easily and accurately by applying the predetermined voltage to the piezoelectric element.

【0034】本発明の第14の態様は、第8〜13の何
れかの態様において、前記圧電素子が、互いに積層され
た下圧電体層と上圧電体層とで構成される圧電体層と、
前記下圧電体層と上圧電体層との間に設けられて各圧電
素子毎に独立する個別電極と、前記振動板と前記下圧電
体層との間に設けられて複数の圧電素子に共通する共通
下電極と、前記上圧電体層上に設けられて前記共通下電
極と電気的に接続される共通上電極とで構成されている
ことを特徴とするインクジェット式記録ヘッドの検査方
法にある。
A fourteenth aspect of the present invention is the piezoelectric element layer according to any one of the eighth to thirteenth aspects, wherein the piezoelectric element is composed of a lower piezoelectric layer and an upper piezoelectric layer laminated on each other. ,
An individual electrode provided between the lower piezoelectric layer and the upper piezoelectric layer and independent for each piezoelectric element, and provided between the diaphragm and the lower piezoelectric layer and common to a plurality of piezoelectric elements And a common upper electrode that is provided on the upper piezoelectric layer and is electrically connected to the common lower electrode. .

【0035】かかる第14の態様では、圧電素子が複数
層からなる圧電体層を有する場合であっても、圧電素子
及び振動板の変位特性を正確に識別することができる。
In the fourteenth aspect, the displacement characteristics of the piezoelectric element and the diaphragm can be accurately identified even when the piezoelectric element has a piezoelectric layer composed of a plurality of layers.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】以下に本発明を実施形態に基づい
て詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below based on embodiments.

【0037】(実施形態1)図1は、本発明の実施形態
1に係るインクジェット式記録ヘッドの概略を示す分解
斜視図であり、図2は、その断面図であり、(a)は圧
力発生室の長手方向の断面図であり、(b)は圧力発生
室の幅方向の拡大断面図であり、図3は、インクジェッ
ト式記録ヘッドの平面図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is an exploded perspective view showing an outline of an ink jet recording head according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a sectional view thereof, and FIG. FIG. 3 is a sectional view in the longitudinal direction of the chamber, FIG. 3B is an enlarged sectional view in the width direction of the pressure generating chamber, and FIG. 3 is a plan view of the ink jet recording head.

【0038】図示するように、本実施形態のインクジェ
ット式記録ヘッド10は、複数個、例えば、4つのアク
チュエータユニット20と、これら4つのアクチュエー
タユニット20が固定される1つの流路ユニット30と
で構成されている。
As shown in the figure, the ink jet recording head 10 of this embodiment comprises a plurality of, for example, four actuator units 20 and one flow path unit 30 to which these four actuator units 20 are fixed. Has been done.

【0039】各アクチュエータユニット20は、圧電素
子40を具備するアクチュエータ装置であり、圧力発生
室21が形成される流路形成基板22と、流路形成基板
22の一方面側に設けられる振動板23と、流路形成基
板22の他方面側に設けられる圧力発生室底板24とを
有する。
Each actuator unit 20 is an actuator device having a piezoelectric element 40, and includes a flow path forming substrate 22 in which a pressure generating chamber 21 is formed, and a vibrating plate 23 provided on one side of the flow path forming substrate 22. And a pressure generating chamber bottom plate 24 provided on the other surface side of the flow path forming substrate 22.

【0040】流路形成基板22は、例えば、150μm
程度の厚みを有するジルコニア(ZrO2)などのセラ
ミックス板からなり、本実施形態では、複数の圧力発生
室21がその幅方向に沿って並設された列が2列形成さ
れている。そして、この流路形成基板22の一方面に、
例えば、厚さ10μmのジルコニアの薄板からなる振動
板23が固定され、圧力発生室21の一方面はこの振動
板23により封止されている。
The flow path forming substrate 22 is, for example, 150 μm
It is made of a ceramic plate such as zirconia (ZrO 2 ) having a certain thickness, and in this embodiment, a plurality of pressure generating chambers 21 are arranged in parallel in the width direction to form two rows. Then, on one surface of the flow path forming substrate 22,
For example, a vibrating plate 23 made of a zirconia thin plate having a thickness of 10 μm is fixed, and one surface of the pressure generating chamber 21 is sealed by the vibrating plate 23.

【0041】圧力発生室底板24は、流路形成基板22
の他方面側に固定されて圧力発生室21の他方面を封止
すると共に、圧力発生室21の長手方向一方の端部近傍
に設けられて圧力発生室21と後述するリザーバとを連
通する供給連通孔25と、圧力発生室21の長手方向他
方側の端部近傍に設けられて後述するノズル開口34に
連通するノズル連通孔26とを有する。
The pressure generating chamber bottom plate 24 is the flow path forming substrate 22.
Supply that is fixed to the other surface side of the pressure generating chamber 21 to seal the other surface of the pressure generating chamber 21 and that is provided in the vicinity of one end of the pressure generating chamber 21 in the longitudinal direction to communicate the pressure generating chamber 21 with a reservoir described later. It has a communication hole 25 and a nozzle communication hole 26 which is provided in the vicinity of the end portion of the pressure generating chamber 21 on the other side in the longitudinal direction and communicates with a nozzle opening 34 described later.

【0042】そして、圧電素子40は、振動板23上の
各圧力発生室21に対向する領域のそれぞれに設けら
れ、例えば、本実施形態では、圧力発生室21の列が2
列設けられているため、圧電素子40の列も2列設けら
れている。
The piezoelectric element 40 is provided in each of the regions on the vibrating plate 23 facing the pressure generating chambers 21. For example, in this embodiment, the pressure generating chambers 21 are arranged in two rows.
Since the piezoelectric elements 40 are provided in two rows, the piezoelectric elements 40 are also provided in two rows.

【0043】ここで、各圧電素子40は、相互に積層さ
れた下圧電体層44と上圧電体層45とで構成される圧
電体層46と、複数の圧電素子40に共通する共通下電
極47及び共通上電極48と、各圧電素子40の個別電
極となる駆動電極49とで構成されている。
Here, each piezoelectric element 40 has a piezoelectric layer 46 composed of a lower piezoelectric layer 44 and an upper piezoelectric layer 45 laminated on each other, and a common lower electrode common to a plurality of piezoelectric elements 40. 47 and a common upper electrode 48, and a drive electrode 49 serving as an individual electrode of each piezoelectric element 40.

【0044】すなわち、振動板23の表面には複数の圧
電素子40に共通する共通下電極47が形成され、この
共通下電極47上には、圧力発生室21毎に独立する下
圧電体層44と上圧電体層45とが順次積層されてい
る。これら下圧電体層44と上圧電体層45との間に
は、各圧電素子40の個別電極となる駆動電極49が形
成されている。また、上圧電体層45上には、複数の圧
電素子に共通する共通上電極48が形成され、この共通
上電極48と共通下電極47とがワイヤボンディング、
あるいは半田付け等によって導通されている。
That is, a common lower electrode 47 common to the plurality of piezoelectric elements 40 is formed on the surface of the vibration plate 23, and on the common lower electrode 47, the lower piezoelectric layer 44 independent for each pressure generating chamber 21 is formed. And the upper piezoelectric layer 45 are sequentially laminated. A drive electrode 49 which is an individual electrode of each piezoelectric element 40 is formed between the lower piezoelectric layer 44 and the upper piezoelectric layer 45. A common upper electrode 48 common to a plurality of piezoelectric elements is formed on the upper piezoelectric layer 45, and the common upper electrode 48 and the common lower electrode 47 are wire-bonded,
Alternatively, it is conducted by soldering or the like.

【0045】このような圧電素子40では、下圧電体層
44と上圧電体層45との分極方向が異なるため、駆動
電極49と、共通下電極47及び共通上電極48とのそ
れぞれの間に同時に電圧を印加すると、下圧電体層44
と上圧電体層45とが同一方向にたわみ変形することに
より振動板23を変形させて圧力発生室21に圧力を付
与する。
In such a piezoelectric element 40, since the lower piezoelectric layer 44 and the upper piezoelectric layer 45 have different polarization directions, a space between the drive electrode 49 and the common lower electrode 47 and the common upper electrode 48 is provided. When a voltage is applied at the same time, the lower piezoelectric layer 44
The upper piezoelectric layer 45 is flexibly deformed in the same direction to deform the vibrating plate 23 and apply pressure to the pressure generating chamber 21.

【0046】なお、このようなアクチュエータユニット
20は、セラミックス製の流路形成基板22、振動板2
3及び圧力発生室底板24の各部材を積層して焼結する
ことによって一体化され、その後振動板23上に圧電素
子40が形成される。なお、この圧電素子40の形成方
法については、詳しく後述する。
The actuator unit 20 as described above includes the ceramic flow path forming substrate 22 and the vibrating plate 2.
3 and each member of the pressure generating chamber bottom plate 24 are laminated and sintered to be integrated, and then the piezoelectric element 40 is formed on the vibrating plate 23. The method of forming the piezoelectric element 40 will be described later in detail.

【0047】一方、流路ユニット30は、アクチュエー
タユニット20の圧力発生室底板24に接合されるイン
ク供給口形成基板31と、複数の圧力発生室21の共通
インク室となるリザーバ32が形成されるリザーバ形成
基板33と、ノズル開口34が形成されたノズルプレー
ト35とからなる。そして、この流路ユニット30は、
本実施形態では、4つのアクチュエータユニット20を
固定可能に形成されている。
On the other hand, the flow path unit 30 is provided with an ink supply port forming substrate 31 joined to the pressure generating chamber bottom plate 24 of the actuator unit 20 and a reservoir 32 serving as a common ink chamber for the plurality of pressure generating chambers 21. It comprises a reservoir forming substrate 33 and a nozzle plate 35 having nozzle openings 34 formed therein. And this flow path unit 30 is
In this embodiment, four actuator units 20 are formed so that they can be fixed.

【0048】インク供給口形成基板31は、厚さ150
μmのジルコニアの薄板からなり、ノズル開口34と圧
力発生室21とを接続するノズル連通孔36と、前述の
供給連通孔25と共にリザーバ32と圧力発生室21と
を接続するインク供給口37を穿設して構成され、ま
た、各リザーバ32と連通し、外部のインクタンクから
のインクを供給するインク導入口38が設けられてい
る。
The ink supply port forming substrate 31 has a thickness of 150.
A nozzle communication hole 36, which is made of a zirconia thin plate having a thickness of μm, connects the nozzle opening 34 and the pressure generating chamber 21, and an ink supply port 37 that connects the reservoir 32 and the pressure generating chamber 21 together with the supply communication hole 25 described above. In addition, an ink introduction port 38 that is connected to each reservoir 32 and supplies ink from an external ink tank is provided.

【0049】リザーバ形成基板33は、インク流路を構
成するに適した、例えば、150μmのステンレス鋼な
どの耐食性を備えた板材に、外部のインクタンク(図示
なし)からインクの供給を受けて圧力発生室21にイン
クを供給するリザーバ32と、圧力発生室21とノズル
開口34とを連通するノズル連通孔39とを有する。
The reservoir forming substrate 33 is a plate material suitable for forming an ink flow path and having a corrosion resistance such as 150 μm of stainless steel, and is supplied with ink from an external ink tank (not shown) to apply pressure. It has a reservoir 32 that supplies ink to the generation chamber 21, and a nozzle communication hole 39 that connects the pressure generation chamber 21 and the nozzle opening 34.

【0050】ノズルプレート35は、例えば、ステンレ
ス綱からなる薄板に、圧力発生室21と同一の配列ピッ
チでノズル開口34が穿設されて形成されている。例え
ば、本実施形態では、流路ユニット30には、4つのア
クチュエータユニット20が固定されるため、ノズルプ
レート35には、ノズル開口34の列が8列形成されて
いる。なお、ノズルプレート35は、リザーバ形成基板
33の流路形成基板22の反対面に接合されてリザーバ
32の一方面を封止している。
The nozzle plate 35 is formed, for example, on a thin plate made of stainless steel by forming nozzle openings 34 at the same arrangement pitch as the pressure generating chambers 21. For example, in the present embodiment, since the four actuator units 20 are fixed to the flow path unit 30, the nozzle plate 35 has eight rows of nozzle openings 34. The nozzle plate 35 is bonded to the surface of the reservoir forming substrate 33 opposite to the flow passage forming substrate 22 to seal one surface of the reservoir 32.

【0051】このような流路ユニット30は、これらイ
ンク供給口形成基板31、リザーバ形成基板33及びノ
ズルプレート35を、接着剤によって接着することによ
って形成する。なお、本実施形態では、リザーバ形成基
板33及びノズルプレート35をステンレス鋼によって
形成しているが、例えば、セラミックスを用いて形成
し、アクチュエータユニット20と同様に流路ユニット
30を一体的に形成することもできる。
The flow path unit 30 is formed by bonding the ink supply port forming substrate 31, the reservoir forming substrate 33 and the nozzle plate 35 with an adhesive. Although the reservoir forming substrate 33 and the nozzle plate 35 are formed of stainless steel in this embodiment, they are formed of, for example, ceramics, and the passage unit 30 is integrally formed like the actuator unit 20. You can also

【0052】そして、このような流路ユニット30に所
定個数、すなわち、4つのアクチュエータユニット20
を接合することによって本実施形態のインクジェット式
記録ヘッド10が形成される。
A predetermined number of such flow passage units 30, that is, four actuator units 20 are provided.
The ink jet recording head 10 of the present embodiment is formed by joining the above.

【0053】ここで、本実施形態にインクジェット式記
録ヘッドの製造方法、特にアクチュエータユニットの製
造方法について詳しく説明する。
Now, a method of manufacturing an ink jet recording head, particularly a method of manufacturing an actuator unit, will be described in detail in this embodiment.

【0054】まず、所定形状に形成された各流路形成基
板22、振動板23及び圧力発生室底板24を焼成によ
り一体化して接合体を形成後、図4(a)に示すよう
に、振動板23の表面に共通下電極47を形成する。本
実施形態では、この共通下電極47を印刷によって塗布
して、その後焼成することにより形成している。すなわ
ち、振動板23上の所定位置にマスクを載置し、白金ペ
ーストをこのマスクを介して振動板23の表面に塗布す
る。その後、このように白金ペーストを印刷によって塗
布後、白金ペーストが塗布された接合体を焼成炉に入れ
て所定温度で所定時間に亘って焼成する。この焼成によ
り、振動板23の表面には所定形状、本実施形態では、
櫛歯状の共通下電極47が形成される。
First, the flow path forming substrate 22, the vibrating plate 23 and the pressure generating chamber bottom plate 24, which are formed in a predetermined shape, are integrated by firing to form a bonded body, and then, as shown in FIG. The common lower electrode 47 is formed on the surface of the plate 23. In this embodiment, the common lower electrode 47 is formed by applying the common lower electrode 47 by printing and then firing. That is, a mask is placed at a predetermined position on the diaphragm 23, and platinum paste is applied to the surface of the diaphragm 23 through this mask. Then, after the platinum paste is applied by printing in this manner, the joined body to which the platinum paste is applied is placed in a firing furnace and fired at a predetermined temperature for a predetermined time. By this firing, the surface of the diaphragm 23 has a predetermined shape, in the present embodiment,
The comb-shaped common lower electrode 47 is formed.

【0055】なお、この共通下電極47の材料として
は、金属単体、合金、電気絶縁性セラミックスと金属と
の合金等の各種導体を用いることができるが、焼成温度
において変質等の不具合が生じないことが好ましく、例
えば、本実施形態では、白金を用いた。また、共通上電
極48及び駆動電極49の材料も共通下電極47と同様
の材料であればよく、例えば、本実施形態では、共通上
電極48に金を用い、駆動電極49に白金を用いてい
る。
As the material of the common lower electrode 47, various conductors such as a simple metal, an alloy, an alloy of electrically insulating ceramics and a metal can be used, but there is no problem such as alteration at the firing temperature. Preferably, for example, platinum is used in this embodiment. The common upper electrode 48 and the drive electrode 49 may be made of the same material as the common lower electrode 47. For example, in the present embodiment, gold is used for the common upper electrode 48 and platinum is used for the drive electrode 49. There is.

【0056】次に、図4(b)に示すように、下圧電体
層44を形成する。すなわち、振動板23上の所定位置
にマスクを載置した後、圧電材料(例えば、ジルコン酸
チタン酸鉛)のペーストを共通下電極47に重ねて塗布
する。そして、塗布したペースト状の圧電材料を焼成す
ることにより下圧電体層44とする。
Next, as shown in FIG. 4B, the lower piezoelectric layer 44 is formed. That is, after a mask is placed at a predetermined position on the vibration plate 23, a paste of a piezoelectric material (for example, lead zirconate titanate) is overlaid on the common lower electrode 47 and applied. Then, the applied piezoelectric material in paste form is fired to form the lower piezoelectric layer 44.

【0057】その後は、同様な手順で、駆動電極49、
上圧電体層45、共通上電極48を順に形成する。すな
わち、図4(c)に示すように、下圧電体層44上に白
金のペーストを塗布及び焼成することにより駆動電極4
9を形成し、図4(d)に示すように、駆動電極49を
覆うように下圧電体層44上に圧電材料のペーストを塗
布して焼成することにより上圧電体層45を形成し、さ
らに、図4(e)に示すように、この上圧電体層45の
表面に金のペーストを塗布して焼成することにより共通
上電極48を形成する。
Thereafter, the driving electrode 49,
The upper piezoelectric layer 45 and the common upper electrode 48 are sequentially formed. That is, as shown in FIG. 4C, the drive electrode 4 is formed by applying and baking platinum paste on the lower piezoelectric layer 44.
9 is formed, and as shown in FIG. 4D, an upper piezoelectric layer 45 is formed by applying a paste of a piezoelectric material on the lower piezoelectric layer 44 so as to cover the drive electrode 49 and baking the paste. Further, as shown in FIG. 4E, a common upper electrode 48 is formed by applying a gold paste on the surface of the upper piezoelectric layer 45 and firing it.

【0058】そして、図示しないが、ワイヤボンディン
グ、あるいは半田付け等によって共通下電極47と共通
上電極48とを電気的に接続することによりアクチュエ
ータユニット20が形成される。
Although not shown, the actuator unit 20 is formed by electrically connecting the common lower electrode 47 and the common upper electrode 48 by wire bonding, soldering, or the like.

【0059】このようにアクチュエータユニット20が
形成されると、次に、圧電素子40を構成する各層が正
常に作製されたことを検査すると共に、その特性を識別
する検査工程が実行される。本実施形態では、圧電体層
46の寸法(例えば、厚さや幅)に相関のある静電容量
を各圧電素子40について測定することにより、アクチ
ュエータユニット20の特性を識別している。具体的に
は、各圧電素子40に電圧を印加した際の圧電素子40
及び振動板23の変位量のばらつきを識別している。
When the actuator unit 20 is formed in this manner, next, an inspection process is performed to inspect that each layer forming the piezoelectric element 40 is normally produced and to identify its characteristics. In the present embodiment, the characteristics of the actuator unit 20 are identified by measuring the capacitance of each piezoelectric element 40, which has a correlation with the dimension (for example, thickness or width) of the piezoelectric layer 46. Specifically, the piezoelectric elements 40 when a voltage is applied to each piezoelectric element 40
And the variation of the displacement amount of the diaphragm 23 is identified.

【0060】このような検査工程では、各圧電素子40
が駆動可能な程度の周波数の所定電圧を圧電体層46に
印加して圧電体層46の静電容量を測定する駆動測定工
程を少なくとも実行する。すなわち、この駆動測定工程
では、圧電素子40が若干変位する条件で圧電素子40
に電圧を印加し、そのときの圧電体層46の特性変化を
測定する。そして、この測定結果に基づいて、各圧電素
子40及び振動板23の変位量のばらつきの程度を識別
する。
In such an inspection process, each piezoelectric element 40
At least a drive measurement step of applying a predetermined voltage having a frequency at which the piezoelectric layer 46 can be driven to the piezoelectric layer 46 to measure the capacitance of the piezoelectric layer 46. That is, in this drive measurement step, the piezoelectric element 40 is moved under the condition that the piezoelectric element 40 is slightly displaced.
A voltage is applied to and the characteristic change of the piezoelectric layer 46 at that time is measured. Then, based on this measurement result, the degree of variation in the displacement amount of each piezoelectric element 40 and the diaphragm 23 is identified.

【0061】例えば、本実施形態では、圧電体層46の
共振周波数よりも低い周波数、好ましくは3kHz以下
の周波数で、圧電素子40が駆動可能な電圧の1/10
以上の電圧、例えば、5V程度の電圧を印加するとこと
によって、各圧電体層46の静電容量の経時的変化を測
定し、この測定結果から各圧電素子40及び振動板23
の変位量のばらつきの程度を識別している。
For example, in this embodiment, 1/10 of the voltage at which the piezoelectric element 40 can be driven at a frequency lower than the resonance frequency of the piezoelectric layer 46, preferably at a frequency of 3 kHz or less.
By applying the above voltage, for example, a voltage of about 5 V, the change with time of the capacitance of each piezoelectric layer 46 is measured, and based on the measurement result, each piezoelectric element 40 and the diaphragm 23 are measured.
The degree of variation in the amount of displacement is identified.

【0062】なお、本実施形態では、各圧電素子40
は、図5に示すように、共通下電極47と共通上電極4
8とが導通しているため、駆動電極49と共通下電極4
7又は共通上電極48の何れか一方との間で静電容量を
測定すると、圧電体層46全体、すなわち、下圧電体層
44及び上圧電体層45の静電容量の合計を測定するこ
とになる。
In this embodiment, each piezoelectric element 40
Is a common lower electrode 47 and a common upper electrode 4 as shown in FIG.
8 is electrically connected to the drive electrode 49 and the common lower electrode 4
7 or the common upper electrode 48, if the capacitance is measured, it is necessary to measure the total capacitance of the entire piezoelectric layer 46, that is, the lower piezoelectric layer 44 and the upper piezoelectric layer 45. become.

【0063】このように、圧電素子40を実際に変位さ
せながら圧電体層46の静電容量を測定することによ
り、アクチュエータユニット20の特性を確実に識別す
ることができる。すなわち、圧電体層46自体の静電容
量の違いによって生じる特性のばらつきだけでなく、そ
の他の要因、例えば、圧電素子40の位置ズレ等による
アクチュエータユニット20の特性のばらつきも識別す
ることができる。
As described above, the characteristics of the actuator unit 20 can be reliably identified by measuring the electrostatic capacitance of the piezoelectric layer 46 while actually displacing the piezoelectric element 40. That is, not only the characteristic variation caused by the difference in the electrostatic capacitance of the piezoelectric layer 46 itself but also other factors, for example, the characteristic variation of the actuator unit 20 due to the displacement of the piezoelectric element 40 and the like can be identified.

【0064】また、本実施形態では、圧電素子40が駆
動しない程度の周波数の所定電圧を圧電素子40に印加
し、そのときの圧電体層46の静電容量を測定する静止
測定工程をさらに実行し、これら駆動測定工程及び静止
測定工程のそれぞれ測定結果に基づいてアクチュエータ
ユニット20の特性を識別している。
Further, in the present embodiment, a static measurement step of applying a predetermined voltage having a frequency not driving the piezoelectric element 40 to the piezoelectric element 40 and measuring the capacitance of the piezoelectric layer 46 at that time is further executed. Then, the characteristics of the actuator unit 20 are identified based on the measurement results of the drive measurement process and the static measurement process.

【0065】この静止測定工程では、具体的には、圧電
素子40の共振周波数よりも高い周波数、好ましくは1
0kHz以上の周波数の所定電圧を圧電体層46に印加
して、圧電体層46の静電容量を測定する。すなわち、
静止測定工程では、圧電素子40が静止した状態での圧
電体層46の静電容量を測定する。
In this static measurement step, specifically, a frequency higher than the resonance frequency of the piezoelectric element 40, preferably 1
A predetermined voltage having a frequency of 0 kHz or higher is applied to the piezoelectric layer 46, and the capacitance of the piezoelectric layer 46 is measured. That is,
In the static measurement step, the electrostatic capacitance of the piezoelectric layer 46 when the piezoelectric element 40 is stationary is measured.

【0066】このような静止測定工程を実行することに
より、圧電体層46自体の静電容量の違いに起因するア
クチュエータユニット20の特性のばらつき、すなわ
ち、各圧電素子40の変位特性のばらつきを確実に識別
することができる。そして、これら駆動測定工程と静止
測定工程とそれぞれの測定結果を参照すれば、アクチュ
エータユニット20の特性を極めて正確に識別すること
ができる。
By performing such a static measurement step, it is possible to ensure the variation in the characteristics of the actuator unit 20 due to the difference in the capacitance of the piezoelectric layer 46 itself, that is, the variation in the displacement characteristics of each piezoelectric element 40. Can be identified. Then, the characteristics of the actuator unit 20 can be identified extremely accurately by referring to the measurement results of the drive measurement step and the static measurement step.

【0067】なお、本実施形態では、静止測定工程にお
いて、圧電素子40の共振周波数よりも高い周波数の所
定電圧を印加して圧電体層46の静電容量を測定するよ
うにしたが、これに限定されず、例えば、圧電素子40
の共振周波数よりも低い周波数であっても、圧電素子4
0が駆動されない程度の低い電圧を印加して圧電体層4
6の静電容量を測定するようにしてもよい。何れにして
も、静止測定工程では、圧電素子40が駆動されない条
件で電圧を印加して、圧電体層46の静電容量を測定す
ればよい。
In this embodiment, in the static measurement step, the capacitance of the piezoelectric layer 46 is measured by applying a predetermined voltage having a frequency higher than the resonance frequency of the piezoelectric element 40. There is no limitation, and for example, the piezoelectric element 40
Even if the frequency is lower than the resonance frequency of
0 is applied to the piezoelectric layer 4 by applying a low voltage that does not drive it.
The capacitance of 6 may be measured. In any case, in the static measurement step, a voltage may be applied under the condition that the piezoelectric element 40 is not driven and the capacitance of the piezoelectric layer 46 may be measured.

【0068】そして、このような検査工程が終了する
と、測定結果に基づいて、各アクチュエータユニット2
0が、良品、あるいは不良品であるのかを判断すると共
に、良品と判断されたアクチュエータユニット20につ
いては、測定結果に基づいて分類する。例えば、アクチ
ュエータユニット20毎の平均静電容量に基づくランク
分け、あるいは静電容量のばらつき範囲に基づくランク
分けを行う。例えば、本実施形態では、平均静電容量に
基づく10段階のランク分けを行っている。
When such an inspection process is completed, each actuator unit 2 is based on the measurement result.
It is determined whether 0 is a non-defective product or a defective product, and the actuator unit 20 determined to be a non-defective product is classified based on the measurement result. For example, the ranking based on the average capacitance of each actuator unit 20 or the ranking based on the variation range of the capacitance is performed. For example, in the present embodiment, the rank is divided into 10 levels based on the average capacitance.

【0069】なお、本実施形態では、各圧電素子40の
共振周波数による、例えば、4段階のランク分けを行っ
ている。したがって、各アクチュエータユニット20
は、40段階のランク分けが行なわれる。
In this embodiment, the resonance frequency of each piezoelectric element 40 is used, for example, to divide the rank into four stages. Therefore, each actuator unit 20
Are ranked in 40 steps.

【0070】また、このようにアクチュエータユニット
20を分類後、各圧電素子40を分極する分極工程を行
う。この分極工程は、例えば、共通上電極48及び共通
下電極47を接地し、駆動電極49を電源に接続し、使
用予定の駆動電圧よりも十分に高い電圧(分極電圧)を
圧電素子40に印加することで行われる。本実施形態で
は、駆動電圧が30V前後であり、分極電圧は70V前
後に設定される。そして、分極工程終了後、同一ランク
のアクチュエータユニット20を選択して流路ユニット
30に接着することによりインクジェット式記録ヘッド
10が形成される。
After classifying the actuator units 20 in this manner, a polarization step of polarizing each piezoelectric element 40 is performed. In this polarization step, for example, the common upper electrode 48 and the common lower electrode 47 are grounded, the drive electrode 49 is connected to a power source, and a voltage (polarization voltage) sufficiently higher than the drive voltage to be used is applied to the piezoelectric element 40. It is done by doing. In the present embodiment, the drive voltage is around 30V and the polarization voltage is set around 70V. After the polarization process is completed, the ink jet recording head 10 is formed by selecting the actuator units 20 of the same rank and adhering them to the flow path unit 30.

【0071】以上説明したように本実施形態では、上述
の検査工程を実行したアクチュエータユニットをインク
ジェット式記録ヘッドに搭載するため、所望のインク吐
出特性を確実に得ることができ、歩留まりが著しく向上
する。また、同一ランクのアクチュエータ20を組み合
わせてインクジェット式記録ヘッド10を形成するよう
にしているため、各圧電素子40に同一の駆動波形を供
給することによって、各ノズル開口34から同一のイン
ク吐出特性でインク滴を吐出することができ、印刷品質
が大幅に向上する。
As described above, in the present embodiment, since the actuator unit that has undergone the above-described inspection process is mounted on the ink jet recording head, desired ink ejection characteristics can be surely obtained and the yield is remarkably improved. . Further, since the inkjet recording head 10 is formed by combining the actuators 20 of the same rank, by supplying the same drive waveform to each piezoelectric element 40, the same ink ejection characteristic is obtained from each nozzle opening 34. Ink droplets can be ejected, and the print quality is greatly improved.

【0072】(他の実施形態)以上、本発明の一実施形
態について説明したが、本発明の構成は上述したものに
限定されるものではない。
(Other Embodiments) Although one embodiment of the present invention has been described above, the configuration of the present invention is not limited to the above.

【0073】例えば、上述の実施形態では、圧電素子
が、複数層(下圧電体層及び上圧電体層)からなる圧電
体層を有するものを例示して説明したが、これに限定さ
れず、勿論、圧電素子は、一層の圧電体層を有するもの
であってもよい。
For example, in the above-mentioned embodiment, the piezoelectric element has been described by exemplifying one having a piezoelectric layer composed of a plurality of layers (a lower piezoelectric layer and an upper piezoelectric layer), but the present invention is not limited to this. Of course, the piezoelectric element may have one piezoelectric layer.

【0074】また、例えば、上述の実施形態では、1つ
の流路ユニットに4つのアクチュエータユニットが固定
される構成としたが、勿論、1つの流路ユニットに1つ
のアクチュエータユニットが固定される構成としてもよ
い。
Further, for example, in the above-described embodiment, four actuator units are fixed to one flow path unit, but of course, one actuator unit is fixed to one flow path unit. Good.

【0075】また、上述の実施形態では、アクチュエー
タ装置を具備するインクジェット式記録ヘッドについて
説明したが、本発明は、例えば、液晶噴射ヘッドや色材
噴射ヘッドといった液体噴射装置等に搭載されるアクチ
ュエータ装置にも適用することができる。
Further, in the above embodiment, the ink jet type recording head provided with the actuator device has been described, but the present invention is, for example, an actuator device mounted on a liquid ejecting device such as a liquid crystal ejecting head or a color material ejecting head. Can also be applied to.

【0076】[0076]

【発明の効果】以上説明したように本発明では、圧電素
子が駆動可能な条件で所定電圧を圧電素子に印加し、す
なわち、圧電素子を若干駆動させた状態でアクチュエー
タ装置の特性を識別するようにしたので、アクチュエー
タ装置の特性を極めて正確に識別することができる。
As described above, according to the present invention, a predetermined voltage is applied to the piezoelectric element under the condition that the piezoelectric element can be driven, that is, the characteristics of the actuator device are identified while the piezoelectric element is slightly driven. Therefore, the characteristics of the actuator device can be identified very accurately.

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

【図1】本発明の実施形態1に係るインクジェット式記
録ヘッドの分解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view of an ink jet recording head according to a first embodiment of the invention.

【図2】本発明の実施形態1に係るインクジェット式記
録ヘッドの断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of the ink jet recording head according to the first embodiment of the invention.

【図3】本発明の実施形態1に係るインクジェット式記
録ヘッドの平面図である。
FIG. 3 is a plan view of the ink jet recording head according to the first embodiment of the invention.

【図4】本発明の実施形態1に係る圧電素子の製造工程
を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the piezoelectric element according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施形態1に係る検査工程の概略を説
明する断面図である。
FIG. 5 is a sectional view illustrating the outline of the inspection process according to the first embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 インクジェット式記録ヘッド 20 アクチュエータユニット 21 圧力発生室 22 流路形成基板 23 振動板 24 圧力発生室底板 30 流路ユニット 31 インク供給口形成基板 32 リザーバ 33 リザーバ形成基板 34 ノズル開口 35 ノズルプレート 40 圧電素子 44 下圧電体層 45 上圧電体層 46 圧電体層 47 共通下電極 48 共通上電極 49 駆動電極 10 Inkjet recording head 20 actuator unit 21 Pressure generation chamber 22 Flow path forming substrate 23 diaphragm 24 Pressure generation chamber bottom plate 30 flow path unit 31 Ink supply port forming substrate 32 reservoir 33 Reservoir formation substrate 34 nozzle opening 35 nozzle plate 40 Piezoelectric element 44 Lower piezoelectric layer 45 Upper piezoelectric layer 46 Piezoelectric layer 47 Common lower electrode 48 common upper electrode 49 Drive electrode

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧力発生室が形成される流路形成基板
と、該流路形成基板の一方面側の前記圧力発生室に対向
する領域に振動板を介して設けられた圧電素子とを有
し、該圧電素子を撓み変位させることにより前記圧力発
生室内に圧力変化を生じさせるアクチュエータ装置の検
査方法であって、 前記圧電素子が駆動可能な条件で所定電圧を前記圧電素
子に印加して前記圧電体層の静電容量を測定する駆動測
定工程を少なくとも実行することにより、その特性を識
別することを特徴とするアクチュエータ装置の検査方
法。
1. A flow path forming substrate in which a pressure generating chamber is formed, and a piezoelectric element provided in a region opposite to the pressure generating chamber on one surface side of the flow path forming substrate via a vibration plate. A method of inspecting an actuator device for causing a pressure change in the pressure generating chamber by flexibly displacing the piezoelectric element, wherein a predetermined voltage is applied to the piezoelectric element under a condition in which the piezoelectric element can be driven, A method for inspecting an actuator device, which comprises identifying a characteristic of the piezoelectric layer by performing at least a drive measurement step of measuring a capacitance of the piezoelectric layer.
【請求項2】 請求項1において、前記駆動測定工程で
は、前記圧電素子の共振周波数よりも低い周波数の所定
電圧を当該圧電素子に印加することを特徴とするアクチ
ュエータ装置の検査方法。
2. The method for inspecting an actuator device according to claim 1, wherein in the drive measuring step, a predetermined voltage having a frequency lower than a resonance frequency of the piezoelectric element is applied to the piezoelectric element.
【請求項3】 請求項1又は2において、前記圧電素子
が駆動しない程度の周波数で所定電圧を印加して前記圧
電体層の静電容量を測定する静止測定工程をさらに実行
し、前記駆動測定工程と前記静止測定工程との測定結果
に基づいてその特性を識別することを特徴とするアクチ
ュエータ装置の検査方法。
3. The drive measurement according to claim 1, further comprising a static measurement step of measuring a capacitance of the piezoelectric layer by applying a predetermined voltage at a frequency that does not drive the piezoelectric element. A method for inspecting an actuator device, wherein the characteristics of the actuator device are identified based on the measurement results of the process and the static measurement process.
【請求項4】 請求項3において、前記静止測定工程で
は、前記圧電体層の共振周波数よりも高い周波数の所定
電圧を前記圧電素子に印加することを特徴とするアクチ
ュエータ装置の検査方法。
4. The method of inspecting an actuator device according to claim 3, wherein in the static measurement step, a predetermined voltage having a frequency higher than a resonance frequency of the piezoelectric layer is applied to the piezoelectric element.
【請求項5】 請求項3において、前記静止測定工程で
は、前記圧電素子の共振周波数よりも低い周波数で且つ
当該圧電素子が駆動しない程度の電圧を印加することを
特徴とするアクチュエータ装置の検査方法。
5. The inspection method for an actuator device according to claim 3, wherein in the static measurement step, a voltage having a frequency lower than a resonance frequency of the piezoelectric element and not driving the piezoelectric element is applied. .
【請求項6】 請求項1〜5の何れかにおいて、前記圧
電素子に印加する電圧が、当該圧電素子の駆動可能電圧
の1/10以上であることを特徴とするアクチュエータ
装置の検査方法。
6. The method for inspecting an actuator device according to claim 1, wherein a voltage applied to the piezoelectric element is 1/10 or more of a drivable voltage of the piezoelectric element.
【請求項7】 請求項1〜6の何れかにおいて、前記圧
電素子が、互いに積層された下圧電体層と上圧電体層と
で構成される圧電体層と、前記下圧電体層と上圧電体層
との間に設けられて各圧電素子毎に独立する個別電極
と、前記振動板と前記下圧電体層との間に設けられて複
数の圧電素子に共通する共通下電極と、前記上圧電体層
上に設けられて前記共通下電極と電気的に接続される共
通上電極とで構成されていることを特徴とするアクチュ
エータ装置の検査方法。
7. The piezoelectric element according to claim 1, wherein the piezoelectric element is composed of a lower piezoelectric layer and an upper piezoelectric layer which are laminated on each other, and the lower piezoelectric layer and the upper piezoelectric layer. An individual electrode provided between the piezoelectric layer and independent for each piezoelectric element; a common lower electrode provided between the vibration plate and the lower piezoelectric layer and common to a plurality of piezoelectric elements; A method for inspecting an actuator device, comprising: a common upper electrode provided on the upper piezoelectric layer and electrically connected to the common lower electrode.
【請求項8】 ノズル開口に連通する圧力発生室が形成
される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側の前
記圧力発生室に対向する領域に振動板を介して設けられ
た圧電素子とを有するアクチュエータ装置を具備し、前
記圧電素子を撓み変位させて前記圧力発生室内に圧力変
化を生じさせることにより前記ノズル開口からインク滴
を吐出するインクジェット式記録ヘッドの検査方法であ
って、 前記圧電素子が駆動可能な条件で所定電圧を当該圧電素
子に印加して前記圧電体層の静電容量を測定する駆動測
定工程を少なくとも実行することにより、その特性を識
別することを特徴とするインクジェット式記録ヘッドの
検査方法。
8. A flow path forming substrate in which a pressure generating chamber communicating with the nozzle opening is formed, and a region facing the pressure generating chamber on one surface side of the flow path forming substrate is provided via a vibration plate. A method for inspecting an ink jet recording head, comprising: an actuator device having a piezoelectric element, wherein the piezoelectric element is flexibly displaced to generate a pressure change in the pressure generating chamber to eject an ink droplet from the nozzle opening. A characteristic is identified by performing at least a drive measurement step of applying a predetermined voltage to the piezoelectric element under a condition in which the piezoelectric element can be driven to measure the capacitance of the piezoelectric layer. Method for inspecting inkjet recording head.
【請求項9】 請求項8において、前記駆動測定工程で
は、前記圧電体層の共振周波数よりも低い周波数の所定
電圧を前記圧電素子に印加することを特徴とするインク
ジェット式記録ヘッドの検査方法。
9. The method for inspecting an ink jet recording head according to claim 8, wherein in the drive measuring step, a predetermined voltage having a frequency lower than a resonance frequency of the piezoelectric layer is applied to the piezoelectric element.
【請求項10】 請求項8又は9において、前記圧電素
子に当該圧電素子が駆動しない程度の周波数で所定電圧
を印加して前記圧電体層の静電容量を測定する静止測定
工程をさらに実行し、前記駆動測定工程と前記静止測定
工程との測定結果に基づいてその特性を識別することを
特徴とするインクジェット式記録ヘッドの検査方法。
10. The static measurement step according to claim 8 or 9, further comprising applying a predetermined voltage to the piezoelectric element at a frequency at which the piezoelectric element is not driven to measure the capacitance of the piezoelectric layer. A method for inspecting an ink jet recording head, characterized in that its characteristics are identified based on the measurement results of the drive measurement step and the stationary measurement step.
【請求項11】 請求項10において、前記静止測定工
程では、前記圧電体層の共振周波数よりも高い周波数の
所定電圧を前記圧電素子に印加することを特徴とするイ
ンクジェット式記録ヘッドの検査方法。
11. The method for inspecting an ink jet recording head according to claim 10, wherein in the static measurement step, a predetermined voltage having a frequency higher than a resonance frequency of the piezoelectric layer is applied to the piezoelectric element.
【請求項12】 請求項10において、前記静止測定工
程では、前記圧電素子の共振周波数よりも低い周波数で
且つ当該圧電素子が駆動しない程度の電圧を印加するこ
とを特徴とするインクジェット式記録ヘッドの検査方
法。
12. The ink jet recording head according to claim 10, wherein in the static measurement step, a voltage having a frequency lower than a resonance frequency of the piezoelectric element and not driving the piezoelectric element is applied. Inspection method.
【請求項13】 請求項8〜12の何れかにおいて、前
記圧電素子に印加する電圧が、当該圧電素子に駆動可能
電圧の1/10以上の圧電を印加することを特徴とする
インクジェット式記録ヘッドの検査方法。
13. The ink jet recording head according to claim 8, wherein a voltage applied to the piezoelectric element is a piezoelectric that is 1/10 or more of a drivable voltage of the piezoelectric element. Inspection method.
【請求項14】 請求項8〜13の何れかにおいて、前
記圧電素子が、互いに積層された下圧電体層と上圧電体
層とで構成される圧電体層と、前記下圧電体層と上圧電
体層との間に設けられて各圧電素子毎に独立する個別電
極と、前記振動板と前記下圧電体層との間に設けられて
複数の圧電素子に共通する共通下電極と、前記上圧電体
層上に設けられて前記共通下電極と電気的に接続される
共通上電極とで構成されていることを特徴とするインク
ジェット式記録ヘッドの検査方法。
14. The piezoelectric layer according to claim 8, wherein the piezoelectric element is composed of a lower piezoelectric layer and an upper piezoelectric layer that are stacked on each other, and the lower piezoelectric layer and the upper piezoelectric layer. An individual electrode provided between the piezoelectric layer and independent for each piezoelectric element; a common lower electrode provided between the vibration plate and the lower piezoelectric layer and common to a plurality of piezoelectric elements; A method of inspecting an ink jet recording head, comprising: a common upper electrode provided on the upper piezoelectric layer and electrically connected to the common lower electrode.
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