JP2007283757A - Piezoelectric actuator using aerosol deposition method, method for producing inkjet head and inkjet printer, and piezoelectric actuator inkjet head, and inkjet printer - Google Patents

Piezoelectric actuator using aerosol deposition method, method for producing inkjet head and inkjet printer, and piezoelectric actuator inkjet head, and inkjet printer Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing technique of a piezoelectric actuator for an inkjet head capable of suppressing any degradation in printing quality due to thickness distribution as much as possible even when the thickness distribution occurs in the thin film layer formed on a substrate with the AD method. <P>SOLUTION: A piezoelectric material layer 31 is formed on a vibration plate 30 by jetting aerosol which contains particles of a piezoelectric material and a carrier gas, from a film forming nozzle to the vibration plate 30 while moving the film forming nozzle relative to the vibration plate 30 in a direction perpendicular to the scanning direction of the inkjet head 1. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、圧電アクチュエータ、圧電アクチュエータを有するインクジェットヘッド及びインクジェットプリンタの構成及び製造技術に関する。   The present invention relates to a configuration and manufacturing technology of a piezoelectric actuator, an inkjet head having the piezoelectric actuator, and an inkjet printer.

噴射ノズルからインクを噴射するインクジェットヘッドの中には、インクに噴射圧力を付与するアクチュエータとして、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)などの強誘電性圧電セラミックス材料を用いた圧電アクチュエータを備えているものがある。インクジェットヘッドに用いられる一般的な圧電アクチュエータは、インクを収容する圧力室を覆う基板(振動板ともいう)と、この基板の一表面に薄膜状に形成された圧電材料層と、この圧電材料層の厚み方向に電界を発生させる電極を備えており、電界が生じたときの圧電材料層の変形を利用して基板を変形させることにより、圧力室内のインクに圧力を付与するように構成されている。   Some inkjet heads that eject ink from ejection nozzles include a piezoelectric actuator using a ferroelectric piezoelectric ceramic material such as lead zirconate titanate (PZT) as an actuator that applies ejection pressure to the ink. There is. A general piezoelectric actuator used in an ink jet head includes a substrate (also referred to as a diaphragm) that covers a pressure chamber containing ink, a piezoelectric material layer formed in a thin film on one surface of the substrate, and the piezoelectric material layer The electrode is configured to apply pressure to the ink in the pressure chamber by deforming the substrate using deformation of the piezoelectric material layer when the electric field is generated. Yes.

一方で、従来から、平坦な基板表面に薄膜を形成する方法の1つとして、微粒子状の薄膜材料とキャリアガスを含むエアロゾルを成膜ノズルから基板に向けて噴射し、その際の衝突エネルギーにより粒子を基板表面に堆積させて成膜する、エアロゾルデポジション法(以下、AD法という)が知られている。そして、特許文献1(特開2004−122341号公報)には、このAD法を用いて、圧電アクチュエータ等の圧電材料層を基板の表面に薄膜状に形成する方法が開示されている。この方法によれば、スリットを有する成膜ノズルを基板に対して相対移動させながら、圧電材料の粒子とキャリアガスとを含むエアロゾルを、スリットから基板表面に吹き付けて、圧電材料の粒子を基板上に堆積させることにより、薄膜状の圧電材料層を基板上に成膜する。
特開2004-122341号公報
On the other hand, conventionally, as one method for forming a thin film on a flat substrate surface, an aerosol containing a particulate thin film material and a carrier gas is sprayed from a deposition nozzle toward the substrate, and the collision energy at that time There is known an aerosol deposition method (hereinafter referred to as AD method) in which particles are deposited on a substrate surface to form a film. Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-122341) discloses a method of forming a piezoelectric material layer such as a piezoelectric actuator in the form of a thin film on the surface of a substrate using this AD method. According to this method, while the film-forming nozzle having the slit is moved relative to the substrate, the aerosol containing the piezoelectric material particles and the carrier gas is sprayed from the slit to the substrate surface, so that the piezoelectric material particles are placed on the substrate. To deposit a thin film piezoelectric material layer on the substrate.
JP 2004-122341 A

ところで、AD法により薄膜層を基板上に成膜する場合には、成膜ノズルを基板に対して所定の一方向に相対移動させながらエアロゾルを噴射させるのが最も一般的である。この場合、基板に成膜された薄膜層は、成膜ノズルの移動方向に関しては膜厚がほぼ一定となる。しかし、成膜ノズルの移動方向と直交する方向(幅方向)に関しては大きな膜厚の分布が生じやすい(特許文献1の図10参照)。その要因として、まず、スリットから噴射されるエアロゾルの流速分布が均一でないために、成膜された帯状の薄膜層の幅方向に関して粒子が堆積する速度に差が生じてしまうことが挙げられる。また、スリットから所定の角度で噴射されたエアロゾルが、先に基板に形成された膜の一部を削り取ってしまい、結果として、その領域における粒子の堆積が遅れてしまうということも1つの要因となっている。   By the way, when forming a thin film layer on a substrate by the AD method, it is most common to spray aerosol while moving the film forming nozzle relative to the substrate in a predetermined direction. In this case, the film thickness of the thin film layer formed on the substrate is substantially constant with respect to the moving direction of the film forming nozzle. However, a large distribution of film thickness tends to occur in the direction (width direction) orthogonal to the moving direction of the film forming nozzle (see FIG. 10 of Patent Document 1). As a factor, first, since the flow velocity distribution of the aerosol sprayed from the slits is not uniform, there is a difference in the speed at which particles are deposited in the width direction of the formed belt-like thin film layer. Another factor is that the aerosol sprayed from the slit at a predetermined angle scrapes off a part of the film previously formed on the substrate, and as a result, the deposition of particles in the region is delayed. It has become.

そして、インクジェットヘッド用の圧電アクチュエータにおいて、圧電材料層に膜厚分布が生じていると、圧電材料層に生じる電界の強さや剛性が場所によって異なることになる。すると、インクに付与される圧力がばらつき、それに伴って、液滴を噴射する複数の噴射ノズルの液滴噴射特性(液滴速度や液滴体積など)にばらつきが生じてしまうため、場合によっては、被記録媒体に記録される画像等の品質(印字品質)が大きく低下する。   In a piezoelectric actuator for an ink jet head, if a film thickness distribution is generated in the piezoelectric material layer, the strength and rigidity of the electric field generated in the piezoelectric material layer vary depending on the location. As a result, the pressure applied to the ink varies, and accordingly, the droplet ejection characteristics (droplet velocity, droplet volume, etc.) of the plurality of ejection nozzles ejecting the droplets vary. As a result, the quality (printing quality) of an image or the like recorded on the recording medium is greatly reduced.

本発明の目的は、AD法により基板に成膜された薄膜層に膜厚分布が生じた場合でも、その膜厚分布による印字品質の低下を極力抑えることが可能な、圧電アクチュエータ、及びそれを用いたインクジェットヘッド並びにインクジェットプリンタを提供することである。   An object of the present invention is to provide a piezoelectric actuator capable of suppressing deterioration in print quality due to the film thickness distribution as much as possible even when a film thickness distribution occurs in a thin film layer formed on a substrate by the AD method, and a piezoelectric actuator It is to provide an ink jet head and an ink jet printer which are used.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

本発明の第1の態様に従えば、各々が所定方向に延在し且つ平面に沿って配列された複数の圧力室、及び、これら複数の圧力室にそれぞれ連通しインクを噴射する複数の噴射ノズルを有する流路ユニットと、前記複数の圧力室を覆うように前記流路ユニットの一表面に配置される基板、及び、この基板の一方の面に配置された圧電材料層を含む複数の薄膜層を有する圧電アクチュエータとを備えたインクジェットヘッドの製造方法であって、前記基板上に、前記圧電アクチュエータの前記複数の薄膜層を形成するステップと、前記基板に流路ユニットを取り付けるステップとを含み、前記薄膜層を形成するステップにおいて、前記複数の薄膜層の少なくとも1つの薄膜層を、スリットが形成された成膜ノズルを、前記スリット幅方向であり且つ前記所定方向と交差する方向に前記基板に対して相対移動させながら、前記成膜ノズルのスリットから前記薄膜層を形成する粒子とキャリアガスとを含むエアロゾルを噴射することにより形成するインクジェットヘッドの製造方法が提供される。   According to the first aspect of the present invention, a plurality of pressure chambers each extending in a predetermined direction and arranged along a plane, and a plurality of ejections for ejecting ink respectively communicating with the plurality of pressure chambers. A plurality of thin films including a channel unit having a nozzle, a substrate disposed on one surface of the channel unit so as to cover the plurality of pressure chambers, and a piezoelectric material layer disposed on one surface of the substrate A method of manufacturing an inkjet head including a piezoelectric actuator having a layer, the method comprising: forming the plurality of thin film layers of the piezoelectric actuator on the substrate; and attaching a flow path unit to the substrate. In the step of forming the thin film layer, at least one thin film layer of the plurality of thin film layers is formed with a film forming nozzle having a slit formed in the slit width direction, and Manufacture of an ink jet head formed by ejecting an aerosol containing particles forming a thin film layer and a carrier gas from a slit of the film forming nozzle while moving relative to the substrate in a direction crossing the predetermined direction. A method is provided.

エアロゾルを噴射する際に、成膜ノズルを基板に対してノズルのスリット幅方向に相対移動させながらエアロゾルを噴射させると、基板に成膜される薄膜層には、ノズルの相対移動方向と直交する方向、すなわち、ノズルの幅方向に膜厚の分布が生じやすい。しかし、この製造方法においては、エアロゾルを噴射する際に成膜ノズルの相対移動方向が、圧力室が延在する所定方向(すなわち、記録時におけるインクジェットヘッドに対する記録媒体の相対移動方向)と交差している。それゆえ、複数の噴射ノズルにより記録媒体に形成される複数のドットの配列方向と、薄膜層に膜厚分布が生じる方向とが異なる方向となる。そのため、薄膜層に生じる膜厚分布が、記録媒体に形成される複数のドットの大きさのばらつきに与える影響が小さくなり、ドットの大きさのばらつきに起因して生じるバンディングが目立ちにくくなる。つまり、バンディングによる印字品質の低下が防止される。   When spraying aerosol, if the aerosol is sprayed while moving the deposition nozzle relative to the substrate in the slit width direction of the nozzle, the thin film layer deposited on the substrate is orthogonal to the relative movement direction of the nozzle. The film thickness distribution tends to occur in the direction, that is, in the width direction of the nozzle. However, in this manufacturing method, when the aerosol is ejected, the relative movement direction of the film forming nozzle intersects with a predetermined direction in which the pressure chamber extends (that is, the relative movement direction of the recording medium with respect to the inkjet head during recording). ing. Therefore, the arrangement direction of the plurality of dots formed on the recording medium by the plurality of ejection nozzles is different from the direction in which the film thickness distribution is generated in the thin film layer. Therefore, the influence of the film thickness distribution generated in the thin film layer on the variation in the size of a plurality of dots formed on the recording medium is reduced, and banding caused by the variation in the size of the dots is less noticeable. That is, deterioration in print quality due to banding is prevented.

本発明のインクジェットヘッドの製造方法において、前記所定方向と交差する方向は、前記所定方向と直交する方向にし得る。また、スリットから基板に噴射されるエアロゾルの領域が少なくとも一つの圧力室を覆うようなスリット長を、前記成膜ノズルが有し得る。   In the inkjet head manufacturing method of the present invention, the direction intersecting with the predetermined direction may be a direction orthogonal to the predetermined direction. In addition, the deposition nozzle may have a slit length such that an aerosol region sprayed from the slit to the substrate covers at least one pressure chamber.

本発明のインクジェットヘッドの製造方法において、前記所定方向と交差する方向が、インクジェットヘッドを用いる記録時における記録媒体の前記インクジェットヘッドに対する相対移動方向と直交する方向にし得る。この場合、成膜ノズルの相対移動方向が、製造後のインクジェットヘッドの記録媒体に対する相対移動方向と直交していることから、薄膜層の膜厚分布が、被記録媒体に形成される複数のドットの大きさのばらつきに与える影響がさらに小さくなり、バンディングによる印字品質の低下が確実に防止される。   In the inkjet head manufacturing method of the present invention, the direction intersecting the predetermined direction may be a direction orthogonal to the relative movement direction of the recording medium with respect to the inkjet head during recording using the inkjet head. In this case, since the relative movement direction of the film forming nozzle is orthogonal to the relative movement direction of the manufactured inkjet head with respect to the recording medium, the film thickness distribution of the thin film layer has a plurality of dots formed on the recording medium. The influence on the variation in the size of the ink is further reduced, and the deterioration of the print quality due to the banding is surely prevented.

本発明のインクジェットヘッドの製造方法において、前記複数の噴射ノズルは、一方向に均等な間隔で配列される複数のドットをそれぞれ前記被記録媒体に形成するように配置され、前記成膜ノズルの前記基板に対する相対移動方向が、前記複数のドットの配列方向になり得る。この場合、薄膜層に膜厚分布が生じる方向が、複数の噴射ノズルにより記録媒体に形成されるドットの配列方向と異なることになるため、バンディングによる印字品質の低下が防止される。   In the method for manufacturing an inkjet head of the present invention, the plurality of ejection nozzles are arranged so as to form a plurality of dots arranged at equal intervals in one direction on the recording medium, respectively, The relative movement direction with respect to the substrate can be the arrangement direction of the plurality of dots. In this case, the direction in which the film thickness distribution is generated in the thin film layer is different from the arrangement direction of the dots formed on the recording medium by the plurality of jet nozzles, so that it is possible to prevent the print quality from being deteriorated due to banding.

本発明のインクジェットヘッドの製造方法において、前記複数の噴射ノズルは少なくとも一方向に配列されており、前記成膜ノズルの前記基板に対する相対移動方向が、前記複数の噴射ノズルの配列方向にし得る。この場合、薄膜層の膜厚分布の方向が、複数の噴射ノズルにより記録媒体に形成されるドットの配列方向と異なることになるため、バンディングによる印字品質の低下が防止される。   In the inkjet head manufacturing method of the present invention, the plurality of ejection nozzles may be arranged in at least one direction, and a relative movement direction of the film formation nozzle with respect to the substrate may be an arrangement direction of the plurality of ejection nozzles. In this case, since the direction of the film thickness distribution of the thin film layer is different from the direction in which dots are formed on the recording medium by the plurality of jet nozzles, deterioration in print quality due to banding is prevented.

本発明のインクジェットヘッドの製造方法において、前記複数の噴射ノズルは、第1配列方向とこの第1配列方向と交差する第2配列方向に沿ってマトリックス状に配列されており、前記成膜ノズルの前記基板に対する相対移動方向が、前記第1配列方向と前記第2配列方向のうちの、前記噴射ノズルの配列数の多い方の配列方向となり得る。複数の噴射ノズルが異なる2つの方向にそれぞれ配列されている場合には、噴射ノズルの配列数が多い方の配列方向が、記録媒体に形成されるドットの配列方向に対応していることが多い。従って、成膜ノズルの基板に対する相対移動方向を、配列数の多い方の配列方向と平行にすることにより、バンディングによる印字品質の低下が防止される。   In the method for manufacturing an inkjet head according to the present invention, the plurality of ejection nozzles are arranged in a matrix along a first arrangement direction and a second arrangement direction that intersects the first arrangement direction. The relative movement direction with respect to the substrate may be an arrangement direction of the first arrangement direction and the second arrangement direction, which has a larger arrangement number of the ejection nozzles. When a plurality of ejection nozzles are arranged in two different directions, the arrangement direction with the larger number of ejection nozzles often corresponds to the arrangement direction of dots formed on the recording medium. . Accordingly, by making the relative movement direction of the film forming nozzle with respect to the substrate parallel to the arrangement direction with the larger number of arrangements, it is possible to prevent the print quality from being deteriorated due to banding.

本発明のインクジェットヘッドの製造方法において、前記エアロゾル噴射において、前記基板の、前記被記録媒体の前記インクジェットヘッドに対する相対移動方向に並ぶ複数の領域のそれぞれに対して、前記成膜ノズルを相対移動させながらエアロゾルを噴射させ得る。こうすれば、複数の領域のそれぞれに対して成膜ノズルからエアロゾルを噴射させることから、基板の広い領域にわたって薄膜層を形成することが可能になる。   In the inkjet head manufacturing method of the present invention, in the aerosol injection, the film formation nozzle is relatively moved with respect to each of a plurality of regions of the substrate arranged in a relative movement direction of the recording medium with respect to the inkjet head. The aerosol can be sprayed. By doing so, since the aerosol is sprayed from the film forming nozzle to each of the plurality of regions, it becomes possible to form a thin film layer over a wide region of the substrate.

本発明のインクジェットヘッドの製造方法において、前記エアロゾル噴射ステップにおいて、前記成膜ノズルのスリットから、圧電材料の粒子とキャリアガスとを含むエアロゾルを前記基板に噴射して、前記圧電材料層を形成し得る。圧電材料層に膜厚分布が生じた場合には、その厚みの違いに応じて圧力室内のインクに付与される圧力がばらつくため、噴射ノズルにより被記録媒体に形成されるドットの大きさも変化する。しかし、この製造方法によれば、圧電材料層に膜厚分布が生じる方向が、複数の噴射ノズルにより被記録媒体に形成される複数のドットの配列方向と異なることになるため、バンディングによる印字品質の低下が極力防止される。   In the inkjet head manufacturing method of the present invention, in the aerosol spraying step, an aerosol containing piezoelectric material particles and a carrier gas is sprayed from the slit of the film forming nozzle onto the substrate to form the piezoelectric material layer. obtain. When a film thickness distribution occurs in the piezoelectric material layer, the pressure applied to the ink in the pressure chamber varies depending on the difference in thickness, and the size of the dots formed on the recording medium by the ejection nozzle also changes. . However, according to this manufacturing method, the direction in which the film thickness distribution occurs in the piezoelectric material layer differs from the arrangement direction of the plurality of dots formed on the recording medium by the plurality of ejection nozzles. Is prevented as much as possible.

本発明のインクジェットヘッドの製造方法において、前記成膜工程において、前記基板の前記流路ユニットと反対となる面に、前記圧電材料層を形成し得る。この製造方法によれば、圧電材料層が流路ユニットの圧力室と反対側に位置するため、圧電材料層がインクに接触しない構造の圧電アクチュエータが得られる。   In the ink jet head manufacturing method of the present invention, in the film forming step, the piezoelectric material layer may be formed on a surface of the substrate opposite to the flow path unit. According to this manufacturing method, since the piezoelectric material layer is located on the side opposite to the pressure chamber of the flow path unit, a piezoelectric actuator having a structure in which the piezoelectric material layer does not contact the ink can be obtained.

本発明のインクジェットヘッドの製造方法において、前記インクジェットヘッドは、所定の走査方向に移動しつつ、この走査方向と直交する方向に搬送される前記記録媒体に対して前記複数の噴射ノズルからインクを噴射するシリアル型のインクジェットヘッドであり、前記成膜ノズルの前記基板に対する相対移動方向は、前記記録媒体の搬送方向にし得る。インクジェットヘッドがシリアル型ヘッドである場合には、ヘッドの走査時に複数の噴射ノズルにより記録媒体に形成されるドットの配列方向は、記録媒体の搬送方向と同じ(平行)となる。そして、この製造方法によれば、成膜ノズルの相対移動方向が記録媒体の搬送方向であることから、薄膜層の膜厚分布が生じる方向とドットの配列方向とが異なることになり、バンディングによる印字品質の低下が確実に防止される。   In the ink jet head manufacturing method of the present invention, the ink jet head ejects ink from the plurality of ejecting nozzles to the recording medium conveyed in a direction orthogonal to the scanning direction while moving in a predetermined scanning direction. The relative movement direction of the film forming nozzle with respect to the substrate can be the conveyance direction of the recording medium. When the ink-jet head is a serial head, the arrangement direction of dots formed on the recording medium by the plurality of ejection nozzles when the head is scanned is the same (parallel) as the conveyance direction of the recording medium. According to this manufacturing method, since the relative movement direction of the film forming nozzle is the recording medium conveyance direction, the direction in which the film thickness distribution of the thin film layer is generated differs from the dot arrangement direction. Deterioration of print quality is surely prevented.

本発明のインクジェットヘッドの製造方法において、前記インクジェットヘッドは、前記記録媒体が搬送される方向と直交する方向に関して等間隔で配列された複数の前記噴射ノズルを有するライン型のインクジェットヘッドであり、前記成膜ノズルの前記基板に対する相対移動方向は、前記複数の噴射ノズルの配列方向にし得る。インクジェットヘッドがライン型ヘッドである場合には、複数の噴射ノズルにより被記録媒体に形成されるドットの配列方向は、噴射ノズルの配列方向と平行であることが多い。そして、この製造方法によれば、成膜ノズルの相対移動方向が噴射ノズルの配列方向と平行であることから、薄膜層の膜厚分布が生じる方向とドットの配列方向とが異なることになり、バンディングによる印字品質の低下が確実に防止される。   In the inkjet head manufacturing method of the present invention, the inkjet head is a line-type inkjet head having a plurality of the ejection nozzles arranged at equal intervals in a direction orthogonal to a direction in which the recording medium is conveyed, The relative movement direction of the film formation nozzle with respect to the substrate may be the arrangement direction of the plurality of injection nozzles. When the inkjet head is a line-type head, the arrangement direction of dots formed on the recording medium by a plurality of ejection nozzles is often parallel to the arrangement direction of the ejection nozzles. And according to this manufacturing method, since the relative movement direction of the film formation nozzle is parallel to the arrangement direction of the injection nozzle, the direction in which the film thickness distribution of the thin film layer is generated and the dot arrangement direction are different. Deterioration of print quality due to banding is surely prevented.

本発明の第2の態様に従えば、複数の圧力室、及び、これら複数の圧力室にそれぞれ連通して記録媒体に対してインクを噴射する複数の噴射ノズルを有する流路ユニットと、前記複数の圧力室を覆うように前記流路ユニットに配置される基板、及び、この基板の一方の面に配置された圧電材料層を含む複数の薄膜層を有する圧電アクチュエータとを備えたインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドを記録媒体に対して相対移動する方向に移動するための移動装置とを有するインクジェットプリンタの製造方法であって、前記基板上に、前記圧電アクチュエータの前記複数の薄膜層を形成することと前記基板に流路ユニットを取り付けることによりインクジェットヘッドを製造するステップと、前記移動装置をもたらすステップとを含み、前記薄膜層を形成するステップにおいて、前記複数の薄膜層の少なくとも1つの薄膜層を、スリットが形成された成膜ノズルを、前記スリット幅方向に且つ前記相対移動方向と交差する方向に前記基板に対して相対移動させながら、前記成膜ノズルのスリットから前記薄膜層を形成する粒子とキャリアガスとを含むエアロゾルを噴射することにより形成するインクジェットプリンタの製造方法が提供される。   According to the second aspect of the present invention, a plurality of pressure chambers, a flow path unit having a plurality of ejection nozzles that respectively communicate with the plurality of pressure chambers and eject ink onto a recording medium, and the plurality of the plurality of pressure chambers. An inkjet head comprising: a substrate disposed in the flow path unit so as to cover the pressure chamber; and a piezoelectric actuator having a plurality of thin film layers including a piezoelectric material layer disposed on one surface of the substrate; A method of manufacturing an ink jet printer having a moving device for moving the ink jet head in a direction of relative movement with respect to a recording medium, and forming the plurality of thin film layers of the piezoelectric actuator on the substrate; Producing an inkjet head by attaching a flow path unit to the substrate; and providing the moving device. In the step of forming the thin film layer, at least one thin film layer of the plurality of thin film layers is formed on the substrate in a direction crossing the slit width direction and the relative movement direction by using a film forming nozzle in which a slit is formed. There is provided an ink jet printer manufacturing method in which an aerosol containing particles forming a thin film layer and a carrier gas is ejected from a slit of the film forming nozzle while being relatively moved.

このインクジェットプリンタの製造方法によれば、エアロゾル噴射における成膜ノズルの相対移動方向が、インクジェットヘッドの記録媒体に対する相対移動方向と同じ(平行)でなく、これら2つの方向が交差していることから、複数の噴射ノズルにより記録媒体に形成されるドットの配列方向と、薄膜層に膜厚分布が生じる方向とが異なる方向となる。そのため、バンディングによる印字品質の低下が極力防止される。   According to this method for manufacturing an ink jet printer, the relative movement direction of the film forming nozzle in aerosol injection is not the same (parallel) as the relative movement direction of the ink jet head with respect to the recording medium, and these two directions intersect. The arrangement direction of dots formed on the recording medium by the plurality of ejection nozzles is different from the direction in which the film thickness distribution is generated in the thin film layer. For this reason, deterioration in print quality due to banding is prevented as much as possible.

本発明のインクジェットプリンタの製造方法において、前記インクジェットヘッドが、色の異なる複数種類のインクをそれぞれ噴射する複数のヘッドを備え得る。この製造方法によれば、複数のインクジェットヘッドの圧電アクチュエータの薄膜層の成膜が、全て同じ工程で行われるため、複数のヘッド間でドットの大きさのばらつき度合が等しくなり、色ごとにドットの大きさが変わってしまうことがない。   In the method of manufacturing an ink jet printer according to the present invention, the ink jet head may include a plurality of heads that respectively eject a plurality of types of inks having different colors. According to this manufacturing method, since the thin film layers of the piezoelectric actuators of a plurality of inkjet heads are all formed in the same process, the degree of variation in dot size among the plurality of heads becomes equal, and the dots are separated for each color. The size of will never change.

本発明の第3の態様に従えば、基板、及び、この基板上に配置された圧電材料層を含む複数の薄膜層を有し、圧電材料層に所定方向に延在する複数の活性部が区画された圧電アクチュエータの製造方法であって、前記基板上に、前記圧電材料層を形成するステップと、前記基板上に、前記圧電材料層以外の薄膜層を形成するステップとを含み、前記複数の薄膜層の少なくとも1つの薄膜層を、スリットが形成された成膜ノズルを、前記スリット幅方向であり且つ前記所定方向と交差する方向に前記基板に対して相対移動させながら、前記成膜ノズルのスリットから前記薄膜層を形成する粒子とキャリアガスとを含むエアロゾルを噴射する圧電アクチュエータの製造方法が提供される。   According to the third aspect of the present invention, the substrate and the plurality of thin film layers including the piezoelectric material layer disposed on the substrate have a plurality of active portions extending in a predetermined direction on the piezoelectric material layer. A method of manufacturing a partitioned piezoelectric actuator, comprising: forming the piezoelectric material layer on the substrate; and forming a thin film layer other than the piezoelectric material layer on the substrate, The film-forming nozzle is formed by moving a film-forming nozzle having a slit formed in at least one of the thin-film layers relative to the substrate in the slit width direction and in a direction intersecting the predetermined direction. There is provided a method of manufacturing a piezoelectric actuator for injecting an aerosol containing particles forming the thin film layer and a carrier gas from the slit.

この圧電アクチュエータの製造方法によれば、エアロゾル噴射における成膜ノズルの相対移動方向が、活性部が延在する方向、(すなわち、この圧電アクチュエータを備えるインクジェットヘッドの記録媒体に対する相対移動方向)と交差していることから、複数の噴射ノズルにより記録媒体に形成されるドットの配列方向と、薄膜層に膜厚分布が生じる方向とが異なる方向となる。そのため、圧電アクチュエータをインクジェットヘッドに用いた場合に、バンディングによる印字品質の低下が極力防止される。   According to this method of manufacturing a piezoelectric actuator, the relative movement direction of the film forming nozzle in aerosol injection intersects the direction in which the active portion extends (that is, the relative movement direction of the inkjet head including the piezoelectric actuator with respect to the recording medium). Therefore, the arrangement direction of dots formed on the recording medium by the plurality of jet nozzles is different from the direction in which the film thickness distribution is generated in the thin film layer. For this reason, when a piezoelectric actuator is used for an ink jet head, a decrease in print quality due to banding is prevented as much as possible.

本発明の圧電アクチュエータの製造方法において、前記少なくとも一つの薄膜層が、圧電材料層になり得る。これにより、活性部の厚み分布による活性部による液滴噴射量の違いによる不都合を解消することができる。前記薄膜層が、金属板と絶縁層を含み、少なくとも一つの層が絶縁層になり得る。前記活性部は、電極により挟まれた圧電材料層の部分になり得る。   In the method for manufacturing a piezoelectric actuator of the present invention, the at least one thin film layer can be a piezoelectric material layer. Thereby, the inconvenience due to the difference in droplet ejection amount by the active part due to the thickness distribution of the active part can be solved. The thin film layer may include a metal plate and an insulating layer, and at least one layer may be an insulating layer. The active portion can be a portion of a piezoelectric material layer sandwiched between electrodes.

本発明の第4の態様に従えば、インクを噴射するインクジェットヘッドであって、各々が所定方向に延在し且つ平面に沿って配列された複数の圧力室、及び、これら複数の圧力室にそれぞれ連通しインクを噴射する複数の噴射ノズルを有する流路ユニットと、前記複数の圧力室を覆うように前記流路ユニットの一表面に配置される基板、及び、この基板の一方の面に配置された圧電材料層を含む複数の薄膜層を有する圧電アクチュエータとを備え、前記複数の薄膜層の少なくとも1つの薄膜層が、前記所定方向と交差する方向における薄膜層の厚みの均一性が前記交差する方向と直交する方向における薄膜層の厚みの均一性よりも高いインクジェットヘッドが提供される。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an inkjet head that ejects ink, each of which extends in a predetermined direction and is arranged along a plane, and a plurality of pressure chambers. A flow path unit having a plurality of ejection nozzles that respectively eject ink, a substrate disposed on one surface of the flow path unit so as to cover the plurality of pressure chambers, and disposed on one surface of the substrate A piezoelectric actuator having a plurality of thin film layers including a piezoelectric material layer formed, wherein at least one thin film layer of the plurality of thin film layers has a thickness uniformity in a direction intersecting the predetermined direction. An inkjet head having a higher thickness uniformity of the thin film layer in a direction perpendicular to the direction in which the ink is applied is provided.

本発明のインクジェットヘッドによれば、複数の薄膜層の少なくとも1つの薄膜層が、前記所定方向(すなわち、記録媒体のインクジェットヘッドに対する相対移動方向、例えば、シリアル型インクジェットヘッドの場合には走査方向、ライン型インクジェットヘッドの場合には紙送り方向)と交差する方向における薄膜層の厚みの均一性が前記交差する方向と直交する方向における薄膜層の厚みの均一性よりも高いので、バンディングによる印字品質の低下が防止される。   According to the inkjet head of the present invention, at least one thin film layer of the plurality of thin film layers has the predetermined direction (that is, a relative movement direction of the recording medium with respect to the inkjet head, for example, a scanning direction in the case of a serial inkjet head, In the case of a line type ink jet head, the uniformity of the thickness of the thin film layer in the direction intersecting the paper feed direction) is higher than the uniformity of the thickness of the thin film layer in the direction perpendicular to the intersecting direction. Is prevented.

本発明のインクジェットヘッドにおいては、前記少なくとも1つの薄膜層が、スリットが形成された成膜ノズルを前記スリット幅の方向であり且つ前記所定方向と交差する方向に前記基板に対して相対移動させながら、前記成膜ノズルのスリットから前記薄膜層を形成する粒子とキャリアガスとを含むエアロゾルを噴射することによって形成され得る。このように薄膜層を製造すると、複数の噴射ノズルにより記録媒体に形成されるドットの配列方向と、薄膜層に膜厚分布が生じる方向とが異なる方向となる。そのため、バンディングによる印字品質の低下が防止される。   In the ink jet head according to the aspect of the invention, the at least one thin film layer moves the film forming nozzle in which the slit is formed relative to the substrate in the direction of the slit width and in a direction intersecting the predetermined direction. The film may be formed by spraying an aerosol containing particles forming the thin film layer and a carrier gas from the slit of the film forming nozzle. When the thin film layer is manufactured in this way, the arrangement direction of the dots formed on the recording medium by the plurality of jet nozzles is different from the direction in which the film thickness distribution is generated in the thin film layer. For this reason, deterioration in print quality due to banding is prevented.

本発明の第5の態様に従えば、複数の圧力室、及び、これら複数の圧力室にそれぞれ連通して記録媒体に対してインクを噴射する複数の噴射ノズルを有する流路ユニットと、前記複数の圧力室を覆うように前記流路ユニットに配置される基板、及び、この基板の一方の面に配置された圧電材料層を含む複数の薄膜層を有する圧電アクチュエータとを備えたインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドを記録媒体に対して相対移動する方向に移動するための移動装置とを備え、前記複数の薄膜層の少なくとも1つの薄膜層は、前記相対移動方向と交差する方向における薄膜層の厚みの均一性がその交差する方向と直交する方向における薄膜層の厚みの均一性よりも高いインクジェットプリンタが提供される。   According to the fifth aspect of the present invention, a plurality of pressure chambers, a flow path unit having a plurality of ejection nozzles that respectively communicate with the plurality of pressure chambers and eject ink onto the recording medium, and the plurality of the plurality of pressure chambers. An inkjet head comprising: a substrate disposed in the flow path unit so as to cover the pressure chamber; and a piezoelectric actuator having a plurality of thin film layers including a piezoelectric material layer disposed on one surface of the substrate; A moving device for moving the ink-jet head in the direction of relative movement with respect to the recording medium, wherein at least one thin film layer of the plurality of thin film layers has a thickness of the thin film layer in a direction intersecting the relative movement direction An ink jet printer is provided in which the uniformity of the thin film layer is higher than the uniformity of the thickness of the thin film layer in the direction orthogonal to the intersecting direction.

本発明のインクジェットプリンタによれば、前記複数の薄膜層の少なくとも1つの薄膜層は、前記相対移動方向、例えば、シリアル型インクジェットヘッドの場合には走査方向、ライン型インクジェットヘッドの場合には紙送り方向、と交差する方向における薄膜層の厚みの均一性がその交差する方向と直交する方向における薄膜層の厚みの均一性よりも高い。そのため、バンディングによる印字品質の低下が防止される。   According to the ink jet printer of the present invention, at least one thin film layer of the plurality of thin film layers has the relative movement direction, for example, a scanning direction in the case of a serial type ink jet head, and a paper feed in the case of a line type ink jet head. The uniformity of the thickness of the thin film layer in the direction intersecting the direction is higher than the uniformity of the thickness of the thin film layer in the direction orthogonal to the intersecting direction. For this reason, deterioration in print quality due to banding is prevented.

本発明のインクジェットプリンタにおいて、前記少なくとも1つの薄膜層が、スリットが形成された成膜ノズルを前記スリット幅の方向であり且つ前記相対移動方向と交差する方向に前記基板に対して相対移動させながら、前記成膜ノズルのスリットから前記薄膜層を形成する粒子とキャリアガスとを含むエアロゾルを噴射することによって形成され得る。これにより、複数の噴射ノズルにより被記録媒体に形成されるドットの配列方向と、薄膜層に膜厚分布が生じる方向とが異なる方向となる。そのため、バンディングによる印字品質の低下が防止される。   In the ink jet printer according to the aspect of the invention, the at least one thin film layer may move the film forming nozzle in which the slit is formed relative to the substrate in the slit width direction and in a direction intersecting the relative movement direction. The film may be formed by spraying an aerosol containing particles forming the thin film layer and a carrier gas from the slit of the film forming nozzle. As a result, the direction in which dots are formed on the recording medium by the plurality of ejection nozzles is different from the direction in which the film thickness distribution is generated in the thin film layer. For this reason, deterioration in print quality due to banding is prevented.

本発明の第6の態様に従えば、液体を吐出するために用いられる圧電アクチュエータであって、基板と、この基板上に配置された圧電層を含む複数の薄膜層とを有し、圧電材料層に所定方向に延在する複数の活性部が区画されており、前記複数の薄膜層の少なくとも1つの薄膜層が、前記所定方向と交差する方向における薄膜層の厚みの均一性が前記交差する方向と直交する方向における薄膜層の厚みの均一性よりも高い圧電アクチュエータが提供される。   According to the sixth aspect of the present invention, there is provided a piezoelectric actuator used for discharging a liquid, comprising a substrate and a plurality of thin film layers including a piezoelectric layer disposed on the substrate, and a piezoelectric material A plurality of active portions extending in a predetermined direction are defined in the layer, and at least one thin film layer of the plurality of thin film layers intersects the thickness uniformity of the thin film layer in a direction intersecting the predetermined direction. A piezoelectric actuator having higher thickness uniformity of the thin film layer in a direction orthogonal to the direction is provided.

本発明の圧電アクチュエータによれば、前記複数の薄膜層の少なくとも1つの薄膜層は、前記活性部が延在する方向、例えば、圧電アクチュエータをシリアル型インクジェットヘッドに用いた場合には走査方向、ライン型インクジェットヘッドの場合に用いた場合には紙送り方向、と交差する方向における薄膜層の厚みの均一性がその交差する方向と直交する方向における薄膜層の厚みの均一性よりも高い。そのため、バンディングによる印字品質の低下が防止される。   According to the piezoelectric actuator of the present invention, at least one thin film layer of the plurality of thin film layers has a direction in which the active portion extends, for example, a scanning direction and a line when the piezoelectric actuator is used in a serial type ink jet head. When used in the case of a type inkjet head, the uniformity of the thickness of the thin film layer in the direction intersecting the paper feed direction is higher than the uniformity of the thickness of the thin film layer in the direction orthogonal to the intersecting direction. For this reason, deterioration in print quality due to banding is prevented.

本発明の圧電アクチュエータにおいて、前記少なくとも1つの薄膜層が、スリットが形成された成膜ノズルを前記スリットの幅方向に且つ前記所定方向と交差する方向、特には直交する方向に、前記基板に対して相対移動させながら、前記成膜ノズルのスリットから前記薄膜層を形成する粒子とキャリアガスとを含むエアロゾルを噴射することによって形成され得る。このように薄膜層を形成することにより、複数の噴射ノズルにより被記録媒体に形成されるドットの配列方向と、薄膜層に膜厚分布が生じる方向とが異なる方向となる。そのため、バンディングによる印字品質の低下が極力防止される。   In the piezoelectric actuator according to the aspect of the invention, the at least one thin film layer may have a film forming nozzle having a slit formed in the width direction of the slit and in a direction intersecting the predetermined direction, particularly in a direction orthogonal to the substrate. Then, it is formed by injecting an aerosol containing particles forming the thin film layer and a carrier gas from the slit of the film forming nozzle while relatively moving. By forming the thin film layer in this way, the arrangement direction of dots formed on the recording medium by the plurality of jet nozzles is different from the direction in which the film thickness distribution is generated in the thin film layer. For this reason, deterioration in print quality due to banding is prevented as much as possible.

次に、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、一方向に移動しながら記録用紙にインクを噴射して画像等を記録するシリアル型インクジェットヘッドに本発明を適用した一例である。   Next, an embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is an example in which the present invention is applied to a serial type ink jet head that records an image or the like by ejecting ink onto a recording sheet while moving in one direction.

まず、シリアル型インクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタの構成について簡単に説明する。図1に示すように、インクジェットプリンタ100は、図1の左右方向に移動可能なキャリッジ4(移動装置)と、このキャリッジ4に設けられて記録用紙7に対してインクを噴射するシリアル型のインクジェットヘッド1と、記録用紙7を図1の前方へ送る搬送ローラ5等を備えている。尚、図1においては、1つのインクジェットヘッド1しか示されていないが、実際には、キャリッジ4に、4色(シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック)のインクをそれぞれ噴射する4つのインクジェットヘッド1が設けられている。即ち、インクジェットプリンタ100は、記録用紙7にカラー画像を記録することが可能な、カラーインクジェットプリンタである。   First, the configuration of an ink jet printer provided with a serial ink jet head will be briefly described. As shown in FIG. 1, an inkjet printer 100 includes a carriage 4 (moving device) that can move in the left-right direction in FIG. 1, and a serial type inkjet that is provided on the carriage 4 and ejects ink onto a recording sheet 7. A head 1 and a conveying roller 5 for feeding the recording paper 7 forward in FIG. 1 are provided. In FIG. 1, only one inkjet head 1 is shown, but actually, there are four inkjet heads 1 that eject ink of four colors (cyan, magenta, yellow, and black) onto the carriage 4, respectively. Is provided. That is, the ink jet printer 100 is a color ink jet printer capable of recording a color image on the recording paper 7.

そして、このインクジェットプリンタ100は、4つのインクジェットヘッド1がキャリッジ4と一体的に左右方向(走査方向)へ移動しつつ、その下面に形成された噴射ノズル20(図2〜図5参照)から記録用紙7に対して4色のインクを噴射する動作と、搬送ローラ5が記録用紙7を所定量前方へ送る用紙搬送動作とを、交互に行わせることにより、記録用紙7に所望の文字やカラー画像等を記録可能に構成されている。   In the ink jet printer 100, the four ink jet heads 1 move in the left-right direction (scanning direction) integrally with the carriage 4, and recording is performed from the ejection nozzles 20 (see FIGS. 2 to 5) formed on the lower surface thereof. By alternately performing the operation of ejecting four colors of ink onto the paper 7 and the paper transporting operation in which the transport roller 5 feeds the recording paper 7 forward by a predetermined amount, desired characters and colors are applied to the recording paper 7. An image or the like can be recorded.

次に、インクジェットヘッド1について図2〜図5を参照して説明する。インクジェットヘッド1は、噴射ノズル20及び圧力室14を含むインク流路が形成された流路ユニット2と、この流路ユニット2の上面に配置されて、圧力室14内のインクに噴射圧力を付与する圧電アクチュエータ3とを備えている。   Next, the inkjet head 1 will be described with reference to FIGS. The inkjet head 1 is disposed on the upper surface of the flow path unit 2 in which an ink flow path including the ejection nozzle 20 and the pressure chamber 14 is formed, and applies ejection pressure to the ink in the pressure chamber 14. The piezoelectric actuator 3 is provided.

まず、流路ユニット2について説明する。図4、図5に示すように、流路ユニット2はキャビティプレート10、ベースプレート11、マニホールドプレート12、及びノズルプレート13を備えており、これら4枚のプレート10〜13が積層状態で接合されている。このうち、キャビティプレート10、ベースプレート11及びマニホールドプレート12はステンレス鋼製の板であり、これら3枚のプレート10〜12に、後述するマニホールド17や圧力室14等のインク流路をエッチングにより容易に形成することができるようになっている。また、ノズルプレート13は、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂材料により形成され、マニホールドプレート12の下面に接着される。あるいは、このノズルプレート13も、3枚のプレート10〜12と同様にステンレス鋼等の金属材料で形成されていてもよい。   First, the flow path unit 2 will be described. As shown in FIGS. 4 and 5, the flow path unit 2 includes a cavity plate 10, a base plate 11, a manifold plate 12, and a nozzle plate 13, and these four plates 10 to 13 are joined in a stacked state. Yes. Among these, the cavity plate 10, the base plate 11 and the manifold plate 12 are stainless steel plates, and ink flow paths such as a manifold 17 and a pressure chamber 14 described later can be easily etched in these three plates 10-12. It can be formed. The nozzle plate 13 is formed of, for example, a polymer synthetic resin material such as polyimide, and is bonded to the lower surface of the manifold plate 12. Or this nozzle plate 13 may be formed with metal materials, such as stainless steel, similarly to the three plates 10-12.

図2〜図5に示すように、4枚のプレート10〜13のうち、最も上方に位置するキャビティプレート10には、各々が走査方向(所定方向)に沿って延在し且つ平面に沿って配列された複数の圧力室14がプレート10を貫通する孔により形成され、これら複数の圧力室14は上下両側から後述の振動板30及びベースプレート11によりそれぞれ覆われている。また、複数の圧力室14は、紙送り方向(図2の上下方向)に4列に配列されている。さらに、各圧力室14は、平面視で走査方向(図2の左右方向)に長い、略楕円形状に形成されている。   As shown in FIGS. 2 to 5, among the four plates 10 to 13, the uppermost cavity plate 10 extends along the scanning direction (predetermined direction) and along the plane. A plurality of arranged pressure chambers 14 are formed by holes penetrating the plate 10, and the plurality of pressure chambers 14 are respectively covered by a vibration plate 30 and a base plate 11 described later from above and below. The plurality of pressure chambers 14 are arranged in four rows in the paper feeding direction (vertical direction in FIG. 2). Furthermore, each pressure chamber 14 is formed in a substantially elliptical shape that is long in the scanning direction (left-right direction in FIG. 2) in plan view.

図3に示すように、ベースプレート11の、平面視で圧力室14の両端部と重なる位置には、それぞれ連通孔15,16が形成されている。また、マニホールドプレート12には、平面視で、紙送り方向に配列された圧力室14の連通孔15側の部分と重なるように、紙送り方向(図2の上下方向)に延びる4つのマニホールド17が形成されている。また、これら4つのマニホールド17は、後述の振動板30に形成されたインク供給口18に連通しており、図示しないインクタンクからインク供給口18を介してマニホールド17へインクが供給される。さらに、マニホールドプレート12の、平面視で複数の圧力室14のマニホールド17と反対側の端部と重なる位置には、それぞれ、複数の連通孔16に連なる複数の連通孔19も形成されている。   As shown in FIG. 3, communication holes 15 and 16 are formed at positions where the base plate 11 overlaps both ends of the pressure chamber 14 in a plan view. Further, the manifold plate 12 has four manifolds 17 extending in the paper feeding direction (vertical direction in FIG. 2) so as to overlap with the communication hole 15 side portions of the pressure chambers 14 arranged in the paper feeding direction in plan view. Is formed. These four manifolds 17 communicate with an ink supply port 18 formed in a vibration plate 30 described later, and ink is supplied to the manifold 17 from an ink tank (not shown) via the ink supply port 18. Furthermore, a plurality of communication holes 19 that are continuous with the plurality of communication holes 16 are also formed at positions where the manifold plate 12 overlaps the ends of the plurality of pressure chambers 14 opposite to the manifold 17 in plan view.

さらに、ノズルプレート13の、平面視で複数の連通孔19にそれぞれ重なる位置には、複数の噴射ノズル20が形成されている。図2に示すように、複数の噴射ノズル20は、4列に配列された複数の圧力室14の、マニホールド17と反対側の端部とそれぞれ重なっており、4つのマニホールド17と重ならない領域において紙送り方向(図2の上下方向)に均等間隔で配列されて、走査方向に並ぶ4列のノズル列21a,21b,21c,21dを構成している。これら4列のノズル列21a〜21dはそれぞれ同数の噴射ノズル20からなり、それらの配列方向に関する噴射ノズル20の間隔(ピッチP)は全て等しい。また、4列のノズル列21a〜21dは、P/4ずつ紙送り方向下流側(図2の下方)へ順にずれている。従って、4列のノズル列21a〜21dにより、記録用紙7に、紙送り方向にP/4の間隔で並ぶ複数のドットを形成することが可能となっている。   Further, a plurality of injection nozzles 20 are formed at positions where the nozzle plate 13 overlaps the plurality of communication holes 19 in plan view. As shown in FIG. 2, the plurality of injection nozzles 20 overlap with the end portions of the plurality of pressure chambers 14 arranged in four rows on the side opposite to the manifold 17, and in areas not overlapping with the four manifolds 17. Four nozzle rows 21a, 21b, 21c, and 21d are arranged in the paper feed direction (up and down direction in FIG. 2) at regular intervals and aligned in the scanning direction. These four nozzle rows 21a to 21d are each composed of the same number of jet nozzles 20, and the intervals (pitch P) of the jet nozzles 20 in the arrangement direction are all equal. Further, the four nozzle rows 21a to 21d are sequentially shifted to the downstream side in the paper feed direction (downward in FIG. 2) by P / 4. Accordingly, it is possible to form a plurality of dots arranged on the recording paper 7 at intervals of P / 4 in the paper feeding direction by the four nozzle rows 21a to 21d.

尚、図2に示すように、複数の噴射ノズル20、及び、これら複数の噴射ノズル20に対応する複数の圧力室14は、結果的に、紙送り方向(第1配列方向)に配列されるとともに、この紙送り方向に対して角度θをなして交差する方向(第2配列方向)にも配列されて、これら2つの方向に沿ってマトリックス状に配列されている。但し、第1配列方向の噴射ノズル20及び圧力室14の配列数(10個)は、第2配列方向の配列数(4個)よりも多く、また、配置間隔が小さくなっている(配置密度が高くなっている)。つまり、第1配列方向が、記録用紙7に精細なドットの列が形成される方向に対応している。   As shown in FIG. 2, the plurality of injection nozzles 20 and the plurality of pressure chambers 14 corresponding to the plurality of injection nozzles 20 are arranged in the paper feed direction (first arrangement direction) as a result. At the same time, they are also arranged in a direction (second arrangement direction) intersecting with the paper feed direction at an angle θ, and arranged in a matrix along these two directions. However, the number of arrangements (10) of the injection nozzles 20 and the pressure chambers 14 in the first arrangement direction is larger than the number of arrangements (4) in the second arrangement direction, and the arrangement interval is small (arrangement density). Is high). That is, the first arrangement direction corresponds to the direction in which fine dot rows are formed on the recording paper 7.

図4に示すように、マニホールド17は連通孔15を介して圧力室14に連通し、さらに、圧力室14は、連通孔16,19を介して噴射ノズル20に連通している。このように、流路ユニット2内には、マニホールド17から圧力室14を経て噴射ノズル20に至る個別インク流路25が複数形成されている。   As shown in FIG. 4, the manifold 17 communicates with the pressure chamber 14 through the communication hole 15, and the pressure chamber 14 communicates with the injection nozzle 20 through the communication holes 16 and 19. As described above, a plurality of individual ink flow paths 25 extending from the manifold 17 to the ejection nozzle 20 through the pressure chamber 14 are formed in the flow path unit 2.

次に、圧電アクチュエータ3について説明する。図2〜図5に示すように、圧電アクチュエータ3は、流路ユニット2の上面に配置された金属製の振動板30(基板)と、この振動板30の上面に複数の圧力室14に跨って連続的に形成された圧電材料層31(圧電材料層)と、この圧電材料層31の上面に複数の圧力室14にそれぞれ対応して形成された複数の個別電極32とを有する。尚、圧電材料層31と個別電極32は、共に、数μm〜十数μm程度の厚さの薄膜状の層(薄膜層)である。   Next, the piezoelectric actuator 3 will be described. As shown in FIGS. 2 to 5, the piezoelectric actuator 3 includes a metal diaphragm 30 (substrate) disposed on the upper surface of the flow path unit 2 and a plurality of pressure chambers 14 on the upper surface of the diaphragm 30. The piezoelectric material layer 31 (piezoelectric material layer) continuously formed and a plurality of individual electrodes 32 formed on the upper surface of the piezoelectric material layer 31 respectively corresponding to the plurality of pressure chambers 14. The piezoelectric material layer 31 and the individual electrode 32 are both thin film layers (thin film layers) having a thickness of about several μm to several tens of μm.

振動板30は、平面視で略矩形状の金属材料からなる導電性を有する板であり、例えば、ステンレス鋼等の鉄系合金、銅系合金、ニッケル系合金、あるいは、チタン系合金などからなる。この振動板30は、キャビティプレート10の上面に複数の圧力室14を覆うように配設されて、このキャビティプレート10に接合されている。また、この振動板30は常にグランド電位に保持されており、複数の個別電極32に対向して個別電極32と振動板30との間の圧電材料層31に厚み方向の電界を作用させる共通電極を兼ねている。   The diaphragm 30 is a conductive plate made of a substantially rectangular metal material in plan view, and is made of, for example, an iron-based alloy such as stainless steel, a copper-based alloy, a nickel-based alloy, or a titanium-based alloy. . The diaphragm 30 is disposed on the upper surface of the cavity plate 10 so as to cover the plurality of pressure chambers 14, and is joined to the cavity plate 10. The diaphragm 30 is always held at the ground potential, and is a common electrode that acts on the piezoelectric material layer 31 between the individual electrode 32 and the diaphragm 30 so as to face the plurality of individual electrodes 32 and in the thickness direction. Doubles as

振動板30の上面には、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を主成分とする圧電材料層31が形成されている。この圧電材料層31は、複数の圧力室14に跨って連続的に形成されている。尚、振動板30の上面(流路ユニット2(圧力室14)と反対側の面)に配置されていることから、圧電材料層31が圧力室14内のインクと接触することはない。この圧電材料層31は、非常に細かな粒子とキャリアガスとからなるエアロゾルを基板に対して吹き付けて粒子を堆積させる、AD法により形成されている。これについては後ほど詳しく説明する。   On the upper surface of the vibration plate 30, a piezoelectric material layer 31 mainly composed of lead zirconate titanate (PZT), which is a solid solution and is a ferroelectric substance, is formed of lead titanate and lead zirconate. The piezoelectric material layer 31 is continuously formed across the plurality of pressure chambers 14. The piezoelectric material layer 31 does not come into contact with the ink in the pressure chamber 14 because it is disposed on the upper surface of the vibration plate 30 (the surface on the side opposite to the flow path unit 2 (pressure chamber 14)). The piezoelectric material layer 31 is formed by an AD method in which an aerosol composed of very fine particles and a carrier gas is sprayed onto the substrate to deposit the particles. This will be described in detail later.

圧電材料層31の上面には、圧力室14よりも一回り小さい略楕円形の平面形状を有する複数の個別電極32が形成されている。これら個別電極32は、平面視で対応する圧力室14の中央部に重なる位置にそれぞれ形成されている。個別電極32は金、銅、銀、パラジウム、白金、あるいは、チタンなどの導電性材料からなる。さらに、複数の個別電極32の図2の左端部からは、それぞれ複数の接点部35が引き出されている。そして、これら複数の接点部35には、フレキシブルプリント配線板(Flexible Printed Circuit:FPC)等の可撓性を有する配線部材(図示省略)の接点が接合され、複数の接点部35は、この配線部材を介して複数の個別電極32に対して選択的に駆動電圧を供給するドライバIC(図示省略)と電気的に接続されている。個別電極32と重なる圧電材料層31の領域31aが、後述するように駆動電圧により変形する領域となり、この領域31を「活性部」という)。なお、図3には、この例で使用したインクジェットヘッドの圧力室14の寸法(長さ0.6mm、幅0.25mm)、活性部14a及び個別電極32の寸法(長さ0.5mm、幅0.16mm)の一例を示した。   On the upper surface of the piezoelectric material layer 31, a plurality of individual electrodes 32 having a substantially elliptical planar shape that is slightly smaller than the pressure chamber 14 are formed. These individual electrodes 32 are each formed at a position overlapping the central portion of the corresponding pressure chamber 14 in plan view. The individual electrode 32 is made of a conductive material such as gold, copper, silver, palladium, platinum, or titanium. Further, a plurality of contact portions 35 are drawn out from the left end portions of the plurality of individual electrodes 32 in FIG. The plurality of contact portions 35 are joined to contacts of a flexible wiring member (not shown) such as a flexible printed circuit (FPC), and the plurality of contact portions 35 are connected to the wiring portions 35. It is electrically connected to a driver IC (not shown) that selectively supplies a driving voltage to the plurality of individual electrodes 32 via a member. A region 31a of the piezoelectric material layer 31 that overlaps the individual electrode 32 becomes a region that is deformed by a driving voltage as will be described later, and this region 31 is referred to as an “active portion”). 3 shows the dimensions of the pressure chamber 14 (length 0.6 mm, width 0.25 mm) of the ink jet head used in this example, and the dimensions (length 0.5 mm, width) of the active portion 14a and the individual electrodes 32. An example of 0.16 mm) was shown.

次に、インク噴射時における圧電アクチュエータ3の作用について説明する。複数の個別電極32に対してドライバICから選択的に駆動電圧が印加されると、駆動電圧が印加された圧電材料層31上側の個別電極32とグランド電位に保持されている圧電材料層31下側の共通電極としての振動板30の電位が異なる状態となり、個別電極32と振動板30の間に挟まれた圧電材料層31、特に活性部31aに厚み方向の電界が生じる。ここで、圧電材料層31の分極方向と電界の方向とが同じ場合には、圧電材料層31、特に活性部31aはその分極方向である厚み方向に伸びて水平方向に収縮する。そして、この圧電材料層31の収縮変形に伴って振動板30が圧力室14側に凸となるように変形するため、圧力室14内の容積が減少して圧力室14内のインクに圧力が付与され、圧力室14に連通する噴射ノズル20からインクの液滴が噴射される。   Next, the operation of the piezoelectric actuator 3 during ink ejection will be described. When a driving voltage is selectively applied to the plurality of individual electrodes 32 from the driver IC, the individual electrodes 32 above the piezoelectric material layer 31 to which the driving voltage is applied and the piezoelectric material layer 31 held at the ground potential are below. The potential of the diaphragm 30 as the common electrode on the side becomes different, and an electric field in the thickness direction is generated in the piezoelectric material layer 31, particularly the active portion 31 a, sandwiched between the individual electrode 32 and the diaphragm 30. Here, when the polarization direction of the piezoelectric material layer 31 is the same as the direction of the electric field, the piezoelectric material layer 31, particularly the active portion 31a, extends in the thickness direction, which is the polarization direction, and contracts in the horizontal direction. As the piezoelectric material layer 31 contracts and deforms, the diaphragm 30 is deformed so as to protrude toward the pressure chamber 14, so that the volume in the pressure chamber 14 is reduced and pressure is applied to the ink in the pressure chamber 14. The ink droplets are ejected from the ejection nozzle 20 that is applied and communicates with the pressure chamber 14.

次に、インクジェットプリンタ100の製造方法について、インクジェットヘッド1の製造工程を中心に説明する。図6にインクジェットヘッド1の製造工程を概略的に示す。まず、図6(a)に示すように、流路ユニット2を構成する4枚のプレート10〜13と圧電アクチュエータ3の振動板30とを、接着や金属拡散接合等により接合する(流路ユニット取り付けステップ)。   Next, a method for manufacturing the inkjet printer 100 will be described focusing on the manufacturing process of the inkjet head 1. FIG. 6 schematically shows the manufacturing process of the inkjet head 1. First, as shown in FIG. 6A, the four plates 10 to 13 constituting the flow path unit 2 and the vibration plate 30 of the piezoelectric actuator 3 are bonded by bonding, metal diffusion bonding, or the like (flow path unit). Installation step).

次に、圧電アクチュエータ3を以下の工程により作製する。図6(b)に示すように、振動板30の上面(流路ユニット2との接合面と反対側の面)に、AD法により圧電材料層31を形成する。即ち、圧電材料の超微粒子とキャリアガスとを含むエアロゾルを、振動板30に向けて噴射して高速で衝突させ、振動板30の上面に粒子を緻密に堆積させて薄膜状の圧電材料層31を形成する(薄膜形成ステップ)。その後、図6(c)に示すように、圧電材料層31の上面に、スクリーン印刷、スパッタ法、あるいは、蒸着法等により、複数の個別電極32及び複数の接点部35を形成する。   Next, the piezoelectric actuator 3 is manufactured by the following steps. As shown in FIG. 6B, the piezoelectric material layer 31 is formed on the upper surface of the vibration plate 30 (the surface opposite to the joint surface with the flow path unit 2) by the AD method. That is, an aerosol containing ultrafine particles of piezoelectric material and a carrier gas is jetted toward the diaphragm 30 to collide at high speed, and particles are densely deposited on the upper surface of the diaphragm 30 to form a thin film piezoelectric material layer 31. Is formed (thin film formation step). Thereafter, as shown in FIG. 6C, a plurality of individual electrodes 32 and a plurality of contact portions 35 are formed on the upper surface of the piezoelectric material layer 31 by screen printing, sputtering, vapor deposition, or the like.

このようにして、4色のインクをそれぞれ噴射する4つのインクジェットヘッド1を作製し、また、キャリッジ4(移動装置)を用意し、これら4つのインクジェットヘッド1をそれぞれキャリッジ4(図1参照)に組み付ける。そして、キャリッジ4や搬送ローラ5等の種々の構成部品をプリンタのフレーム(図示省略)内に組み付けて、インクジェットプリンタ100を組み立てる。   In this way, four inkjet heads 1 for ejecting four colors of ink, respectively, are prepared, and a carriage 4 (moving device) is prepared, and these four inkjet heads 1 are respectively attached to the carriage 4 (see FIG. 1). Assemble. Then, various components such as the carriage 4 and the conveyance roller 5 are assembled in a printer frame (not shown), and the inkjet printer 100 is assembled.

さらに、前述したインクジェットヘッド1の製造工程のうち、AD法による圧電材料層31の成膜工程についてさらに詳しく説明する。図7は圧電材料層31の成膜装置50の概略構成図である。この成膜装置50は、成膜チャンバー51と、エアロゾル供給管64を介してエアロゾル発生器60に接続されるとともに成膜チャンバー51内に配置された成膜ノズル52と、成膜チャンバー51内において振動板30を所定方向に移動させるステージ53を備えている。   Furthermore, the film forming process of the piezoelectric material layer 31 by the AD method will be described in more detail among the manufacturing processes of the inkjet head 1 described above. FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a film forming apparatus 50 for the piezoelectric material layer 31. The film forming apparatus 50 is connected to an aerosol generator 60 via an aerosol supply pipe 64 and a film forming nozzle 52 disposed in the film forming chamber 51 and a film forming chamber 51. A stage 53 for moving the diaphragm 30 in a predetermined direction is provided.

エアロゾル発生器60は、超微粒子状(例えば、粒径1μm以下)の圧電材料とキャリアガスとの混合物であるエアロゾルZを発生させる。エアロゾル発生器60は、内部に材料粒子Mを収容可能なエアロゾル室61と、このエアロゾル室61に取り付けられてエアロゾル室61を振動する加振装置62とを備えている。エアロゾル室61にはキャリアガスを導入するためのガスボンベGが導入管63を介して接続されている。尚、キャリアガスとしては、乾燥空気、窒素ガス、アルゴンガス、酸素ガス、ヘリウムガス等が用いられる。成膜チャンバー51内には、成膜ノズル52とステージ53が設置されており、さらに、成膜チャンバー51は排気管54を介して真空ポンプPに接続されている。成膜ノズル52の先端部には、ステージ53上の振動板30に向けて開口する、一方向に長い矩形状のスリット55(図8参照)が設けられている。また、ステージ53は、振動板30を成膜ノズル52のスリット幅方向に(図7の水平方向)に移動させる。   The aerosol generator 60 generates an aerosol Z that is a mixture of an ultrafine particle (for example, a particle size of 1 μm or less) piezoelectric material and a carrier gas. The aerosol generator 60 includes an aerosol chamber 61 that can accommodate material particles M therein, and a vibration device 62 that is attached to the aerosol chamber 61 and vibrates the aerosol chamber 61. A gas cylinder G for introducing a carrier gas is connected to the aerosol chamber 61 via an introduction pipe 63. As the carrier gas, dry air, nitrogen gas, argon gas, oxygen gas, helium gas or the like is used. A film forming nozzle 52 and a stage 53 are installed in the film forming chamber 51, and the film forming chamber 51 is connected to a vacuum pump P through an exhaust pipe 54. A rectangular slit 55 (see FIG. 8) that is long in one direction and that opens toward the vibration plate 30 on the stage 53 is provided at the tip of the film forming nozzle 52. The stage 53 moves the diaphragm 30 in the slit width direction of the film forming nozzle 52 (horizontal direction in FIG. 7).

そして、成膜装置50は、真空ポンプにより成膜チャンバー51内の圧力を低下させて、エアロゾル発生器で発生したエアロゾルを成膜ノズル52のスリット55から振動板30の上面に向けて噴射させながら、同時に、ステージ53上の振動板30を成膜ノズル52に対して移動させて(エアロゾル噴射工程)、振動板30の所定の領域に圧電材料層31を形成する。   Then, the film forming apparatus 50 reduces the pressure in the film forming chamber 51 with a vacuum pump and sprays the aerosol generated by the aerosol generator from the slit 55 of the film forming nozzle 52 toward the upper surface of the diaphragm 30. At the same time, the diaphragm 30 on the stage 53 is moved with respect to the film forming nozzle 52 (aerosol injection process), and the piezoelectric material layer 31 is formed in a predetermined region of the diaphragm 30.

さらに、圧電材料層31の成膜時における振動板30と成膜ノズル52の相対移動について詳しく説明する。図8(a),(b)は、成膜時における振動板30と成膜ノズル52の位置関係を示している。尚、前述したように、実際には振動板30がステージ53とともに成膜ノズル52に対して移動するのであるが、以下の説明においては、便宜上、成膜ノズル52が振動板30に対して移動するものとする。   Further, the relative movement of the vibration plate 30 and the film forming nozzle 52 when the piezoelectric material layer 31 is formed will be described in detail. 8A and 8B show the positional relationship between the diaphragm 30 and the film forming nozzle 52 during film formation. As described above, the vibration plate 30 actually moves with respect to the film formation nozzle 52 together with the stage 53. However, in the following description, the film formation nozzle 52 moves with respect to the vibration plate 30 for convenience. It shall be.

図8(a)に示すように、成膜ノズル52は、振動板30の上面のある領域に対して、スリット55の幅方向に移動しながら、振動板30にエアロゾルを噴射して、この領域に圧電材料層31を形成する。また、この領域以外の別の領域にも圧電材料層31を形成する必要がある場合には、図8(b)に示すように、成膜ノズル52は、その別の領域に対して、同じくスリット55の幅方向に移動しながらエアロゾルを噴射してその別の領域にも圧電材料層31を形成する。なお、その別の領域の上方に成膜ノズル52に達するまでには噴射を停止して、別の領域の噴射開始位置に達したときに噴射を再開してもよい。図8(c)には、停止している状態の成膜ノズル52から噴射されるエアロゾルによって覆われる基板上の領域(以下、「噴射領域)という)30aが示されている。この例では、噴射領域30aは、矩形であり、約0.4mmの幅を有し、圧電材料層31の走査方向に並ぶ二つの活性部31aを完全に収容する長さを有する。なお、噴射領域30aは、一つのの活性部31aまたは、3個以上の活性部31aを覆うような長さになるような成膜ノズル52を用いてもよい。このように、振動板30の上面の複数の領域のそれぞれに対して、成膜ノズル52を相対移動させながらエアロゾルを噴射させることで、振動板30の上面の広い領域にわたって圧電材料層31を形成することが可能になる。   As shown in FIG. 8A, the film forming nozzle 52 injects aerosol onto the diaphragm 30 while moving in the width direction of the slit 55 with respect to the area on the upper surface of the diaphragm 30, and this area. Then, the piezoelectric material layer 31 is formed. Further, when it is necessary to form the piezoelectric material layer 31 in another region other than this region, as shown in FIG. The aerosol is sprayed while moving in the width direction of the slit 55 to form the piezoelectric material layer 31 in another region. The injection may be stopped before reaching the film forming nozzle 52 above the other region, and the injection may be resumed when the injection start position in another region is reached. 8C shows a region (hereinafter referred to as “injection region”) 30a on the substrate that is covered with the aerosol ejected from the film forming nozzle 52 in a stopped state. The ejection region 30a is rectangular, has a width of about 0.4 mm, and has a length that completely accommodates the two active portions 31a aligned in the scanning direction of the piezoelectric material layer 31. The ejection region 30a is The film forming nozzle 52 may be used so as to cover one active part 31a or three or more active parts 31a, and thus each of a plurality of regions on the upper surface of the diaphragm 30. On the other hand, it is possible to form the piezoelectric material layer 31 over a wide area of the upper surface of the vibration plate 30 by ejecting aerosol while relatively moving the film forming nozzle 52.

また、振動板30の1つの領域に対して、成膜ノズル52を1回移動させるだけで圧電材料層31を形成してもよいし、あるいは、1つの領域に対して成膜ノズル52を複数回移動させて、圧電材料の粒子を何層にも重ねて堆積させることにより圧電材料層31を形成してもよい。   Further, the piezoelectric material layer 31 may be formed by moving the film forming nozzle 52 once with respect to one area of the vibration plate 30, or a plurality of film forming nozzles 52 may be formed with respect to one area. The piezoelectric material layer 31 may be formed by rotating and rotating the piezoelectric material particles so as to be stacked in layers.

ところで、図8に示すように、エアロゾルを噴射する成膜ノズル52を、振動板30に対してスリット55の幅方向に移動させて帯状の圧電材料層31を形成すると、この帯状の圧電材料層31の膜厚は、その長手方向、即ち、成膜ノズル52の移動方向(図8(a)の前後方向)に関してはほぼ均一となる。しかし、帯状の圧電材料層31の幅方向(成膜ノズル52の移動方向と直交する方向:図8(a)の左右方向)に関しては、スリット55から噴射されるエアロゾルの流速分布が均一でない等の理由から、圧電材料層31には膜厚分布が生じやすい。このように圧電材料層31に膜厚分布が存在すると、圧電材料層31に生じる電界の強さや剛性が場所によって異なってしまうため、圧電材料層31及び振動板30の変形量がばらつく。つまり、噴射ノズル20から噴射される液滴の速度や体積などの、液滴噴射特性にばらつきが生じる。   By the way, as shown in FIG. 8, when the film-forming nozzle 52 for injecting aerosol is moved in the width direction of the slit 55 with respect to the diaphragm 30, the band-shaped piezoelectric material layer 31 is formed. The film thickness of 31 is substantially uniform in the longitudinal direction, that is, the moving direction of the film forming nozzle 52 (the front-rear direction in FIG. 8A). However, with respect to the width direction of the band-shaped piezoelectric material layer 31 (the direction orthogonal to the moving direction of the film forming nozzle 52: the left-right direction in FIG. 8A), the flow velocity distribution of the aerosol ejected from the slit 55 is not uniform. For this reason, the piezoelectric material layer 31 tends to have a film thickness distribution. If the film thickness distribution exists in the piezoelectric material layer 31 as described above, the strength and rigidity of the electric field generated in the piezoelectric material layer 31 vary depending on the location, so that the deformation amount of the piezoelectric material layer 31 and the diaphragm 30 varies. That is, variations in droplet ejection characteristics such as the velocity and volume of droplets ejected from the ejection nozzle 20 occur.

ここで、この圧電材料層31の膜厚分布は、成膜ノズル52の振動板30に対する相対移動方向によって、印字品質に及ぼす影響が大きく異なってくる。例えば、圧電材料層31を成膜する際の成膜ノズル52の移動方向が、図9(a)に破線の矢印で示すように、噴射ノズル20(圧力室14)の配列方向と直交する方向、つまり、インクジェットヘッド1の走査方向に平行な方向であったとする。尚、この図9(a)においては、圧電材料層31の上面に配置される個別電極32の図示は省略している。この場合、図9(c)に示すように、成膜ノズル52の移動方向と平行な、インクジェットヘッド1の走査方向に関しては、圧電材料層31の膜厚はほぼ均一となる。一方、図9(b)に示すように、成膜ノズル52の移動方向と直交する、噴射ノズル20(圧力室14)の配列方向に関しては、圧電材料層31にはある膜厚分布(t1〜t6)が生じる。   Here, the influence of the film thickness distribution of the piezoelectric material layer 31 on the print quality varies greatly depending on the relative movement direction of the film forming nozzle 52 with respect to the vibration plate 30. For example, the moving direction of the film forming nozzle 52 when forming the piezoelectric material layer 31 is a direction orthogonal to the arrangement direction of the injection nozzles 20 (pressure chambers 14) as indicated by broken arrows in FIG. That is, it is assumed that the direction is parallel to the scanning direction of the inkjet head 1. In FIG. 9A, illustration of the individual electrode 32 disposed on the upper surface of the piezoelectric material layer 31 is omitted. In this case, as shown in FIG. 9C, the film thickness of the piezoelectric material layer 31 is substantially uniform with respect to the scanning direction of the inkjet head 1 parallel to the moving direction of the film forming nozzle 52. On the other hand, as shown in FIG. 9B, with respect to the arrangement direction of the injection nozzles 20 (pressure chambers 14) perpendicular to the moving direction of the film forming nozzles 52, there is a film thickness distribution (t1 to t1) in the piezoelectric material layer 31. t6) occurs.

このとき、個別電極32に印加される駆動電圧が同じとすると、圧電材料層31の膜厚が薄い部分には、膜厚が厚い部分に比べて大きな電界が作用する。また、膜厚が薄い部分の剛性は、膜厚が厚い部分に比べて小さくなる。そのため、膜厚が薄い部分は、膜厚が厚い部分に比べて変形量が大きくなり、この部分に対応する圧力室14内のインクには大きな圧力が付与される。従って、圧電材料層31の膜厚が薄い部分と対応する噴射ノズル20からは、比較的大きな液滴が噴射されることになる。   At this time, assuming that the drive voltages applied to the individual electrodes 32 are the same, a larger electric field acts on the thin portion of the piezoelectric material layer 31 than on the thick portion. In addition, the rigidity of the portion where the film thickness is thin is smaller than that of the portion where the film thickness is thick. For this reason, a portion with a small film thickness has a larger deformation amount than a portion with a large film thickness, and a large pressure is applied to the ink in the pressure chamber 14 corresponding to this portion. Therefore, relatively large droplets are ejected from the ejection nozzle 20 corresponding to the thin portion of the piezoelectric material layer 31.

例えば、振動板30の厚さがt0=15μmであり、また、振動板30の上面に形成された圧電材料層31の図9(b)に示す膜厚分布が、t1=11μm、t2=13μm、t3=14μm、t4=12μm、t5=9μm、t6=10μmであったとする。この場合の、圧力室14内のインクに付与される圧力と、噴射されるインクの液滴の体積を数値解析により求めた。この解析結果を表1に示す。   For example, the thickness of the diaphragm 30 is t0 = 15 μm, and the film thickness distribution shown in FIG. 9B of the piezoelectric material layer 31 formed on the upper surface of the diaphragm 30 is t1 = 11 μm, t2 = 13 μm. T3 = 14 μm, t4 = 12 μm, t5 = 9 μm, and t6 = 10 μm. In this case, the pressure applied to the ink in the pressure chamber 14 and the volume of the ejected ink droplet were determined by numerical analysis. The analysis results are shown in Table 1.

Figure 2007283757
表1におけるノズルA〜ノズルPは、図10において、紙送り方向に関して間隔P/4を空けて順に配置されている16個の噴射ノズル20を示す。従って、これら16個の噴射ノズル20により、記録用紙7上に、紙送り方向に間隔P/4で並ぶ16個のドットが形成される。なお、t1は、ノズルAの紙送り方向上流側の圧力室端の位置であり、t1からt6は、それぞれ0.25μmの間隔で隔てられた位置を示している。表1に示すように、16個のノズルA〜ノズルPからそれぞれ噴射される液滴の体積は、圧電材料層31の膜厚分布に応じて変化しており、膜厚が比較的大きい部分と対応するノズルA〜ノズルHよりも、膜厚が比較的小さい部分と対応するノズルI〜ノズルPの方が、噴射される液滴体積が大きくなっている。
Figure 2007283757
In FIG. 10, nozzle A to nozzle P in Table 1 indicate 16 injection nozzles 20 arranged in order at intervals P / 4 in the paper feed direction. Accordingly, 16 dots are formed on the recording paper 7 by the 16 ejection nozzles 20 so as to be arranged at intervals P / 4 in the paper feeding direction. Note that t1 is the position of the pressure chamber end upstream of the paper feed direction of the nozzle A, and t1 to t6 indicate positions separated by an interval of 0.25 μm, respectively. As shown in Table 1, the volume of the liquid droplets ejected from each of the 16 nozzles A to P changes according to the film thickness distribution of the piezoelectric material layer 31, and the portion with a relatively large film thickness Compared with the corresponding nozzle A to nozzle H, the nozzle I to nozzle P corresponding to the portion having a relatively small film thickness has a larger droplet volume to be ejected.

また、圧電材料層31の膜厚は紙送り方向に連続的に変化しており、この連続的な膜厚分布に対応して、図10に示すように、ノズルA〜ノズルPにより記録用紙7上に形成されるドットの大きさも連続的に変化する。さらに、ノズルA〜ノズルHからなるノズル群により形成された比較的小さなドット群と、ノズルI〜ノズルPからなるノズル群により形成された比較的大きなドット群が、紙送り方向に交互に並ぶことになる。従って、記録用紙7上に形成されるドットの大きさは、紙送り方向に関する長いスパン(ノズルA〜ノズルP間の距離)にわたって連続的に変化する。このようなドットの大きさの変化は、ドットの列が走査方向に多数並んだときに、目でもはっきりとわかる濃淡のムラ(バンディング)となるため、印字品質が大幅に低下することになる。   Further, the film thickness of the piezoelectric material layer 31 continuously changes in the paper feed direction. Corresponding to this continuous film thickness distribution, as shown in FIG. The size of the dots formed on it also changes continuously. Further, relatively small dot groups formed by the nozzle group consisting of nozzle A to nozzle H and relatively large dot groups formed by the nozzle group consisting of nozzle I to nozzle P are alternately arranged in the paper feed direction. become. Accordingly, the size of the dots formed on the recording paper 7 continuously changes over a long span (distance between the nozzle A and the nozzle P) in the paper feeding direction. Such a change in the size of the dots results in shading unevenness (banding) that can be clearly seen by the eyes when a large number of dot rows are arranged in the scanning direction, and the print quality is greatly reduced.

そこで、本実施形態では、圧電材料層31を成膜する際の成膜ノズル52の移動方向が、図11(a)に破線の矢印で示すように、噴射ノズル20(圧力室14)の配列方向と平行な方向で、インクジェットヘッド1の走査方向(記録時(キャリッジ走査時)における、記録用紙7のインクジェットヘッド1に対する相対移動方向)と直交する方向となっている。より具体的には、振動板30の、走査方向一方側(図11(a)左側)の2列の圧力室列に対応する領域A1と、走査方向他方側(図11(a)右側)の2列の圧力室列に対応する領域A2の、走査方向に並ぶ2つの領域のそれぞれに対して、成膜ノズル52を圧力室14の配列方向に移動させて、これら2つの領域A1,A2にそれぞれ圧電材料層31を形成する。尚、2つの領域A1,A2にそれぞれ形成された圧電材料層31の境界は、図11(a)における左から2列目と3列目の圧力室列の間に位置しており、この境界は圧力室14と重なっていない。   Therefore, in the present embodiment, the movement direction of the film forming nozzle 52 when forming the piezoelectric material layer 31 is the arrangement of the injection nozzles 20 (pressure chambers 14) as shown by the broken arrows in FIG. The direction parallel to the direction is orthogonal to the scanning direction of the inkjet head 1 (the relative movement direction of the recording paper 7 with respect to the inkjet head 1 during recording (carriage scanning)). More specifically, the region A1 corresponding to the two pressure chamber rows on the one side in the scanning direction (left side in FIG. 11 (a)) of the diaphragm 30 and the other side in the scanning direction (right side in FIG. 11 (a)). The film forming nozzle 52 is moved in the arrangement direction of the pressure chambers 14 for each of the two areas in the scanning direction of the area A2 corresponding to the two pressure chamber arrays, and the two areas A1 and A2 are moved. A piezoelectric material layer 31 is formed respectively. The boundary of the piezoelectric material layer 31 formed in each of the two regions A1 and A2 is located between the second and third pressure chamber columns from the left in FIG. Does not overlap the pressure chamber 14.

この場合には、図11(b)に示すように、成膜ノズル52の移動方向に平行な方向である紙送り方向に関しては、圧電材料層31の膜厚はほぼ均一となる。従って、各ノズル列21a〜21dを構成する噴射ノズル20からは、ほぼ同じ大きさのインクの液滴が噴射される。   In this case, as shown in FIG. 11B, the film thickness of the piezoelectric material layer 31 is substantially uniform with respect to the paper feed direction which is parallel to the moving direction of the film forming nozzle 52. Accordingly, ink droplets of substantially the same size are ejected from the ejection nozzles 20 constituting the nozzle rows 21a to 21d.

一方、図11(c)に示すように、成膜ノズル52の移動方向と直交する方向であるインクジェットヘッド1の走査方向に関しては、圧電材料層31にはある膜厚分布(t1〜t6)が生じる。尚、この膜厚分布は、前述した図9(b)の膜厚分布とほぼ同じである。ここで、振動板30の2つの領域A1,A2にそれぞれ圧電材料層31を成膜する場合の、成膜ノズル52の移動速度(即ち、ステージ53の移動速度)やスリット55からのエアロゾルの噴射量等の成膜条件が同じであれば、これら2つの領域A1,A2における膜厚分布はほぼ等しくなる。   On the other hand, as shown in FIG. 11C, the film thickness distribution (t1 to t6) is present in the piezoelectric material layer 31 with respect to the scanning direction of the inkjet head 1, which is a direction orthogonal to the moving direction of the film forming nozzle 52. Arise. This film thickness distribution is substantially the same as the film thickness distribution of FIG. Here, when the piezoelectric material layer 31 is formed in each of the two regions A1 and A2 of the vibration plate 30, the moving speed of the film forming nozzle 52 (that is, the moving speed of the stage 53) and the injection of aerosol from the slit 55 If the film forming conditions such as the amount are the same, the film thickness distributions in these two regions A1 and A2 are almost equal.

そのため、図11(a)の左から1列目の圧力室列21aに対応する領域の圧電材料層31の厚さは、2列目の圧力室列21bに対応する領域の厚さとは異なるものの、3列目の圧力室列21cに対応する領域の厚さとほぼ等しくなる。同様に、左から2列目の圧力室列21bに対応する領域の圧電材料層31の厚さは、4列目の圧力室21dに対応する領域の厚さとほぼ等しくなる。従って、図12に示すように、1列目のノズル列21aと3列目のノズル列21cにより形成されるドットの大きさはほぼ等しくなる一方で、2列目のノズル列21bと4列目のノズル列21dにより形成されるドットの大きさもほぼ等しくなる。また、前述したように、4列のノズル列21a〜21dにそれぞれ属する噴射ノズル20は、紙送り方向に関してP/4の間隔を空けて順に配置されていることから、これら4列のノズル列21a〜21dにより、記録用紙7上には、2種類の大きさのドットDa,Dbが、紙送り方向に交互に形成されることになる。   For this reason, the thickness of the piezoelectric material layer 31 in the region corresponding to the first pressure chamber row 21a from the left in FIG. 11A is different from the thickness of the region corresponding to the second pressure chamber row 21b. It becomes substantially equal to the thickness of the region corresponding to the third pressure chamber row 21c. Similarly, the thickness of the piezoelectric material layer 31 in the region corresponding to the second pressure chamber row 21b from the left is substantially equal to the thickness of the region corresponding to the fourth pressure chamber 21d. Accordingly, as shown in FIG. 12, the size of the dots formed by the first nozzle row 21a and the third nozzle row 21c is substantially equal, while the second nozzle row 21b and the fourth nozzle row 21c are substantially equal. The size of the dots formed by the nozzle row 21d is substantially equal. Further, as described above, the ejection nozzles 20 belonging to the four nozzle rows 21a to 21d are sequentially arranged with an interval of P / 4 with respect to the paper feed direction, so that these four rows of nozzle rows 21a. ˜21d, two types of dots Da and Db are alternately formed on the recording paper 7 in the paper feeding direction.

図12のように紙送り方向に配列された複数のドットは、それらの大きさが、非常に短い間隔P/4で交互に変化している。つまり、図10と比較して、ドットの大きさが非常に短いスパンで変化することとなり、このようなドットの大きさの変化は目では認識されにくい。従って、ドットの大きさの変化に起因して生じる、記録画像等における濃淡のムラ(バンディング)が目立たなくなることから、圧電材料層31の膜厚分布が存在してもそれによる印字品質の低下が防止される。   The plurality of dots arranged in the paper feed direction as shown in FIG. 12 are alternately changed in size at very short intervals P / 4. That is, as compared with FIG. 10, the dot size changes in a very short span, and such a change in the dot size is not easily recognized by the eyes. Accordingly, uneven density (banding) in a recorded image or the like caused by a change in the size of the dots becomes inconspicuous, so that even if there is a film thickness distribution of the piezoelectric material layer 31, the print quality is deteriorated due to it. Is prevented.

以上説明したように、本実施形態においては、圧電材料層31の成膜時の、成膜ノズル52の振動板30に対する相対移動方向は、走査方向(記録時における記録用紙7のインクジェットヘッド1に対する相対移動方向)と直交し、噴射ノズル20の配列方向(ノズル列21a〜21dの方向)と平行である。そのため、圧電材料層31に生じる膜厚分布が、記録用紙7上に紙送り方向に形成されるドットの大きさのばらつきに与える影響が小さくなり、このドットの大きさのばらつきに起因して生じるバンディングがあまり目立たないものとなる。つまり、バンディングによる印字品質の低下を防止できる。   As described above, in the present embodiment, when the piezoelectric material layer 31 is formed, the relative movement direction of the film formation nozzle 52 with respect to the vibration plate 30 is the scanning direction (with respect to the inkjet head 1 of the recording paper 7 during recording). Perpendicular to the relative movement direction) and parallel to the arrangement direction of the injection nozzles 20 (the direction of the nozzle rows 21a to 21d). For this reason, the influence of the film thickness distribution generated in the piezoelectric material layer 31 on the variation in the size of dots formed in the paper feed direction on the recording paper 7 is reduced, and is caused by the variation in the size of the dots. Banding is less noticeable. That is, it is possible to prevent a decrease in print quality due to banding.

尚、本実施形態のインクジェットプリンタ100は、4色のインクをそれぞれ噴射する4つのインクジェットヘッド1を備えたカラーインクジェットプリンタである。そして、これら4つのインクジェットヘッド1の圧電材料層31の成膜が、全て同じ工程により行われる。そのため、4つのインクジェットヘッド1間で、記録用紙7に形成されるドットの大きさのばらつき度合が等しくなり、色ごとでドットの大きさが変わらないため、カラー印字の品質低下が抑制される。   The ink jet printer 100 according to the present embodiment is a color ink jet printer including four ink jet heads 1 that respectively eject four color inks. The piezoelectric material layers 31 of these four ink jet heads 1 are all formed by the same process. For this reason, the degree of variation in the size of the dots formed on the recording paper 7 is equal between the four inkjet heads 1 and the size of the dots does not change for each color.

次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。   Next, modified embodiments in which various modifications are made to the embodiment will be described. However, components having the same configuration as in the above embodiment are given the same reference numerals and description thereof is omitted as appropriate.

<変更形態1>
前記実施形態の圧電材料層31の成膜工程において、図11に示すように振動板30の2つの領域A1,A2にそれぞれ形成された圧電材料層31の境界は、圧力室14と重なっていなかった。すなわち、領域A1,A2は、圧電材料層31上に区画される各活性部31aを完全に収容し、圧電材料層31の境界が活性部31aを横断していなかった(図8(c)参照)。しかし、振動板30の複数の領域にそれぞれ別々に形成された圧電材料層31の境界が圧力室14と重なっていてもよい。
<Modification 1>
In the film forming process of the piezoelectric material layer 31 according to the embodiment, the boundary between the piezoelectric material layers 31 formed in the two regions A1 and A2 of the diaphragm 30 does not overlap with the pressure chamber 14, as shown in FIG. It was. That is, the regions A1 and A2 completely accommodate each active portion 31a partitioned on the piezoelectric material layer 31, and the boundary of the piezoelectric material layer 31 does not cross the active portion 31a (see FIG. 8C). ). However, the boundaries of the piezoelectric material layers 31 that are separately formed in the plurality of regions of the diaphragm 30 may overlap the pressure chamber 14.

例えば、図13(a)に示すように、振動板30の上面の、走査方向(図13(a)の左右方向)に並ぶ3つの領域B1,B2,B3に対して、破線矢印で示すように、成膜ノズル52が振動板30に対して紙送り方向(図13(a)の上下方向)に相対移動することにより、3つの領域B1,B2,B3にそれぞれ圧電材料層31を形成する。ここで、中央の領域B2は、4列の圧力室列のうちの中央2列の圧力室列と部分的に重なっている。つまり、左側の領域B1と中央の領域B2との境界、及び、中央の領域B2と右側の領域B3との境界が、圧力室14(及び活性部)と重なっている。このようにして製造されたインクジェットヘッド1Aにおいても、圧電材料層31に生じる膜厚分布が、記録用紙7上において紙送り方向に形成されるドットの大きさのばらつきに与える影響が小さくなり、バンディングが目立たなくなる。   For example, as shown in FIG. 13A, as indicated by broken-line arrows with respect to three regions B1, B2, and B3 arranged in the scanning direction (left and right direction in FIG. 13A) on the upper surface of the diaphragm 30. In addition, the film forming nozzle 52 moves relative to the vibration plate 30 in the paper feeding direction (vertical direction in FIG. 13A), thereby forming the piezoelectric material layer 31 in each of the three regions B1, B2, and B3. . Here, the central region B2 partially overlaps with the central two pressure chamber rows of the four pressure chamber rows. That is, the boundary between the left region B1 and the central region B2 and the boundary between the central region B2 and the right region B3 overlap with the pressure chamber 14 (and the active portion). Also in the inkjet head 1A manufactured in this way, the influence of the film thickness distribution generated in the piezoelectric material layer 31 on the variation in the size of dots formed in the paper feed direction on the recording paper 7 is reduced. Disappears.

より詳細に説明すると、図13(b)に示すように、圧電材料層31の紙送り方向に関する膜厚はほぼ均一となる。一方で、3つの領域B1,B2,B3に形成された圧電材料層31のそれぞれには、走査方向に関して所定の膜厚分布が生じる。この変更形態1においては、領域B1,B2,B3の境界が圧力室14と重なっていることから、4列の圧力室列に対応する圧電材料層31の厚さがそれぞれ異なることとなり、4列のノズル列21a〜21dからそれぞれ噴射されるインクの液滴体積も異なる。そのため、記録用紙7には、4種類の大きさのドットが紙送り方向に順に並ぶことになり、ドットの大きさのばらつきがある程度は生じる。しかし、成膜ノズル52をインクジェットヘッド1の走査方向に移動させて圧電材料層31を形成した場合(図10参照)と比べると、ドットの大きさが変化するスパンは十分短いため、その分、ドットの大きさのばらつきに起因するバンディングが目立たなくなる。   More specifically, as shown in FIG. 13B, the film thickness of the piezoelectric material layer 31 in the paper feed direction is substantially uniform. On the other hand, a predetermined film thickness distribution occurs in each of the piezoelectric material layers 31 formed in the three regions B1, B2, and B3 in the scanning direction. In the first modification, since the boundaries of the regions B1, B2, and B3 overlap with the pressure chambers 14, the thicknesses of the piezoelectric material layers 31 corresponding to the four pressure chamber rows are different from each other. The ink droplet volumes ejected from the nozzle rows 21a to 21d are also different. Therefore, four types of sizes of dots are arranged in order in the paper feeding direction on the recording paper 7, and a variation in the size of the dots occurs to some extent. However, as compared with the case where the film forming nozzle 52 is moved in the scanning direction of the inkjet head 1 to form the piezoelectric material layer 31 (see FIG. 10), the span in which the dot size changes is sufficiently short. Banding due to dot size variation is less noticeable.

<変更形態2>
噴射ノズル20の配置は前記実施形態で説明した態様に限られるものではなく、例えば、図14に示すように、4列のノズル列21a〜21dが、左から1列目のノズル列21a、3列目のノズル列21c、2列目のノズル列21b、4列目のノズル列21dの順に、紙送り方向下流側(図14の下側)へ間隔P/4ずつ(Pは各ノズル列21a〜21dにおける噴射ノズル20の配列間隔)ずれて配置されていてもよい。このような構成のインクジェットヘッド1Bを製造する際には、成膜ノズル52を紙送り方向(噴射ノズル20の配列方向)に相対移動させて圧電材料層31を形成する。すると、記録用紙7に間隔P/4で形成されるドットの配列方向と直交する、走査方向に圧電材料層31の膜厚分布が生じる。従って、この膜厚分布がドットの大きさのばらつきに与える影響が小さくなり、ドットの大きさの変化に起因するバンディングが目立たなくなる。
<Modification 2>
The arrangement of the injection nozzles 20 is not limited to the aspect described in the above embodiment. For example, as shown in FIG. 14, four nozzle rows 21a to 21d are arranged in the first nozzle row 21a, 3 from the left. In the order of the nozzle row 21c of the second row, the nozzle row 21b of the second row, and the nozzle row 21d of the fourth row in the order of the interval P / 4 to the downstream side (lower side in FIG. 14) in the paper feed direction (P is each nozzle row 21a) (Arrangement interval of the injection nozzles 20 to 21d) may be shifted. When manufacturing the inkjet head 1B having such a configuration, the piezoelectric material layer 31 is formed by relatively moving the film forming nozzle 52 in the paper feeding direction (the arrangement direction of the ejection nozzles 20). Then, the film thickness distribution of the piezoelectric material layer 31 is generated in the scanning direction, which is orthogonal to the arrangement direction of dots formed on the recording paper 7 with the interval P / 4. Therefore, the influence of this film thickness distribution on the variation in dot size is reduced, and banding due to the change in the dot size becomes inconspicuous.

<変更形態3>
この例では、図15(a)に示すように、紙送り方向に配列された噴射ノズル20の列、及び、これに対応する圧力室14の列が1列である。このような構成のインクジェットヘッド1Cを製造する際には、図15(a)の破線矢印で示すように、成膜ノズル52を振動板30に対して紙送り方向(噴射ノズル20(圧力室14)の配列方向)に相対移動させて圧電材料層31を形成する。すると、図15(b)に示すように、1列に並んだ噴射ノズル20の配列方向に関する圧電材料層31の膜厚はほぼ均一となるため、これら噴射ノズル20から噴射される液滴の体積がばらつかない。つまり、1列の噴射ノズル20により形成されるドットの大きさはほぼ等しくなるため、バンディング自体が生じなくなる。尚、図15(c)に示すように、圧電材料層31には走査方向に関して膜厚分布が生じるが、噴射ノズル20の列が1列である場合には、この膜厚分布が、噴射ノズル20の液滴体積(ドットの大きさ)のばらつきに影響を及ぼすことはない。
<Modification 3>
In this example, as shown in FIG. 15A, there is one row of the injection nozzles 20 arranged in the paper feed direction and the row of the pressure chambers 14 corresponding thereto. When the inkjet head 1C having such a configuration is manufactured, as shown by a broken line arrow in FIG. 15A, the film formation nozzle 52 is moved in the paper feeding direction (the ejection nozzle 20 (the pressure chamber 14) with respect to the vibration plate 30. The piezoelectric material layer 31 is formed by relative movement in the arrangement direction). Then, as shown in FIG. 15B, since the film thickness of the piezoelectric material layer 31 in the arrangement direction of the injection nozzles 20 arranged in a row becomes substantially uniform, the volume of the droplets ejected from these injection nozzles 20 Does not vary. That is, since the size of the dots formed by one row of the injection nozzles 20 is substantially equal, banding itself does not occur. As shown in FIG. 15C, the piezoelectric material layer 31 has a film thickness distribution in the scanning direction. When the number of the injection nozzles 20 is one, this film thickness distribution is determined by the injection nozzles. It does not affect the variation of the 20 droplet volumes (dot size).

変形形態3の比較例を図21により説明する。図21(a)に示すインクジェットヘッド201は、図21の左右方向(走査方向)に移動しつつ、図示しない記録用紙に対してインクを噴射する、シリアル型のインクジェットヘッドである。尚、記録用紙は走査方向と直交する図21の上下方向(紙送り方向)に搬送される。さらに、このインクジェットヘッド201において、図15の場合と同様に、複数の噴射ノズル220とこれら複数の噴射ノズル220に連通する複数の圧力室214が、それぞれ、紙送り方向に1列に配列されている。また、複数の圧力室214を覆うように振動板230(基板)が配置され、この振動板230の上面には圧電材料層231が配置されている。さらに、圧電材料層231の上面の、複数の圧力室214とそれぞれ対応する領域には、圧電材料層231に電界を生じさせる複数の電極232が設けられている。   A comparative example of Modification 3 will be described with reference to FIG. An inkjet head 201 shown in FIG. 21A is a serial type inkjet head that ejects ink onto a recording sheet (not shown) while moving in the left-right direction (scanning direction) in FIG. Note that the recording paper is conveyed in the vertical direction (paper feeding direction) in FIG. 21 orthogonal to the scanning direction. Further, in this inkjet head 201, as in the case of FIG. 15, a plurality of ejection nozzles 220 and a plurality of pressure chambers 214 communicating with the plurality of ejection nozzles 220 are each arranged in a line in the paper feed direction. Yes. A diaphragm 230 (substrate) is disposed so as to cover the plurality of pressure chambers 214, and a piezoelectric material layer 231 is disposed on the upper surface of the diaphragm 230. Further, a plurality of electrodes 232 for generating an electric field in the piezoelectric material layer 231 are provided in regions corresponding to the plurality of pressure chambers 214 on the upper surface of the piezoelectric material layer 231.

図21に示したインクジェットヘッド201では、複数の圧力室214を跨ぐように配置される圧電材料層231を成膜する際の、成膜ノズルの相対移動方向(破線矢印)が走査方向と平行である場合には、図21(b)に示すように、圧電材料層231には、噴射ノズル220(圧力室214)の配列方向と平行な方向の膜厚分布が生じ、この膜厚分布によって複数の圧力室214内のインクにそれぞれ付与される圧力が大きくばらつくことになる。つまり、圧電材料層231の膜厚分布が、そのまま、紙送り方向(図21の上下方向)に並ぶ複数のドットの大きさのばらつきとなって現れ、このようなドット列が走査方向に多数並んだときには、一目でわかる濃淡のムラ(バンディング)が生じてしまう。   In the inkjet head 201 shown in FIG. 21, the relative movement direction (broken arrow) of the film formation nozzle is parallel to the scanning direction when forming the piezoelectric material layer 231 disposed across the plurality of pressure chambers 214. In some cases, as shown in FIG. 21B, the piezoelectric material layer 231 has a film thickness distribution in a direction parallel to the arrangement direction of the injection nozzles 220 (pressure chambers 214). The pressure applied to the ink in each of the pressure chambers 214 varies greatly. That is, the film thickness distribution of the piezoelectric material layer 231 appears as it is as a variation in the size of a plurality of dots arranged in the paper feed direction (vertical direction in FIG. 21), and many such dot rows are arranged in the scanning direction. In this case, shading unevenness (banding) that can be seen at a glance occurs.

<変更形態4>
この例では、図16に示すように、噴射ノズル20(圧力室14)の列が走査方向に対して所定角度傾いて(交差して)配置されている。このようなインクジェットヘッド1Dにおいては、走査方向に対して傾いた方向に配列された複数の噴射ノズルにより、紙送り方向に等間隔で並ぶドットが形成される。このインクジェットヘッド1Dを製造する際には、図16の破線矢印で示すように、成膜ノズル52を、振動板30に対して紙送り方向に相対移動させて圧電材料層31を形成する。すると、記録用紙7に形成されるドットの配列方向と直交する走査方向に、圧電材料層31の膜厚分布が生じるため、膜厚分布がドットの大きさのばらつきに与える影響が小さくなる。
<Modification 4>
In this example, as shown in FIG. 16, the rows of injection nozzles 20 (pressure chambers 14) are disposed at a predetermined angle with respect to the scanning direction (intersect). In such an ink jet head 1D, dots arranged at equal intervals in the paper feed direction are formed by a plurality of ejection nozzles arranged in a direction inclined with respect to the scanning direction. When the inkjet head 1D is manufactured, the piezoelectric material layer 31 is formed by moving the film forming nozzle 52 relative to the vibration plate 30 in the paper feeding direction, as indicated by a broken line arrow in FIG. Then, since the film thickness distribution of the piezoelectric material layer 31 is generated in the scanning direction orthogonal to the arrangement direction of the dots formed on the recording paper 7, the influence of the film thickness distribution on the variation in dot size is reduced.

<変更形態5>
この例では、図17に示すように、噴射ノズル20(圧力室14)の列が走査方向に対して所定角度傾いた構造を有するインクジェットヘッド1Eを製造する際に、成膜ノズル52を、振動板30に対して、噴射ノズル20(圧力室14)の配列方向(即ち、記録時の記録用紙7のインクジェットヘッド1Eに対する相対移動方向である走査方向と交差する方向)に相対移動させる。この場合には、噴射ノズル20(圧力室14)の配列方向と直交する方向に圧電材料層31の膜厚分布が生じるが、この膜厚分布が生じる方向は記録用紙7に形成されるドットの配列方向(紙送り方向)とは異なる方向であることから、圧電材料層31の膜厚分布がドットの大きさのばらつきに与える影響が小さくなる。
<Modification 5>
In this example, as shown in FIG. 17, when the inkjet head 1 </ b> E having a structure in which the rows of the ejection nozzles 20 (pressure chambers 14) are inclined at a predetermined angle with respect to the scanning direction, the film formation nozzle 52 is vibrated. The plate 30 is moved relative to the direction in which the ejection nozzles 20 (pressure chambers 14) are arranged (that is, the direction that intersects the scanning direction, which is the relative movement direction of the recording paper 7 with respect to the inkjet head 1E). In this case, the film thickness distribution of the piezoelectric material layer 31 is generated in a direction orthogonal to the arrangement direction of the ejection nozzles 20 (pressure chambers 14). The direction in which this film thickness distribution is generated is the dot formed on the recording paper 7. Since the direction is different from the arrangement direction (paper feeding direction), the influence of the film thickness distribution of the piezoelectric material layer 31 on the variation in dot size is reduced.

<変更形態6>
圧電材料層31は、振動板の流路ユニットと反対側の面に形成される必要は必ずしもなく、図18に示すインクジェットヘッド1Fのように、振動板30の流路ユニット2側の面に形成されていてもよい。
<Modification 6>
The piezoelectric material layer 31 is not necessarily formed on the surface of the vibration plate opposite to the flow path unit, and is formed on the surface of the vibration plate 30 on the flow path unit 2 side as in the inkjet head 1F shown in FIG. May be.

<変更形態7>
前記実施形態では、圧電アクチュエータ3を構成する薄膜層の1つである圧電材料層31をAD法により成膜しているが、圧電材料層31以外の薄膜層をAD法により成膜してもよい。例えば、図19に示すインクジェットヘッド1Gのように、個別電極32が振動板30の上面(圧電材料層31の下面)に配置され、圧電材料層31の上面に共通電極34が複数の個別電極に対して共通に対向配置されている構成には、個別電極32に駆動電圧を供給するための配線を振動板30の上面において引き回しやすくなるなどの利点がある。しかし、振動板30が金属板である場合には、振動板30と個別電極32の間を絶縁する絶縁層36を設ける必要がある。この絶縁層36は、圧電材料層31の変形を圧力室内のインクに確実に伝えるために、振動板30と同様に、ある程度の剛性を有することが必要であり、例えば、アルミナやジルコニア等の絶縁性セラミックス材料で形成される。
<Modification 7>
In the embodiment, the piezoelectric material layer 31 that is one of the thin film layers constituting the piezoelectric actuator 3 is formed by the AD method. However, a thin film layer other than the piezoelectric material layer 31 may be formed by the AD method. Good. For example, as in the inkjet head 1G shown in FIG. 19, the individual electrode 32 is disposed on the upper surface of the diaphragm 30 (the lower surface of the piezoelectric material layer 31), and the common electrode 34 is formed on the upper surface of the piezoelectric material layer 31 as a plurality of individual electrodes. On the other hand, the configuration of being opposed to each other in common has an advantage that wiring for supplying a driving voltage to the individual electrode 32 can be easily routed on the upper surface of the diaphragm 30. However, when the diaphragm 30 is a metal plate, it is necessary to provide an insulating layer 36 that insulates between the diaphragm 30 and the individual electrodes 32. The insulating layer 36 needs to have a certain degree of rigidity like the diaphragm 30 in order to reliably transmit the deformation of the piezoelectric material layer 31 to the ink in the pressure chamber. For example, an insulating material such as alumina or zirconia is used. It is made of a ceramic material.

ここで、アルミナ等のセラミックス材料からなる絶縁層36は、前述した圧電材料層31の成膜工程と同じように、AD法により成膜することが可能である。即ち、スリット55を有する成膜ノズル52を振動板30に対して所定方向に移動させつつ、絶縁層36を形成するセラミックス材料の微粒子とキャリアガスとを含むエアロゾルを、成膜ノズル52のスリット55から振動板30に対して吹き付ける(図8参照)。このとき、圧電材料層31を成膜する場合と同じように、この絶縁層36にも、成膜ノズル52の移動方向と直交する方向に膜厚分布が生じやすい。この膜厚分布があると、絶縁層36の剛性がばらついてしまうため、液滴の噴射特性に影響が出る。   Here, the insulating layer 36 made of a ceramic material such as alumina can be formed by the AD method in the same manner as the film forming step of the piezoelectric material layer 31 described above. That is, the aerosol containing the fine particles of the ceramic material forming the insulating layer 36 and the carrier gas is transferred to the slit 55 of the film forming nozzle 52 while moving the film forming nozzle 52 having the slit 55 in a predetermined direction with respect to the vibration plate 30. Are sprayed onto the diaphragm 30 (see FIG. 8). At this time, as in the case where the piezoelectric material layer 31 is formed, the insulating layer 36 is likely to have a film thickness distribution in a direction perpendicular to the moving direction of the film forming nozzle 52. If there is this film thickness distribution, the rigidity of the insulating layer 36 varies, which affects the droplet ejection characteristics.

そこで、成膜ノズル52を、振動板30に対して、紙送り方向(又は、前述した変更形態5(図17参照)のように、紙送り方向に対して所定角度傾いた方向)に相対移動させる。すると、絶縁層36に膜厚部分が生じる方向が、記録用紙7上のドットの配列方向と異なる方向となり、膜厚分布がドットの大きさのばらつきに与える影響が小さくなることから、ドットの大きさのばらつきに起因して生じるバンディングが目立たなくなる。   Therefore, the film forming nozzle 52 is relatively moved with respect to the vibration plate 30 in the paper feeding direction (or a direction inclined at a predetermined angle with respect to the paper feeding direction as in the above-described modification 5 (see FIG. 17)). Let Then, the direction in which the film thickness portion is generated in the insulating layer 36 is different from the direction in which dots are arranged on the recording paper 7, and the influence of the film thickness distribution on the variation in dot size is reduced. Banding caused by the variation in height becomes inconspicuous.

尚、この変更形態7において、絶縁層36と圧電材料層31の両方をAD法を用いた前述の成膜工程により成膜してもよいし、圧電材料層31はAD法以外の方法により成膜してもよい。   In the modified embodiment 7, both the insulating layer 36 and the piezoelectric material layer 31 may be formed by the above-described film forming process using the AD method, or the piezoelectric material layer 31 may be formed by a method other than the AD method. A film may be formed.

<変更形態8>
前記実施形態及びその変更形態は、シリアル型のインクジェットヘッドの製造方法に本発明を適用した一例であるが、ライン型のインクジェットヘッドに本発明を適用することも可能である。
<Modification 8>
The above-described embodiment and its modification are examples in which the present invention is applied to a method for manufacturing a serial-type inkjet head, but the present invention can also be applied to a line-type inkjet head.

図20に示すように、変更形態8に係るライン型インクジェットヘッド1Hは、プリンタのフレーム(図示省略)に対して固定的に設けられている。ライン型インクジェットヘッド1Hは、シリアル型のインクジェットヘッドのようにキャリッジによりヘッドは移動されない。それゆえ、ライン型のインクジェットヘッドの場合、記録時における記録用紙のインクジェットヘッドに対する相対移動方向は、搬送ローラ(移動装置:図1参照)などにより用紙が送られる紙送り方向となる(シリアル型のインクジェットヘッドでは記録用紙のインクジェットヘッドに対する相対移動方向は走査方向である)。このインクジェットヘッド1Hは、インク流路が形成された流路ユニット2Hと、この流路ユニット2Hの上面に配置された圧電アクチュエータ3Hとを備えている。   As shown in FIG. 20, the line-type inkjet head 1H according to the modified embodiment 8 is fixedly provided to a printer frame (not shown). The line type ink jet head 1H is not moved by the carriage like the serial type ink jet head. Therefore, in the case of a line type ink jet head, the relative movement direction of the recording paper with respect to the ink jet head at the time of recording is the paper feed direction in which the paper is fed by a transport roller (moving device: see FIG. 1). In the inkjet head, the relative movement direction of the recording paper with respect to the inkjet head is the scanning direction). The inkjet head 1H includes a flow path unit 2H in which an ink flow path is formed, and a piezoelectric actuator 3H disposed on the upper surface of the flow path unit 2H.

流路ユニット2Hは、記録用紙7が搬送される紙送り方向(図20の左右方向)と直交する、ヘッド長手方向(図20の上下方向)に等間隔で4列に配列された複数の噴射ノズル20と、これら複数の噴射ノズル20に対応して4列に配列された複数の圧力室14とを有する。複数の圧力室14には、インク供給口18からマニホールド17を介してインクが供給される。マニホールドから圧力室14を介して噴射ノズル20に至る個別インク流路の構造は、前記実施形態とほぼ同様であるため、詳細な説明は省略する。   The flow path unit 2H has a plurality of jets arranged in four rows at equal intervals in the head longitudinal direction (vertical direction in FIG. 20) perpendicular to the paper feed direction (the horizontal direction in FIG. 20) in which the recording paper 7 is conveyed. The nozzle 20 and a plurality of pressure chambers 14 arranged in four rows corresponding to the plurality of injection nozzles 20 are provided. Ink is supplied to the plurality of pressure chambers 14 from the ink supply port 18 via the manifold 17. Since the structure of the individual ink flow path from the manifold to the ejection nozzle 20 via the pressure chamber 14 is substantially the same as in the above embodiment, detailed description thereof is omitted.

圧電アクチュエータ3Hは、複数の圧力室14を覆う振動板30と、この振動板30の上面に配置された圧電材料層31と、圧電材料層31の上面において複数の圧力室14にそれぞれ対応して配置された複数の個別電極32とを備えている。この圧電アクチュエータ3Hは前記実施形態のものと類似の構成を有することから、その詳細な説明は省略する。   The piezoelectric actuator 3H corresponds to the vibration plate 30 covering the plurality of pressure chambers 14, the piezoelectric material layer 31 disposed on the upper surface of the vibration plate 30, and the plurality of pressure chambers 14 on the upper surface of the piezoelectric material layer 31, respectively. And a plurality of individual electrodes 32 arranged. Since this piezoelectric actuator 3H has a configuration similar to that of the above-described embodiment, a detailed description thereof will be omitted.

このライン型インクジェットヘッド1Hは、図20の左右方向に搬送される記録用紙7に対して、複数の噴射ノズル20からインクを噴射して、噴射ノズル20の配列方向と平行に配列されるドットを記録用紙7に形成するものである。そして、このライン型インクジェットヘッド1Hの製造工程において、圧電アクチュエータ3Hの圧電材料層31を振動板30の上面に成膜する場合には、成膜ノズル52を、図20の破線矢印で示すように、振動板30に対して、複数の噴射ノズル20の配列方向と平行な方向(紙送り方向と直交する方向)に相対移動させながら、この成膜ノズル52からエアロゾルを振動板30に対して噴射させる。このとき、振動板30に形成された圧電材料層31には、成膜ノズル52の移動方向と直交する方向である、紙送り方向に関して膜厚分布が生じる。   This line type ink jet head 1H ejects ink from a plurality of ejection nozzles 20 onto the recording paper 7 conveyed in the left-right direction in FIG. It is formed on the recording paper 7. When the piezoelectric material layer 31 of the piezoelectric actuator 3H is formed on the upper surface of the vibration plate 30 in the manufacturing process of the line type ink jet head 1H, the film formation nozzle 52 is indicated by a broken line arrow in FIG. The aerosol is ejected from the film forming nozzle 52 onto the diaphragm 30 while being moved relative to the diaphragm 30 in a direction parallel to the arrangement direction of the plurality of ejection nozzles 20 (direction orthogonal to the paper feed direction). Let At this time, a film thickness distribution is generated in the piezoelectric material layer 31 formed on the vibration plate 30 in the paper feed direction, which is a direction orthogonal to the moving direction of the film forming nozzle 52.

しかし、この膜厚分布が生じる方向は、記録用紙7に形成されるドットの配列方向(噴射ノズル20の配列方向)と直交していることから、圧電材料層31の膜厚分布がドットの大きさのばらつきに与える影響は小さく、このばらつきに起因して生じるバンディングが目立たなくなる。   However, since the direction in which the film thickness distribution occurs is orthogonal to the direction in which dots are formed on the recording paper 7 (the direction in which the ejection nozzles 20 are arranged), the film thickness distribution of the piezoelectric material layer 31 is the size of the dots. The influence on the variation in the thickness is small, and the banding caused by the variation is not noticeable.

上記実施形態及び変更形態により本発明を具体的に説明してきたが、本発明はそれらに限定されず、当業者が思いつくそれらの改良及び変更を包含する。インクジェットヘッドの構造及び寸法、及び材料は上記形態で示したものに限らず、種々のものを使用することができる。圧電アクチュエータをインクジェットヘッドに適用する場合を説明したが、それに限らず、種々の液体吐出または液体輸送装置に適用することができる。   Although the present invention has been specifically described with the above-described embodiments and modifications, the present invention is not limited thereto, and includes those improvements and modifications that a person skilled in the art can think of. The structure, dimensions, and materials of the ink jet head are not limited to those shown in the above embodiment, and various types can be used. Although the case where the piezoelectric actuator is applied to the ink jet head has been described, the present invention is not limited to this and can be applied to various liquid ejection or liquid transport devices.

本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an inkjet printer according to an embodiment of the present invention. インクジェットヘッドの平面図である。It is a top view of an inkjet head. 図2の一部拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2. 図3のIV-IV線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3. 図3のV-V線断面図である。It is the VV sectional view taken on the line of FIG. インクジェットヘッドの製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of an inkjet head. 成膜装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the film-forming apparatus. 圧電材料層の成膜時における振動板と成膜ノズルの位置関係を示す図であり、(a)は振動板のある領域における成膜時の位置関係、(b)は振動板の別の領域における成膜時の位置関係、(c)は噴射領域と活性部の関係をそれぞれ示す。It is a figure which shows the positional relationship of the diaphragm and film-forming nozzle at the time of film-forming of a piezoelectric material layer, (a) is the positional relationship at the time of film-forming in the area | region with a diaphragm, (b) is another area | region of a diaphragm. (C) shows the relationship between the spray region and the active part. 成膜ノズルを走査方向と平行な方向に相対移動させたときの、圧電材料層の成膜状態を示す図であり、(a)はインクジェットヘッドの平面図、(b)は走査方向から見たときの圧電アクチュエータの側面図、(c)は紙送り方向から見たときの圧電アクチュエータの側面図である。It is a figure which shows the film-forming state of a piezoelectric material layer when a film-forming nozzle is relatively moved in a direction parallel to the scanning direction, (a) is a plan view of the inkjet head, and (b) is viewed from the scanning direction. FIG. 4C is a side view of the piezoelectric actuator when viewed from the paper feeding direction. 図9の成膜工程により成膜された圧電材料層を有するインクジェットヘッドの平面図、及び、このインクジェットヘッドにより記録用紙に形成されるドットを示す図である。FIG. 10 is a plan view of an ink jet head having a piezoelectric material layer formed by the film forming process of FIG. 9 and a diagram showing dots formed on a recording paper by the ink jet head. 成膜ノズルを紙送り方向と平行な方向に相対移動させたときの圧電材料層の成膜状態を示す図であり、(a)はインクジェットヘッドの平面図、(b)は走査方向から見たときの圧電アクチュエータの側面図、(c)は紙送り方向から見たときの圧電アクチュエータの側面図である。It is a figure which shows the film-forming state of the piezoelectric material layer when the film-forming nozzle is relatively moved in a direction parallel to the paper feed direction, (a) is a plan view of the inkjet head, and (b) is seen from the scanning direction. FIG. 4C is a side view of the piezoelectric actuator when viewed from the paper feeding direction. (a)は、図11の成膜工程により成膜された圧電材料層を有するインクジェットヘッドの平面図、及び、このインクジェットヘッドにより記録用紙に形成されるドットを示す図であり、(b)は紙送り方向から見たときの圧電アクチュエータの側面図である。FIG. 12A is a plan view of an ink jet head having a piezoelectric material layer formed by the film forming process of FIG. 11 and a diagram showing dots formed on a recording paper by the ink jet head. It is a side view of a piezoelectric actuator when viewed from the paper feed direction. 変更形態1の圧電材料層の成膜状態を示す図であり、(a)はインクジェットヘッドの平面図、(b)は走査方向から見たときの圧電アクチュエータの側面図、(c)は紙送り方向から見たときの圧電アクチュエータの側面図である。It is a figure which shows the film-forming state of the piezoelectric material layer of the modification 1, (a) is a top view of an inkjet head, (b) is a side view of a piezoelectric actuator when it sees from a scanning direction, (c) is paper feeding It is a side view of a piezoelectric actuator when viewed from a direction. 変更形態2のインクジェットヘッドの平面図である。It is a top view of the inkjet head of the modification 2. 変更形態3の圧電材料層の成膜状態を示す図であり、(a)は圧電アクチュエータ(インクジェットヘッド)の平面図、(b)は走査方向から見たときの圧電アクチュエータの側面図、(c)は紙送り方向から見たときの圧電アクチュエータの側面図である。It is a figure which shows the film-forming state of the piezoelectric material layer of the modification 3, (a) is a top view of a piezoelectric actuator (inkjet head), (b) is a side view of a piezoelectric actuator when it sees from a scanning direction, (c) ) Is a side view of the piezoelectric actuator as viewed from the paper feed direction. 変更形態4のインクジェットヘッドの平面図である。It is a top view of the inkjet head of the modification 4. 変更形態5のインクジェットヘッドの平面図である。It is a top view of the inkjet head of the modification 5. 変更形態6のインクジェットヘッドの図4相当の断面図である。It is sectional drawing equivalent to FIG. 4 of the inkjet head of the modification 6. 変更形態7のインクジェットヘッドの図4相当の断面図である。It is sectional drawing equivalent to FIG. 4 of the inkjet head of the modification 7. 変更形態8のライン型インクジェットヘッドの平面図である。It is a top view of the line-type inkjet head of the modification 8. (a)は、成膜ノズルを走査方向と平行な方向に相対移動させることにより成膜された圧電材料層を有するインクジェットヘッドの平面図、(b)は、走査方向から見たときの圧電アクチュエータの側面図である。(A) is a plan view of an inkjet head having a piezoelectric material layer formed by relatively moving a film forming nozzle in a direction parallel to the scanning direction, and (b) is a piezoelectric actuator as viewed from the scanning direction. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1,1A〜1G シリアル型インクジェットヘッド
1H ライン型インクジェットヘッド
3,3H 圧電アクチュエータ
7 記録用紙
14 圧力室
20 噴射ノズル
30 振動板
31 圧電材料層
32 個別電極
36 絶縁層
52 成膜ノズル
53 ステージ
55 スリット
100 インクジェットプリンタ
1, 1A to 1G Serial type inkjet head 1H Line type inkjet head 3, 3H Piezoelectric actuator 7 Recording paper 14 Pressure chamber 20 Injection nozzle 30 Diaphragm 31 Piezoelectric material layer 32 Individual electrode 36 Insulating layer 52 Film forming nozzle 53 Stage 55 Slit 100 Inkjet printer

Claims (25)

各々が所定方向に延在し且つ平面に沿って配列された複数の圧力室、及び、これら複数の圧力室にそれぞれ連通しインクを噴射する複数の噴射ノズルを有する流路ユニットと、前記複数の圧力室を覆うように前記流路ユニットの一表面に配置される基板、及び、この基板の一方の面に配置された圧電材料層を含む複数の薄膜層を有する圧電アクチュエータとを備えたインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記基板上に、前記圧電アクチュエータの前記複数の薄膜層を形成するステップと、
前記基板に流路ユニットを取り付けるステップと、を含み、
前記薄膜層を形成するステップにおいて、前記複数の薄膜層の少なくとも1つの薄膜層を、スリットが形成された成膜ノズルを、前記スリット幅方向に且つ前記所定方向と交差する方向に前記基板に対して相対移動させながら、前記成膜ノズルのスリットから前記薄膜層を形成する粒子とキャリアガスとを含むエアロゾルを噴射することによって形成することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
A plurality of pressure chambers each extending in a predetermined direction and arranged along a plane; a flow path unit having a plurality of ejection nozzles that respectively communicate with the plurality of pressure chambers and eject ink; and the plurality of the plurality of pressure chambers An ink jet head comprising a substrate disposed on one surface of the flow path unit so as to cover the pressure chamber, and a piezoelectric actuator having a plurality of thin film layers including a piezoelectric material layer disposed on one surface of the substrate. A manufacturing method of
Forming the plurality of thin film layers of the piezoelectric actuator on the substrate;
Attaching a flow path unit to the substrate,
In the step of forming the thin film layer, at least one thin film layer of the plurality of thin film layers is formed with respect to the substrate in a direction crossing the slit width direction and the predetermined direction by using a film forming nozzle in which a slit is formed. The inkjet head manufacturing method is characterized by forming the film by ejecting an aerosol containing particles forming the thin film layer and a carrier gas from the slit of the film forming nozzle while relatively moving the film.
前記所定方向と交差する方向が、前記所定方向と直交する方向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ヘッドの製造方法。   The method for manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein the direction intersecting the predetermined direction is a direction orthogonal to the predetermined direction. スリットから基板に噴射されるエアロゾルの領域が少なくとも一つの圧力室を覆うようなスリット長を、前記成膜ノズルが有することを特徴とする請求項1に記載のインクジェットヘッドの製造方法。   2. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein the film forming nozzle has a slit length such that an area of aerosol sprayed from the slit to the substrate covers at least one pressure chamber. 前記所定方向と交差する方向が、インクジェットヘッドを用いる記録時における記録媒体の前記インクジェットヘッドに対する相対移動方向と直交する方向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ヘッドの製造方法。   2. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein the direction intersecting the predetermined direction is a direction orthogonal to a relative movement direction of the recording medium with respect to the ink jet head during recording using the ink jet head. 前記複数の噴射ノズルは、一方向に均等な間隔で配列される複数のドットをそれぞれ前記記録媒体に形成するように配置され、
前記成膜ノズルの前記基板に対する相対移動方向が、前記複数のドットの配列方向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ヘッドの製造方法。
The plurality of ejection nozzles are arranged so as to form a plurality of dots arranged at equal intervals in one direction on the recording medium, respectively.
The method of manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein a relative movement direction of the film forming nozzle with respect to the substrate is an arrangement direction of the plurality of dots.
前記複数の噴射ノズルは少なくとも一方向に配列されており、
前記成膜ノズルの前記基板に対する相対移動方向が、前記複数の噴射ノズルの配列方向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ヘッドの製造方法。
The plurality of spray nozzles are arranged in at least one direction,
2. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein a relative movement direction of the film forming nozzle with respect to the substrate is an arrangement direction of the plurality of ejection nozzles.
前記複数の噴射ノズルは、第1配列方向とこの第1配列方向と交差する第2配列方向に沿ってマトリックス状に配列されており、
前記成膜ノズルの前記基板に対する相対移動方向が、前記第1配列方向と前記第2配列方向のうちの、前記噴射ノズルの配列数の多い方の配列方向であることを特徴とする請求項6に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
The plurality of injection nozzles are arranged in a matrix along a first arrangement direction and a second arrangement direction that intersects the first arrangement direction,
The relative movement direction of the film forming nozzle with respect to the substrate is an arrangement direction of the first arrangement direction and the second arrangement direction, which has the larger arrangement number of the ejection nozzles. The manufacturing method of the inkjet head as described in any one of.
前記エアロゾル噴射において、前記基板の、前記記録媒体の前記インクジェットヘッドに対する相対移動方向に並ぶ複数の領域のそれぞれに対して、前記成膜ノズルを相対移動させながらエアロゾルを噴射させることを特徴とする請求項1に記載のインクジェットヘッドの製造方法。   In the aerosol injection, the aerosol is injected while moving the film forming nozzle relative to each of a plurality of regions of the substrate arranged in a relative movement direction of the recording medium with respect to the inkjet head. Item 2. A method for manufacturing an inkjet head according to Item 1. 前記エアロゾル噴射において、前記成膜ノズルのスリットから、圧電材料の粒子とキャリアガスとを含むエアロゾルを前記基板に噴射して、前記圧電材料層を形成することを特徴とする請求項1に記載のインクジェットヘッドの製造方法。   The said aerosol injection WHEREIN: The said piezoelectric material layer is formed by injecting the aerosol containing the particle | grains of a piezoelectric material and carrier gas from the slit of the said film-forming nozzle to the said board | substrate. A method for manufacturing an inkjet head. 前記基板の前記流路ユニットと反対側に、前記圧電材料層を形成することを特徴とする請求項9に記載のインクジェットヘッドの製造方法。   The method of manufacturing an ink jet head according to claim 9, wherein the piezoelectric material layer is formed on a side of the substrate opposite to the flow path unit. 前記インクジェットヘッドは、所定の走査方向に移動しつつ、この走査方向と直交する方向に搬送される前記記録媒体に対して前記複数の噴射ノズルからインクを噴射するシリアル型のインクジェットヘッドであり、
前記成膜ノズルの前記基板に対する相対移動方向は、前記記録媒体の搬送方向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ヘッドの製造方法。
The inkjet head is a serial inkjet head that ejects ink from the plurality of ejection nozzles to the recording medium that is transported in a direction orthogonal to the scanning direction while moving in a predetermined scanning direction.
The method of manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein a relative movement direction of the film forming nozzle with respect to the substrate is a conveyance direction of the recording medium.
前記インクジェットヘッドは、前記記録媒体が搬送される方向と直交する方向に関して等間隔で配列された複数の前記噴射ノズルを有するライン型のインクジェットヘッドであり、
前記成膜ノズルの前記基板に対する相対移動方向は、前記複数の噴射ノズルの配列方向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ヘッドの製造方法。
The inkjet head is a line-type inkjet head having a plurality of the ejection nozzles arranged at equal intervals in a direction orthogonal to the direction in which the recording medium is conveyed,
The method of manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein a relative movement direction of the film forming nozzle with respect to the substrate is an arrangement direction of the plurality of ejection nozzles.
複数の圧力室、及び、これら複数の圧力室にそれぞれ連通して記録媒体に対してインクを噴射する複数の噴射ノズルを有する流路ユニットと、前記複数の圧力室を覆うように前記流路ユニットに配置される基板、及び、この基板の一方の面に配置された圧電材料層を含む複数の薄膜層を有する圧電アクチュエータとを備えたインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドを記録媒体に対して相対移動する方向に移動するための移動装置とを有するインクジェットプリンタの製造方法であって、
前記基板上に、前記圧電アクチュエータの前記複数の薄膜層を形成することと前記基板に流路ユニットを取り付けることによりインクジェットヘッドを製造するステップと、
前記移動装置をもたらすステップとを含み、
前記薄膜層を形成する際に、前記複数の薄膜層の少なくとも1つの薄膜層を、スリットが形成された成膜ノズルを、前記スリット幅方向に且つ前記相対移動方向と交差する方向に前記基板に対して相対移動させながら、前記成膜ノズルのスリットから前記薄膜層を形成する粒子とキャリアガスとを含むエアロゾルを噴射することにより形成することを特徴とするインクジェットプリンタの製造方法。
A flow path unit having a plurality of pressure chambers, a plurality of ejection nozzles that respectively communicate with the plurality of pressure chambers and eject ink onto a recording medium, and the flow path unit so as to cover the plurality of pressure chambers An inkjet head having a substrate disposed on the substrate, and a piezoelectric actuator having a plurality of thin film layers including a piezoelectric material layer disposed on one surface of the substrate, and the inkjet head is moved relative to the recording medium. A method of manufacturing an ink jet printer having a moving device for moving in a direction,
Forming an inkjet head by forming the plurality of thin film layers of the piezoelectric actuator on the substrate and attaching a flow path unit to the substrate;
Providing the mobile device;
When forming the thin film layer, at least one thin film layer of the plurality of thin film layers is formed on the substrate in a direction crossing the slit width direction and the relative movement direction by using a film forming nozzle in which a slit is formed. A method for manufacturing an ink jet printer, comprising: forming an aerosol containing particles forming a thin film layer and a carrier gas from a slit of the film forming nozzle while being moved relative to each other.
前記インクジェットヘッドが、色の異なる複数種類のインクをそれぞれ噴射する複数のヘッドを備えることを特徴とする請求項13に記載のインクジェットプリンタの製造方法。   The method of manufacturing an ink jet printer according to claim 13, wherein the ink jet head includes a plurality of heads that respectively eject a plurality of types of inks having different colors. 基板、及び、この基板上に配置された圧電材料層を含む複数の薄膜層を有し、圧電材料層に所定方向に延在する複数の活性部が区画された圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記基板上に、前記圧電材料層を形成するステップと、
前記基板上に、前記圧電材料層以外の薄膜層を形成するステップと、を含み、
前記複数の薄膜層の少なくとも1つの薄膜層を、スリットが形成された成膜ノズルを、前記スリット幅方向に且つ前記所定方向と交差する方向に前記基板に対して相対移動させながら、前記成膜ノズルのスリットから前記薄膜層を形成する粒子とキャリアガスとを含むエアロゾルを噴射することによって形成することを特徴とする圧電アクチュエータの製造方法。
A method for manufacturing a piezoelectric actuator having a substrate and a plurality of thin film layers including a piezoelectric material layer disposed on the substrate, wherein a plurality of active portions extending in a predetermined direction are defined in the piezoelectric material layer. ,
Forming the piezoelectric material layer on the substrate;
Forming a thin film layer other than the piezoelectric material layer on the substrate,
The film formation nozzle is formed by moving a film formation nozzle in which a slit is formed relative to the substrate in the slit width direction and in a direction intersecting the predetermined direction, at least one thin film layer of the plurality of thin film layers. A method for manufacturing a piezoelectric actuator, comprising: forming an aerosol containing particles forming a thin film layer and a carrier gas from a nozzle slit.
前記少なくとも一つの薄膜層が、圧電材料層であることを特徴とする請求項15に記載の圧電アクチュエータの製造方法。   The method of manufacturing a piezoelectric actuator according to claim 15, wherein the at least one thin film layer is a piezoelectric material layer. 前記薄膜層が、金属板と絶縁層を含み、少なくとも一つの層が絶縁層であることを特徴とする請求項15に記載の圧電アクチュエータの製造方法。   16. The method of manufacturing a piezoelectric actuator according to claim 15, wherein the thin film layer includes a metal plate and an insulating layer, and at least one layer is an insulating layer. 前記活性部が、電極により挟まれた圧電材料層の部分であることを特徴とする請求項15に記載の圧電アクチュエータの製造方法。   The method for manufacturing a piezoelectric actuator according to claim 15, wherein the active portion is a portion of a piezoelectric material layer sandwiched between electrodes. インクを噴射するインクジェットヘッドであって、
各々が所定方向に延在し且つ平面に沿って配列された複数の圧力室、及び、これら複数の圧力室にそれぞれ連通しインクを噴射する複数の噴射ノズルを有する流路ユニットと、
前記複数の圧力室を覆うように前記流路ユニットの一表面に配置される基板、及び、この基板の一方の面に配置された圧電材料層を含む複数の薄膜層を有する圧電アクチュエータとを備え、
前記複数の薄膜層の少なくとも1つの薄膜層が、前記所定方向と交差する方向における薄膜層の厚みの均一性が前記交差する方向と直交する方向における薄膜層の厚みの均一性よりも高いことを特徴とするインクジェットヘッド。
An inkjet head that ejects ink,
A plurality of pressure chambers each extending in a predetermined direction and arranged along a plane, and a flow path unit having a plurality of ejection nozzles that respectively communicate with the plurality of pressure chambers and eject ink.
A substrate disposed on one surface of the flow path unit so as to cover the plurality of pressure chambers, and a piezoelectric actuator having a plurality of thin film layers including a piezoelectric material layer disposed on one surface of the substrate. ,
In at least one thin film layer of the plurality of thin film layers, the thickness uniformity of the thin film layer in the direction intersecting the predetermined direction is higher than the thickness uniformity of the thin film layer in the direction orthogonal to the intersecting direction. Inkjet head characterized.
前記少なくとも1つの薄膜層が、スリットが形成された成膜ノズルを前記スリット幅の方向であり且つ前記所定方向と交差する方向に前記基板に対して相対移動させながら、前記成膜ノズルのスリットから前記薄膜層を形成する粒子とキャリアガスとを含むエアロゾルを噴射することによって形成されていることを特徴とする請求項19に記載のインクジェットヘッド。   The at least one thin film layer is moved from the slit of the film forming nozzle while moving the film forming nozzle in which the slit is formed relative to the substrate in the direction of the slit width and in a direction intersecting the predetermined direction. The inkjet head according to claim 19, wherein the inkjet head is formed by ejecting an aerosol containing particles forming the thin film layer and a carrier gas. 複数の圧力室、及び、これら複数の圧力室にそれぞれ連通して記録媒体に対してインクを噴射する複数の噴射ノズルを有する流路ユニットと、前記複数の圧力室を覆うように前記流路ユニットに配置される基板、及び、この基板の一方の面に配置された圧電材料層を含む複数の薄膜層を有する圧電アクチュエータとを備えたインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドを記録媒体に対して相対移動する方向に移動するための移動装置とを備え、
前記複数の薄膜層の少なくとも1つの薄膜層は、前記相対移動方向と交差する方向における薄膜層の厚みの均一性がその交差する方向と直交する方向における薄膜層の厚みの均一性よりも高いことを特徴とするインクジェットプリンタ。
A flow path unit having a plurality of pressure chambers, a plurality of ejection nozzles that respectively communicate with the plurality of pressure chambers and eject ink onto a recording medium, and the flow path unit so as to cover the plurality of pressure chambers An inkjet head comprising: a substrate disposed on the substrate; and a piezoelectric actuator having a plurality of thin film layers including a piezoelectric material layer disposed on one surface of the substrate;
A moving device for moving the inkjet head in a direction of relative movement with respect to the recording medium,
In at least one thin film layer of the plurality of thin film layers, the thickness uniformity of the thin film layer in the direction intersecting the relative movement direction is higher than the thickness uniformity of the thin film layer in the direction orthogonal to the intersecting direction. Inkjet printer characterized by.
前記少なくとも1つの薄膜層が、スリットが形成された成膜ノズルを前記スリット幅の方向に且つ前記相対移動方向と交差する方向に前記基板に対して相対移動させながら、前記成膜ノズルのスリットから前記薄膜層を形成する粒子とキャリアガスとを含むエアロゾルを噴射することによって形成されていることを特徴とする請求項21に記載のインクジェットプリンタ。   The at least one thin film layer is moved from the slit of the film forming nozzle while moving the film forming nozzle in which the slit is formed relative to the substrate in the direction of the slit width and in a direction intersecting the relative movement direction. The inkjet printer according to claim 21, wherein the inkjet printer is formed by ejecting an aerosol containing particles forming the thin film layer and a carrier gas. 液体を吐出するために用いられる圧電アクチュエータであって、
基板と、
この基板上に配置された圧電材料層を含む複数の薄膜層と、を有し、
圧電材料層に所定方向に延在する複数の活性部が区画されており、
前記複数の薄膜層の少なくとも1つの薄膜層が、前記所定方向と交差する方向における薄膜層の厚みの均一性が前記交差する方向と直交する方向における薄膜層の厚みの均一性よりも高いことを特徴とする圧電アクチュエータ。
A piezoelectric actuator used for discharging liquid,
A substrate,
A plurality of thin film layers including a piezoelectric material layer disposed on the substrate,
A plurality of active portions extending in a predetermined direction are defined in the piezoelectric material layer,
In at least one thin film layer of the plurality of thin film layers, the thickness uniformity of the thin film layer in the direction intersecting the predetermined direction is higher than the thickness uniformity of the thin film layer in the direction orthogonal to the intersecting direction. Characteristic piezoelectric actuator.
前記少なくとも1つの薄膜層が、スリットが形成された成膜ノズルを前記スリットの幅方向に且つ前記所定方向と交差する方向に前記基板に対して相対移動させながら、前記成膜ノズルのスリットから前記薄膜層を形成する粒子とキャリアガスとを含むエアロゾルを噴射することによって形成されていることを特徴とする請求項23に記載の圧電アクチュエータ。   The at least one thin film layer is moved from the slit of the film forming nozzle while moving the film forming nozzle in which the slit is formed relative to the substrate in the width direction of the slit and in a direction intersecting the predetermined direction. The piezoelectric actuator according to claim 23, wherein the piezoelectric actuator is formed by injecting an aerosol containing particles forming a thin film layer and a carrier gas. 前記所定方向と交差する方向が、前記所定方向と直交する方向であることを特徴とする請求項24に記載の圧電アクチュエータ。   25. The piezoelectric actuator according to claim 24, wherein a direction intersecting with the predetermined direction is a direction orthogonal to the predetermined direction.
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