JP2008119845A - Inkjet head and its manufacturing method - Google Patents

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JP2008119845A JP2006302974A JP2006302974A JP2008119845A JP 2008119845 A JP2008119845 A JP 2008119845A JP 2006302974 A JP2006302974 A JP 2006302974A JP 2006302974 A JP2006302974 A JP 2006302974A JP 2008119845 A JP2008119845 A JP 2008119845A
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Yoshikatsu Okada
良克 岡田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simply form an inkjet head by reducing and simplifying working and assembling of piezoelectric materials through reconsideration of an ejection method and a head structure in the piezo inkjet head, and to form a highly durable inkjet head. <P>SOLUTION: In the piezo inkjet head, the piezoelectric material 1 is used for an ink chamber partition part material and is constructed to contract and expand in an ink ejection direction. The same and continuous piezoelectric material as that of the partition part material is used also for an orifice member 5. Ink chambers, nozzle holes, etc. are formed by cutting or the like. Moreover, a high water-repellency can be given to an orifice surface by carrying out plating using a driving electrode. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明はインクジェットヘッド、特に電気的アクチュエート手段を用いたインクジェットヘッドに関するものである。このようなインクジェットヘッドの典型としてピエゾジェットヘッドがある。また、ピエゾジェットヘッドを搭載したパルス滴付着装置に関するものである。典型例として、「ドロップ−オン−ディマンド」インクジェットプリンターと呼ばれているものがある。   The present invention relates to an ink jet head, and more particularly to an ink jet head using an electrical actuating means. A typical example of such an ink jet head is a piezo jet head. The present invention also relates to a pulse droplet deposition apparatus equipped with a piezo jet head. A typical example is what is called a “drop-on-demand” inkjet printer.

インクを吐出させて記録を得るインクジェットヘッドとしては、ヒーターを用いてインクを瞬時に気化させることにより液滴を飛翔させるバブルジェット(登録商標)ヘッド、圧電素子を用いてインクを飛翔させるピエゾジェットヘッドが知られている。中でもピエゾジェットヘッドは、インク室を形成する部材に信号により変形する圧電素子を設け、変形時に生じる圧力によりインクを液滴として飛翔させるもの、インク溜部内にノズルに対向させて圧電素子を設置し、この圧電素子の伸縮もしくは変形によりノズル領域に動圧を生じさせてインク滴を飛翔させるもの、圧電素子による振動波をノズル部に伝播させることによりインク滴を飛翔させるものなどが知られている。インク室を形成する容器に信号により変形する圧電素子を設け、変形時に生じる圧力によりインクを液滴として飛翔させるものとしては、特公平6−6375に示されているようにインク室側壁部分が剪断モードの流路に横向きな変形をなすことによるものが知られている。また、インク溜部内にノズルに対抗させて圧電素子を設置し、圧電素子の変形によりノズル領域に動圧を生じさせてインク滴を飛翔させるものとしては、特公平7−33089に示されているように剪断形トランスデューサを備えた圧力室を有するインク噴射システムが知られている。振動波によりインク滴を飛翔させるものとしては、特開平5−508、特開2000−218787が知られている。   Inkjet heads that record by discharging ink include bubble jet (registered trademark) heads that eject ink droplets by instantaneously evaporating ink using a heater, and piezo jet heads that eject ink using piezoelectric elements It has been known. In particular, the piezo jet head has a piezoelectric element that deforms in response to a signal on a member that forms an ink chamber, and causes the ink to fly as a droplet by the pressure generated at the time of deformation, and the piezoelectric element is placed in the ink reservoir facing the nozzle. In addition, there are known ones that cause ink droplets to fly by generating dynamic pressure in the nozzle region by expansion or contraction or deformation of this piezoelectric element, and those that cause ink droplets to fly by propagating vibration waves from the piezoelectric element to the nozzle part. . As shown in Japanese Examined Patent Publication No. 6-6375, the side wall of the ink chamber is sheared as a piezoelectric element that deforms in response to a signal is provided in a container forming the ink chamber and the ink is ejected as a droplet by the pressure generated at the time of deformation. It is known that the mode flow path is deformed sideways. Japanese Patent Publication (Kokoku) No. 7-33089 discloses that a piezoelectric element is installed in the ink reservoir so as to oppose the nozzle, and a dynamic pressure is generated in the nozzle region by deformation of the piezoelectric element to cause ink droplets to fly. Ink ejection systems having pressure chambers with shear transducers are known. JP-A-5-508 and JP-A-2000-218787 are known for causing ink droplets to fly by vibration waves.

さらに、インク液滴を形成させる上で重要となるオリフィス面を精度良く形成させるためにオリフィスプレートをインクジェットヘッドブロック前面に形成し、安定的なインク液滴を形成する方法が知られている。
特公平6−6375号公報 特公平7−33089号公報 特開平5−508号公報 特開2000−218787号公報
Furthermore, a method for forming stable ink droplets by forming an orifice plate on the front surface of an ink jet head block in order to form an orifice surface that is important in forming ink droplets with high accuracy is known.
Japanese Patent Publication No. 6-6375 Japanese Patent Publication No. 7-33089 JP-A-5-508 JP 2000-218787 A

しかしながら、従来のインク室を形成する容器に信号により変形する圧電素子を設け、変形時に生じる圧力によりインクを液滴として飛翔させるものはヘッド構造が複雑であるために、ヘッド部材となる圧電材料の加工,組立てが難しいという問題があった。また、ヘッドの構造上、オリフィス部材をヘッド部材と一体で形成することは困難であるため、ヘッドコストを安くするのが難しいという問題があった。   However, since a conventional piezoelectric element that deforms in response to a signal in a container that forms an ink chamber and causes the ink to fly as droplets by the pressure generated at the time of deformation has a complicated head structure, the piezoelectric material that becomes the head member There was a problem that processing and assembly were difficult. Moreover, since it is difficult to form the orifice member integrally with the head member due to the structure of the head, there is a problem that it is difficult to reduce the head cost.

さらには、圧電素子の伸縮もしくは変形によりノズル領域に動圧を生じさせてインク滴を飛翔させるものでは、圧電素子の形成とインク室の形成することとは別に行なわなくてはならないため、インク室の形成、圧電素子の加工,組立てが難しい,組立て時の精度が高いため簡便に組立てを行なうことが難しいという問題があった。   Furthermore, in the case where ink droplets are ejected by generating dynamic pressure in the nozzle region by expansion or contraction or deformation of the piezoelectric element, the ink chamber must be formed separately from the formation of the piezoelectric element and the ink chamber. There is a problem that it is difficult to form, to process and assemble the piezoelectric element, and it is difficult to easily assemble due to high accuracy during assembly.

また、インクとなる媒体の特性によっては、オリフィス部材をヘッド部材に接合させた後、吐出を繰返し行なう上で強度,耐久性において十分ではないという問題があった。   In addition, depending on the characteristics of the ink medium, there has been a problem that strength and durability are not sufficient for repeated ejection after joining the orifice member to the head member.

上記の課題は下記の本発明によって解決された。
(1)電気的アクチュエート手段を用いたインクジェットヘッドにおいて、インク室側壁が圧電物質からなり側壁部圧電物質のノズル側及びインク供給路側の両端に電極を有し、電界をかけることにより吐出方向に伸縮することによりインク室の体積変化を生じ、液滴を吐出するインクジェットヘッド。
(2)電気的アクチュエート手段を用いたインクジェットヘッドにおいて、側壁とオリフィス部材が一体の圧電物質からなることを特徴とするインク室側壁が圧電物質からなり側壁部圧電物質のノズル側及びインク供給路側の両端に電極を有し、電界をかけることにより吐出方向に伸縮することによりインク室の体積変化を生じ、液滴を吐出するインクジェットヘッド。
(3)電気的アクチュエート手段を用いたインクジェットヘッドにおいて、側壁とオリフィス部材が一体の圧電物質からなり、オリフィス部材オリフィス面に電極を有し電極上にメッキにより撥水膜を形成することを特徴とする側壁とオリフィス部材が一体の圧電物質からなるインクジェットヘッド。
The above problems have been solved by the present invention described below.
(1) In an ink jet head using electrical actuating means, the side wall of the ink chamber is made of a piezoelectric material, and electrodes are provided at both ends of the side wall portion piezoelectric material on the nozzle side and the ink supply path side. An ink jet head that ejects liquid droplets by expanding and contracting to change the volume of the ink chamber.
(2) In an ink jet head using an electrical actuating means, the side wall and the orifice member are made of an integral piezoelectric material, and the ink chamber side wall is made of a piezoelectric material, and the side wall portion piezoelectric material nozzle side and ink supply path side An ink jet head that has electrodes at both ends of the, and expands and contracts in the ejection direction when an electric field is applied, thereby changing the volume of the ink chamber and ejecting droplets.
(3) In an inkjet head using electrical actuating means, the side wall and the orifice member are made of an integral piezoelectric material, and the orifice member has an electrode on the orifice surface, and a water repellent film is formed on the electrode by plating. An inkjet head made of a piezoelectric material in which a side wall and an orifice member are integrated.

以上説明したように、本発明によればピエゾインクジェットヘッドを簡便に組立て作成することができる。また、ヘッドを一体化させることにより、耐久性のあるピエゾインクジェットヘッドを作成することができる。   As described above, according to the present invention, a piezo ink jet head can be easily assembled and produced. Further, by integrating the head, a durable piezo ink jet head can be produced.

本発明のインクジェットヘッドでは、インク室側壁が圧電物質からなる。インク室側壁部が圧電物質からなり、圧電側壁部のノズル側端部及びインク供給路側端部の両端に圧電側壁部駆動のための電極を有する。圧電側壁部へ電界をかけることにより圧電側壁部が吐出方向に伸縮することによりインク室の体積変化が生じる。インク室の体積変化としては、予め圧電側壁部を伸ばしておき、電界方向を変化させることにより圧電側壁部を縮ませることにより液滴を吐出するのが適当である。電界付与の為の電圧としては、インク室に充填されているインクの特性により変化させることが好ましい。また、電圧を変化させる時間についてもインクの特性により変化させることが好ましい。例えば、高粘性のインク液滴を吐出させる場合には、電圧変化を大きくするだけではなく電圧変化時間を短くする必要がある。   In the ink jet head of the present invention, the ink chamber side wall is made of a piezoelectric material. The ink chamber side wall portion is made of a piezoelectric material, and has electrodes for driving the piezoelectric side wall portion at both ends of the nozzle side end portion and the ink supply path side end portion of the piezoelectric side wall portion. By applying an electric field to the piezoelectric side wall portion, the piezoelectric side wall portion expands and contracts in the ejection direction, thereby causing a change in volume of the ink chamber. As the volume change of the ink chamber, it is appropriate to discharge the droplets by extending the piezoelectric side wall portion in advance and contracting the piezoelectric side wall portion by changing the electric field direction. The voltage for applying the electric field is preferably changed according to the characteristics of the ink filled in the ink chamber. Further, it is preferable to change the time for changing the voltage according to the characteristics of the ink. For example, when ejecting highly viscous ink droplets, it is necessary not only to increase the voltage change but also to shorten the voltage change time.

具体例として図1にインクジェットヘッドの構成図を示した。インク室側壁部が圧電体からなり、上端および下端に圧電体駆動のための電極が形成されている。電界の付与により圧電体が伸長しインク室の体積が増加する。電界を反転させることにより圧電体が縮小し、インク室の体積が減少することによりノズルより液滴が吐出する。1は圧電体であり、チタン酸バリウムやジルコン酸鉛からなる焼結体である。圧電体は高電界で分極処理を施されている。分極処理により電極に電圧を印加することにより電化を保持し、図面両矢印方向に伸縮する性質を有する。圧電体1の伸縮方向の厚さは特に制約を受けるものではないが、インク液滴を吐出させるためには1〜10mmの厚みを有することが好適である。2は電極であり、圧電体を伸縮させるための電圧を印加するのに用いる。電極2は圧電体をヘッド部材に加工した後に形成するものであっても、予め電極を形成したものを圧電体と共にヘッド部材に加工するものであっても良い。電極材料,ヘッドサイズに応じて変更することが可能であるが、通常の形成においては圧電体を分極処理することを考慮して予め電極を形成したものを圧電体と共にヘッド部材に加工する。電極材料としてはAu,Ag,Cuなど導電性が高い材料であれば良く、特に制約されるものではない。また、電極の形成方法としては、ペースト塗布,蒸着などのさまざまな方法があるが、特に制約されるものではない。3はインク室で、インク供給路からインクが補充,充填されており、インク室のインクが圧電体の変位によりインク室の体積が変化することによりインク液滴として吐出される。4はノズル口であり、ノズル口よりインク液滴が吐出される。ノズル口の大きさは所望とするインク液適量に応じて大きさを調整すれば良く、インク液滴の吐出には5〜100μmφの大きさであり尚且つ、円形状を有することが好ましい。5はオリフィス部材であり、ノズル口が形成されておりヘッド部材と接合されることによりインクジェットヘッドとしての形態を成す。オリフィス部材の厚さとしては30〜100μmであることが好ましい。ノズルより吐出されるインク液滴量を増加させる方法としては、ノズル径を大きくした上で、インク室側壁部の変位量を変更しなくてはならない。インク室側壁部変位量を変更する方法としては、圧電材料である側壁部に印加する電圧を大きくする方法とインク室の側壁部を構成する圧電材料に積層構造を有する圧電体を用いる方法がある。圧電材料を積層構造にした構造図を図2に示した。特にインク室体積の変化量を大きくする場合には積層構造を採用することが簡易的で望ましい。圧電体を伸縮させるための電極が圧電材料中に交互に形成され、電極をインク室側壁部の両側に取り出すことにより電圧を印加することが可能となる。積層構造を有する圧電材料を形成する方法としてはさまざまな方法があるが、圧電材料と電極材料のシートを積層させたものを焼結体として得る方法が適当である。シート積層時に予め電極位置を調整することにより交互に電極を取り出すことが可能である。   As a specific example, FIG. 1 shows a configuration diagram of an inkjet head. The ink chamber side wall is made of a piezoelectric material, and electrodes for driving the piezoelectric material are formed at the upper and lower ends. Due to the application of the electric field, the piezoelectric body expands and the volume of the ink chamber increases. By reversing the electric field, the piezoelectric body is reduced, and when the volume of the ink chamber is reduced, droplets are ejected from the nozzle. Reference numeral 1 denotes a piezoelectric body, which is a sintered body made of barium titanate or lead zirconate. The piezoelectric body is subjected to polarization treatment with a high electric field. Electricity is maintained by applying a voltage to the electrode by polarization treatment, and the electrode expands and contracts in the direction of the double arrow in the drawing. The thickness of the piezoelectric body 1 in the expansion / contraction direction is not particularly limited, but preferably has a thickness of 1 to 10 mm in order to eject ink droplets. An electrode 2 is used to apply a voltage for expanding and contracting the piezoelectric body. The electrode 2 may be formed after the piezoelectric body is processed into a head member, or may be formed into a head member together with the piezoelectric body after an electrode is formed in advance. Although it can be changed according to the electrode material and the head size, in a normal formation, in consideration of the polarization treatment of the piezoelectric body, an electrode formed in advance is processed into a head member together with the piezoelectric body. The electrode material is not particularly limited as long as it is a highly conductive material such as Au, Ag, or Cu. In addition, as a method for forming the electrode, there are various methods such as paste application and vapor deposition, but the method is not particularly limited. An ink chamber 3 is replenished and filled with ink from an ink supply path, and ink in the ink chamber is ejected as ink droplets as the volume of the ink chamber changes due to displacement of the piezoelectric body. Reference numeral 4 denotes a nozzle port from which ink droplets are ejected. The size of the nozzle opening may be adjusted according to the desired amount of ink liquid desired, and it is preferably 5-100 μmφ for ejecting ink droplets, and preferably has a circular shape. Reference numeral 5 denotes an orifice member, which has a nozzle opening and is joined to the head member to form an ink jet head. The thickness of the orifice member is preferably 30 to 100 μm. As a method of increasing the amount of ink droplets ejected from the nozzle, the displacement amount of the ink chamber side wall must be changed after increasing the nozzle diameter. As a method of changing the displacement amount of the ink chamber side wall portion, there are a method of increasing the voltage applied to the side wall portion, which is a piezoelectric material, and a method of using a piezoelectric body having a laminated structure in the piezoelectric material constituting the side wall portion of the ink chamber. . FIG. 2 shows a structural diagram of a piezoelectric material having a laminated structure. In particular, when increasing the change amount of the ink chamber volume, it is simple and desirable to adopt a laminated structure. Electrodes for expanding and contracting the piezoelectric body are alternately formed in the piezoelectric material, and a voltage can be applied by taking out the electrodes to both sides of the ink chamber side wall. There are various methods for forming a piezoelectric material having a laminated structure, and a method of obtaining a laminate in which a sheet of piezoelectric material and electrode material is laminated is suitable. It is possible to take out the electrodes alternately by adjusting the electrode positions in advance when the sheets are laminated.

従来のインクジェットヘッドのオリフィス部材はヘッド部材とは別に構成され、オリフィス部材とヘッド部材の貼付けにより一体化されるが、本発明のインクジェットヘッドでは同一部材からの単一構造として構成することも可能である。同一の圧電材料からオリフィス部材およびヘッド部材を形成した例を図3に示した。オリフィス部材をヘッド部材と同一の圧電部材より一体となるように圧電部材を形成することによりできる。圧電部材の形成方法としては、圧電体を焼結させる前の材料を予め所望の形状に加工しておくことにより形状制御する、焼結体である圧電体を切削加工方法により所望の形状に加工することにより形状制御することも可能である。また、双方の方法を併用することにより微細な形状制御を行なうことも可能である。オリフィス部材としての厚みはノズル口形成,インク液滴吐出に差し支えない状態であれば特に制約されるものではないが、インク液滴吐出性を考慮した場合、0.1〜2mm程度であることが好ましい。圧電体の電極としてはインク室両側の側壁部よりそれぞれ電極を取り出すほかに、オリフィス部材前面に圧電体駆動のための一方の電極を形成する。一方の電極取り出しがオリフィス部材と一体化でき、インク室側壁部駆動のための電極を共通にする事が可能となり、ヘッドの組立てを簡易化することが可能となる。インク室側壁部駆動はインク供給路側の電極へと個々に電圧を印加し、それらを変化させることによりインク液滴吐出の制御を行なう。   The orifice member of a conventional inkjet head is configured separately from the head member and integrated by pasting the orifice member and the head member. However, the inkjet head of the present invention can be configured as a single structure from the same member. is there. An example in which the orifice member and the head member are formed from the same piezoelectric material is shown in FIG. The piezoelectric member can be formed so that the orifice member is integrated with the same piezoelectric member as the head member. As a method for forming the piezoelectric member, the shape is controlled by processing the material before sintering the piezoelectric body into a desired shape in advance, and the piezoelectric body that is a sintered body is processed into a desired shape by a cutting method. It is possible to control the shape by doing so. It is also possible to perform fine shape control by using both methods in combination. The thickness of the orifice member is not particularly limited as long as it does not interfere with nozzle opening formation and ink droplet ejection, but it may be about 0.1 to 2 mm in consideration of ink droplet ejection properties. preferable. In addition to taking out the electrodes from the side wall portions on both sides of the ink chamber as the electrodes of the piezoelectric body, one electrode for driving the piezoelectric body is formed on the front surface of the orifice member. One electrode can be integrated with the orifice member, so that the electrode for driving the ink chamber side wall can be made common, and the assembly of the head can be simplified. Ink chamber side wall drive controls the discharge of ink droplets by applying voltages individually to the electrodes on the ink supply path side and changing them.

圧電部材より形成したオリフィス部材前面の電極を用いて、撥水性,耐久性の高いオリフィス面を形成することが可能である。オリフィス面の形成方法としては、オリフィス部材上に形成された電極を用いて電解メッキ処理を行なう方法が好適である。電解メッキ処理により形成される材料としてはフッ素系樹脂材料とニッケルなどの金属材料の共析メッキが好適である。オリフィス面への撥水性,耐久性処理の処理層の厚みは処理材料により異なるが、10〜2000μmである。これによりオリフィス面の特性が安定し、インク液滴吐出が安定する。   An orifice surface having high water repellency and durability can be formed by using an electrode on the front surface of the orifice member formed of a piezoelectric member. As a method for forming the orifice surface, a method of performing an electroplating process using an electrode formed on the orifice member is preferable. As a material formed by electrolytic plating, eutectoid plating of a fluorine resin material and a metal material such as nickel is preferable. The thickness of the treatment layer for water repellency and durability treatment on the orifice surface varies depending on the treatment material, but is 10 to 2000 μm. This stabilizes the characteristics of the orifice surface and stabilizes ink droplet ejection.

このようにして形成されたインクジェットヘッドは、安価で簡易的であり、また、インク特性による制約が少ないインクジェットヘッドである。   The ink jet head formed in this way is an ink jet head that is inexpensive and simple, and is less restricted by ink characteristics.

以下実施例をもって本発明を更に詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

インクジェットヘッド隔壁部の圧電材料としてチタン酸バリウムを用いた。チタン酸バリウム焼結体を分極方向に厚さ5mmとなるように切断した。厚さ5mmのシート状の圧電材料を幅2mm、長さ10mmとなるように切断した。電極にはあらかじめスパッタ成膜により形成された金を用いた。切断形成された圧電材料ブロックをインク室の幅が1mmとなるように平行に並べた後、インク流路が形成されるようにあらかじめ流路を加工成形したステンレスブロックに接着した。接着に際して、圧電材料駆動用の電極に電圧が印加できるように回路を形成し、通電できるように配置した。並列した圧電材料の両端も同様にしてステンレスブロックを接着した。接着後、圧電材料駆動用のもう一方の電極に回路を接続した。インク室側壁部の圧電材料およびステンレスブロックにインク室を形成するための接着剤を塗布し、オリフィス部材を接着、インクジェットヘッドを作成した。オリフィス部材の接着時に、ノズル口がインク室中央部に位置するように調整し貼付けを行なった。また、オリフィス部材にはヘッド部材側接着面にプラズマ表面加工処理を施したポリイミドシートを用いた。   Barium titanate was used as the piezoelectric material for the inkjet head partition. The barium titanate sintered body was cut to a thickness of 5 mm in the polarization direction. A sheet-like piezoelectric material having a thickness of 5 mm was cut to have a width of 2 mm and a length of 10 mm. Gold previously formed by sputtering film formation was used for the electrodes. The cut and formed piezoelectric material blocks were arranged in parallel so that the width of the ink chamber was 1 mm, and then bonded to a stainless steel block in which the flow path was previously formed so as to form an ink flow path. At the time of bonding, a circuit was formed so that a voltage could be applied to the electrode for driving the piezoelectric material, and the circuit was arranged so as to be energized. A stainless steel block was bonded to both ends of the parallel piezoelectric materials in the same manner. After bonding, the circuit was connected to the other electrode for driving the piezoelectric material. An adhesive for forming the ink chamber was applied to the piezoelectric material on the side wall of the ink chamber and the stainless steel block, and the orifice member was bonded to produce an ink jet head. At the time of bonding of the orifice member, adjustment was performed so that the nozzle port was positioned at the center of the ink chamber, and pasting was performed. Further, a polyimide sheet having a plasma surface processing treatment applied to the head member side adhesive surface was used as the orifice member.

このようにして、ピエゾインクジェットヘッドを作成した。インク流路部にインクを充填し、圧電材料にパルス電圧を印加したところ、インク液滴を吐出することができた。   Thus, a piezo ink jet head was produced. When ink was filled in the ink flow path and a pulse voltage was applied to the piezoelectric material, ink droplets could be ejected.

インクジェットヘッド隔壁部の圧電材料として、チタン酸バリウム積層焼結体を用いた。積層方向の厚さが5mm、電極取り出し方向の幅が3mm、長さ10mm、10層構造からなるチタン酸バリウム積層焼結体を用いた。圧電材料として、積層方向に対して分極するように電界をかけながら加熱を行ない、分極処理を行なった。インク室形成は実施例1と同様にステンレス部材の接着により行なった。電極取り出しは、インク室内部側の電極についてはオリフィス部材側から取り出し、反対側についてはインク流路形成側より行なった。それぞれを駆動用回路に接続した後、実施例1と同様にしてオリフィス部材を接着した。   A barium titanate laminated sintered body was used as the piezoelectric material for the inkjet head partition. A barium titanate laminated sintered body having a thickness of 5 mm in the lamination direction, a width of 3 mm in the electrode extraction direction, a length of 10 mm, and a 10-layer structure was used. As a piezoelectric material, heating was performed while applying an electric field so as to be polarized in the stacking direction, and polarization treatment was performed. The ink chamber was formed by adhering a stainless steel member as in Example 1. The electrode was taken out from the orifice member side for the electrode inside the ink chamber, and from the ink flow path forming side for the opposite side. After connecting each to the drive circuit, the orifice member was bonded in the same manner as in Example 1.

このようにして、圧電材料が積層構造圧電焼結体からなるピエゾインクジェットヘッドを作成した。インク流路部にインクを充填し、圧電材料にパルス電圧を印加したところ、インク液滴を吐出することができた。   In this way, a piezoelectric ink jet head in which the piezoelectric material is a laminated structure piezoelectric sintered body was produced. When ink was filled in the ink flow path and a pulse voltage was applied to the piezoelectric material, ink droplets could be ejected.

インクジェットヘッド隔壁部の圧電材料として実施例1と同様にチタン酸バリウムを用意した。チタン酸バリウム焼結体を分極方向に厚さ10mm、幅15mm、長さ30.5mmとなるように切断加工した。厚さ10mmのチタン酸バリウム焼結体の両側に、分極方向に電界がかけられるようスパッタ法により金を成膜した。成膜された金電極上から幅方向の溝が形成されるように切削加工を行なった。溝は深さ8mm、溝幅が1.5mmとなるように加工し、長さ方向に対して隣接した溝の間隔が4mmとなるようにした。形成された溝の中心部を厚さが0.5mmになるまで加工した。更に、FIB加工法により溝中心部に直径20μmφのノズル穴を形成した。金電極に駆動用回路接続の加工を行なった後に、ノズル穴を形成した側の金電極上に撥水性の膜を電解メッキにより形成した。撥水性の膜として、ニッケル−テフロン(登録商標)の共析メッキ膜を電解メッキにより形成した。圧電体駆動のための電極を回路に接続した後に、インク室およびインク流路形成のためのステンレス部材を接着した。   As in Example 1, barium titanate was prepared as a piezoelectric material for the inkjet head partition. The barium titanate sintered body was cut to have a thickness of 10 mm, a width of 15 mm, and a length of 30.5 mm in the polarization direction. Gold was deposited on both sides of the 10 mm thick barium titanate sintered body by sputtering so that an electric field was applied in the polarization direction. Cutting was performed so that a groove in the width direction was formed on the deposited gold electrode. The grooves were processed to a depth of 8 mm and a groove width of 1.5 mm so that the interval between adjacent grooves in the length direction was 4 mm. The center of the formed groove was processed until the thickness became 0.5 mm. Further, a nozzle hole having a diameter of 20 μmφ was formed at the center of the groove by the FIB processing method. After processing the driving circuit connection to the gold electrode, a water-repellent film was formed by electrolytic plating on the gold electrode on the side where the nozzle holes were formed. As a water-repellent film, a nickel-Teflon (registered trademark) eutectoid plating film was formed by electrolytic plating. After the electrodes for driving the piezoelectric body were connected to the circuit, the stainless steel member for forming the ink chamber and the ink flow path was bonded.

このようにして、ピエゾインクジェットヘッドを作成した。インク流路部にインクを充填し、圧電材料にパルス電圧を印加したところ、インク液滴を吐出することができた。   Thus, a piezo ink jet head was produced. When ink was filled in the ink flow path and a pulse voltage was applied to the piezoelectric material, ink droplets could be ejected.

本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドを示す模式図である。It is a mimetic diagram showing an ink jet head concerning one embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態に係るインクジェットヘッドを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the inkjet head which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の更に他の実施形態に係るインクジェットヘッドを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the inkjet head which concerns on other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 圧電材料
2 電極
3 インク室
4 ノズル穴
5 オリフィス部材
1 Piezoelectric material 2 Electrode 3 Ink chamber 4 Nozzle hole 5 Orifice member

Claims (3)

電気的アクチュエート手段を用いたインクジェットヘッドにおいて、インク室側壁が圧電物質からなり側壁部圧電物質のノズル側及びインク供給路側の両端に電極を有し、電界をかけることにより吐出方向に伸縮することによりインク室の体積変化を生じ、液滴を吐出するインクジェットヘッド。   In an ink jet head using an electrical actuating means, the ink chamber side wall is made of a piezoelectric material, and electrodes are provided at both ends of the side wall piezoelectric material on the nozzle side and the ink supply path side, and expands and contracts in the ejection direction by applying an electric field. An ink jet head that changes the volume of the ink chamber due to the discharge and ejects droplets. 側壁とオリフィス部材が一体の圧電物質からな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。   2. The ink jet head according to claim 1, wherein the side wall and the orifice member are made of an integral piezoelectric material. オリフィス部材オリフィス面に電極を有し電極上にメッキにより撥水膜を形成することを特徴とする請求項2に記載のインクジェットヘッド。   3. The ink jet head according to claim 2, wherein the orifice member has an electrode on the orifice surface, and a water repellent film is formed on the electrode by plating.
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