JP2013154597A - Piezoelectric actuator substrate for liquid discharge head, liquid discharge head and recording apparatus using the same, and method for manufacturing piezoelectric actuator substrate for liquid discharge head - Google Patents

Piezoelectric actuator substrate for liquid discharge head, liquid discharge head and recording apparatus using the same, and method for manufacturing piezoelectric actuator substrate for liquid discharge head Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a piezoelectric actuator substrate for a liquid discharge head, which can inspect electric connection through a conductor in a plurality of penetration holes, and to provide a piezoelectric actuator substrate for a liquid discharge head, a liquid discharge head and a recording apparatus using the same.SOLUTION: A piezoelectric actuator substrate for a liquid discharge head is manufactured by manufacturing a piezoelectric actuator element which includes a laminate in which a common electrode 34 is disposed therein and a plurality of individual electrodes 35 are disposed on the surface thereof, a plurality of penetration holes which penetrate through layers in the laminate and are connected to the common electrode 34, and a plurality of first surface electrodes 71 for the common electrode arranged at each penetration hole; inspecting the conduction between the first surface electrode 71 for the common electrode and the common electrode 34 of the piezoelectric actuator element; and then forming a second surface electrode 72 for the common electrode so as to connect the plurality of first surface electrodes 71 for the common electrode of the piezoelectric actuator element.

Description

本発明は、液滴を吐出させる液体吐出ヘッド用の圧電アクチュエータ基板、それを用いた液体吐出ヘッドおよび記録装置、ならびに液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板の製造方に関するものである。   The present invention relates to a piezoelectric actuator substrate for a liquid ejection head that ejects droplets, a liquid ejection head and a recording apparatus using the same, and a method for manufacturing a piezoelectric actuator substrate for a liquid ejection head.

近年、インクジェットプリンタやインクジェットプロッタなどの、インクジェット記録方式を利用した印刷装置が、一般消費者向けのプリンタだけでなく、例えば電子回路の形成や液晶ディスプレイ用のカラーフィルタの製造、有機ELディスプレイの製造といった工業用途にも広く利用されている。   In recent years, printing apparatuses using inkjet recording methods such as inkjet printers and inkjet plotters are not only printers for general consumers, but also, for example, formation of electronic circuits, manufacture of color filters for liquid crystal displays, manufacture of organic EL displays It is also widely used for industrial applications.

このようなインクジェット方式の印刷装置には、液体を吐出させるための液体吐出ヘッドが印刷ヘッドとして搭載されている。この種の印刷ヘッドには、インクが充填されたインク流路内に加圧手段としてのヒータを備え、ヒータによりインクを加熱、沸騰させ、インク流路内に発生する気泡によってインクを加圧し、インク吐出孔より、液滴として吐出させるサーマルヘッド方式と、インクが充填されるインク流路の一部の壁を変位素子によって屈曲変位させ、機械的にインク流路内のインクを加圧し、インク吐出孔より液滴として吐出させる圧電方式が一般的に知られている。   In such an ink jet printing apparatus, a liquid discharge head for discharging liquid is mounted as a print head. This type of print head includes a heater as a pressurizing unit in an ink flow path filled with ink, heats and boiles the ink with the heater, pressurizes the ink with bubbles generated in the ink flow path, A thermal head system that ejects ink as droplets from the ink ejection holes, and a part of the wall of the ink channel filled with ink is bent and displaced by a displacement element, and the ink in the ink channel is mechanically pressurized, and the ink A piezoelectric method for discharging liquid droplets from discharge holes is generally known.

また、このような液体吐出ヘッドには、記録媒体の搬送方向(副走査方向)と直交する方向(主走査方向)に液体吐出ヘッドを移動させつつ記録を行なうシリアル式、および記録媒体より主走査方向に長い液体吐出ヘッドを固定した状態で、副走査方向に搬送されてくる記録媒体に記録を行なうライン式がある。ライン式は、シリアル式のように液体吐出ヘッドを移動させる必要がないので、高速記録が可能であるという利点を有する。   In addition, in such a liquid discharge head, a serial type that performs recording while moving the liquid discharge head in a direction (main scanning direction) orthogonal to the conveyance direction (sub-scanning direction) of the recording medium, and main scanning from the recording medium There is a line type in which recording is performed on a recording medium conveyed in the sub-scanning direction with a liquid discharge head that is long in the direction fixed. The line type has the advantage that high-speed recording is possible because there is no need to move the liquid discharge head as in the serial type.

シリアル式、ライン式のいずれの方式の液体吐出ヘッドであっても、液滴を高い密度で印刷するには、液体吐出ヘッドに形成されている、液滴を吐出する液体吐出孔の密度を高くする必要がある。   In order to print droplets at a high density in any of the serial type and line type liquid discharge heads, the density of the liquid discharge holes for discharging the droplets formed in the liquid discharge head must be increased. There is a need to.

そこで液体吐出ヘッドを、マニホールドおよびマニホールドから複数の液体加圧室をそれぞれ介して繋がる液体吐出孔を有した流路部材と、前記液体加圧室をそれぞれ覆うように設けられた複数の変位素子を有する圧電アクチュエータ基板とを積層して構成したものが知られている(例えば、特許文献1を参照。)。この液体吐出ヘッドでは、複数の液体吐出孔にそれぞれ繋がった液体加圧室がマトリックス状に配置され、それを覆うように設けられたアクチュエータユニットの変位素子を圧電体の変形により変位させることで、各液体吐出孔からインクを吐出させ、主走査方向に600dpiの解像度で印刷が可能とされている。   Accordingly, the liquid discharge head includes a manifold and a flow path member having a liquid discharge hole that connects the manifold via a plurality of liquid pressurization chambers, and a plurality of displacement elements provided so as to cover the liquid pressurization chambers. A structure obtained by laminating a piezoelectric actuator substrate having the structure is known (for example, see Patent Document 1). In this liquid ejection head, the liquid pressurizing chambers connected to the plurality of liquid ejection holes are arranged in a matrix, and the displacement element of the actuator unit provided so as to cover it is displaced by deformation of the piezoelectric body, Ink is ejected from each liquid ejection hole, and printing is possible at a resolution of 600 dpi in the main scanning direction.

特開2003−305852号公報JP 2003-305852 A

特許文献1に記載されているような液体吐出ヘッドでは、個別の駆動信号は各変位素子に供給され、グランド電位となる電極は繋がった共通電極になっている。共通電極が電気
的に繋がっていても、間の電気抵抗が大きかったりすると、実際に変位素子に加わる駆動信号、元の駆動信号に対して波形がなまるなどの変動が生じることがある、駆動信号として数μ秒単位で電圧をオン−オフするような液体吐出ヘッドでは、そのような駆動信号のなまりが吐出特性にばらつきに影響し、無視できないものなる。
In the liquid discharge head as described in Patent Document 1, individual drive signals are supplied to the respective displacement elements, and the electrodes serving as the ground potential are connected common electrodes. Even if the common electrode is electrically connected, if the electrical resistance between them is large, the drive signal that is actually applied to the displacement element, and fluctuations such as the waveform being distorted with respect to the original drive signal may occur. In a liquid discharge head in which the voltage is turned on and off in units of several microseconds as a signal, such rounding of the drive signal affects variations in the discharge characteristics and cannot be ignored.

グランド電位の配線が、圧電セラミック層を貫通している貫通孔中の導体を介して行われている場合、貫通孔を多数配置して、グランドを強化することが考えられる。そのような場合、どこか1カ所の貫通孔中の導体が、接続されていなかったり、導体抵抗が高いなどの導通不良であったとしても、電気的には、多数の貫通孔中の導体を介して接続されているため、検査することが難しかった。   When the wiring of the ground potential is performed through the conductor in the through hole penetrating the piezoelectric ceramic layer, it is conceivable to arrange a large number of through holes to strengthen the ground. In such a case, even if the conductor in one of the through holes is not connected or has poor conduction such as high conductor resistance, the conductors in many through holes are electrically connected. It was difficult to inspect because of the connection.

したがって、本発明の目的は、複数ある貫通孔中の導体を通じた電気的接続を検査できる液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板の製造方法、および体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板、それを用いた液体吐出ヘッドならびに記録装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a piezoelectric actuator substrate for a liquid discharge head capable of inspecting an electrical connection through a conductor in a plurality of through holes, a piezoelectric actuator substrate for a body discharge head, and a liquid discharge head using the same And providing a recording apparatus.

本発明の液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板は、振動板と少なくとも1層の圧電セラミック層とが積層されている積層体と、該積層体の前記圧電セラミック層側の主面に第1の方向および第1の方向とは異なる方向に渡って配置されている複数の個別電極と、前記積層体の内部に配置されている共通電極と、前記共通電極に繋がるように前記圧電セラミック層を貫通している複数の貫通孔と、前記圧電セラミック層側の主面に、前記複数の貫通孔にまたがって配置されている共通電極用表面電極とを備えている液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板であって、前記共通電極用表面電極は、1つの前記貫通孔毎に配置されている複数の第1の共通電極用表面電極と、複数の前記第1の共通電極用表面電極を繋ぐ第2の共通電極用表面電極とを含むことを特徴とする。   A piezoelectric actuator substrate for a liquid discharge head according to the present invention includes a laminate in which a vibration plate and at least one piezoelectric ceramic layer are laminated, and a main surface on the piezoelectric ceramic layer side of the laminate in a first direction and A plurality of individual electrodes arranged in a direction different from the first direction, a common electrode arranged in the laminated body, and the piezoelectric ceramic layer so as to be connected to the common electrode A piezoelectric actuator substrate for a liquid discharge head comprising a plurality of through holes and a surface electrode for a common electrode disposed across the plurality of through holes on a main surface on the piezoelectric ceramic layer side, The common electrode surface electrode is for a second common electrode that connects a plurality of first common electrode surface electrodes arranged for each one of the through holes and a plurality of the first common electrode surface electrodes. surface Characterized in that it comprises a pole.

前記複数の個別電極が多角形状の領域に配置されているとともに、前記複数の貫通孔および前記共通電極用表面電極は、前記多角形状の少なくとも一辺に沿って配置されていることが好ましい。   Preferably, the plurality of individual electrodes are arranged in a polygonal region, and the plurality of through holes and the common electrode surface electrode are arranged along at least one side of the polygonal shape.

前記一辺の中央部に配置されている前記貫通孔には、前記第1の共通電極用表面電極が配置されておらず、前記第2の共通電極用表面電極は、前記第1の共通電極用を介さずに前記共通電極と繋がっていることが好ましい。   The first common electrode surface electrode is not disposed in the through-hole disposed in the central portion of the one side, and the second common electrode surface electrode is the first common electrode surface. It is preferable that it is connected with the common electrode without interposing.

前記一辺の端部における前記貫通孔の配置密度が、前記一辺の中央部における前記貫通孔の配置密度よりも高いことが好ましい。   It is preferable that the arrangement density of the through holes at the end of the one side is higher than the arrangement density of the through holes at the center of the one side.

前記貫通孔および前記第2の共通電極用表面電極が前記一辺を延長した部位にまで配置されていることが好ましい。   It is preferable that the through-hole and the second surface electrode for common electrode are disposed up to a portion extending the one side.

前記貫通孔が前記一辺に沿って、2列以上の配置されていることが好ましい。   The through holes are preferably arranged in two or more rows along the one side.

本発明の液体吐出ヘッドは、前記液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板と、複数の吐出孔、および該複数の吐出孔とそれぞれ繋がっている複数の加圧室を有しており、前記振動板が前記複数の加圧室を覆うとともに、前記複数の個別電極本体と前記該複数の加圧室とがそれぞれ重なるように前記液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板に接合されている流路部材とを有することを特徴とする。   The liquid discharge head of the present invention includes the piezoelectric actuator substrate for the liquid discharge head, a plurality of discharge holes, and a plurality of pressurizing chambers connected to the plurality of discharge holes, respectively, A plurality of pressurizing chambers and a flow path member joined to the piezoelectric actuator substrate for the liquid discharge head so that the plurality of individual electrode bodies and the plurality of pressurizing chambers overlap each other. Features.

本発明の記録装置は、前記液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記圧電アクチュエータ基板および前記搬送部を制御する制御部とを
備えていることを特徴とする。
The recording apparatus of the present invention includes the liquid discharge head, a transport unit that transports a recording medium to the liquid discharge head, and a control unit that controls the piezoelectric actuator substrate and the transport unit. And

液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板の製造方法は、振動板と少なくとも1層の圧電セラミック層とが積層されている積層体と、該積層体の前記圧電セラミック層側の主面に第1の方向および第1の方向とは異なる方向に渡って配置されている複数の個別電極と、前記積層体の内部に配置されている共通電極と、前記共通電極に繋がるように前記圧電セラミック層を貫通している複数の貫通孔と、1つの前記貫通孔毎に配置されている複数の第1の共通電極用表面電極とを備えた圧電アクチュエータ素体を作製する工程と、前記圧電アクチュエータ素体の前記複数の第1の共通電極用表面電極が前記共通電極と電気的に繋がっていることを検査工程と、検査工程を終えた前記圧電アクチュエータ素体の前記複数の第1の共通電極用表面電極を繋げるように第2の共通電極用表面電極を形成する工程とを含む。   A method of manufacturing a piezoelectric actuator substrate for a liquid discharge head includes: a laminated body in which a diaphragm and at least one piezoelectric ceramic layer are laminated; and a main surface of the laminated body on the piezoelectric ceramic layer side in a first direction and A plurality of individual electrodes arranged in a direction different from the first direction, a common electrode arranged in the laminated body, and the piezoelectric ceramic layer so as to be connected to the common electrode Manufacturing a piezoelectric actuator element body having a plurality of through-holes and a plurality of first common electrode surface electrodes arranged for each of the through-holes, and the plurality of the piezoelectric actuator element bodies An inspection step that the first common electrode surface electrode is electrically connected to the common electrode, and the plurality of first common electrode surface electrodes of the piezoelectric actuator element body that has undergone the inspection step. As it connects the and forming a second common electrode for the surface electrode.

液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板の製造方法によれば、複数ある貫通孔を介した導通がそれぞれ確認できる。これにより、共通電極のグランドが不安定になり難く、吐出特性のばらつきが小さくなる。   According to the method for manufacturing a piezoelectric actuator substrate for a liquid discharge head, conduction through a plurality of through holes can be confirmed. As a result, the ground of the common electrode is unlikely to become unstable, and variations in ejection characteristics are reduced.

本発明の一実施形態に係る記録装置であるプリンタの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a printer that is a recording apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1の液体吐出ヘッドを構成する第1の流路部材および圧電アクチュエータ基板の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a first flow path member and a piezoelectric actuator substrate that constitute the liquid ejection head of FIG. 1. 図2の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した図である。FIG. 3 is an enlarged view of a region surrounded by an alternate long and short dash line in FIG. 図2の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した図である。FIG. 3 is an enlarged view of a region surrounded by an alternate long and short dash line in FIG. 本発明の一実施形態に係る圧電アクチュエータ基板の平面図である。It is a top view of a piezoelectric actuator substrate concerning one embodiment of the present invention. (a)は、図3のV−V線に沿った縦断面図であり、(b)は、図5のX−X線に沿った縦断面図である。(A) is a longitudinal cross-sectional view along the VV line of FIG. 3, (b) is a longitudinal cross-sectional view along the XX line of FIG.

図1は、本発明の一実施形態による液体吐出ヘッドを含む記録装置であるカラーインクジェットプリンタの概略構成図である。このカラーインクジェットプリンタ1(以下、プリンタ1とする)は、4つの液体吐出ヘッド2を有している。これらの液体吐出ヘッド2は、印刷用紙Pの搬送方向に沿って並べられ、プリンタ1に固定されている。液体吐出ヘッド2は、図1の手前から奥へ向かう方向に細長い形状を有している。この長い方向を長手方向と呼ぶことがある。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a color ink jet printer which is a recording apparatus including a liquid discharge head according to an embodiment of the present invention. This color inkjet printer 1 (hereinafter referred to as printer 1) has four liquid ejection heads 2. These liquid discharge heads 2 are arranged along the conveyance direction of the printing paper P and are fixed to the printer 1. The liquid discharge head 2 has an elongated shape in a direction from the front to the back in FIG. This long direction is sometimes called the longitudinal direction.

プリンタ1には、印刷用紙Pの搬送経路に沿って、給紙ユニット114、搬送ユニット120および紙受け部116が順に設けられている。また、プリンタ1には、液体吐出ヘッド2や給紙ユニット114などのプリンタ1の各部における動作を制御するための制御部100が設けられている。   In the printer 1, a paper feed unit 114, a transport unit 120, and a paper receiver 116 are sequentially provided along the transport path of the printing paper P. In addition, the printer 1 is provided with a control unit 100 for controlling the operation of each unit of the printer 1 such as the liquid discharge head 2 and the paper feeding unit 114.

給紙ユニット114は、複数枚の印刷用紙Pを収容することができる用紙収容ケース115と、給紙ローラ145とを有している。給紙ローラ145は、用紙収容ケース115に積層して収容された印刷用紙Pのうち、最も上にある印刷用紙Pを1枚ずつ送り出すことができる。   The paper supply unit 114 includes a paper storage case 115 that can store a plurality of printing papers P, and a paper supply roller 145. The paper feed roller 145 can send out the uppermost print paper P among the print papers P stacked and stored in the paper storage case 115 one by one.

給紙ユニット114と搬送ユニット120との間には、印刷用紙Pの搬送経路に沿って、二対の送りローラ118aおよび118b、ならびに、119aおよび119bが配置
されている。給紙ユニット114から送り出された印刷用紙Pは、これらの送りローラによってガイドされて、さらに搬送ユニット120へと送り出される。
Between the paper feed unit 114 and the transport unit 120, two pairs of feed rollers 118a and 118b and 119a and 119b are arranged along the transport path of the printing paper P. The printing paper P sent out from the paper supply unit 114 is guided by these feed rollers and further sent out to the transport unit 120.

搬送ユニット120は、エンドレスの搬送ベルト111と2つのベルトローラ106および107を有している。搬送ベルト111は、ベルトローラ106および107に巻き掛けられている。搬送ベルト111は、2つのベルトローラに巻き掛けられたとき所定の張力で張られるような長さに調整されている。これによって、搬送ベルト111は、2つのベルトローラの共通接線をそれぞれ含む互いに平行な2つの平面に沿って、弛むことなく張られている。これら2つの平面のうち、液体吐出ヘッド2に近い方の平面が、印刷用紙Pを搬送する搬送面127である。   The transport unit 120 includes an endless transport belt 111 and two belt rollers 106 and 107. The conveyor belt 111 is wound around belt rollers 106 and 107. The conveyor belt 111 is adjusted to such a length that it is stretched with a predetermined tension when it is wound around two belt rollers. Thus, the conveyor belt 111 is stretched without slack along two parallel planes each including a common tangent line of the two belt rollers. Of these two planes, the plane closer to the liquid ejection head 2 is a transport surface 127 that transports the printing paper P.

ベルトローラ106には、図1に示されるように、搬送モータ174が接続されている。搬送モータ174は、ベルトローラ106を矢印Aの方向に回転させることができる。また、ベルトローラ107は、搬送ベルト111に連動して回転することができる。したがって、搬送モータ174を駆動してベルトローラ106を回転させることにより、搬送ベルト111は、矢印Aの方向に沿って移動する。   As shown in FIG. 1, a conveyance motor 174 is connected to the belt roller 106. The transport motor 174 can rotate the belt roller 106 in the direction of arrow A. The belt roller 107 can rotate in conjunction with the transport belt 111. Therefore, the conveyance belt 111 moves along the direction of arrow A by driving the conveyance motor 174 and rotating the belt roller 106.

ベルトローラ107の近傍には、ニップローラ138とニップ受けローラ139とが、搬送ベルト111を挟むように配置されている。ニップローラ138は、図示しないバネによって下方に付勢されている。ニップローラ138の下方のニップ受けローラ139は、下方に付勢されたニップローラ138を、搬送ベルト111を介して受け止めている。2つのニップローラは回転可能に設置されており、搬送ベルト111に連動して回転する。   In the vicinity of the belt roller 107, a nip roller 138 and a nip receiving roller 139 are arranged so as to sandwich the conveyance belt 111. The nip roller 138 is urged downward by a spring (not shown). A nip receiving roller 139 below the nip roller 138 receives the nip roller 138 biased downward via the conveying belt 111. The two nip rollers are rotatably installed and rotate in conjunction with the conveyance belt 111.

給紙ユニット114から搬送ユニット120へと送り出された印刷用紙Pは、ニップローラ138と搬送ベルト111との間に挟み込まれる。これによって、印刷用紙Pは、搬送ベルト111の搬送面127に押し付けられ、搬送面127上に固着する。そして、印刷用紙Pは、搬送ベルト111の回転に従って、液体吐出ヘッド2が設置されている方向へと搬送される。なお、搬送ベルト111の外周面113に粘着性のシリコンゴムによる処理を施してもよい。これにより、印刷用紙Pを搬送面127に確実に固着させることができる。   The printing paper P sent out from the paper supply unit 114 to the transport unit 120 is sandwiched between the nip roller 138 and the transport belt 111. As a result, the printing paper P is pressed against the transport surface 127 of the transport belt 111 and is fixed on the transport surface 127. The printing paper P is transported in the direction in which the liquid ejection head 2 is installed according to the rotation of the transport belt 111. The outer peripheral surface 113 of the conveyor belt 111 may be treated with adhesive silicon rubber. Thereby, the printing paper P can be securely fixed to the transport surface 127.

4つの液体吐出ヘッド2は、搬送ベルト111による搬送方向に沿って互いに近接して配置されている。各液体吐出ヘッド2は、下端にヘッド本体13を有している。ヘッド本体13の下面には、液体を吐出する多数の液体吐出孔8が設けられている。   The four liquid discharge heads 2 are arranged close to each other along the conveyance direction by the conveyance belt 111. Each liquid discharge head 2 has a head body 13 at the lower end. A large number of liquid ejection holes 8 for ejecting liquid are provided on the lower surface of the head body 13.

1つの液体吐出ヘッド2に設けられた液体吐出孔8からは、同じ色の液滴(インク)が吐出されるようになっている。各液体吐出ヘッド2には図示しない外部液体タンクから液体が供給される。各液体吐出ヘッド2の液体吐出孔8は、一方方向(印刷用紙Pと平行で印刷用紙P搬送方向に直交する方向であり、液体吐出ヘッド2の長手方向)に等間隔で配置されているため、一方方向に隙間なく印刷することができる。各液体吐出ヘッド2から吐出される液体の色は、それぞれ、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、シアン(C)およびブラック(K)である。各液体吐出ヘッド2は、ヘッド本体13の下面と搬送ベルト111の搬送面127との間にわずかな隙間をおいて配置されている。   Liquid droplets (ink) of the same color are ejected from the liquid ejection holes 8 provided in one liquid ejection head 2. Each liquid discharge head 2 is supplied with liquid from an external liquid tank (not shown). The liquid discharge holes 8 of each liquid discharge head 2 are arranged at equal intervals in one direction (a direction parallel to the print paper P and perpendicular to the transport direction of the print paper P and the longitudinal direction of the liquid discharge head 2). , It can be printed without gaps in one direction. The colors of the liquid ejected from each liquid ejection head 2 are magenta (M), yellow (Y), cyan (C), and black (K), respectively. Each liquid ejection head 2 is disposed with a slight gap between the lower surface of the head body 13 and the transport surface 127 of the transport belt 111.

搬送ベルト111によって搬送された印刷用紙Pは、液体吐出ヘッド2と搬送ベルト111との間の隙間を通過する。その際に、液体吐出ヘッド2を構成するヘッド本体13から印刷用紙Pの上面に向けて液滴が吐出される。これによって、印刷用紙Pの上面には、制御部100によって記憶された画像データに基づくカラー画像が形成される。   The printing paper P transported by the transport belt 111 passes through the gap between the liquid ejection head 2 and the transport belt 111. At that time, droplets are ejected from the head main body 13 constituting the liquid ejection head 2 toward the upper surface of the printing paper P. As a result, a color image based on the image data stored by the control unit 100 is formed on the upper surface of the printing paper P.

搬送ユニット120と紙受け部116との間には、剥離プレート140と二対の送りローラ121aおよび121bならびに122aおよび122bとが配置されている。カラー画像が印刷された印刷用紙Pは、搬送ベルト111によって剥離プレート140へと搬送される。このとき、印刷用紙Pは、剥離プレート140の右端によって、搬送面127から剥離される。そして、印刷用紙Pは、送りローラ121a〜122bによって、紙受け部116に送り出される。このように、印刷済みの印刷用紙Pが順次紙受け部116に送られ、紙受け部116に重ねられる。   A separation plate 140 and two pairs of feed rollers 121a and 121b and 122a and 122b are arranged between the transport unit 120 and the paper receiver 116. The printing paper P on which the color image is printed is conveyed to the peeling plate 140 by the conveying belt 111. At this time, the printing paper P is peeled from the transport surface 127 by the right end of the peeling plate 140. Then, the printing paper P is sent out to the paper receiving unit 116 by the feed rollers 121a to 122b. In this way, the printed printing paper P is sequentially sent to the paper receiving unit 116 and stacked on the paper receiving unit 116.

なお、印刷用紙Pの搬送方向について最も上流側にある液体吐出ヘッド2とニップローラ138との間には、紙面センサ133が設置されている。紙面センサ133は、発光素子および受光素子によって構成され、搬送経路上の印刷用紙Pの先端位置を検出することができる。紙面センサ133による検出結果は制御部100に送られる。制御部100は、紙面センサ133から送られた検出結果により、印刷用紙Pの搬送と画像の印刷とが同期するように、液体吐出ヘッド2や搬送モータ174等を制御することができる。   Note that a paper surface sensor 133 is installed between the liquid ejection head 2 and the nip roller 138 that are the most upstream in the transport direction of the printing paper P. The paper surface sensor 133 includes a light emitting element and a light receiving element, and can detect the leading end position of the printing paper P on the transport path. The detection result by the paper surface sensor 133 is sent to the control unit 100. The control unit 100 can control the liquid ejection head 2, the conveyance motor 174, and the like so that the conveyance of the printing paper P and the printing of the image are synchronized based on the detection result sent from the paper surface sensor 133.

次に本発明の液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体13について説明する。図2は、図1に示されたヘッド本体13を示す上面図である。図3は、図2の一点鎖線で囲まれた領域の拡大上面図であり、ヘッド本体13の一部である。図4は、図3と同じ位置の拡大透視図で、液体吐出孔8の位置が分かりやすいように、一部の流路を省略して描いている。なお、図3および図4において、図面を分かり易くするために、圧電アクチュエータ基板21の下方にあって破線で描くべき液体加圧室10(液体加圧室群9)、しぼり12および液体吐出孔8を実線で描いている。図5は、圧電アクチュエータ基板21の平面図である。図5でも同様に、第1の共通電極用表面電極71や貫通孔39を実線で描いている。図6(a)は、図3のV−V線に沿った縦断面図であり、(b)は、図5のX−X線に沿った縦断面図である。   Next, the head main body 13 constituting the liquid discharge head of the present invention will be described. FIG. 2 is a top view showing the head main body 13 shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged top view of a region surrounded by the alternate long and short dash line in FIG. 2 and is a part of the head main body 13. FIG. 4 is an enlarged perspective view of the same position as in FIG. 3, in which some of the flow paths are omitted so that the position of the liquid discharge holes 8 can be easily understood. 3 and 4, for easy understanding of the drawings, the liquid pressurization chamber 10 (liquid pressurization chamber group 9), the squeeze 12 and the liquid discharge holes which are to be drawn by broken lines below the piezoelectric actuator substrate 21 are shown. 8 is drawn with a solid line. FIG. 5 is a plan view of the piezoelectric actuator substrate 21. Similarly, in FIG. 5, the first common electrode surface electrode 71 and the through hole 39 are drawn with solid lines. 6A is a longitudinal sectional view taken along line VV in FIG. 3, and FIG. 6B is a longitudinal sectional view taken along line XX in FIG.

ヘッド本体13は、平板状の流路部材4と、流路部材4上に、圧電アクチュエータ基板21とを有している。圧電アクチュエータ基板21は台形形状を有しており、その台形の1対の平行対向辺が流路部材4の長手方向に平行になるように流路部材4の上面に配置されている。また、流路部材4の長手方向に平行な2本の仮想直線のそれぞれに沿って2つずつ、つまり合計4つの圧電アクチュエータ基板21が、全体として千鳥状に流路部材4上に配列されている。流路部材4上で隣接し合う圧電アクチュエータ基板21の斜辺同士は、流路部材4の短手方向について部分的にオーバーラップしている。このオーバーラップしている部分の圧電アクチェータユニット21を駆動することにより印刷される領域では、2つの圧電アクチュエータ基板21により吐出された液滴が混在して着弾することになる。   The head main body 13 has a flat plate-like channel member 4 and a piezoelectric actuator substrate 21 on the channel member 4. The piezoelectric actuator substrate 21 has a trapezoidal shape, and is disposed on the upper surface of the flow path member 4 so that a pair of parallel opposing sides of the trapezoid is parallel to the longitudinal direction of the flow path member 4. In addition, two piezoelectric actuator substrates 21 are arranged on the flow path member 4 as a whole in a zigzag manner, two along each of the two virtual straight lines parallel to the longitudinal direction of the flow path member 4. Yes. The oblique sides of the piezoelectric actuator substrates 21 adjacent to each other on the flow path member 4 partially overlap in the short direction of the flow path member 4. In the area printed by driving the overlapping piezoelectric actuator unit 21, the droplets ejected by the two piezoelectric actuator substrates 21 are mixed and landed.

流路部材4の内部には液体流路の一部であるマニホールド5が形成されている。マニホールド5は流路部材4の長手方向に沿って延び細長い形状を有しており、流路部材4の上面にはマニホールド5の開口5bが形成されている。開口5bは、流路部材4の長手方向に平行な2本の直線(仮想線)のそれぞれに沿って5個ずつ、合計10個形成されている。開口5bは、4つの圧電アクチュエータ基板21が配置された領域を避ける位置に形成されている。マニホールド5には開口5bを通じて図示されていない液体タンクから液体が供給されるようになっている。   A manifold 5 that is a part of the liquid flow path is formed inside the flow path member 4. The manifold 5 has an elongated shape extending along the longitudinal direction of the flow path member 4, and an opening 5 b of the manifold 5 is formed on the upper surface of the flow path member 4. A total of ten openings 5 b are formed along each of two straight lines (imaginary lines) parallel to the longitudinal direction of the flow path member 4. The opening 5b is formed at a position that avoids a region where the four piezoelectric actuator substrates 21 are disposed. The manifold 5 is supplied with liquid from a liquid tank (not shown) through the opening 5b.

流路部材4内に形成されたマニホールド5は、複数本に分岐している(分岐した部分のマニホールド5を副マニホールド5aということがある)。開口5bに繋がるマニホールド5は、圧電アクチュエータ基板21の斜辺に沿うように延在しており、流路部材4の長手方向と交差して配置されている。2つの圧電アクチュエータ基板21に挟まれた領域では、1つのマニホールド5が、隣接する圧電アクチュエータ基板21に共有されており、
副マニホールド5aがマニホールド5の両側から分岐している。これらの副マニホールド5aは、流路部材4の内部の各圧電アクチュエータ基板21に対向する領域に互いに隣接してヘッド本体13の長手方向に延在している。
The manifold 5 formed in the flow path member 4 is branched into a plurality of branches (the manifold 5 at the branched portion may be referred to as a sub-manifold 5a). The manifold 5 connected to the opening 5 b extends along the oblique side of the piezoelectric actuator substrate 21 and is disposed so as to intersect with the longitudinal direction of the flow path member 4. In a region sandwiched between two piezoelectric actuator substrates 21, one manifold 5 is shared by adjacent piezoelectric actuator substrates 21,
The sub-manifold 5 a branches off from both sides of the manifold 5. These sub-manifolds 5 a extend in the longitudinal direction of the head main body 13 adjacent to each other in regions facing the piezoelectric actuator substrates 21 inside the flow path member 4.

流路部材4は、複数の液体加圧室10がマトリクス状(すなわち、2次元的かつ規則的)に形成されている4つの液体加圧室群9を有している。液体加圧室10は、角部にアールが施されたほぼ菱形の平面形状を有する中空の領域である。液体加圧室10は流路部材4の上面に開口するように形成されている。これらの液体加圧室10は、流路部材4の上面における圧電アクチュエータ基板21に対向する領域のほぼ全面にわたって配列されている。したがって、これらの液体加圧室10によって形成された各液体加圧室群9は圧電アクチュエータ基板21とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有している。また、各液体加圧室10の開口は、流路部材4の上面に圧電アクチュエータ基板21が接着されることで閉塞されている。   The flow path member 4 has four liquid pressurizing chamber groups 9 in which a plurality of liquid pressurizing chambers 10 are formed in a matrix (that is, two-dimensionally and regularly). The liquid pressurizing chamber 10 is a hollow region having a substantially rhombic planar shape with rounded corners. The liquid pressurizing chamber 10 is formed so as to open on the upper surface of the flow path member 4. These liquid pressurizing chambers 10 are arranged over almost the entire surface of the upper surface of the flow path member 4 facing the piezoelectric actuator substrate 21. Accordingly, each liquid pressurizing chamber group 9 formed by these liquid pressurizing chambers 10 occupies a region having almost the same size and shape as the piezoelectric actuator substrate 21. Further, the opening of each liquid pressurizing chamber 10 is closed by adhering the piezoelectric actuator substrate 21 to the upper surface of the flow path member 4.

本実施形態では、図3に示されているように、マニホールド5は、流路部材4の短手方向に互いに平行に並んだ4列のE1〜E4の副マニホールド5aに分岐し、各副マニホールド5aに繋がった液体加圧室10は、等間隔に流路部材4の長手方向に並ぶ液体加圧室10の列を構成し、その列は、短手方向に互いに平行に4列配列されている。副マニホールド5aに繋がった液体加圧室10の並ぶ列は副マニホールド5aの両側に2列ずつ配列されている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the manifold 5 branches into four rows of E1-E4 sub-manifolds 5a arranged in parallel with each other in the short direction of the flow path member 4, and each sub-manifold The liquid pressurizing chambers 10 connected to 5a constitute a row of liquid pressurizing chambers 10 arranged in the longitudinal direction of the flow path member 4 at equal intervals, and the four rows are arranged in parallel to each other in the short direction. Yes. Two rows of liquid pressurizing chambers 10 connected to the sub-manifold 5a are arranged on both sides of the sub-manifold 5a.

全体では、マニホールド5から繋がる液体加圧室10は、等間隔に流路部材4の長手方向に並ぶ液体加圧室10の列を構成し、その列は、短手方向に互いに平行に16列配列されている。各液体加圧室列に含まれる液体加圧室10の数は、アクチュエータである変位素子50の外形形状に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。液体吐出孔8もこれと同様に配置されている。これによって、全体として長手方向に600dpiの解像度で画像形成が可能となっている。   As a whole, the liquid pressurizing chambers 10 connected from the manifold 5 constitute rows of the liquid pressurizing chambers 10 arranged in the longitudinal direction of the flow path member 4 at equal intervals, and the rows are 16 rows parallel to each other in the short direction. It is arranged. The number of liquid pressurizing chambers 10 included in each liquid pressurizing chamber row is arranged so as to gradually decrease from the long side toward the short side, corresponding to the outer shape of the displacement element 50 that is an actuator. ing. The liquid discharge holes 8 are also arranged in the same manner. As a result, it is possible to form an image with a resolution of 600 dpi in the longitudinal direction as a whole.

つまり、流路部材4の長手方向に平行な仮想直線に対して直交するように液体吐出孔8を投影すると、図3に示した仮想直線のRの範囲に、各副マニホールド5a繋がっている4つの液体吐出孔8、つまり全部で16個の液体吐出孔8が600dpiの等間隔になっている。また、各副マニホールド5aには平均すれば150dpiに相当する間隔で個別流路32が接続されている。これは、600dpi分の液体吐出孔8を4つ列の副マニホールド5aに分けて繋ぐ設計をする際に、各副マニホールド5aに繋がる個別流路32が等しい間隔で繋がるとは限らないため、マニホールド5aの延在方向、すなわち主走査方向に平均170μm(150dpiならば25.4mm/150=169μm間隔である)以下の間隔で個別流路32が形成されているということである。   That is, when the liquid discharge hole 8 is projected so as to be orthogonal to a virtual straight line parallel to the longitudinal direction of the flow path member 4, each sub-manifold 5a is connected to the range R of the virtual straight line shown in FIG. Two liquid discharge holes 8, that is, a total of 16 liquid discharge holes 8 are equally spaced at 600 dpi. Moreover, the individual flow paths 32 are connected to the sub manifolds 5a at intervals corresponding to 150 dpi on average. This is because the individual flow paths 32 connected to the sub-manifolds 5a are not always connected at equal intervals when the 600 dpi liquid discharge holes 8 are divided and connected to the four sub-manifolds 5a. This means that the individual flow paths 32 are formed at intervals of an average of 170 μm (25.4 mm / 150 = 169 μm intervals if 150 dpi) in the extending direction of 5a, that is, the main scanning direction.

圧電アクチュエータ基板21の上面における各液体加圧室10および後述のダミー液体加圧室に対向する位置には後述する個別電極35がそれぞれ形成されている。すなわち、個別電極35は、圧電アクチュエータ基板21の上面に、第1の方向および第1の方向とは異なる方向に渡って形成されている。個別電極35は液体加圧室10より一回り小さく、液体加圧室10とほぼ相似な形状を有しており、圧電アクチュエータ基板21の上面における液体加圧室10と対向する領域内に収まるように配置されている。   Individual electrodes 35 to be described later are formed at positions facing the respective liquid pressurizing chambers 10 and a dummy liquid pressurizing chamber to be described later on the upper surface of the piezoelectric actuator substrate 21. That is, the individual electrode 35 is formed on the upper surface of the piezoelectric actuator substrate 21 in the first direction and in a direction different from the first direction. The individual electrode 35 is slightly smaller than the liquid pressurizing chamber 10, has a shape substantially similar to the liquid pressurizing chamber 10, and fits in a region facing the liquid pressurizing chamber 10 on the upper surface of the piezoelectric actuator substrate 21. Is arranged.

流路部材4の下面の液体吐出面には多数の液体吐出孔8が形成されている。これらの液体吐出孔8は、流路部材4の下面側に配置された副マニホールド5aと対向する領域を避けた位置に配置されている。また、これらの液体吐出孔8は、流路部材4の下面側における圧電アクチュエータ基板21と対向する領域内に配置されている。これらの液体吐出孔群7は圧電アクチュエータ基板21とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有しており
、対応する圧電アクチュエータ基板21の変位素子50を変位させることにより液体吐出孔8から液滴が吐出できる。液体吐出孔8の配置については後で詳述する。そして、それぞれの領域内の液体吐出孔8は、流路部材4の長手方向に平行な複数の直線に沿って等間隔に配列されている。
A large number of liquid discharge holes 8 are formed in the liquid discharge surface on the lower surface of the flow path member 4. These liquid discharge holes 8 are arranged at a position avoiding a region facing the sub-manifold 5 a arranged on the lower surface side of the flow path member 4. Further, these liquid discharge holes 8 are arranged in a region facing the piezoelectric actuator substrate 21 on the lower surface side of the flow path member 4. These liquid discharge hole groups 7 occupy regions of substantially the same size and shape as the piezoelectric actuator substrate 21, and the liquid droplets are discharged from the liquid discharge holes 8 by displacing the corresponding displacement elements 50 of the piezoelectric actuator substrate 21. Can be discharged. The arrangement of the liquid discharge holes 8 will be described in detail later. The liquid discharge holes 8 in each region are arranged at equal intervals along a plurality of straight lines parallel to the longitudinal direction of the flow path member 4.

以上の流路は、液滴の吐出に直接関係する流路であるが、流路部材4には、図では省略してあるダミー液体加圧室が設けられている。ダミー液体加圧室は、液体加圧室10が設けられている台形状の領域の周囲に一列形成されている。ダミー液体加圧室により、液体加圧室10のうちの最も外側にある液体加圧室10の周囲の流路部材4の剛性などが、他の液体加圧室10の状態と近くなるので、液体吐出特性のばらつきを少なくできる。ダミー液体加圧室の形状は液体加圧室と同じであるが、他の流路に繋がってはいない。ダミー液体加圧室の配置は、液体加圧室10のマトリクス状の配置を延長するように配置される。   The above-described flow channel is a flow channel that is directly related to the discharge of droplets, but the flow channel member 4 is provided with a dummy liquid pressurizing chamber that is omitted in the drawing. The dummy liquid pressurizing chambers are formed in a line around the trapezoidal region where the liquid pressurizing chamber 10 is provided. Because the dummy liquid pressurization chamber makes the rigidity of the flow path member 4 around the liquid pressurization chamber 10 on the outermost side of the liquid pressurization chamber 10 close to the state of the other liquid pressurization chambers 10, Variations in liquid ejection characteristics can be reduced. The shape of the dummy liquid pressurizing chamber is the same as that of the liquid pressurizing chamber, but it is not connected to other flow paths. The dummy liquid pressurizing chamber is arranged so as to extend the matrix-like arrangement of the liquid pressurizing chamber 10.

ヘッド本体13に含まれる流路部材4は、複数のプレートが積層された積層構造を有している。これらのプレートは、流路部材4の上面から順に、キャビティプレート22、ベースプレート23、アパーチャ(しぼり)プレート24、サプライプレート25、26、マニホールドプレート27、28、29、カバープレート30およびノズルプレート31である。これらのプレートには多数の孔が形成されている。各プレートは、これらの孔が互いに連通して個別流路32および副マニホールド5aを構成するように、位置合わせして積層されている。ヘッド本体13は、図6に示されているように、液体加圧室10は流路部材4の上面に、副マニホールド5aは内部の下面側に、液体吐出孔8は下面にと、個別流路32を構成する各部分が異なる位置に互いに近接して配設され、液体加圧室10を介して副マニホールド5aと液体吐出孔8とが繋がる構成を有している。   The flow path member 4 included in the head body 13 has a stacked structure in which a plurality of plates are stacked. These plates are a cavity plate 22, a base plate 23, an aperture (squeezing) plate 24, supply plates 25 and 26, manifold plates 27, 28 and 29, a cover plate 30 and a nozzle plate 31 in order from the upper surface of the flow path member 4. is there. A number of holes are formed in these plates. Each plate is aligned and laminated so that these holes communicate with each other to form the individual flow path 32 and the sub-manifold 5a. As shown in FIG. 6, the head main body 13 has a liquid pressurizing chamber 10 on the upper surface of the flow path member 4, the sub-manifold 5a on the inner lower surface side, and the liquid discharge holes 8 on the lower surface. Each portion constituting the path 32 is disposed close to each other at different positions, and the sub manifold 5 a and the liquid discharge hole 8 are connected via the liquid pressurizing chamber 10.

各プレートに形成された孔について説明する。これらの孔には、次のようなものがある。第1に、キャビティプレート22に形成された液体加圧室10である。第2に、液体加圧室10の一端から副マニホールド5aへと繋がる流路を構成する連通孔である。この連通孔は、ベースプレート23(詳細には液体加圧室10の入り口)からサプライプレート25(詳細には副マニホールド5aの出口)までの各プレートに形成されている。なお、この連通孔には、アパーチャプレート24に形成されたしぼり12と、サプライプレート25、26に形成された個別供給流路6とが含まれている。   The holes formed in each plate will be described. These holes include the following. First, the liquid pressurizing chamber 10 formed in the cavity plate 22. Second, there is a communication hole that forms a flow path that connects from one end of the liquid pressurizing chamber 10 to the sub-manifold 5a. This communication hole is formed in each plate from the base plate 23 (specifically, the inlet of the liquid pressurizing chamber 10) to the supply plate 25 (specifically, the outlet of the sub manifold 5a). The communication hole includes the aperture 12 formed in the aperture plate 24 and the individual supply flow path 6 formed in the supply plates 25 and 26.

第3に、液体加圧室10の他端から液体吐出孔8へと連通する流路を構成する連通孔であり、この連通孔は、以下の記載においてディセンダ(部分流路)と呼称される。ディセンダは、ベースプレート23(詳細には液体加圧室10の出口)からノズルプレート31(詳細には液体吐出孔8)までの各プレートに形成されている。第4に、副マニホールド5aを構成する連通孔である。この連通孔は、マニホールドプレート27〜29に形成されている。   Third, there is a communication hole that constitutes a flow channel that communicates from the other end of the liquid pressurizing chamber 10 to the liquid discharge hole 8, and this communication hole is referred to as a descender (partial flow channel) in the following description. . The descender is formed on each plate from the base plate 23 (specifically, the outlet of the liquid pressurizing chamber 10) to the nozzle plate 31 (specifically, the liquid discharge hole 8). Fourthly, there is a communication hole constituting the sub-manifold 5a. The communication holes are formed in the manifold plates 27 to 29.

このような連通孔が相互に繋がり、副マニホールド5aからの液体の流入口(副マニホールド5aの出口)から液体吐出孔8に至る個別流路32を構成している。副マニホールド5aに供給された液体は、以下の経路で液体吐出孔8から吐出される。まず、副マニホールド5aから上方向に向かって、個別供給流路6を通り、しぼり12の一端部に至る。次に、しぼり12の延在方向に沿って水平に進み、しぼり12の他端部に至る。そこから上方に向かって、液体加圧室10の一端部に至る。さらに、液体加圧室10の延在方向に沿って水平に進み、液体加圧室10の他端部に至る。そこから少しずつ水平方向に移動しながら、主に下方に向かい、下面に開口した液体吐出孔8へと進む。   Such communication holes are connected to each other to form an individual flow path 32 from the liquid inflow port (the outlet of the submanifold 5a) from the submanifold 5a to the liquid discharge hole 8. The liquid supplied to the sub manifold 5a is discharged from the liquid discharge hole 8 through the following path. First, from the sub-manifold 5a, it passes through the individual supply flow path 6 and reaches one end of the aperture 12. Next, it proceeds horizontally along the extending direction of the aperture 12 and reaches the other end of the aperture 12. From there, it reaches one end of the liquid pressurizing chamber 10 upward. Further, the liquid pressurizing chamber 10 proceeds horizontally along the extending direction of the liquid pressurizing chamber 10 and reaches the other end of the liquid pressurizing chamber 10. While moving little by little in the horizontal direction from there, it proceeds mainly downward and proceeds to the liquid discharge hole 8 opened on the lower surface.

圧電アクチュエータ基板21は、図6に示されるように、2枚の圧電セラミック層21
a、21bからなる積層構造を有している。これらの圧電セラミック層21a、21bはそれぞれ20μm程度の厚さを有している。圧電アクチュエータ基板21の圧電セラミック層21a、21bの積層体の厚さは40μm程度である。圧電アクチュエータ基板21は、流路部材4の液体加圧室10の開口している平面状の面に積層されており、圧電セラミック層21a、21bのいずれの層も複数の液体加圧室10を跨ぐように延在している(図3参照)。これらの圧電セラミック層21a、21bは、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)系のセラミックス材料からなる。
The piezoelectric actuator substrate 21 includes two piezoelectric ceramic layers 21 as shown in FIG.
It has a laminated structure consisting of a and 21b. Each of these piezoelectric ceramic layers 21a and 21b has a thickness of about 20 μm. The thickness of the laminated body of the piezoelectric ceramic layers 21a and 21b of the piezoelectric actuator substrate 21 is about 40 μm. The piezoelectric actuator substrate 21 is laminated on the planar surface of the flow path member 4 where the liquid pressurizing chamber 10 is open, and any one of the piezoelectric ceramic layers 21 a and 21 b includes a plurality of liquid pressurizing chambers 10. It extends so as to straddle (see FIG. 3). The piezoelectric ceramic layers 21a and 21b are made of a lead zirconate titanate (PZT) ceramic material having ferroelectricity.

圧電アクチュエータ基板21は、Ag−Pd系などの金属材料からなる共通電極34、Au系などの金属材料からなる個別電極35、個別電極25の上に形成されているAg系などの金属材料からなる接続ランド36を有している。個別電極35は上述のように圧電アクチュエータ基板21の上面における液体加圧室10およびダミー液体加圧室と対向する位置に配置されている個別電極本体35aと、個別電極本体35aから液体加圧室10のない位置まで引き出されている接続電極35bとを含んでいる。個別電極35の厚さは、0.3〜1μmである。接続電極35bのうち後述の接続ランド形成領域80内に位置するものには接続ランド36が形成されている。接続ランド36は例えばガラスフリットを含む銀からなり、厚さが5〜15μm程度で凸状に形成されている。また、接続ランド36には、必要に応じてさらに接続バンプを形成した上、図示されていないFPC(Flexible Printed Circuit)に設けられた電極と電気的に接合されている。詳細は後述するが、個別電極35には、制御部100からFPCを通じて駆動信号(駆動電圧)が供給される。駆動信号は、印刷媒体Pの搬送速度と同期して一定の周期で供給される。   The piezoelectric actuator substrate 21 is made of a common electrode 34 made of a metal material such as Ag—Pd, an individual electrode 35 made of a metal material such as Au, and a metal material such as Ag made on the individual electrode 25. A connection land 36 is provided. As described above, the individual electrode 35 is disposed on the upper surface of the piezoelectric actuator substrate 21 at a position facing the liquid pressurizing chamber 10 and the dummy liquid pressurizing chamber. And a connection electrode 35b drawn to a position where there is no 10. The thickness of the individual electrode 35 is 0.3 to 1 μm. A connection land 36 is formed on a connection electrode 35b located in a connection land formation region 80 described later. The connection land 36 is made of, for example, silver containing glass frit, and has a convex shape with a thickness of about 5 to 15 μm. Further, connection bumps are further formed on the connection lands 36 as necessary, and are electrically joined to electrodes provided on an FPC (Flexible Printed Circuit) (not shown). Although details will be described later, a drive signal (drive voltage) is supplied to the individual electrode 35 from the control unit 100 through the FPC. The drive signal is supplied in a constant cycle in synchronization with the conveyance speed of the print medium P.

なお、以上は、圧電アクチュエータ基板21が2層の圧電セラミック層の場合の構造であるが、3相層以上の圧電セラミック層を積層して、個別電極35と共通電極34が交互になるように配置してもよい。   The above is the structure in the case where the piezoelectric actuator substrate 21 has two piezoelectric ceramic layers. However, the piezoelectric ceramic layers having three or more phases are laminated so that the individual electrodes 35 and the common electrodes 34 are alternately arranged. You may arrange.

個別電極35は、圧電アクチュエータ基板21の一方の主面の略全面に渡ってマトリクス状に形成されている。すなわち、第1の方向および第1の方向とは異なる方向に渡って形成されている。   The individual electrodes 35 are formed in a matrix over substantially the entire surface of one main surface of the piezoelectric actuator substrate 21. That is, the first direction and the first direction are formed in different directions.

なお、個別電極35のうち列A、B、Cの個別電極は、その直下がダミー液体加圧室となるダミー個別電極65である。このダミー個別電極から引き出される接続電極には、ダミー接続ランド66が形成されているものと、いないものがある。また、ダミー接続ランド66は、個別電極35(ダミー個別電極35を含む)が形成されていない部分に単独にも形成されていて、圧電アクチュエータ基板21と流路部材4を接合するときに加わる圧力を均等化することができる。   Of the individual electrodes 35, the individual electrodes in the rows A, B, and C are dummy individual electrodes 65 that are directly below the dummy liquid pressurizing chamber. The connection electrodes drawn from the dummy individual electrodes may or may not have dummy connection lands 66 formed. The dummy connection land 66 is also formed independently in a portion where the individual electrode 35 (including the dummy individual electrode 35) is not formed, and pressure applied when the piezoelectric actuator substrate 21 and the flow path member 4 are joined. Can be equalized.

共通電極34は、圧電セラミック層21aと圧電セラミック層21bとの間の領域に面方向のほぼ全面にわたって形成されている。すなわち、共通電極34は、圧電アクチュエータ基板21に対向する領域内の全ての液体加圧室10を覆うように延在している。共通電極34の厚さは2μm程度である。共通電極34は複数の貫通孔39中の導体で第2の共通電極用表面電極72に繋がっている。貫通孔の直径は50〜200μm程度である。一部の貫通孔39と第2の共通電極用表面電極72の間には第1の共通電極用表面電極71が形成されている。貫通孔39中の導体は、あらかじめビア導体を充填したものでよいし、第1の共通電極用表面電極71あるいは第2の共通電極用表面電極72が貫通孔39中に入り込んだものでもよい。   The common electrode 34 is formed over almost the entire surface in the area between the piezoelectric ceramic layer 21a and the piezoelectric ceramic layer 21b. That is, the common electrode 34 extends so as to cover all the liquid pressurizing chambers 10 in the region facing the piezoelectric actuator substrate 21. The thickness of the common electrode 34 is about 2 μm. The common electrode 34 is a conductor in the plurality of through holes 39 and is connected to the second common electrode surface electrode 72. The diameter of the through hole is about 50 to 200 μm. A first common electrode surface electrode 71 is formed between some of the through holes 39 and the second common electrode surface electrode 72. The conductor in the through hole 39 may be filled with a via conductor in advance, or the first common electrode surface electrode 71 or the second common electrode surface electrode 72 may enter the through hole 39.

このような構造にすることで、圧電アクチュエータ基板21を作製する際に、複数ある第1の共通電極用表面電極71と共通電極34との間の貫通孔39内の導体を通じた導通あるいは抵抗値を確認することができる。もし、一部の抵抗が高かったり、導通していな
い部分があると、その付近の変位素子50に実効的に加わる駆動信号と、他の変位素子50に加わる駆動信号と間に差が生じ、吐出特性に差が生じる。駆動信号がμ秒オーダーの信号の変化を含む際には、このようなグランドの影響は大きくなる。
With this structure, when the piezoelectric actuator substrate 21 is manufactured, the conduction or resistance value through the conductor in the through hole 39 between the plurality of first common electrode surface electrodes 71 and the common electrode 34 is obtained. Can be confirmed. If a part of the resistance is high or there is a part that is not conductive, a difference occurs between the drive signal that is effectively applied to the displacement element 50 in the vicinity thereof and the drive signal that is applied to the other displacement element 50. A difference occurs in the discharge characteristics. When the drive signal includes a change in signal on the order of μ seconds, the influence of such a ground becomes large.

各変位素子50におけるグランドの影響を少なくするには、個別電極35、すなわち変位素子50の配置を多角形状にして、その1編に沿って複数の貫通孔39を配置し、それらを繋げるように第2の共通電極用表面電極72を設ければよい。グランドの安定性は、その1辺から広がるような分布になるので、近接する変位素子50において、吐出特性の差が少なくなる。この際、変位素子50がその1辺沿って複数列、配列するのが好ましく、さらにその列が、600dpiの解像度の方向の合っているのが好ましい。その方向において、吐出特性のばらつきが少なくなるからである。   In order to reduce the influence of the ground in each displacement element 50, the individual electrodes 35, that is, the displacement elements 50 are arranged in a polygonal shape, and a plurality of through holes 39 are arranged along one of them to connect them. A second common electrode surface electrode 72 may be provided. Since the stability of the ground is distributed so as to spread from one side, the difference in ejection characteristics between the adjacent displacement elements 50 is reduced. At this time, the displacement elements 50 are preferably arranged in a plurality of rows along one side, and the rows are preferably aligned in the direction of the resolution of 600 dpi. This is because variations in ejection characteristics are reduced in that direction.

さらに、変位素子50が配置される多角形状を、対向する2辺が平行であるものにして、その2辺に複数の貫通孔39および第2の共通電極用表面電極を配置すれば、グランドの安定性が高くなる。さらに、変位素子50の配置は、四角形状にするのがよい。   Furthermore, if the polygonal shape in which the displacement element 50 is arranged has two opposite sides parallel to each other and a plurality of through holes 39 and second surface electrodes for the common electrode are arranged on the two sides, Increases stability. Furthermore, the arrangement of the displacement elements 50 is preferably square.

第1の共通電極用表面電極71は、貫通孔39中の導体の導通を確認するうえでは、すべての貫通孔39に設けるのが良い。しかし、第1の共通電極用表面電極71および第2の共通電極用表面電極72を焼成する際に、導体が収縮することで、圧電アクチュエータ基板21に反りが生じることがあるので、その点では少ない方がよい。そのため、導通がない場合に影響が大きい、貫通孔39の配置の端部に位置する部分にだけ設けるようにするのがよい。この様にすれば、グランドの弱くなりやすい、端部のグランドを強化できるし、端部は反りが発生しても吐出特性への影響が少ない。この場合端部とは、例えば、貫通孔39の配置の端から5個、あるいは第1の共通電極用表面電極71の長さに1/10端の部分である。この場合、貫通孔39の配置の中央部では、共通電極34と第2の共通電極用表面電極72とが、第1の共通電極用表面電極71を介さずに電気的に繋がることになる。   The first common electrode surface electrode 71 is preferably provided in all the through holes 39 in order to confirm the conduction of the conductors in the through holes 39. However, when the first common electrode surface electrode 71 and the second common electrode surface electrode 72 are fired, the conductor contracts and the piezoelectric actuator substrate 21 may be warped. Less is better. Therefore, it should be provided only at the portion located at the end of the arrangement of the through holes 39, which has a great influence when there is no conduction. In this way, the ground at the end, which tends to weaken the ground, can be strengthened, and even if the end is warped, there is little influence on the ejection characteristics. In this case, the end portions are, for example, five portions from the end of the arrangement of the through holes 39, or a portion that is 1/10 end in the length of the first common electrode surface electrode 71. In this case, at the central portion of the arrangement of the through holes 39, the common electrode 34 and the second common electrode surface electrode 72 are electrically connected without passing through the first common electrode surface electrode 71.

また、グランドを安定化するために、貫通孔39の配置の端部で、貫通孔29の配置の密度を高くするのが好ましい。さらに、貫通孔39および第2の共通電極用表面電極72を、変位素子50の配置されている多角形状の1辺を、延長した外側にまで配置することで、グランドを安定化できる。   Further, in order to stabilize the ground, it is preferable to increase the density of the arrangement of the through holes 29 at the end of the arrangement of the through holes 39. Furthermore, the ground can be stabilized by disposing the through hole 39 and the second common electrode surface electrode 72 to the outside where one side of the polygonal shape on which the displacement element 50 is disposed is extended.

さらに、貫通孔39の配置を、変位素子50の配置されている多角形状の1辺に沿って2列以上にすると、圧電アクチュエータ基板21の貫通孔39の位置が、焼成収縮のばらつきによって変動した場合も、すくなくとも一方の列により、導通がとれるようにできる。   Further, when the through holes 39 are arranged in two or more rows along one side of the polygonal shape where the displacement elements 50 are arranged, the positions of the through holes 39 of the piezoelectric actuator substrate 21 fluctuated due to variations in firing shrinkage. In some cases, conduction can be obtained by at least one of the columns.

図6に示されるように、共通電極34と個別電極35とは、最上層の圧電セラミック層21bのみを挟むように配置されている。圧電セラミック層21bにおける個別電極35と共通電極34とに挟まれた領域は活性部と呼称され、その部分の圧電セラミックスには厚み方向に分極が施されている。本実施形態の圧電アクチュエータ基板21においては、最上層の圧電セラミック層21bのみが活性部を含んでおり、圧電セラミック21aは活性部を含んでおらず、振動板として働く。この圧電アクチュエータ基板21はいわゆるユニモルフタイプの構成を有している。   As shown in FIG. 6, the common electrode 34 and the individual electrode 35 are disposed so as to sandwich only the uppermost piezoelectric ceramic layer 21b. A region sandwiched between the individual electrode 35 and the common electrode 34 in the piezoelectric ceramic layer 21b is called an active portion, and the piezoelectric ceramic in that portion is polarized in the thickness direction. In the piezoelectric actuator substrate 21 of the present embodiment, only the uppermost piezoelectric ceramic layer 21b includes an active portion, and the piezoelectric ceramic 21a does not include an active portion and functions as a diaphragm. The piezoelectric actuator substrate 21 has a so-called unimorph type configuration.

なお、後述のように、個別電極35に選択的に所定の駆動信号が供給されることにより、この個別電極35に対応する液体加圧室10内の液体に圧力が加えられる。これによって、個別流路32を通じて、対応する液体吐出口8から液滴が吐出される。すなわち、圧電アクチュエータ基板21における各液体加圧室10に対向する部分は、各液体加圧室1
0および液体吐出口8に対応する個別の変位素子50(アクチュエータ)に相当する。つまり、2枚の圧電セラミック層からなる積層体中には、図6に示されているような構造を単位構造とする変位素子50が液体加圧室10毎に、液体加圧室10の直上に位置する振動板21a、共通電極34、圧電セラミック層21b、個別電極35により作り込まれており、圧電アクチュエータ基板21には変位素子50が複数含まれている。なお、本実施形態において1回の吐出動作によって液体吐出口8から吐出される液体の量は5〜7pL(ピコリットル)程度である。
As will be described later, when a predetermined drive signal is selectively supplied to the individual electrode 35, pressure is applied to the liquid in the liquid pressurizing chamber 10 corresponding to the individual electrode 35. As a result, droplets are discharged from the corresponding liquid discharge ports 8 through the individual flow paths 32. That is, the portion of the piezoelectric actuator substrate 21 that faces each liquid pressurizing chamber 10 corresponds to each liquid pressurizing chamber 1.
This corresponds to the individual displacement element 50 (actuator) corresponding to 0 and the liquid discharge port 8. That is, in the laminate composed of two piezoelectric ceramic layers, the displacement element 50 having a unit structure as shown in FIG. 6 is provided immediately above the liquid pressurizing chamber 10 for each liquid pressurizing chamber 10. Are formed by a diaphragm 21a, a common electrode 34, a piezoelectric ceramic layer 21b, and individual electrodes 35, and the piezoelectric actuator substrate 21 includes a plurality of displacement elements 50. In the present embodiment, the amount of liquid ejected from the liquid ejection port 8 by one ejection operation is about 5 to 7 pL (picoliter).

多数の個別電極35は、個別に電位を制御することができるように、それぞれがFPC上のコンタクトおよび配線を介して、個別にアクチュエータ制御手段に電気的に接続されている。   A large number of individual electrodes 35 are individually electrically connected to the actuator control means via contacts and wirings on the FPC so that potentials can be individually controlled.

本実施形態における圧電アクチュエータ基板21の液体吐出時の駆動方法の一例を、個別電極35に供給される駆動電圧(駆動信号)に関して説明する。個別電極35を共通電極34と異なる電位にして圧電セラミック層21bに対してその分極方向に電界を印加したとき、この電界が印加された部分が、圧電効果により歪む活性部として働く。この時圧電セラミック層21bは、その厚み方向すなわち積層方向に伸長または収縮し、圧電横効果により積層方向と垂直な方向すなわち面方向には収縮または伸長しようとする。一方、残りの圧電セラミック層21aは、個別電極35と共通電極34とに挟まれた領域を持たない非活性層であるので、自発的に変形しない。つまり、圧電アクチュエータ基板21は、上側(つまり、液体加圧室10とは離れた側)の圧電セラミック層21bを、活性部を含む層とし、かつ下側(つまり、液体加圧室10に近い側)の圧電セラミック層21aを非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。   An example of a driving method at the time of liquid ejection of the piezoelectric actuator substrate 21 in the present embodiment will be described with respect to a driving voltage (drive signal) supplied to the individual electrode 35. When an electric field is applied to the piezoelectric ceramic layer 21b in the polarization direction by setting the individual electrode 35 to a potential different from that of the common electrode 34, the portion to which the electric field is applied functions as an active portion that is distorted by the piezoelectric effect. At this time, the piezoelectric ceramic layer 21b expands or contracts in the thickness direction, that is, the stacking direction, and tends to contract or extend in the direction perpendicular to the stacking direction, that is, the surface direction, due to the piezoelectric lateral effect. On the other hand, since the remaining piezoelectric ceramic layer 21a is an inactive layer that does not have a region sandwiched between the individual electrode 35 and the common electrode 34, it does not spontaneously deform. That is, the piezoelectric actuator substrate 21 has the piezoelectric ceramic layer 21b on the upper side (that is, the side away from the liquid pressurizing chamber 10) as a layer including the active portion and the lower side (that is, close to the liquid pressurizing chamber 10). This is a so-called unimorph type configuration in which the piezoelectric ceramic layer 21a on the side) is an inactive layer.

この構成において、電界と分極とが同方向となるように、アクチュエータ制御部により個別電極35を共通電極34に対して正または負の所定電位とすると、圧電セラミック層21bの電極に挟まれた部分(活性部)が、面方向に収縮する。一方、非活性層の圧電セラミック層21aは電界の影響を受けないため、自発的には縮むことがなく活性部の変形を規制しようとする。この結果、圧電セラミック層21bと圧電セラミック層21aとの間で分極方向への歪みに差が生じて、圧電セラミック層21bは液体加圧室10側へ凸となるように変形(ユニモルフ変形)する。   In this configuration, when the individual electrode 35 is set to a predetermined positive or negative potential with respect to the common electrode 34 by the actuator controller so that the electric field and the polarization are in the same direction, a portion sandwiched between the electrodes of the piezoelectric ceramic layer 21b. (Active part) contracts in the surface direction. On the other hand, the piezoelectric ceramic layer 21a, which is an inactive layer, is not affected by an electric field, so that it does not spontaneously shrink and tries to restrict deformation of the active portion. As a result, there is a difference in strain in the polarization direction between the piezoelectric ceramic layer 21b and the piezoelectric ceramic layer 21a, and the piezoelectric ceramic layer 21b is deformed so as to protrude toward the liquid pressurizing chamber 10 (unimorph deformation). .

本実施の形態における実際の駆動手順は、あらかじめ個別電極35を共通電極34より高い電位(以下高電位と称す)にしておき、吐出要求がある毎に個別電極35を共通電極34と一旦同じ電位(以下低電位と称す)とし、その後所定のタイミングで再び高電位とする。これにより、個別電極35が低電位になるタイミングで、圧電セラミック層21a、bが元の形状に戻り、液体加圧室10の容積が初期状態(両電極の電位が異なる状態)と比較して増加する。このとき、液体加圧室10内に負圧が与えられ、液体がマニホールド5側から液体加圧室10内に吸い込まれる。その後再び個別電極35を高電位にしたタイミングで、圧電セラミック層21a、bが液体加圧室10側へ凸となるように変形し、液体加圧室10の容積減少により液体加圧室10内の圧力が正圧となり液体への圧力が上昇し、液滴が吐出される。つまり、液滴を吐出させるため、高電位を基準とするパルスを含む駆動信号を個別電極35に供給することになる。このパルス幅は、液体加圧室10内において圧力波がマニホールド5から液体吐出孔8まで伝播する時間長さであるAL(Acoustic Length)が理想的である。これによると、液体加圧室10内部が負圧状態から正
圧状態に反転するときに両者の圧力が合わさり、より強い圧力で液滴を吐出させることができる。
In an actual driving procedure in the present embodiment, the individual electrode 35 is set to a potential higher than the common electrode 34 (hereinafter referred to as a high potential) in advance, and the individual electrode 35 is temporarily set to the same potential as the common electrode 34 every time there is a discharge request. (Hereinafter referred to as a low potential), and then set to a high potential again at a predetermined timing. As a result, the piezoelectric ceramic layers 21a and 21b return to the original shape at the timing when the individual electrode 35 becomes low potential, and the volume of the liquid pressurizing chamber 10 is compared with the initial state (the state where the potentials of both electrodes are different). To increase. At this time, a negative pressure is applied to the liquid pressurizing chamber 10 and the liquid is sucked into the liquid pressurizing chamber 10 from the manifold 5 side. Thereafter, at the timing when the individual electrode 35 is set to a high potential again, the piezoelectric ceramic layers 21a and 21b are deformed so as to protrude toward the liquid pressurizing chamber 10, and the volume of the liquid pressurizing chamber 10 is reduced so that the inside of the liquid pressurizing chamber 10 Becomes a positive pressure, the pressure on the liquid rises, and droplets are ejected. That is, a drive signal including a pulse based on a high potential is supplied to the individual electrode 35 in order to eject a droplet. The ideal pulse width is AL (Acoustic Length), which is the length of time during which the pressure wave propagates from the manifold 5 to the liquid discharge hole 8 in the liquid pressurizing chamber 10. According to this, when the inside of the liquid pressurizing chamber 10 is reversed from the negative pressure state to the positive pressure state, both pressures are combined, and the liquid droplet can be ejected with a stronger pressure.

以上のような液体吐出ヘッド2は、例えば、以下のようにして作製する。ロールコータ法、スリットコーター法などの一般的なテープ成形法により、圧電性セラミック粉末と有
機組成物からなるテープの成形を行ない、焼成後に圧電セラミック層21a、21bとなる複数のグリーンシートを作製する。グリーンシートの一部には、その表面に共通電極34となる電極ペーストを印刷法等により形成する。また、グリーンシートには貫通孔39を開け、必要に応じてビア導体を充填する。
The liquid discharge head 2 as described above is manufactured as follows, for example. A tape composed of a piezoelectric ceramic powder and an organic composition is formed by a general tape forming method such as a roll coater method or a slit coater method, and a plurality of green sheets that become piezoelectric ceramic layers 21a and 21b after firing are produced. . An electrode paste to be the common electrode 34 is formed on a part of the green sheet by a printing method or the like. The green sheet is provided with a through hole 39 and filled with a via conductor as necessary.

ついで、各グリーンシートを積層して積層体を作製し、加圧密着を行なう。加圧密着後の積層体を高濃度酸素雰囲気下で焼成し、圧電アクチュエータ素体を作製した。その後、Auペーストを用いて圧電アクチュエータ素体表面に個別電極35および第1の共通電極用表面電極71を印刷、焼成した。施用生後、各第1の共通電極用表面電極71について、導通の確認あるいは導体抵抗値の測定を行なう検査をし、各貫通孔39中の導体を介した接続を確認する。導体抵抗値は、例えば、1つの貫通孔につき3Ω以下であることを確認すればよい。その後、さらに、Ag−Pdペーストを用いて、接続ランド66および第2の共通電極用表面電極72印刷、焼成し、圧電アクチュエータ基板21を作製する。   Next, each green sheet is laminated to produce a laminate, and pressure adhesion is performed. The laminated body after pressure contact was fired in a high-concentration oxygen atmosphere to produce a piezoelectric actuator body. Thereafter, the individual electrode 35 and the first common electrode surface electrode 71 were printed and baked on the surface of the piezoelectric actuator element body using Au paste. After the application, the first common electrode surface electrode 71 is inspected to confirm continuity or to measure the conductor resistance value, and the connection through the conductor in each through hole 39 is confirmed. What is necessary is just to confirm that a conductor resistance value is 3 ohms or less per through-hole, for example. Thereafter, using the Ag-Pd paste, the connection land 66 and the second common electrode surface electrode 72 are printed and baked to produce the piezoelectric actuator substrate 21.

次に、流路部材4を、圧延法等により得られプレート22〜31を接着層を介して積層して作製する。プレート22〜31に、マニホールド5、個別供給流路6、液体加圧室10およびディセンダなどとなる孔を、エッチングにより所定の形状に加工する。   Next, the flow path member 4 is produced by laminating plates 22 to 31 obtained by a rolling method or the like via an adhesive layer. Holes to be the manifold 5, the individual supply flow path 6, the liquid pressurizing chamber 10, the descender, and the like are processed in the plates 22 to 31 into a predetermined shape by etching.

これらプレート22〜31は、Fe―Cr系、Fe−Ni系、WC−TiC系の群から選ばれる少なくとも1種の金属によって形成されていることが望ましく、特に液体としてインクを使用する場合にはインクに対する耐食性の優れた材質からなることが望ましため、Fe−Cr系がより好ましい。   These plates 22 to 31 are preferably formed of at least one metal selected from the group consisting of Fe—Cr, Fe—Ni, and WC—TiC, particularly when ink is used as a liquid. Since it is desired to be made of a material having excellent corrosion resistance against ink, Fe-Cr is more preferable.

圧電アクチュエータ基板21と流路部材4とは、例えば接着層を介して積層接着することができる。接着層としては、周知のものを使用することができるが、圧電アクチュエータ基板21や流路部材4への影響を及ぼさないために、熱硬化温度が100〜150℃のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂の群から選ばれる少なくとも1種の熱硬化性樹脂系の接着剤を用いるのがよい。このような接着層を用いて熱硬化温度にまで加熱することによって、圧電アクチュエータ基板21と流路部材4とを加熱接合することができる。   The piezoelectric actuator substrate 21 and the flow path member 4 can be laminated and bonded through, for example, an adhesive layer. As the adhesive layer, a known material can be used, but in order not to affect the piezoelectric actuator substrate 21 and the flow path member 4, an epoxy resin, phenol resin, polyphenylene having a thermosetting temperature of 100 to 150 ° C. It is preferable to use at least one thermosetting resin adhesive selected from the group of ether resins. By heating to the thermosetting temperature using such an adhesive layer, the piezoelectric actuator substrate 21 and the flow path member 4 can be heat-bonded.

1・・・プリンタ
2・・・液体吐出ヘッド
4・・・流路部材
5・・・マニホールド
5a・・・副マニホールド
5b・・・マニホールドの開口
6・・・個別供給流路
8・・・液体吐出孔
9・・・液体加圧室群
10・・・液体加圧室
11a、b、c、d・・・液体加圧室列
12・・・しぼり
13・・・液体吐出ヘッド本体
15a、b、c、d・・・液体吐出孔列
21・・・圧電アクチュエータ基板
21a・・・圧電セラミック層(振動板)
21b・・・圧電セラミック層
22〜31・・・プレート
32・・・個別流路
34・・・共通電極
35・・・個別電極
35a・・・個別電極本体
35b・・・接続電極
36・・・接続ランド
39・・・貫通孔
50・・・加圧部(変位素子)
65・・・ダミー個別電極
66・・・ダミー接続ランド
71・・・第1の共通電極用表面電極
72・・・第2の共通電極用表面電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Printer 2 ... Liquid discharge head 4 ... Channel member 5 ... Manifold 5a ... Sub manifold 5b ... Manifold opening 6 ... Individual supply channel 8 ... Liquid Discharge hole 9 ... Liquid pressurization chamber group 10 ... Liquid pressurization chamber 11a, b, c, d ... Liquid pressurization chamber row 12 ... Squeeze 13 ... Liquid discharge head body 15a, b , C, d: liquid discharge hole array 21: piezoelectric actuator substrate 21a: piezoelectric ceramic layer (vibrating plate)
21b ... Piezoelectric ceramic layer 22-31 ... Plate 32 ... Individual flow path 34 ... Common electrode 35 ... Individual electrode 35a ... Individual electrode body 35b ... Connection electrode 36 ... Connection land 39 ... through hole 50 ... pressurizing part (displacement element)
65 ... dummy individual electrode 66 ... dummy connection land 71 ... surface electrode for first common electrode 72 ... surface electrode for second common electrode

Claims (9)

振動板と少なくとも1層の圧電セラミック層とが積層されている積層体と、
該積層体の前記圧電セラミック層側の主面に第1の方向および第1の方向とは異なる方向に渡って配置されている複数の個別電極と、
前記積層体の内部に配置されている共通電極と、
前記共通電極に繋がるように前記圧電セラミック層を貫通している複数の貫通孔と、
前記圧電セラミック層側の主面に、前記複数の貫通孔にまたがって配置されている共通電極用表面電極と
を備えている液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板であって、
前記共通電極用表面電極は、1つの前記貫通孔毎に配置されている複数の第1の共通電極用表面電極と、複数の前記第1の共通電極用表面電極を繋ぐ第2の共通電極用表面電極とを含むことを特徴とする液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板。
A laminate in which a diaphragm and at least one piezoelectric ceramic layer are laminated;
A plurality of individual electrodes arranged on the main surface of the laminate on the piezoelectric ceramic layer side in a first direction and a direction different from the first direction;
A common electrode disposed inside the laminate;
A plurality of through holes penetrating the piezoelectric ceramic layer so as to be connected to the common electrode;
A piezoelectric actuator substrate for a liquid discharge head comprising a common electrode surface electrode disposed across the plurality of through holes on a main surface on the piezoelectric ceramic layer side,
The common electrode surface electrode is for a second common electrode that connects a plurality of first common electrode surface electrodes arranged for each one of the through holes and a plurality of the first common electrode surface electrodes. A piezoelectric actuator substrate for a liquid discharge head, comprising a surface electrode.
前記複数の個別電極が多角形状の領域に配置されているとともに、前記複数の貫通孔および前記共通電極用表面電極は、前記多角形状の少なくとも一辺に沿って配置されていることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板。   The plurality of individual electrodes are arranged in a polygonal region, and the plurality of through holes and the common electrode surface electrode are arranged along at least one side of the polygonal shape. Item 2. A piezoelectric actuator substrate for a liquid discharge head according to Item 1. 前記一辺の中央部に配置されている前記貫通孔には、前記第1の共通電極用表面電極が配置されておらず、前記第2の共通電極用表面電極は、前記第1の共通電極用を介さずに前記共通電極と繋がっていることを特徴とする請求項2に記載の液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板。   The first common electrode surface electrode is not disposed in the through-hole disposed in the central portion of the one side, and the second common electrode surface electrode is the first common electrode surface. The piezoelectric actuator substrate for a liquid discharge head according to claim 2, wherein the piezoelectric actuator substrate is connected to the common electrode without any interposition. 前記一辺の端部における前記貫通孔の配置密度が、前記一辺の中央部における前記貫通孔の配置密度よりも高いことを特徴とする請求項2または3に記載の液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板。   4. The piezoelectric actuator substrate for a liquid ejection head according to claim 2, wherein an arrangement density of the through holes at an end portion of the one side is higher than an arrangement density of the through holes at a central portion of the one side. 前記貫通孔および前記第2の共通電極用表面電極が前記一辺を延長した部位にまで配置されていることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板。   5. The piezoelectric actuator substrate for a liquid ejection head according to claim 2, wherein the through-hole and the second common electrode surface electrode are arranged up to a portion extending the one side. 前記貫通孔が前記一辺に沿って、2列以上の配置されていることを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板。   6. The piezoelectric actuator substrate for a liquid discharge head according to claim 2, wherein the through holes are arranged in two or more rows along the one side. 請求項1〜6のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板と、複数の吐出孔、および該複数の吐出孔とそれぞれ繋がっている複数の加圧室を有しており、前記振動板が前記複数の加圧室を覆うとともに、前記複数の個別電極本体と前記該複数の加圧室とがそれぞれ重なるように前記液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板に接合されている流路部材とを有することを特徴とする液体吐出ヘッド。   The piezoelectric actuator substrate for a liquid discharge head according to claim 1, a plurality of discharge holes, and a plurality of pressurizing chambers respectively connected to the plurality of discharge holes, and the diaphragm Covers the plurality of pressurizing chambers, and has a flow path member joined to the piezoelectric actuator substrate for the liquid discharge head so that the plurality of individual electrode bodies and the plurality of pressurizing chambers overlap each other. A liquid discharge head. 請求項7に記載の液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記圧電アクチュエータ基板および前記搬送部を制御する制御部とを備えていることを特徴とする記録装置。   The liquid ejection head according to claim 7, a transport unit that transports a recording medium to the liquid discharge head, and a control unit that controls the piezoelectric actuator substrate and the transport unit. Recording device. 振動板と少なくとも1層の圧電セラミック層とが積層されている積層体と、
該積層体の前記圧電セラミック層側の主面に第1の方向および第1の方向とは異なる方向に渡って配置されている複数の個別電極と、
前記積層体の内部に配置されている共通電極と、
前記共通電極に繋がるように前記圧電セラミック層を貫通している複数の貫通孔と、
1つの前記貫通孔毎に配置されている複数の第1の共通電極用表面電極と
を備えた圧電アクチュエータ素体を作製する工程と、
前記圧電アクチュエータ素体の前記複数の第1の共通電極用表面電極が前記共通電極と電気的に繋がっていることを検査工程と、
検査工程を終えた前記圧電アクチュエータ素体の前記複数の第1の共通電極用表面電極を繋げるように第2の共通電極用表面電極を形成する工程とを含む液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板の製造方法。
A laminate in which a diaphragm and at least one piezoelectric ceramic layer are laminated;
A plurality of individual electrodes arranged on the main surface of the laminate on the piezoelectric ceramic layer side in a first direction and a direction different from the first direction;
A common electrode disposed inside the laminate;
A plurality of through holes penetrating the piezoelectric ceramic layer so as to be connected to the common electrode;
Producing a piezoelectric actuator element body comprising a plurality of first common electrode surface electrodes arranged for each one of the through holes;
An inspection step that the plurality of first common electrode surface electrodes of the piezoelectric actuator element body are electrically connected to the common electrode;
Forming a second common electrode surface electrode so as to connect the plurality of first common electrode surface electrodes of the piezoelectric actuator element body that has undergone the inspection process. Method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016068404A (en) * 2014-09-30 2016-05-09 ブラザー工業株式会社 Liquid discharge device and manufacturing method of the same

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