JP2014216581A - Piezoelectric actuator substrate, liquid discharge head including the same, and recording apparatus - Google Patents

Piezoelectric actuator substrate, liquid discharge head including the same, and recording apparatus Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric actuator substrate capable of being manufactured as a non-defective product even when a ceramic substrate which is currently manufactured is partially defective, and to provide a liquid discharge head including the piezoelectric actuator substrate, and a recording apparatus.SOLUTION: A piezoelectric actuator substrate 21 comprises: a diaphragm; a common electrode; a piezoelectric ceramic layer having a plurality of through holes 39; a plurality of individual electrodes 35 arranged in a region, facing the common electrode, of the piezoelectric ceramic layer; and common surface electrodes 72 arranged inside and around the plurality of through holes 39 of the piezoelectric ceramic layer. The piezoelectric actuator substrate 21 is long in a first direction and has a pair of sides 21-1 which are substantially parallel and extended in a direction crossing the first direction. The plurality of through holes 39 are arranged only near the pair of sides 21-1 so as to be arranged along each of the pair of sides 21-1.

Description

本発明は、液滴を吐出させる液体吐出ヘッドなどに用いられる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に関するものである。   The present invention relates to a piezoelectric actuator substrate used for a liquid discharge head for discharging droplets, a liquid discharge head using the same, and a recording apparatus.

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。)。   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).

液体吐出ヘッドは、変位素子が、圧電アクチュエータ基板の略全面に設けられた共通電極と、共通電極と対向している個別電極と、それらに挟まれた圧電セラミック層と、共通電極の、圧電セラミック層と反対側の面に設けられている振動板とにより構成されている。共通電極と外部との接続は、圧電アクチュエータの周縁部の圧電セラミック層に設けられた貫通導体、および圧電アクチュエータ基板の周縁部に形成された表面電極を介して行われている。また、液体吐出ヘッドは、複数の吐出孔にそれぞれ繋がった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圧電アクチュエータの変位素子を変位させることで、各吐出孔からインクを吐出させ、主走査方向に、例えば600dpiの解像度で印刷が可能とされている。   In the liquid discharge head, the displacement element includes a common electrode provided on substantially the entire surface of the piezoelectric actuator substrate, individual electrodes facing the common electrode, a piezoelectric ceramic layer sandwiched between them, and a piezoelectric ceramic of the common electrode. It is comprised with the diaphragm provided in the surface on the opposite side to a layer. The connection between the common electrode and the outside is made through a through conductor provided in the piezoelectric ceramic layer at the peripheral portion of the piezoelectric actuator and a surface electrode formed at the peripheral portion of the piezoelectric actuator substrate. In addition, the liquid ejection head includes a plurality of pressurizing chambers connected to a plurality of ejection holes arranged in a matrix, and displaces a displacement element of a piezoelectric actuator provided so as to cover the chambers. For example, printing is possible in the main scanning direction at a resolution of 600 dpi.

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圧電アクチュエータ基板を作製する場合、圧電セラミック層と共通電極と振動板とを同時焼成してセラミック基板を作製した後、セラミック基板に個別電極を形成するのが好ましい。そのようにすれば、個別電極の形成位置が、セラミック基板を焼成する際に生じる焼成収縮の影響を受けなくでき、個別電極の位置精度を高くできる。個別電極と加圧室との位置がずれると、変位素子の変位量が変わる。個別電極の位置精度が高くなることで、変位量の設計値からのずれを小さくできる。また、複数ある変位素子間での変位量のばらつきも小さくできる。   When a piezoelectric actuator substrate as described in Patent Document 1 is manufactured, a ceramic substrate is manufactured by simultaneously firing a piezoelectric ceramic layer, a common electrode, and a diaphragm, and then individual electrodes are formed on the ceramic substrate. preferable. By doing so, the position where the individual electrodes are formed can be prevented from being affected by firing shrinkage that occurs when the ceramic substrate is fired, and the position accuracy of the individual electrodes can be increased. When the positions of the individual electrode and the pressurizing chamber are shifted, the displacement amount of the displacement element changes. Since the positional accuracy of the individual electrode is increased, the deviation of the displacement amount from the design value can be reduced. In addition, variation in the amount of displacement among a plurality of displacement elements can be reduced.

そのような圧電アクチュエータ基板を製造中に、セラミック基板に異物付着などの不良が生じた場合、異物が付着したセラミック基板は不良として廃棄せざるを得ないという問題があった。   When a defect such as adhesion of foreign matter occurs on the ceramic substrate during the manufacture of such a piezoelectric actuator substrate, there is a problem that the ceramic substrate to which the foreign matter adheres must be discarded as defective.

したがって、本発明の目的は、製造中のセラミック基板の一部に不良が生じても、良品を製造可能な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を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a piezoelectric actuator substrate capable of producing a non-defective product even when a defect occurs in a part of the ceramic substrate being manufactured, and a liquid discharge head and a recording apparatus using the piezoelectric actuator substrate.

本発明の圧電アクチュエータ基板は、振動板と、該振動板に積層されている共通電極と、該共通電極に積層されている、前記共通電極に繋がっている複数の貫通孔を備えている圧電セラミック層と、該圧電セラミック層の、前記共通電極と対向する領域に配置されている複数の個別電極と、前記圧電セラミック層の複数の前記貫通孔の内部および当該貫通孔の周囲に設けられた共通表面電極とを備えている圧電アクチュエータ基板であって、該圧電アクチュエータ基板は、一方方向に長いとともに、前記一方方向と交差する方向に伸びている略平行な一対の辺を有し、前記複数の貫通孔は、前記一対の辺の近傍のみに位置し、該一対の辺それぞれに沿って配置されていることを特徴とする。   A piezoelectric actuator substrate according to the present invention includes a diaphragm, a common electrode laminated on the diaphragm, and a plurality of through-holes laminated on the common electrode and connected to the common electrode. A layer, a plurality of individual electrodes arranged in a region of the piezoelectric ceramic layer facing the common electrode, and a common provided in and around the through holes of the piezoelectric ceramic layer A piezoelectric actuator substrate having a surface electrode, the piezoelectric actuator substrate being long in one direction and having a pair of substantially parallel sides extending in a direction intersecting the one direction, The through holes are located only in the vicinity of the pair of sides, and are arranged along each of the pair of sides.

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

1対の辺に沿ってのみ貫通孔が設けられているため、製造途中のセラミック基板の一部不良が生じても、前記一対の辺に沿った方向にずらして圧電アクチュエータ基板を作製すれば、その不良が含まれないように、圧電アクチュエータ基板を作製することができる。   Since through-holes are provided only along one pair of sides, even if a partial defect occurs in the ceramic substrate during manufacture, if the piezoelectric actuator substrate is manufactured by shifting in the direction along the pair of sides, The piezoelectric actuator substrate can be manufactured so as not to include the defect.

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 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. (a)は、本発明の一実施形態に係る圧電アクチュエータ基板の部分平面図であり、(b)は、(a)の圧電アクチュエータ基板であり、(c)は、本発明の他の施形態に係る圧電アクチュエータ基板である。(A) is a partial plan view of a piezoelectric actuator substrate according to an embodiment of the present invention, (b) is a piezoelectric actuator substrate of (a), and (c) is another embodiment of the present invention. This is a piezoelectric actuator substrate according to the above. (a)は、図3のV−V線に沿った縦断面図であり、(b)は、図5(a)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. 5 (a).

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(a)は、圧電アクチュエータ基板21の部分平面図であり、図5(a)でも同様に、貫通孔39を実線で描いている。図5(b)は、
圧電アクチュエータ基板21全体の平面図であり、要部以外は省略してある。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(a)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 a one-dot chain 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. 5A is a partial plan view of the piezoelectric actuator substrate 21. Similarly, in FIG. 5A, the through hole 39 is drawn with a solid line. FIG. 5 (b)
It is a top view of the whole piezoelectric actuator board | substrate 21, and it has abbreviate | omitted other than the principal part. 6A is a longitudinal sectional view taken along the line VV in FIG. 3, and FIG. 6B is a longitudinal sectional view taken along the line XX in FIG. 5A.

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ュエータ基板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 region printed by driving the overlapping piezoelectric actuator substrate 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 the region sandwiched between the two piezoelectric actuator substrates 21, one manifold 5 is shared by the adjacent piezoelectric actuator substrates 21, and the sub-manifold 5 a is branched 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 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に繋がっている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, it is connected to each sub-manifold 5a in the range of R of the virtual straight line shown in FIG. Four 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 necessarily connected at equal intervals when the 600 dpi liquid discharge holes 8 are divided and connected to the four rows of sub-manifolds 5a. In other words, 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 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、ダミー個別電極65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 and dummy individual electrodes 65 described later are formed at positions facing the liquid pressurizing chambers 10 and a dummy liquid pressurizing chamber described later on the upper surface of the piezoelectric actuator substrate 21, respectively. 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 an area having almost the same shape as the piezoelectric actuator substrate 21, and droplets can be discharged from the liquid discharge holes 8 by displacing the corresponding displacement elements 50 of the piezoelectric actuator substrate 21. . 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21a、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などからなる。   As shown in FIG. 6, the piezoelectric actuator substrate 21 has a laminated structure including two piezoelectric ceramic layers 21a 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). These 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35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上には接続ランド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 an Ag-Pd material, an individual electrode 35 made of a metal material such as an Au material, and a metal material such as an Ag material formed on the individual electrode 35. 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 from the individual electrode main body 35a to the 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 the connection electrode 35b. 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.

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中の導体で共通表面電極72に繋がっている。貫通孔の直径は50〜200μm程度である。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、共通表面電極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 connected to the common surface electrode 72 by a conductor in the plurality of through holes 39. The diameter of the through hole is about 50 to 200 μm. The conductor in the through hole 39 may be filled with a via conductor in advance, or the common surface electrode 72 may enter the through hole 39.

このような圧電アクチュエータ基板21を作製するには、例えば、貫通孔39を形成した圧電セラミック層21bとなるグリーンシートと、圧電セラミック層21aとなるグリーンシートとの間に、共通電極34となる導体ペーストを挟んだ状態で焼成して、セラミック基板を作製し、セラミック基板に、個別電極35および共通表面電極72を形成するのが好ましい。個別電極35と加圧室10との位置がずれると、変位素子50の変位量がかわるため、設計値に近い変位量としたり、各変位素子50の変量の差を少なくするためには、個別電極50の形成精度に、セラミック基板焼成時の焼成収縮の影響が出ないようにするのが好ましいからである。   In order to manufacture such a piezoelectric actuator substrate 21, for example, a conductor serving as the common electrode 34 between the green sheet serving as the piezoelectric ceramic layer 21 b in which the through holes 39 are formed and the green sheet serving as the piezoelectric ceramic layer 21 a. It is preferable that the ceramic substrate is manufactured by firing in a state where the paste is sandwiched, and the individual electrode 35 and the common surface electrode 72 are formed on the ceramic substrate. If the positions of the individual electrode 35 and the pressurizing chamber 10 are shifted, the displacement amount of the displacement element 50 changes. Therefore, in order to make the displacement amount close to the design value or to reduce the difference in the variable amount of each displacement element 50, individual This is because it is preferable that the formation accuracy of the electrode 50 is not affected by firing shrinkage when firing the ceramic substrate.

また、上述のような台形状や平行四辺形状など、長方形状でない形状のセラミック基板は、焼成収縮時に収縮が均等にならず、焼成後の形状が歪むことがある。また、焼成前の生の柔らかい状態で、長方形状と異なる形状に切断加工する際に精度が悪くなることもある。そのため、セラミック基板は、圧電アクチュエータ基板21よりも大きい形状のものを作製し、焼成後に切断するのが好ましい。焼成するセラミック基板は、加工がし易く、焼成などで歪が生じ難い長方形状にするのが好ましい。   In addition, the ceramic substrate having a non-rectangular shape such as the trapezoidal shape or the parallelogram shape as described above may not be uniformly shrunk during firing shrinkage, and the shape after firing may be distorted. Moreover, when cutting into a shape different from the rectangular shape in a raw soft state before firing, accuracy may be deteriorated. Therefore, it is preferable that the ceramic substrate has a shape larger than that of the piezoelectric actuator substrate 21 and is cut after firing. It is preferable that the ceramic substrate to be fired has a rectangular shape that is easy to process and hardly distorts by firing.

そのようなセラミック基板を作製する上で、異物付着などの不良が発生した場合、不良が局所的であっても、圧電アクチュエータ基板21として切り出される領域にあれば、そのセラミック基板からは、圧電アクチュエータ基板21を作製できなくなってしまう。   In producing such a ceramic substrate, when a defect such as adhesion of foreign matter occurs, even if the defect is localized, if it is in a region to be cut out as the piezoelectric actuator substrate 21, the piezoelectric substrate can be removed from the piezoelectric actuator. The substrate 21 cannot be manufactured.

そこで、圧電アクチュエータ基板21において、貫通孔39を形成する位置を、一方方向に長い圧電アクチュエータ基板21の、その一方方向と交差する方向に伸びている略平行な一対の辺21−1の近傍のみにし、一対の辺21−1それぞれの辺に沿って設けるようにする。すなわち、貫通孔39は、一対の辺21−1に近傍以外には設けないようにする。ここで一対の辺21−1の近傍とは、例えば、一対の辺のそれぞれから、一対の辺のそれぞれに最も近い個別電極35までの範囲のことである。また、一対の辺21−1の近傍とは、例えば。一対の辺21−1から、圧電アクチュエータ基板21の長手方向の長さの1/10までの範囲のことである。ここで略平行とは、大きくとも±30度程度の範囲内のことを指し、また、一対の辺21−1の一方の端同士の距離と、他方の端同士の距離の差が、貫通孔39の直径の10倍程度以内であることを指す。   Therefore, in the piezoelectric actuator substrate 21, the positions where the through holes 39 are formed are only in the vicinity of a pair of substantially parallel sides 21-1 extending in a direction intersecting the one direction of the piezoelectric actuator substrate 21 that is long in one direction. And provided along each side of the pair of sides 21-1. That is, the through-hole 39 is not provided on the pair of sides 21-1 except for the vicinity. Here, the vicinity of the pair of sides 21-1 is, for example, a range from each of the pair of sides to the individual electrode 35 closest to each of the pair of sides. Further, the vicinity of the pair of sides 21-1 is, for example. A range from the pair of sides 21-1 to 1/10 of the length of the piezoelectric actuator substrate 21 in the longitudinal direction. Here, “substantially parallel” refers to a range of about ± 30 degrees at most, and the difference between the distance between one end of the pair of sides 21-1 and the distance between the other ends is a through hole. It means that it is within about 10 times the diameter of 39.

上述のようにすることで、貫通孔39と共通表面電極72とが重なる範囲内で、セラミック基板の中で圧電アクチュエータ基板21を切り出す位置を、一対の辺21−1と平行
にずらすことができる。圧電アクチュエータ基板21に対する貫通孔39の位置がずれても、貫通孔39を通じて共通表面電極72と共通電極34とが導通すればよく、圧電アクチュエータ基板21の中央など一対の辺21−1の近傍以外にには、貫通孔39が配置さていないため、貫通孔39に阻害されて、個別電極35が形成できなくなったり、貫通孔39を通じて個別電極35と共通電極34とが導通することもない。
As described above, the position where the piezoelectric actuator substrate 21 is cut out of the ceramic substrate can be shifted in parallel with the pair of sides 21-1 within a range where the through hole 39 and the common surface electrode 72 overlap. . Even if the position of the through hole 39 with respect to the piezoelectric actuator substrate 21 is shifted, it is sufficient that the common surface electrode 72 and the common electrode 34 are conducted through the through hole 39, and other than the vicinity of the pair of sides 21-1 such as the center of the piezoelectric actuator substrate 21. In addition, since the through-hole 39 is not disposed, the individual electrode 35 cannot be formed by being blocked by the through-hole 39, and the individual electrode 35 and the common electrode 34 are not conducted through the through-hole 39.

さらに、貫通孔39以外に、一対の辺21−1と平行に貫通孔39−1を設けておけば、セラミック基板に発生した局所的な不良などで貫通孔39を含むように圧電アクチュエータ基板21が切り出せない場合、貫通孔39−1を含むように圧電アクチュエータ基板21を切り出すことで、圧電アクチュエータ基板21を作製することができる。   Further, in addition to the through-hole 39, if the through-hole 39-1 is provided in parallel with the pair of sides 21-1, the piezoelectric actuator substrate 21 includes the through-hole 39 due to a local defect or the like generated in the ceramic substrate. If the piezoelectric actuator substrate 21 cannot be cut out, the piezoelectric actuator substrate 21 can be manufactured by cutting out the piezoelectric actuator substrate 21 so as to include the through hole 39-1.

圧電アクチュエータ基板21は、製造設備の制約などにより正方形に近い形状となることが多い。圧電アクチュエータ基板21の長手方向に伸びる方向に平行な辺を、略平行な一対の辺として使用すると、セラミック基板から圧電アクチュエータ基板21を切り出すことが可能な範囲に限られるが、長手方向と交差する方向に伸びる略平行な辺を一対の辺21−1として使用すれば、セラミック基板から圧電アクチュエータ基板21を切り出すことが可能な範囲を大きくすることができる。   The piezoelectric actuator substrate 21 often has a shape close to a square due to restrictions on manufacturing equipment. If the sides parallel to the direction extending in the longitudinal direction of the piezoelectric actuator substrate 21 are used as a pair of substantially parallel sides, the piezoelectric actuator substrate 21 is limited to a range in which the piezoelectric actuator substrate 21 can be cut out from the ceramic substrate, but intersects the longitudinal direction. If the substantially parallel sides extending in the direction are used as the pair of sides 21-1, the range in which the piezoelectric actuator substrate 21 can be cut out from the ceramic substrate can be increased.

共通表面電極72が大きくなると、共通表面電極72を焼成する際の焼成収縮で圧電アクチュエータ基板21が歪むおそれがある。また、共通表面電極72の一対の辺21−1と直交する方向の長さが長くなると変位素子50を形成できる領域が狭くなる。そのため、共通表面電極72は、一対の辺21−1に沿って長く配置するとともに、その長さも短い方がよい。また、共通表面電極72が入りこんでいない貫通孔39があると、他の部位と異なる構造になるため、不良の原因となるおそれがあるので、全ての貫通孔39が共通表面電極72に重なっているようにするのが好ましい。   If the common surface electrode 72 is large, the piezoelectric actuator substrate 21 may be distorted due to firing shrinkage when firing the common surface electrode 72. Further, when the length of the common surface electrode 72 in the direction orthogonal to the pair of sides 21-1 is increased, the region where the displacement element 50 can be formed is reduced. Therefore, it is preferable that the common surface electrode 72 is arranged long along the pair of sides 21-1 and the length thereof is short. Further, if there is a through hole 39 in which the common surface electrode 72 does not enter, the structure is different from other parts, which may cause a defect. Therefore, all the through holes 39 overlap the common surface electrode 72. It is preferable to make it.

以上のような点を考慮すると、一対の辺21−1の長さを短くするとともに、一対の辺21−1の長さ方向に渡って共通表面電極72を配置するのが好ましい。また、セラミック基板から圧電アクチュエータ基板21を切り出す位置をずらす際に、その位置が圧電アクチュエータ基板21の長手方向にずれるようになると、セラミック基板から外れるような位置になる可能性があるため、一対の辺21−1は、圧電アクチュエータ基板21の長手方向に直交する方向に伸びているのが好ましい。   Considering the above points, it is preferable to shorten the length of the pair of sides 21-1 and to dispose the common surface electrode 72 over the length direction of the pair of sides 21-1. Further, when the position where the piezoelectric actuator substrate 21 is cut out from the ceramic substrate is shifted, if the position is shifted in the longitudinal direction of the piezoelectric actuator substrate 21, there is a possibility that the position is removed from the ceramic substrate. The side 21-1 preferably extends in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the piezoelectric actuator substrate 21.

具体的な圧電アクチュエータ基板21の形状としては、図5(b)に示すような、長辺、短辺、および2つの斜辺を有する台形から、長辺と2つ斜辺との間の2つの角をそれぞれ切り欠いた部分に、一対の辺21−1を設けた形状が好ましい。また、図5(c)に示すように、圧電アクチュエータ基板221の形状は、2つの鋭角および2つの鈍角を有する平行四辺形から、2つの鋭角をそれぞれ切り欠いた部分に、一対の辺221−1を設けた形状としてもよい。   As a specific shape of the piezoelectric actuator substrate 21, as shown in FIG. 5B, a trapezoid having a long side, a short side, and two oblique sides, two corners between the long side and the two oblique sides are provided. The shape which provided a pair of edge | side 21-1 in the part which notched each was preferable. Further, as shown in FIG. 5C, the shape of the piezoelectric actuator substrate 221 is a pair of sides 221- in a portion obtained by cutting out two acute angles from a parallelogram having two acute angles and two obtuse angles. 1 may be provided.

なお、図5(a)において、表面共通電極72が、台形状の圧電アクチュエータ基板21の長辺に沿って短く伸びている部分は、接続バンプが形成されFPCと接続される部分である。   In FIG. 5A, the portion where the surface common electrode 72 extends shortly along the long side of the trapezoidal piezoelectric actuator substrate 21 is a portion where connection bumps are formed and connected to the FPC.

図6(a)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. 6A, 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10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 facing each liquid pressurizing chamber 10 corresponds to an individual displacement element 50 (actuator) corresponding to each liquid pressurizing chamber 10 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(Ac
oustic 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. This pulse width is AL (Ac that 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.
oustic Length) is ideal. 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を開ける。必要に応じて、標準的な切り出し位置以外で圧電アクチュエータ基板21を切り出す際に使用する貫通孔39−1を開ける。共通電極34は、貫通孔39−1の下にも存在するように、全面に形成される。さらに、必要に応じて、貫通孔39、貫通孔39−1に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. Further, a through hole 39 is opened in the green sheet. If necessary, a through hole 39-1 used when cutting out the piezoelectric actuator substrate 21 at a position other than the standard cutting position is opened. The common electrode 34 is formed on the entire surface so as to exist under the through hole 39-1. Furthermore, a via conductor is filled in the through hole 39 and the through hole 39-1, 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長方形状に切断して高濃度酸素雰囲気下で焼成し、セラミック基板を作製した。セラミック基板は、外観検査等をして、標準の切り出す位置内に不良がなければ、ダイシング等で圧電アクチュエータ基板21を切り出す。標準の切り出し位置内に不良があり、切り出し位置をずらすことで、良品の圧電アクチュエータ基板21を作製できるようであれば、その後形成する共通表面電極34と貫通孔39あるいは貫通孔39−1の位置が合うように(少なくとも一つが重なるように)、圧電アクチュエータ基板21を切り出す。その後、Auペーストで個別電極35および共通表面電極72を印刷、焼成すれば、圧電アクチュエータ基板を作製することができる。   Next, each green sheet is laminated to produce a laminate, and pressure adhesion is performed. The laminated body after pressure contact was cut into a rectangular shape and fired in a high-concentration oxygen atmosphere to produce a ceramic substrate. The ceramic substrate is subjected to an appearance inspection or the like, and if there is no defect in the standard cutting position, the piezoelectric actuator substrate 21 is cut out by dicing or the like. If there is a defect in the standard cutout position and the good piezoelectric actuator substrate 21 can be manufactured by shifting the cutout position, the positions of the common surface electrode 34 and the through-hole 39 or the through-hole 39-1 to be formed thereafter The piezoelectric actuator substrate 21 is cut out so as to match (at least one overlaps). Then, if the individual electrode 35 and the common surface electrode 72 are printed and fired with Au paste, the piezoelectric actuator substrate can be manufactured.

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、221・・・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
21−1、221−1・・(圧電アクチュエータ基板の)一対の辺
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、239・・・貫通孔
39−1、239−1・・・(圧電アクチュエータ基板外の)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
72、272・・・共通表面電極
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 arrays 21, 221: piezoelectric actuator substrate 21a: piezoelectric ceramic layer (vibrating plate)
21b: Piezoelectric ceramic layers 21-1, 212-1 ... (a pair of piezoelectric actuator substrates) 22-31 ... Plate 32 ... Individual flow path 34 ... Common electrode 35 ... Individual Electrode 35a ... Individual electrode body 35b ... Connection electrode 36 ... Connection land 39, 239 ... Through hole 39-1, 239-1 ... (Outside of piezoelectric actuator substrate) 50 ...・ Pressure section (displacement element)
65 ... dummy individual electrode 66 ... dummy connection land 72, 272 ... common surface electrode

Claims (6)

振動板と、
該振動板に積層されている共通電極と、
該共通電極に積層されている、前記共通電極に繋がっている複数の貫通孔を備えている圧電セラミック層と、
該圧電セラミック層の、前記共通電極と対向する領域に配置されている複数の個別電極と、
前記圧電セラミック層の複数の前記貫通孔の内部および当該貫通孔の周囲に設けられた共通表面電極と
を備えている圧電アクチュエータ基板であって、
該圧電アクチュエータ基板は、一方方向に長いとともに、前記一方方向と交差する方向に伸びている略平行な一対の辺を有し、
前記複数の貫通孔は、前記一対の辺の近傍のみに位置し、該一対の辺それぞれに沿って配置されていることを特徴とする圧電アクチュエータ基板。
A diaphragm,
A common electrode laminated on the diaphragm;
A piezoelectric ceramic layer having a plurality of through-holes connected to the common electrode, laminated on the common electrode;
A plurality of individual electrodes arranged in a region of the piezoelectric ceramic layer facing the common electrode;
A piezoelectric actuator substrate comprising: a plurality of through holes in the piezoelectric ceramic layer; and a common surface electrode provided around the through holes.
The piezoelectric actuator substrate has a pair of substantially parallel sides that are long in one direction and extend in a direction crossing the one direction.
The plurality of through holes are located only in the vicinity of the pair of sides, and are arranged along each of the pair of sides.
前記圧電アクチュエータ基板が、長辺、短辺、および2つの斜辺を有する台形から、前記長辺と前記2つ斜辺との間の2つの角をそれぞれ切り欠いた部分に、前記一対の辺を設けた形状であることを特徴とする請求項1に記載の圧電アクチュエータ。   The piezoelectric actuator substrate is provided with the pair of sides at a portion in which two corners between the long side and the two oblique sides are cut out from a trapezoid having a long side, a short side, and two oblique sides. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the piezoelectric actuator has a curved shape. 前記圧電アクチュエータ基板が、2つの鋭角および2つの鈍角を有する平行四辺形から、前記2つの鋭角をそれぞれ切り欠いた部分に、前記一対の辺を設けた形状であることを特徴とする請求項1に記載の圧電アクチュエータ。   2. The piezoelectric actuator substrate according to claim 1, wherein the pair of sides is provided in a portion obtained by cutting out the two acute angles from a parallelogram having two acute angles and two obtuse angles. The piezoelectric actuator described in 1. 前記共通表面電極は、前記一対の辺のそれぞれ辺において、当該辺に沿って配置されているすべての前記貫通孔に重なって配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。   The common surface electrode is disposed on each side of the pair of sides so as to overlap all the through holes arranged along the side. The piezoelectric actuator as described. 請求項1〜4のいずれかに記載の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と前記該複数の加圧室とがそれぞれ重なるように前記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。   5. The piezoelectric actuator substrate according to claim 1, a plurality of discharge holes, and a plurality of pressurizing chambers connected to the plurality of discharge holes, respectively, wherein the diaphragm is the plurality of the vibration plates. A liquid discharge head comprising: a flow path member which covers the pressurizing chamber and is joined to the piezoelectric actuator substrate so that the plurality of individual electrodes and the plurality of pressurizing chambers overlap each other. 請求項5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 5, 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.
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