JP2858956B2

JP2858956B2 - Ink jet head and method of manufacturing the same

Info

Publication number: JP2858956B2
Application number: JP52509595A
Authority: JP
Inventors: 誠一大澤; 剛男小味山
Original assignee: SHICHIZUN TOKEI KK
Current assignee: SHICHIZUN TOKEI KK
Priority date: 1994-03-29
Filing date: 1995-03-28
Publication date: 1999-02-17
Anticipated expiration: 2014-02-17

Description

【発明の詳細な説明】技術分野この発明は、インク液滴を画像記録媒体上へ選択的に
付着させるインクジェットヘッド及びその製造方法に関
する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ink jet head for selectively adhering ink droplets onto an image recording medium and a method for manufacturing the same.

背景技術今日、その市場を大きく拡大しつつあるノンインパク
ト・プリンタの内で、原理が最も単純で、かつカラー印
刷に好適なものとしてインクジェット・プリンタがあ
る。そのうちでも、ドット形成時にのみインク液滴を吐
出する、いわゆるドロップ・オン・デマンド（DOD）型
のインクジェット・プリンタが主流となっている。2. Description of the Related Art Among non-impact printers whose market is expanding greatly, an ink jet printer is the simplest in principle and suitable for color printing. Among them, a so-called drop-on-demand (DOD) type ink jet printer which discharges ink droplets only at the time of dot formation is in use.

DOD型のインクジェット・プリンタにおける代表的な
ヘッド方式としては、例えば、特公昭53−12138号公報
に開示されているカイザー型のものや、特公昭61−5991
4号公報に開示されているサーマルジェット型のものが
ある。Representative head systems in a DOD type ink jet printer include, for example, a Kaiser type disclosed in Japanese Patent Publication No. 53-12138 and Japanese Patent Publication No.
There is a thermal jet type disclosed in Japanese Patent No.

このうち、特公昭53−12138号公報に記載のカイザー
型のインクジェットヘッドは、小型化が難しく、また特
公昭61−59914号公報に記載のサーマルジェット型のイ
ンクジェットヘッドは、高熱をインクに加えるためにイ
ンクが焦げ付くという困難な問題を抱えていた。Among them, the Kaiser-type inkjet head described in JP-B-53-12138 is difficult to miniaturize, and the thermal jet-type inkjet head described in JP-B-61-59914 is designed to apply high heat to the ink. Had a difficult problem of ink scorching.

以上のような欠陥を同時に解決するインクジェットヘ
ッドとして、圧電歪定数d₃₃を有する圧電素子を用いた
もの（以下、「d₃₃モード型」ともいう）がある。An inkjet head for solving a defect as described above at the same time, one using a piezoelectric element having a piezoelectric strain constant d ₃₃ (hereinafter, also referred to as "d ₃₃ mode type") is.

このd₃₃モード型のインクジェットヘッドは、圧電性
素材の細片（圧電素子）を使用し、この圧電素子におけ
る一面と、それに対向する面にそれぞれ電極を形成する
とともに、この圧電歪素子を電極間の電界方向と同じ方
向に分極させることにより圧電歪定数d₃₃を持たせた概
略構造となっている。そして、この圧電歪素子が電極間
に電界を発生して、厚さ方向（d₃₃方向）に伸縮するこ
とにより、インク圧力室を加圧するようになっている。The d ₃₃ mode type ink jet head, use strips of piezoelectric material (the piezoelectric element), and one surface of the piezoelectric element, to form a respective electrode on opposite sides, between the electrodes of the piezoelectric strain element It has a general structure which gave piezoelectric strain constant d ₃₃ by polarized in the same direction as the direction of electric field. Then, the piezoelectric strain element to generate an electric field between the electrodes, by stretching in the thickness direction (d ₃₃ direction), so as to pressurize the ink pressure chamber.

このd₃₃モード型のインクジェットヘッドとしては、
従来、特開平３−10845号公報、特開平３−10846号公報
に開示された構造のものが知られている第11図及び第12図に、特開平３−10846号公報に開示
されたインクジェットヘッドの構造を示す。As the d ₃₃ mode type ink jet head,
Conventionally, the structures disclosed in JP-A-3-10845 and JP-A-3-10846 are known. FIG. 11 and FIG. 12 show an ink jet disclosed in JP-A-3-10846. 2 shows the structure of a head.

同公報に開示されたインクジェットヘッドは、２つの
凹部を備えたカバーブロック211と、電圧の印加によっ
て厚さ方向（d₃₃方向）に伸縮する圧電素子ブロック213
とを備えている。Ink jet head disclosed in this publication, a cover block 211 with two recesses, the piezoelectric element expands and contracts in the thickness direction (d ₃₃ direction) by the application of a voltage block 213
And

圧電素子ブロック213は積層構造をしている。この圧
電素子ブロック213は、チタン酸ジルコン酸鉛で形成し
てある。圧電素子ブロック213には、紙面垂直方向に溝2
16a,216b,216c,216dが設けてある。そして、溝216aと21
6bとで挟まれた領域が、第１の駆動圧電素子217aとなっ
ている。第１の駆動圧電素子217aには、第１の電極215a
が設けてある。また、溝216cと溝216dとで挟まれた領域
が、第２の駆動圧電素子217bとなっている。第２の駆動
圧電素子217bには、第２の電極215bが設けてある。The piezoelectric element block 213 has a laminated structure. This piezoelectric element block 213 is formed of lead zirconate titanate. The piezoelectric element block 213 has a groove 2
16a, 216b, 216c and 216d are provided. And grooves 216a and 21
The region sandwiched between the first and second driving piezoelectric elements 217a is the first driving piezoelectric element 217a. The first driving piezoelectric element 217a has a first electrode 215a
Is provided. The region sandwiched between the groove 216c and the groove 216d is the second driving piezoelectric element 217b. The second drive piezoelectric element 217b is provided with a second electrode 215b.

カバーブロック211の２つの凹部上には、振動板212が
取り付けてある。カバーブロック211の一方の凹部と振
動板212とで、第１のインク室218aが形成してある。ま
た、カバーブロック211の他方の凹部と振動板212とで、
第２のインク室218bが形成してある。第１のインク室21
8aは、第１のノズル219aと連通している。第２のインク
室218bは、第２のノズル219bと連通している。The diaphragm 212 is mounted on the two concave portions of the cover block 211. A first ink chamber 218a is formed by one of the concave portions of the cover block 211 and the vibration plate 212. In addition, the other concave portion of the cover block 211 and the diaphragm 212
A second ink chamber 218b is formed. First ink chamber 21
8a is in communication with the first nozzle 219a. The second ink chamber 218b is in communication with the second nozzle 219b.

このような構成のインクジェットヘッドは、例えば、
第１の電極215aに電圧を印加すると、第１の駆動圧電素
子217aが厚さ方向（d₃₃方向）に伸長する。これによ
り、振動板212が同方向に撓み、第１のインク室218aを
加圧する。第１のインク室218aが加圧されると、その圧
力によって第１のノズル219aからインク滴が射出する。The inkjet head having such a configuration is, for example,
When a voltage is applied to the first electrode 215a, a first driving piezoelectric element 217a is extended in the thickness direction (d ₃₃ direction). As a result, the diaphragm 212 bends in the same direction, and presses the first ink chamber 218a. When the first ink chamber 218a is pressurized, the pressure causes ink droplets to be ejected from the first nozzle 219a.

なお、特開平３−10845号公報に開示された従来のイ
ンクジェットヘッドも、主要な構成は上述した特開平３
−10845号公報のインクジェットヘッドと同様である。The main structure of the conventional ink jet head disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-10845 is also described in
This is the same as the ink jet head of JP-A-10845.

さて、上述した従来のインクジェットヘッドは、次の
ような問題を有していた。Now, the above-mentioned conventional ink jet head has the following problems.

すなわち、上述した従来のインクジェットヘッドは、
第11図、第12図からわかるように、圧電素子ブロック21
3、及び電極215a,215bの前後端面が露出した構造となっ
ており、しかも前端面をノズル219a,219bの開口面と同
一の平面上に合わせた構造となっているので、ノズル21
9a,219bから漏れだしたインクが圧電素子ブロック213及
び電極215a,215bの前後端面に周り込み、電極215a,215b
間を短絡させてしまうおそれがあった。特に、積層構造
の圧電素子ブロックの場合、電極215a,215b間の距離が
きわめて短いため、周囲の湿度が高いと、空気中に含ま
れる水分の付着によっても電極間の絶縁性が破壊されて
短絡することがあり、動作の安全性に問題があった。That is, the above-described conventional inkjet head is
As can be seen from FIGS. 11 and 12, the piezoelectric element block 21
3, and the electrode 215a, 215b has a structure in which the front and rear end surfaces are exposed, and furthermore, has a structure in which the front end surface is aligned with the opening surface of the nozzles 219a, 219b, so that the nozzle 21
9a, 219b ink leaks around the front and rear end surfaces of the piezoelectric element block 213 and the electrodes 215a, 215b, and the electrodes 215a, 215b
There is a risk of short-circuiting between them. In particular, in the case of a piezoelectric element block having a laminated structure, the distance between the electrodes 215a and 215b is extremely short.If the surrounding humidity is high, the insulation between the electrodes is broken even by the adhesion of moisture contained in the air, resulting in a short circuit. There was a problem with the safety of operation.

また、細孔のノズルからインク等の液体を噴射させる
各種装置においては、ノズル内に残存する液体の乾燥に
よる目詰まりを防止するため、使用していない間はノズ
ルを閉塞するキャップをノズルの前面に圧接したり、ま
たノズルから漏れ出した液体をブレードによって拭き取
るクリーニング機構を備えており（例えば、特開平４−
77669号公報参照）、インクジェットヘッドについても
これらキャップやクリーニング機構を備えることが好ま
しい。Also, in various devices that eject a liquid such as ink from a nozzle having a small hole, a cap for closing the nozzle when not in use is provided on the front of the nozzle to prevent clogging due to drying of the liquid remaining in the nozzle. And a cleaning mechanism that presses against the liquid or wipes off the liquid leaked from the nozzle with a blade (see, for example,
It is preferable to provide these caps and a cleaning mechanism also for an ink jet head.

しかしながら、ノズル219a,219bの開口面と同一の平
面上に圧電素子ブロック213及び電極215a,215bの前端面
が露出している場合、これらキャップやブレードを伝わ
って、インクがそれら圧電素子ブロック213及び電極215
a,215bの端面に付着し、電極215a,215b間の絶縁破壊を
生じるおそれがあった。However, when the front end surfaces of the piezoelectric element block 213 and the electrodes 215a and 215b are exposed on the same plane as the opening surfaces of the nozzles 219a and 219b, ink travels through these caps and blades, and the ink flows through the piezoelectric element blocks 213 and Electrode 215
There is a possibility that the film may adhere to the end surfaces of the electrodes 215a and 215b and cause dielectric breakdown between the electrodes 215a and 215b.

そこで、圧電素子ブロック213及び電極215a,215bの前
端面を、ノズル219a,219bの開口面からずらせた位置に
配置することも考えられる。しかし、このような構成で
は、カバーブロック211の前面のみで、キャップの当接
圧力やクリーニング用ブレードの摺擦力を受けることに
なる。Therefore, it is conceivable to dispose the front end surfaces of the piezoelectric element block 213 and the electrodes 215a, 215b at positions shifted from the opening surfaces of the nozzles 219a, 219b. However, in such a configuration, only the front surface of the cover block 211 receives the contact pressure of the cap and the sliding force of the cleaning blade.

その結果、カバーブロック211の前面に、キャップの
当接やクリーニング用ブレードの摺擦が繰り返された場
合、カバーブロック211の変形や損傷を生じるおそれが
多分にある。カバーブロック211には、インク滴を噴射
するノズル219a,219bが形成してあり、ほんの僅かな変
形であってもインク滴の噴射方向が変わってしまい、印
字品質を低下させてしまう危険があった。As a result, when the contact of the cap and the sliding of the cleaning blade are repeated on the front surface of the cover block 211, the cover block 211 is likely to be deformed or damaged. In the cover block 211, the nozzles 219a and 219b for ejecting ink droplets are formed, and even with a slight deformation, the ejection direction of the ink droplet is changed, and there is a risk that the print quality is deteriorated. .

一方、上述した従来のインクジェットヘッドは、駆動
圧電素子217a,217bを同じ圧電素子ブロック213の非駆動
部分（第11図，第12図の符号217c部分）で支えている。
ところが、積層構造の圧電素子ブロック213は、チタン
酸ジルコン酸鉛と電極膜とを交互に貼り合わせ、その
後、溝216a,216b,216c,216dによって駆動圧電素子217a,
217bと非駆動部分217cとを分離して製作するため、非駆
動部分217cにも電極膜215cが介在している。On the other hand, in the above-described conventional ink jet head, the driving piezoelectric elements 217a and 217b are supported by the non-driving part (the part 217c in FIGS. 11 and 12) of the same piezoelectric element block 213.
However, the piezoelectric element block 213 having a laminated structure has lead zirconate titanate and an electrode film alternately bonded to each other, and thereafter, the driving piezoelectric elements 217a, 216d are formed by the grooves 216a, 216b, 216c, 216d.
Since the 217b and the non-drive portion 217c are manufactured separately, the electrode film 215c is also interposed in the non-drive portion 217c.

したがって、駆動圧電素子217a,217bの変形に伴う反
力を非駆動部分217cのみで受けた場合、積層構造の該部
分が反力に耐えられず分解してしまうおそれがあった。Therefore, when the reaction force accompanying the deformation of the driving piezoelectric elements 217a and 217b is received only by the non-driving portion 217c, there is a possibility that the portion of the laminated structure cannot withstand the reaction force and is decomposed.

発明の開示この発明は、d₃₃モード型インクジェットヘッドにお
ける上述したような問題を解決することを目的としてな
されたものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention was made in order to solve the problems as described above in d ₃₃ mode type ink jet head.

すなわち、この発明のインクジェットヘッドは、絶縁
性の基台、複数の並列する積層圧電素子、弾力的に撓む
振動板、及び流路板を備えている。ここで、積層圧電素
子は、導電材料及び厚さ方向に分極させた板状圧電材料
を交互に積層して形成してあり、積層方向の両端層をそ
れぞれ電圧を印加しても変形しない第1,第２の非駆動層
としてある。また、流路板には、前端に複数のインク出
口を有するとともに、これらのインク出口に連通する複
数のインク室が並べて形成してある。That is, the ink jet head of the present invention includes an insulating base, a plurality of laminated piezoelectric elements arranged in parallel, an elastically flexible diaphragm, and a flow path plate. Here, the laminated piezoelectric element is formed by alternately laminating a conductive material and a plate-shaped piezoelectric material polarized in the thickness direction. , As a second non-driving layer. The flow path plate has a plurality of ink outlets at the front end, and a plurality of ink chambers communicating with these ink outlets are formed side by side.

また、各積層圧電素子における第１の非駆動層の表面
は、基台に接着してあり、積層圧電素子における第２の
非駆動層の表面には、振動板の一方の平面が接着してあ
る。さらに、積層圧電素子の変位方向にインク室を配置
した状態で、振動板の他方の平面に流路板が接着してあ
る。Further, the surface of the first non-driving layer in each laminated piezoelectric element is bonded to the base, and one surface of the vibration plate is bonded to the surface of the second non-driving layer in the laminated piezoelectric element. is there. Further, a flow path plate is adhered to the other plane of the vibration plate in a state where the ink chamber is arranged in the displacement direction of the laminated piezoelectric element.

そして、剛性材料で形成した前端部材を基台に接着
し、この前端部材に振動板における一方の平面の前端部
を接着した構成としてある。これにより、振動板のイン
ク出口の近傍部分が、前端部材によって固定されるの
で、インク出口の近傍において振動が発生することはな
い。したがって、インク滴形成時に、振動板の振動によ
りインク出口の断面積が変化することはなく、その結
果、インク液滴が振動により分裂したり霧状になったり
するおそれがない。Then, a front end member formed of a rigid material is adhered to the base, and the front end of one plane of the diaphragm is adhered to the front end member. As a result, since the portion of the diaphragm near the ink outlet is fixed by the front end member, no vibration occurs near the ink outlet. Therefore, when the ink droplets are formed, the cross-sectional area of the ink outlet does not change due to the vibration of the vibration plate, and as a result, there is no possibility that the ink droplets are broken or mist-like due to the vibration.

また、前端部材が、振動板を介して上記流路板の前端
部を支持している。しかも、剛性材料で形成した後端部
材を前記基台に接着するとともに、この後端部材に上記
振動板における一方の平面の後端部を接着し、該振動板
を介して上記流路板の前端部を前端部材によって支持し
ている。The front end member supports the front end of the flow path plate via the diaphragm. In addition, a rear end member formed of a rigid material is adhered to the base, and a rear end of one flat surface of the vibration plate is adhered to the rear end member. The front end is supported by the front end member.

このように流路板の前端部及び後端部を、剛性材料で
形成した前端部材及び後端部材で支持することにより、
流路板を強固に固定することができるので、積層圧電素
子の変位を効率よくインク室の容積変化に変換できる。
その結果、インクの噴射圧力を均一にすることができ
る。By supporting the front end and the rear end of the flow path plate with the front end member and the rear end member formed of a rigid material in this manner,
Since the channel plate can be firmly fixed, the displacement of the laminated piezoelectric element can be efficiently converted into a change in the volume of the ink chamber.
As a result, the ink ejection pressure can be made uniform.

さらにこの発明は、前端部材に積層圧電素子の前端面
を接着するとともに、後端部材に積層圧電素子の後端面
を接着した構成とすることもできる。Further, the present invention can be configured such that the front end surface of the laminated piezoelectric element is bonded to the front end member, and the rear end surface of the laminated piezoelectric element is bonded to the rear end member.

これにより、積層圧電素子の前端面が前端部材によっ
て後端面が後端部材によってそれぞれ密閉されるので、
インク出口からのインクの周り込みや高湿度環境下での
水分の付着による積層圧電素子の短絡を防止することが
できる。As a result, the front end surface of the laminated piezoelectric element is sealed by the front end member and the rear end surface is sealed by the rear end member.
It is possible to prevent the short circuit of the laminated piezoelectric element due to the ink flowing from the ink outlet or the adhesion of moisture in a high humidity environment.

またこの発明は、複数の並列する積層圧電素子を、一
列おきに電圧を印加する駆動用積層圧電素子とするとと
もに、該駆動用積層圧電素子に挟まれた積層圧電素子
を、電圧を印加しない支持用積層圧電素子とし、流路板
に形成したインク室を、駆動用積層圧電素子の変位方向
に配置してもよい。Further, according to the present invention, a plurality of parallel laminated piezoelectric elements are used as driving laminated piezoelectric elements for applying a voltage in every other row, and a laminated piezoelectric element sandwiched between the driving laminated piezoelectric elements is supported without applying a voltage. In this case, the ink chamber formed in the flow path plate may be arranged in the displacement direction of the driving piezoelectric element.

このようにすれば、駆動用積層圧電素子の変形に伴う
反力を、隣接する支持用積層圧電素子が受け止めるの
で、駆動用積層圧電素子の変形を無駄なく振動板側に伝
えることができる。According to this configuration, the reaction force accompanying the deformation of the driving laminated piezoelectric element is received by the adjacent supporting laminated piezoelectric element, so that the deformation of the driving laminated piezoelectric element can be transmitted to the diaphragm side without waste.

さらにこの発明は、前端部材の前面を平坦に形成する
とともに、この前端部材の前面、流路板の前端、及び振
動板の前端を同一平面上に配置することもできる。Further, according to the present invention, the front surface of the front end member can be formed flat, and the front surface of the front end member, the front end of the flow path plate, and the front end of the diaphragm can be arranged on the same plane.

このようにすれば、前端部材の前面、流路板の前端、
及び振動板の前端によって形成された平面により、イン
ク出口の目詰まり防止用キャップやクリーニングブレー
ドをインク出口部分に圧接する際の支持壁を形成するこ
とができる。By doing so, the front surface of the front end member, the front end of the flow path plate,
In addition, the plane formed by the front end of the vibration plate can form a support wall when the cap for preventing clogging of the ink outlet or the cleaning blade is pressed against the ink outlet.

また、前端部材の前面、流路板の前端、及び振動板の
前端にかけて、複数のノズル孔が穿設してあるノズル板
を接着するとともに、該ノズル孔を流路板のインク出口
にそれぞれ連通してもよい。In addition, a nozzle plate having a plurality of nozzle holes is bonded to the front surface of the front end member, the front end of the flow path plate, and the front end of the vibration plate, and the nozzle holes communicate with the ink outlets of the flow path plate. May be.

このように精密加工を要するノズル孔を、流路板とは
別の部材であるノズル板に形成することによって、ノズ
ル孔の加工精度を向上させることができる。By forming the nozzle holes that require precision processing in a nozzle plate that is a separate member from the flow path plate, the processing accuracy of the nozzle holes can be improved.

これらのインクジェットヘッドは、この発明による次
の製造方法によって生産性よく製造することができる。These inkjet heads can be manufactured with high productivity by the following manufacturing method according to the present invention.

すなわち、この発明によるインクジェットヘッドの製
造方法は、積層圧電ブロック接着工程、スリット形成工
程、前端部材接着工程、後端部材接着工程、振動板接着
工程、及び流路板接着工程を含んでいる。That is, the method for manufacturing an ink jet head according to the present invention includes a laminated piezoelectric block bonding step, a slit forming step, a front end member bonding step, a rear end member bonding step, a diaphragm bonding step, and a flow path plate bonding step.

積層圧電ブロック接着工程では、導電材料及び厚さ方
向に分極させた板状圧電材料を交互に積層するととも
に、積層方向の両端層をそれぞれ電圧を印加しても変形
しない第1,第２の非駆動層とした積層圧電ブロックを用
意する。そして、この積層圧電ブロックの第１の非駆動
層を絶縁性の基台に接着する。In the laminated piezoelectric block bonding step, the conductive material and the plate-shaped piezoelectric material polarized in the thickness direction are alternately laminated, and both end layers in the laminating direction are not deformed even when a voltage is applied to each of the first and second non-conductive layers. A laminated piezoelectric block as a driving layer is prepared. Then, the first non-driving layer of the laminated piezoelectric block is bonded to an insulating base.

スリット形成工程では、少なくとも第２の非駆動層の
表面から第１の非駆動層の中間部まで達する深さの前後
方向に延びるスリットを、積層圧電ブロックに一定間隔
をおいて複数本形成することにより、該スリット間に複
数の積層圧電素子を形成する。In the slit forming step, a plurality of slits extending in the front-rear direction at a depth reaching at least from the surface of the second non-driving layer to the middle part of the first non-driving layer are formed at regular intervals in the laminated piezoelectric block. Thereby, a plurality of laminated piezoelectric elements are formed between the slits.

前端部材接着工程では、基台及び積層圧電ブロックの
前端面に剛性材料からなる絶縁性の前端部材を接着す
る。In the front end member bonding step, an insulating front end member made of a rigid material is bonded to the front end surfaces of the base and the laminated piezoelectric block.

後端部材接着工程では、基台及び積層圧電ブロックの
後端面に剛性材料からなる絶縁性の後端部材を接着す
る。In the rear end member bonding step, an insulating rear end member made of a rigid material is bonded to the base and the rear end surface of the laminated piezoelectric block.

振動板接着工程では、各積層圧電素子における第２の
非駆動層の表面、前端部材における第２の非駆動層と接
する側の端部、後端部材における第２の非駆動層と接す
る側の端部を、一体的に研磨して同一平面上に合わせ、
かつこれら各積層圧電素子における第２の非駆動層の表
面、前端部材の端部、及び後端部材の端部に振動板の一
方の平面を接着する。In the vibration plate bonding step, the surface of the second non-driving layer in each laminated piezoelectric element, the end of the front end member on the side in contact with the second non-driving layer, and the rear end member on the side in contact with the second non-driving layer. The edges are integrally polished and aligned on the same plane,
One surface of the diaphragm is bonded to the surface of the second non-driving layer, the end of the front end member, and the end of the rear end member in each of the laminated piezoelectric elements.

流路板接着工程では、前端に複数のインク出口を有す
るとともに、これらのインク出口に連通する複数のイン
ク室が並べて形成してある流路板を用意する。そして、
該流路板の各インク室を各積層圧電素子の変形方向に配
置した状態で、該流路板を振動板の他方の平面に接着す
る。In the flow path plate bonding step, a flow path plate having a plurality of ink outlets at the front end and a plurality of ink chambers communicating with the ink outlets is formed. And
In a state where the respective ink chambers of the channel plate are arranged in the deformation direction of the respective laminated piezoelectric elements, the channel plate is bonded to the other plane of the vibration plate.

また、この発明のインクジェットヘッドの製造方法
は、ノズル板接着工程を含めることもできる。このノズ
ル板接着工程では、複数のノズル孔を有するノズル板を
用意し、積層圧電ブロック、振動板、前端部材、及び流
路板を接着する各工程が終了した後、前端部材の前面、
振動板の前端部、及び流路板の前端部を一体的に研磨し
て同一平面上に合わせる。次いで、各ノズル孔を流路板
の各インク出口に連通させた状態で、該研磨した前端部
材の前面、振動板の前端部、及び流路板の前端部にかけ
て上記ノズル板を接着する。Further, the method for manufacturing an ink jet head of the present invention may include a nozzle plate bonding step. In this nozzle plate bonding step, a nozzle plate having a plurality of nozzle holes is prepared, and after each step of bonding the laminated piezoelectric block, the vibration plate, the front end member, and the flow path plate is completed, the front surface of the front end member,
The front end of the diaphragm and the front end of the flow path plate are integrally polished and aligned on the same plane. Then, the nozzle plate is bonded to the front surface of the polished front end member, the front end of the diaphragm, and the front end of the flow passage plate in a state where the respective nozzle holes are communicated with the respective ink outlets of the flow passage plate.

さらに、この発明のインクジェットヘッドの製造方法
は、次のような態様で実施することもできる。Further, the method for manufacturing an ink jet head according to the present invention can be carried out in the following manner.

すなわち、第１の態様は、積層圧電ブロック接着工程
において、少なくとも基台における積層圧電素子を接着
する面の後端部分を露出させておく。次いで、積層圧電
ブロック接着工程が終了した後、少なくとも積層圧電ブ
ロックの前後端面の露出部分及び基台の後端露出部分に
電極膜を形成する。That is, in the first mode, in the laminated piezoelectric block bonding step, at least the rear end portion of the surface of the base to which the laminated piezoelectric element is bonded is exposed. Next, after the laminated piezoelectric block bonding step is completed, an electrode film is formed on at least the exposed portions of the front and rear end surfaces of the laminated piezoelectric block and the exposed rear end of the base.

さらに、スリット形成工程で形成するスリットを、積
層圧電素子の第２の非駆動層の表面から基板の中間肉厚
部分まで至る深さで形成するとともに、該スリットを基
板の後端まで延長して形成する。Further, the slit formed in the slit forming step is formed at a depth from the surface of the second non-driving layer of the laminated piezoelectric element to the intermediate thick portion of the substrate, and the slit is extended to the rear end of the substrate. Form.

これにより、基台の後端部分に形成した電極膜で、積
層圧電ブロックの後端面に形成した電極膜と導通する駆
動用集電極を形成するとともに、積層圧電ブロックの前
端面に形成した電極膜で共通集電極を形成する。As a result, the electrode film formed on the rear end portion of the base forms a driving collector electrode that is electrically connected to the electrode film formed on the rear end surface of the laminated piezoelectric block, and the electrode film formed on the front end surface of the laminated piezoelectric block. To form a common collector electrode.

このように駆動用集電極および共通集電極を形成すれ
ば、電極膜形成及びスリット加工によって、複数の積層
圧電素子とこれを駆動するための駆動電極とを同時に形
成することができるので、極めて生産性が高い。また、
積層圧電素子を駆動するための外部信号線を基台上で接
続させるので、FPC（フレキシブル・プリンテッド・ケ
ーブル）やワイヤ・ボンディング等で簡単に外部信号線
と接続することができる。By forming the driving collecting electrode and the common collecting electrode in this manner, a plurality of laminated piezoelectric elements and a driving electrode for driving the same can be formed at the same time by forming an electrode film and slitting. High in nature. Also,
Since an external signal line for driving the multilayer piezoelectric element is connected on the base, it can be easily connected to the external signal line by FPC (flexible printed cable), wire bonding, or the like.

さて、第１の態様では、スリット形成工程において、
積層圧電ブロックを分断し、各積層圧電素子が独立して
基板上に固着されることになるため、積層圧電素子の強
度が低下することは否めない。By the way, in the first aspect, in the slit forming step,
Since the laminated piezoelectric block is divided and each laminated piezoelectric element is independently fixed on the substrate, it is undeniable that the strength of the laminated piezoelectric element is reduced.

そこで、第２の態様では、基台の表面を段差のある形
状に形成するとともに、積層圧電ブロックの第１の非駆
動層を基台の段差寸法より厚く形成しておく。そして、
積層圧電ブロック接着工程において、基台の窪み側表面
に段差部分と接するようにして積層圧電ブロックの第１
の非駆動層を接着する。Therefore, in the second aspect, the surface of the base is formed in a stepped shape, and the first non-driving layer of the laminated piezoelectric block is formed thicker than the step of the base. And
In the laminated piezoelectric block bonding step, the first surface of the laminated piezoelectric block is brought into contact with the stepped portion on the concave side surface of the base.
Adhere the non-driving layer.

その後、少なくとも積層圧電ブロックの前後端面に露
出部分及び基台の突出側表面に電極膜を形成する。さら
に、スリット形成工程において、積層圧電ブロックの第
２の非駆動層の表面から第１の非駆動層の中間部まで達
する深さでスリットを形成するとともに、該スリットを
基台の突出側表面まで延長して形成することにより、該
基台の突出側表面に形成した電極膜で、積層圧電ブロッ
クの後端面に形成した電極膜と導通する駆動用集電極を
形成するとともに、積層圧電ブロックの前端面に形成し
た電極膜で共通集電極を形成する。Thereafter, an electrode film is formed on at least the exposed portions on the front and rear end surfaces of the laminated piezoelectric block and on the protruding surface of the base. Further, in the slit forming step, a slit is formed at a depth reaching from the surface of the second non-driving layer of the laminated piezoelectric block to an intermediate portion of the first non-driving layer, and the slit is formed to a protruding side surface of the base. By being extended, the electrode film formed on the protruding side surface of the base forms a driving collector electrode that is electrically connected to the electrode film formed on the rear end surface of the laminated piezoelectric block, and the front end of the laminated piezoelectric block is formed. A common collecting electrode is formed by the electrode film formed on the surface.

この結果、積層圧電素子は、第１の非駆動層部分で互
いに連結しており、第１の態様の場合に比べて強度を高
めることができる。As a result, the laminated piezoelectric elements are connected to each other at the first non-driving layer portion, and the strength can be increased as compared with the case of the first mode.

第３の態様では、基台の表面を段差のある形状に形成
するとともに、積層圧電ブロックの第１の非駆動層を基
台の段差寸法より厚く形成しておく。そして、積層圧電
ブロック接着工程において、基台の窪み側表面に段差部
分と接するようにして積層圧電ブロックの第１の非駆動
層を接着する。In the third mode, the surface of the base is formed in a stepped shape, and the first non-drive layer of the laminated piezoelectric block is formed thicker than the step of the base. Then, in the laminated piezoelectric block bonding step, the first non-driving layer of the laminated piezoelectric block is bonded to the depression side surface of the base so as to be in contact with the stepped portion.

その後、積層圧電ブロックの後端部を任意の幅で基台
の突出側表面と同一平面上の部位まで切除する。次い
で、少なくとも積層圧電ブロックの前端面、同ブロック
の切除面、及び基台の突出側表面に電極膜を形成する。
これにより積層圧電ブロックと基台の突出側表面との境
界線が角部から平面上に移動することになり、該境界線
から漏れ出した接着剤を容易に拭き取ることができる。
したがって、その上に形成する電極膜の均一化を実現す
ることができる。Thereafter, the rear end of the laminated piezoelectric block is cut to a position on the same plane as the protruding surface of the base at an arbitrary width. Next, an electrode film is formed on at least the front end surface of the laminated piezoelectric block, the cut surface of the block, and the protruding surface of the base.
As a result, the boundary between the laminated piezoelectric block and the protruding surface of the base moves from the corner to the plane, and the adhesive leaking from the boundary can be easily wiped off.
Therefore, the electrode film formed thereon can be made uniform.

さらに、スリット形成工程において、スリットを基台
の突出側表面まで延長して形成することにより、該基台
の突出側表面に形成した電極膜で、積層圧電ブロックの
切除面に形成した電極膜と導通する駆動用集電極を形成
するとともに、積層圧電ブロックの前端面に形成した電
極膜で共通集電極を形成する。Further, in the slit forming step, by forming the slit to extend to the protruding side surface of the base, the electrode film formed on the protruding side surface of the base, the electrode film formed on the cut surface of the laminated piezoelectric block, A conductive collector electrode is formed, and a common collector electrode is formed by an electrode film formed on the front end surface of the laminated piezoelectric block.

図面の簡単な説明第１図は、この発明の第１の実施例におけるインクジ
ェットヘッドの構成を示す分解斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of an ink jet head according to a first embodiment of the present invention.

第２図は、この発明の第１の実施例におけるインクジ
ェットヘッドの構成を示す断面側面図である。FIG. 2 is a sectional side view showing the structure of the ink jet head according to the first embodiment of the present invention.

第３図は、この発明の第１の実施例におけるインクジ
ェットヘッドの一部を拡大して示す断面正面図である。FIG. 3 is an enlarged sectional front view showing a part of the ink jet head according to the first embodiment of the present invention.

第４図は、この発明の第１の実施例におけるインクジ
ェットヘッドの製造方法を説明するための斜視図であ
る。FIG. 4 is a perspective view for explaining a method of manufacturing the ink jet head according to the first embodiment of the present invention.

第５図は、この発明の第１の実施例におけるインクジ
ェットヘッドの製造方法を説明するための第４図に続く
斜視図である。FIG. 5 is a perspective view following FIG. 4 for explaining the method of manufacturing the ink jet head according to the first embodiment of the present invention.

第６図は、この発明の第１の実施例におけるインクジ
ェットヘッドの製造方法を説明するための第５図に続く
斜視図である。FIG. 6 is a perspective view following FIG. 5 for explaining the method for manufacturing the ink jet head according to the first embodiment of the present invention.

第７図は、この発明の第１の実施例におけるインクジ
ェットヘッドの製造方法を説明するための第６図に続く
斜視図である。FIG. 7 is a perspective view subsequent to FIG. 6 for illustrating the method for manufacturing the ink jet head according to the first embodiment of the present invention.

第８図は、この発明の第１の実施例におけるインクジ
ェットヘッドの製造方法を説明するための第７図に続く
斜視図である。FIG. 8 is a perspective view following FIG. 7 for explaining the method of manufacturing the ink jet head according to the first embodiment of the present invention.

第９図は、この発明の第２の実施例におけるインクジ
ェットヘッドの構成を示す断面側面図である。FIG. 9 is a sectional side view showing the structure of an ink jet head according to a second embodiment of the present invention.

第10図は、この発明の第２の実施例におけるインクジ
ェットヘッドの構成を示す断面正面図である。FIG. 10 is a sectional front view showing the configuration of an ink jet head according to a second embodiment of the present invention.

第11図は、従来のインクジェットヘッドを示す斜視図
である。FIG. 11 is a perspective view showing a conventional ink jet head.

第12図は、第11図に示す従来のインクジェットヘッド
の断面正面図である。FIG. 12 is a sectional front view of the conventional ink jet head shown in FIG.

発明を実施するための最良の形態この発明の実施例について、図面を参照して具体的に
説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

まず、第１図〜第３図を参照して、この発明のインク
ジェットヘッドに係る第１の実施例について説明する。First, a first embodiment of the ink jet head of the present invention will be described with reference to FIGS.

この実施例に係るインクジェットヘッドは、基台10、
複数の積層圧電素子20、振動板30、流路板40、前端部材
50、ノズル板60、及び後端部材70の各構成部材を備えて
いる。The inkjet head according to this embodiment includes a base 10,
Plural laminated piezoelectric elements 20, diaphragm 30, flow path plate 40, front end member
50, nozzle plate 60, and rear end member 70 are provided.

基台10は、セラミックス等の剛性を有する絶縁性材料
で形成してある。この実施例の基台10は、矩形のブロッ
ク形状をしている。The base 10 is formed of a rigid insulating material such as ceramics. The base 10 of this embodiment has a rectangular block shape.

複数の積層圧電素子20は、それぞれ矩形の棒状に形成
してある。The plurality of laminated piezoelectric elements 20 are each formed in a rectangular rod shape.

複数の積層圧電素子20は、それぞれ矩形の棒状に形成
してある。これら各積層圧電素子20は、第２図に示すよ
うに、厚さ方向に分極した第１の板状圧電材料21と、反
対方向に分極した第２の板状圧電材料22とを交互に積層
した構造となっていう。各板状圧電材料21,22の間に
は、第1,第２の導電材料23,24を交互に介在させてあ
る。The plurality of laminated piezoelectric elements 20 are each formed in a rectangular rod shape. As shown in FIG. 2, each of these laminated piezoelectric elements 20 alternately laminates a first plate-shaped piezoelectric material 21 polarized in the thickness direction and a second plate-shaped piezoelectric material 22 polarized in the opposite direction. It is said that it has a structure. Between the plate-shaped piezoelectric materials 21 and 22, first and second conductive materials 23 and 24 are alternately interposed.

ここで，第１の導電材料23は、前端縁が積層圧電素子
20の前端面（第２図の左端面）に露出しており、後端縁
は積層圧電素子20の後端面（同図の右端面）より任意の
距離だけ内部側に配置してある。一方、第２の導電材料
24は、後端縁が積層圧電素子20の後端面に露出してお
り、前端縁は積層圧電素子20の前端面より任意の距離だ
け内部側に配置してある。Here, the first conductive material 23 has a front end edge of a laminated piezoelectric element.
The front end face (left end face in FIG. 2) of the laminated piezoelectric element 20 is exposed at an arbitrary distance from the rear end face (right end face in FIG. 2). On the other hand, the second conductive material
In the reference numeral 24, the rear edge is exposed on the rear end face of the multilayer piezoelectric element 20, and the front edge is disposed inside the multilayer piezoelectric element 20 by an arbitrary distance from the front end face.

また、各積層圧電素子20の最下層25及び最上層26は、
各導電材料23,24に挟まれていないので、各導電材料23,
24間に電圧を印加しても上下面間に電位差が生じること
がなく、したがって変形することがない。すなわち、こ
れら最下層25及び最上層26は、変形を生じない第1,第２
の非駆動層を形成している。Further, the lowermost layer 25 and the uppermost layer 26 of each laminated piezoelectric element 20 are:
Since it is not sandwiched between the conductive materials 23 and 24, the conductive materials 23 and
Even if a voltage is applied between 24, no potential difference occurs between the upper and lower surfaces, and therefore, there is no deformation. That is, the lowermost layer 25 and the uppermost layer 26 are the first and second layers that do not deform.
Is formed.

このような構成の各積層圧電素子20は、基台10上で一
定の間隔をおいて幅方向に並べて配置するとともに、最
下層（第１の非駆動層）25の下面を基台10の上面に接着
してある。各積層圧電素子20の前端面と同一平面上に配
置してある。また、各積層圧電素子20の奥行き寸法は、
基台10の奥行き寸法より短く、したがって、基台10の後
端上面には、積層圧電素子20が接着されない露出部分が
存在している。The laminated piezoelectric elements 20 having such a configuration are arranged in the width direction at regular intervals on the base 10, and the lower surface of the lowermost layer (first non-driving layer) 25 is placed on the upper surface of the base 10. It is adhered to. The stacked piezoelectric elements 20 are arranged on the same plane as the front end face. Further, the depth dimension of each laminated piezoelectric element 20 is:
An exposed portion where the laminated piezoelectric element 20 is not bonded is present on the rear end upper surface of the base 10 shorter than the depth dimension of the base 10.

基台10における各積層圧電素子20の間隙に位置する部
分は、第３図に示すように、上面から任意深さの溝11が
前後方向に形成してある。これら溝11は、各積層圧電素
子20の間隙から、基台10の後端まで延出している。As shown in FIG. 3, a groove 11 having an arbitrary depth from the upper surface is formed in a portion of the base 10 located in the gap between the laminated piezoelectric elements 20 in the front-rear direction. These grooves 11 extend from the gap between the laminated piezoelectric elements 20 to the rear end of the base 10.

そして、各積層圧電素子20の前端面、基台10の前端
面、基台10の両側面、及び基台10の後部上面における両
側縁部分には連続して電極膜が形成してあり、この電極
膜が接地側の共通集電極81を構成している。この共通集
電極81は、各積層圧電素子20の前端面で、第１の導電材
料23と電気的に接続している。An electrode film is continuously formed on the front end face of each laminated piezoelectric element 20, the front end face of the base 10, both side faces of the base 10, and both side edges on the rear upper face of the base 10. The electrode film forms the common collector electrode 81 on the ground side. The common collector electrode 81 is electrically connected to the first conductive material 23 at the front end face of each laminated piezoelectric element 20.

一方、各積層圧電素子20の後端面、及び基台10の後部
上面における各溝で分断さえた上面部分にも連続して電
極膜が形成してあり、この電極膜が駆動集電極82を形成
している。この駆動集電極82は、各積層圧電素子20の後
端面で、第２の導電材料24と電気的に接続している。On the other hand, an electrode film is continuously formed on the rear end surface of each laminated piezoelectric element 20 and also on the upper surface portion separated by each groove on the rear upper surface of the base 10, and this electrode film forms the drive collector 82. doing. The drive collecting electrode 82 is electrically connected to the second conductive material 24 at the rear end face of each laminated piezoelectric element 20.

共通集電極81及び駆動集電極82をこのように形成する
ことで、基台10の後部において、外部からの信号線と一
括して接続することが可能となり、配線の簡素化及び容
易化を実現することができる。By forming the common collector electrode 81 and the drive collector electrode 82 in this way, it is possible to collectively connect to an external signal line at the rear of the base 10, thereby simplifying and facilitating wiring. can do.

共通集電極81と駆動集電極82との間に電圧を印加する
と、各導電材料23,24間に電位差が生じ、各板状圧電材
料21,22の厚さ方向に電界が発生する。このため、各導
電材料23,24に挟まれた板状圧電材料21,22は、厚さ方向
に変形する。When a voltage is applied between the common collector 81 and the drive collector 82, a potential difference is generated between the conductive materials 23 and 24, and an electric field is generated in the thickness direction of the plate-like piezoelectric materials 21 and 22. Therefore, the plate-like piezoelectric materials 21, 22 sandwiched between the conductive materials 23, 24 are deformed in the thickness direction.

上述した基台10及び各積層圧電素子20の前端面（共通
集電極81が形成してある。）には、前端部材50が接着し
てある。この前端部材50は、セラミックス等の剛性材料
で圧肉形状に形成してあり、積層圧電素子20を前端部で
支持する支持部材としての機能を有している。A front end member 50 is adhered to the front end surfaces (the common collector electrodes 81 are formed) of the base 10 and the laminated piezoelectric elements 20 described above. The front end member 50 is formed of a rigid material such as ceramics in a pressed-wall shape, and has a function as a support member that supports the laminated piezoelectric element 20 at the front end.

また、基台10の後部上面の一部、及び各積層圧電素子
20の後端面（それぞれ駆動集電極82が形成してある。）
には、絶縁性の剛性材料からなる後端部材70が接着して
ある。この後端部材70も圧肉形状に形成してあり、積層
圧電素子20を後端部で支持する支持部材としての機能を
有している。Also, a part of the rear upper surface of the base 10 and each laminated piezoelectric element
20 rear end faces (drive collecting electrodes 82 are formed respectively)
A rear end member 70 made of an insulating rigid material is adhered to. The rear end member 70 is also formed in a thick wall shape, and has a function as a support member that supports the laminated piezoelectric element 20 at the rear end.

なお、前端部材50及び後端部材70の上面は、積層圧電
素子20の上面と同一平面上に配置してある積層圧電素子20、前端部材50及び後端部材70に各上面
には、厚さが数10μｍの薄い金属性の振動板30における
一方の平面が接着してある。この振動板30は、積層圧電
素子20の厚さ方向の変形による圧力を受けたとき、その
圧力方向に撓む。The upper surfaces of the front end member 50 and the rear end member 70 are arranged on the same plane as the upper surface of the laminated piezoelectric element 20. Each of the upper surfaces of the laminated piezoelectric element 20, the front end member 50 and the rear end member 70 has a thickness. One surface of the thin metal diaphragm 30 of several tens μm is adhered. When the diaphragm 30 receives a pressure due to a deformation of the laminated piezoelectric element 20 in a thickness direction, the diaphragm 30 bends in the pressure direction.

流路板40には、複数のインク室41が幅方向に並べて形
成してあり、これらインク室41の間は隔壁42によって仕
切られている。ここで、隔壁42とインク室41の中央部と
の間のピッチは、上述した各積層圧電素子20の中央部間
のピッチとほぼ等しくなっている。In the flow path plate 40, a plurality of ink chambers 41 are formed side by side in the width direction, and the ink chambers 41 are partitioned by partition walls. Here, the pitch between the partition 42 and the center of the ink chamber 41 is substantially equal to the pitch between the centers of the laminated piezoelectric elements 20 described above.

上述した積層圧電素子20は、第３図に示すように、一
列おきに電圧が印加される駆動用積層圧電素子20aとな
っている。そして、幅方向の両端、及び駆動用積層圧電
素子20aに挟まれた位置にある積層圧電素子20は、電圧
を印加されない、すなわち変形動作をしない支持用積層
圧電素子20bとなっている。The above-described laminated piezoelectric element 20 is a driving laminated piezoelectric element 20a to which a voltage is applied every other row as shown in FIG. The laminated piezoelectric element 20 located at both ends in the width direction and between the driving laminated piezoelectric elements 20a is a supporting laminated piezoelectric element 20b to which no voltage is applied, that is, does not perform a deformation operation.

上記の流路板40は、振動板30を介して、隔壁42が支持
用積層圧電素子20bと対向するとともに、インク室41が
駆動用積層圧電素子20aと対向するように位置決めされ
た状態で、隔壁42の端面が振動板30に接着してある。な
お、流路板40の前端には、複数のインク出口43が形成し
てあり、これらインク出口43が、それぞれ各インク室41
と連通している。また、流路板40の後部上壁には、複数
のインク供給口44が形成してあり、これらインク供給口
44も、それぞれ各インク室41と連通している。The flow path plate 40 is positioned with the partition wall 42 facing the supporting laminated piezoelectric element 20b and the ink chamber 41 facing the driving laminated piezoelectric element 20a via the vibration plate 30, The end face of the partition 42 is adhered to the diaphragm 30. In addition, a plurality of ink outlets 43 are formed at the front end of the flow path plate 40, and these ink outlets 43 are respectively provided in the respective ink chambers 41.
Is in communication with A plurality of ink supply ports 44 are formed on the rear upper wall of the flow path plate 40, and these ink supply ports 44 are formed.
44 also communicates with each ink chamber 41, respectively.

前端部材50の前面は平坦に形成してあり、この前端部
材50の前面、振動板30の前端、及び流路板40の前端は、
同一平面上に位置決めしてある。そして、これら前端部
材50の前面、振動板30の前端、及び流路板40の前端にか
けて、ノズル板60が接着してある。ノズル板60には、複
数のノズル孔61が形成してあり、これらのノズル孔61が
それぞれ流路板40のインク出口43に連通している。The front surface of the front end member 50 is formed flat, and the front surface of the front end member 50, the front end of the diaphragm 30, and the front end of the flow path plate 40 are
Positioned on the same plane. The nozzle plate 60 is adhered to the front surface of the front end member 50, the front end of the diaphragm 30, and the front end of the flow path plate 40. A plurality of nozzle holes 61 are formed in the nozzle plate 60, and each of the nozzle holes 61 communicates with the ink outlet 43 of the flow path plate 40.

このノズル板60は、流路板40のみならず前端部材50に
よっても支持された構造となっているので、先に説明し
たキャップやクリーニングブレード（特開平４−77669
号参照）を前面部分に圧接しても、流路板40と前端部材
50とによってその圧接力を受け止めるため、流路板40が
変形するおそれがない。Since the nozzle plate 60 has a structure supported not only by the flow path plate 40 but also by the front end member 50, the above-described cap or cleaning blade (Japanese Patent Laid-Open No. 4-77669) is used.
Flow passage plate 40 and the front end member
Since the pressure contact force is received by the pressure plate 50, there is no possibility that the flow path plate 40 is deformed.

また、上述した構成のインクジェットヘッドは、第２
図に示すように、積層圧電素子20の前端面を前端部材50
で閉塞し、しかもその前端部材50の上端面と振動板30と
の間を接着した構造となっているので、ノズル孔61から
漏れ出たインク滴が積層圧電素子20まで周り込むおそれ
はなく、したがって、積層圧電素子20の各導電材料23,2
4間が短絡する等の危険はない。In addition, the ink jet head having the above-described configuration has a second structure.
As shown in the figure, the front end face of the multilayer piezoelectric element 20 is
In addition, since it has a structure in which the upper end surface of the front end member 50 and the diaphragm 30 are bonded together, there is no danger that the ink droplets leaking from the nozzle holes 61 will go around to the laminated piezoelectric element 20, Therefore, each conductive material 23, 2 of the laminated piezoelectric element 20
There is no danger such as a short circuit between the four.

次に、上述した第１の実施例に係るインクジェットヘ
ッドの動作を説明する。Next, the operation of the inkjet head according to the above-described first embodiment will be described.

第２図に示すように、共通集電極81と駆動集電極82と
に後方から外部電線83を接続し、一定の電力を供給する
と、第１の導電材料23と第２の導電材料24との間に電位
差が生じ、第1,第２の板状圧電材料21,22にそれぞれ厚
さ方向の電界が生じる。As shown in FIG. 2, when an external electric wire 83 is connected to the common collector electrode 81 and the drive collector electrode 82 from the rear and a constant power is supplied, the first conductive material 23 and the second conductive material 24 A potential difference is generated between the first and second plate-like piezoelectric materials 21 and 22, and an electric field in the thickness direction is generated in each of the first and second plate-like piezoelectric materials 21 and 22.

各板状圧電材料21,22は厚さ方向で電界と同じ方向に
分極されているので、厚さ方向に伸びる。Each of the plate-like piezoelectric materials 21 and 22 is polarized in the same direction as the electric field in the thickness direction, and thus extends in the thickness direction.

一枚の板状圧電材料の厚さをｔ、変位量をδｔ、印加
電圧をＶ、厚さ方向の圧電定数をd₃₃とすると、歪は電
界強度に比例し、 δt/t＝d₃₃×V/t つまり、δｔ＝d₃₃×Ｖとなる。The thickness of t of single plate-shaped piezoelectric material, the displacement amount .DELTA.t, the applied voltage V, the piezoelectric constant in the thickness direction and d _33, the strain is proportional to the field strength, δt / t = d ₃₃ × V / t That is, δt = d ₃₃ × V.

この変位量は通常１μｍに満たない非常に小さな値な
ので、これまで説明してきたように、板状圧電材料を複
数枚積層し積層圧電素子20を形成することにより、積層
枚数に比例した大きな変位量がとれるようにしてある。Since this displacement amount is usually a very small value of less than 1 μm, as described above, a large displacement amount proportional to the number of laminated layers can be obtained by laminating a plurality of plate-like piezoelectric materials to form the laminated piezoelectric element 20. So that you can take it.

第２図、第３図に示すように、積層圧電素子20の底部
を基台10によって支持するとともに、剛性を有する前端
部材50及び後端部材70と、支持用積層圧電素子20bとを
支柱として積層圧電素子20の支持構造を形成している。
このため、積層圧電素子20は上記支持構造によって拘束
されていないインク室41側に変形する。したがって、イ
ンク室41内に充填されたインクを効率的に押し出し、ノ
ズル孔61からインク液滴を噴射させることができる。As shown in FIGS. 2 and 3, the bottom of the laminated piezoelectric element 20 is supported by the base 10, and the rigid front and rear end members 50 and 70 and the supporting laminated piezoelectric element 20b are used as pillars. The support structure of the laminated piezoelectric element 20 is formed.
For this reason, the laminated piezoelectric element 20 is deformed toward the ink chamber 41 which is not restrained by the support structure. Therefore, the ink filled in the ink chamber 41 can be efficiently pushed out, and the ink droplets can be ejected from the nozzle holes 61.

ここで、インク出口43の近傍の振動板30は、前端部材
50によって固定してあるので、流路板40と振動板30とで
形成しているインク出口43の近傍において振動が発生す
ることはない。このため、インク滴形成時に、振動板30
の振動によりインク出口43の断面積が変化することはな
く、したがって、インク液滴が振動により分裂したり霧
状になったりするおそれがない。Here, the diaphragm 30 near the ink outlet 43 is a front end member.
Since it is fixed by 50, no vibration occurs near the ink outlet 43 formed by the flow path plate 40 and the vibration plate 30. For this reason, when forming ink droplets, the diaphragm 30
The cross-sectional area of the ink outlet 43 does not change due to the vibration, and therefore, there is no possibility that the ink droplet will be broken or mist-like due to the vibration.

なお、基台10は１つの積層圧電素子20の反力に耐えら
れるだけの肉厚を有すれば充分であり、小形軽量な構成
とすることができる。It is sufficient that the base 10 has a thickness enough to withstand the reaction force of one laminated piezoelectric element 20, and a small and lightweight configuration can be obtained.

また、各駆動用積層圧電素子20aの間に支持用積層圧
電素子20bを配置し、同素子20bの上面と流路板40の隔壁
42によって振動板30を挟み込むように固定しているの
で、各駆動用積層圧電素子20aによる振動板30の振動が
互いに干渉することを防止できる。Further, a supporting laminated piezoelectric element 20b is arranged between each driving laminated piezoelectric element 20a, and the upper surface of the driving laminated piezoelectric element 20b and the partition wall of the flow path plate 40 are arranged.
Since the vibration plate 30 is fixed so as to be sandwiched therebetween by 42, it is possible to prevent the vibrations of the vibration plate 30 caused by the driving laminated piezoelectric elements 20a from interfering with each other.

また他の効果としては、第２図に示すように、振動板
30と接着した積層圧電素子20の最上層26は、変形しない
第２の非駆動層となっているので、振動板30との接合面
においてd₃₁モードの変位が生じることがない。このた
め、駆動用積層圧電素子20aのd₃₃モード変形と、振動板
30の接着面でのユニモルフ変形との合成によるインク室
41の容積変化効率の低下を生じない。As another effect, as shown in FIG.
Top layer 26 of 30 and the adhesive was laminated piezoelectric element 20, since a second non-drive layer which is not deformed, never d ₃₁ mode of the displacement occurs in the bonding surface of the diaphragm 30. Therefore, the d ₃₃ mode deformation of the driving multilayer piezoelectric elements 20a, the diaphragm
Ink chamber by synthesis with unimorph deformation at 30 bonding surfaces
41 does not cause a decrease in volume change efficiency.

次に、上述した第１の実施例に係るインクジェットヘ
ッドの製造方法について、第４図〜第８図を主に参照し
て工程順に説明する。Next, a method of manufacturing the ink jet head according to the above-described first embodiment will be described in the order of steps mainly with reference to FIG. 4 to FIG.

積層圧電ブロック接着工程まず、第４図に示すように、圧電セラミックス等から
なる第1,第２の板状圧電材料21,22を、第1,第２の導電
材料23,24を挟んで順次積層して積層圧電ブロック27を
形成する。ここで、第１の導電材料23は、前端縁を積層
圧電素子20の前端面に露出させるとともに、後端縁を積
層圧電素子20の後端面より任意の距離だけ内部側に配置
してある。一方、第２の導電材料24は、後端縁を積層圧
電素子20の後端面に露出させるとともに、前端縁を積層
圧電素子20の前端面より任意の距離だけ内部側に配置し
てある。また、最下層25及び最上層26は、駆動しない第
1,第２の非駆動層としてある。Laminated piezoelectric block bonding step First, as shown in FIG. 4, first and second plate-shaped piezoelectric materials 21 and 22 made of piezoelectric ceramics and the like are sequentially placed with first and second conductive materials 23 and 24 interposed therebetween. The laminated piezoelectric blocks 27 are formed by lamination. Here, the first conductive material 23 has a front edge exposed on the front end face of the multilayer piezoelectric element 20 and a rear edge located inside the rear end face of the multilayer piezoelectric element 20 by an arbitrary distance. On the other hand, the second conductive material 24 has a rear edge exposed on the rear end face of the laminated piezoelectric element 20 and a front edge disposed inside the front end face of the laminated piezoelectric element 20 by an arbitrary distance. In addition, the lowermost layer 25 and the uppermost layer 26
1, as a second non-driving layer.

なお、積層圧電ブロック27の最上層（第２の非駆動
層）26は、やや厚め（例えば、中間に位置する第1,第２
の板状圧電材料21,22を20μｍ程度の厚みとし、これに
対し最上層26を50μｍ程度の厚みとする。）に形成する
ことが好ましい。このようにすれば、後述する上面の研
削代を確保できるとともに、研削加工時の緩衝層として
機能し、中間に位置する第1,第２の導電材料23,24等の
損傷を防止することができる。The uppermost layer (second non-driving layer) 26 of the laminated piezoelectric block 27 is slightly thicker (for example, the first and second
The plate-like piezoelectric materials 21 and 22 have a thickness of about 20 μm, and the uppermost layer 26 has a thickness of about 50 μm. ) Is preferable. By doing so, it is possible to secure a grinding allowance for the upper surface described later, function as a buffer layer during the grinding process, and prevent damage to the first and second conductive materials 23 and 24 located in the middle. it can.

このように形成した積層圧電ブロック27の最下層（第
１の非駆動層）25を、絶縁性の基台10の上面に接着す
る。このとき、積層圧電ブロック27の前端は、基台10の
前端に合わせて位置決めしておく。さらに、前端面の平
面度を確保するために、積層圧電ブロック27の前端面、
及び基台10の前端面を一体的に平面研削する。The lowermost layer (first non-driving layer) 25 of the laminated piezoelectric block 27 thus formed is bonded to the upper surface of the insulating base 10. At this time, the front end of the laminated piezoelectric block 27 is positioned in accordance with the front end of the base 10. Further, in order to secure the flatness of the front end face, the front end face of the laminated piezoelectric block 27,
And, the front end surface of the base 10 is integrally ground.

なお、第５図に示すように、積層圧電ブロック27の両
側端縁から任意の距離にある部位に、前後方向の溝27a
を形成する。これらの溝加工は、ダイヤモンドブレード
を用いた切削加工により行なえばよい。これらの溝27a
は、積層圧電ブロック27の上端面から中間部までの任意
の深さとする。As shown in FIG. 5, a groove 27a in the front-rear direction is provided at a position at an arbitrary distance from both side edges of the laminated piezoelectric block 27.
To form These grooves may be formed by cutting using a diamond blade. These grooves 27a
Is an arbitrary depth from the upper end surface of the laminated piezoelectric block 27 to the middle part.

電極膜形成工程次に、第６図に示すように、底面を除く基台10、及び
積層圧電ブロック27の全面に、Au等の導電材料からなる
電極膜80を、真空蒸着法等の薄膜形成手段によって形成
する。Electrode film forming step Next, as shown in FIG. 6, an electrode film 80 made of a conductive material such as Au is formed on the base 10 excluding the bottom surface and on the entire surface of the laminated piezoelectric block 27 by a thin film forming method such as a vacuum evaporation method. It is formed by means.

スリット形成工程その後、第７図に示すように、ダイヤモンドブレード
又はワイヤーソーを用いた切削加工により、積層圧電ブ
ロック27の上面から基台10の中間部にかけて前後方向に
複数のスリット27bを形成する。これらのスリット27b
は、基台10の前端から後端に至っており、横方向に一定
の間隔をおいて形成する。これらのスリット27bによ
り、積層圧電ブロック27が区分けされ、複数の積層圧電
素子20を形成することができる。Slit Forming Step Thereafter, as shown in FIG. 7, a plurality of slits 27b are formed in the front-rear direction from the upper surface of the laminated piezoelectric block 27 to the intermediate portion of the base 10 by cutting using a diamond blade or a wire saw. These slits 27b
Extend from the front end to the rear end of the base 10 and are formed at regular intervals in the horizontal direction. The multilayer piezoelectric block 27 is divided by these slits 27b, and a plurality of multilayer piezoelectric elements 20 can be formed.

前後端部材接着工程次いで、第８図に示すように、セラミックス等の剛性
材料からなる厚肉の前端部材50を、基台10及び各積層圧
電素子20の前端面に接着する。また、各積層圧電素子20
の後端面に、セラミックス等の剛性材料からなる厚肉の
後端部材70を接着するとともに、この後端部材70の下面
を基台10の上面に接着する。なお、基台10及び各積層圧
電素子20の前端面に形成した電極膜80は共通集電極81と
なるため、この電極膜80に接触する前端部材50は、導電
材料で形成してもかまわない。しかし、基台10の後部上
面、及び各積層圧電素子20の後端面に形成した電極膜80
は駆動集電極82となるため、この電極膜80に接触する後
端部材70は、絶縁材料で形成する。Next, as shown in FIG. 8, a thick front end member 50 made of a rigid material such as ceramics is adhered to the base 10 and the front end surface of each laminated piezoelectric element 20. In addition, each laminated piezoelectric element 20
A thick rear end member 70 made of a rigid material such as ceramics is bonded to the rear end surface, and the lower surface of the rear end member 70 is bonded to the upper surface of the base 10. Since the electrode film 80 formed on the base 10 and the front end face of each laminated piezoelectric element 20 becomes the common collector electrode 81, the front end member 50 that contacts the electrode film 80 may be formed of a conductive material. . However, the electrode film 80 formed on the rear upper surface of the base 10 and the rear end surface of each laminated piezoelectric element 20
Is a drive collecting electrode 82, and the rear end member 70 that comes into contact with the electrode film 80 is formed of an insulating material.

振動板接着工程その後、積層圧電素子20の最上層（第２の非駆動層）
26、前端部材50、及び後端部材70の各上面を、一体的に
平面研削して同一平面上に合わせる。このとき、積層圧
電素子20の上面に形成した電極膜80は削り取られる。し
たがって、電極膜80は、積層圧電素子20の前端面、基台
10の前端面、基台10の両側面、積層圧電素子20の後端
面、及び基台10の後部上面にのみ残存することになる。Vibration plate bonding step After that, the uppermost layer (second non-driving layer) of the laminated piezoelectric element 20
26, the upper surfaces of the front end member 50 and the rear end member 70 are integrally surface ground and aligned on the same plane. At this time, the electrode film 80 formed on the upper surface of the laminated piezoelectric element 20 is scraped off. Therefore, the electrode film 80 is formed on the front end face of the laminated piezoelectric element 20 and on the base.
10 remains on only the front end face of the base 10, both side faces of the base 10, the rear end face of the laminated piezoelectric element 20, and the rear upper face of the base 10.

ここで、積層圧電素子20の前端面、溝27a、基台10の
前端面、基台10の両側面、及び基台10の後部上面におけ
る両脇部分に形成した電極膜80が導通しており、この電
極膜80によって共通集電極81が形成される。また、スリ
ット27bによって区分けされた積層圧電素子２の後端
面、及び基台10の後部上面に形成した電極膜80が個別に
導通しており、この電極膜80によって駆動集電極82が形
成される。なお、基台10の後端面に形成された電極膜80
は平面研削によって除去する。Here, the electrode films 80 formed on the front end surface of the laminated piezoelectric element 20, the groove 27a, the front end surface of the base 10, both side surfaces of the base 10, and both side portions on the rear upper surface of the base 10 are conducting. The common collecting electrode 81 is formed by the electrode film 80. Further, the electrode films 80 formed on the rear end face of the laminated piezoelectric element 2 separated by the slits 27b and the rear upper surface of the base 10 are individually conductive, and the drive film 82 is formed by the electrode films 80. . The electrode film 80 formed on the rear end face of the base 10
Is removed by surface grinding.

このように上面を同一平面上に合わせた積層圧電素子
20の上面及び前後端部材70の上面に、振動板30を接着す
る。The laminated piezoelectric element whose upper surface is aligned on the same plane
The diaphragm 30 is bonded to the upper surface of the front end 20 and the upper surface of the front and rear end members 70.

流路板接着工程次に、流路板40を用意し、その隔壁42部分が振動板30
を介して１列おきの積層圧電素子20（支持用積層圧電素
子20b）と対向するように配置する。このとき、流路板4
0のインク室41は、支持用積層圧電素子20bに隣接する積
層圧電素子20（駆動用積層圧電素子20a）と振動板30を
介して対向するように配置される。また、流路板40のイ
ンク出口43は、前端部材50の前面とほぼ同一平面上に位
置合わせしておくことが好ましい。Flow channel plate bonding step Next, a flow channel plate 40 is prepared, and
Are arranged so as to be opposed to the laminated piezoelectric elements 20 (supporting laminated piezoelectric elements 20b) in every other row via the. At this time, the flow path plate 4
The zero ink chamber 41 is disposed so as to face the laminated piezoelectric element 20 (driving laminated piezoelectric element 20a) adjacent to the supporting laminated piezoelectric element 20b via the vibration plate 30. Further, it is preferable that the ink outlet 43 of the flow path plate 40 is positioned substantially on the same plane as the front surface of the front end member 50.

このような配置状態で、流路板40の隔壁42部分を振動
板30に接着する。In such an arrangement, the partition 42 of the flow path plate 40 is bonded to the diaphragm 30.

ノズル板接着工程さらに、前端部材50の前面、振動板30及び流路板40の
前端を一体的に平面研磨し、１μｍ程度の表面粗さとな
るように面出しする。そして、ノズル板60をこれら前端
部材50の前面、振動板30及び流路板40の前端に接着す
る。このとき、ノズル板60の各ノズル孔61は、それぞれ
インク出口43と連通するようにしておく。Nozzle plate bonding step Further, the front surface of the front end member 50, the front end of the vibration plate 30 and the front end of the flow path plate 40 are integrally polished and surfaced to have a surface roughness of about 1 μm. Then, the nozzle plate 60 is bonded to the front surface of the front end member 50, the front end of the diaphragm 30 and the front end of the flow path plate 40. At this time, each nozzle hole 61 of the nozzle plate 60 is communicated with the ink outlet 43.

最後に、基台10の後部上面において、駆動用積層圧電
素子20aに接触する駆動集電極82と共通集電極81とに、
外部電線83を接続する。Finally, on the rear upper surface of the base 10, the driving collector 82 and the common collector 81 that are in contact with the driving multilayer piezoelectric element 20a,
The external electric wire 83 is connected.

以上説明した製造方法によれば、積層圧電素子20、前
端部材50、及び後端部材70の上面を平面研削加工によっ
て一体的に研削し面出しするので、それら上面に振動板
30を隙間なく接着することができ、その結果、駆動用積
層圧電素子20aの変形圧力を確実に振動板30へと伝える
ことができる。According to the manufacturing method described above, the upper surfaces of the laminated piezoelectric element 20, the front end member 50, and the rear end member 70 are integrally ground and surfaced by plane grinding, so that the diaphragm
As a result, the deformation pressure of the driving laminated piezoelectric element 20a can be reliably transmitted to the vibration plate 30.

また、ノズル板60の接着面である前端部材50の前面、
振動板30及び流路板40の端面を、一体的に研磨加工する
ので１μｍ程度の平面精度が得られ、ノズル板60を接着
したとき気泡が残留することがない。したがって、ノズ
ル孔61をインク出口43に確実に連通することができ、イ
ンクの吐出不良を防止することができる。Further, the front surface of the front end member 50 which is the bonding surface of the nozzle plate 60,
Since the end faces of the vibration plate 30 and the flow path plate 40 are integrally polished, a plane accuracy of about 1 μm can be obtained, and no air bubbles remain when the nozzle plate 60 is bonded. Therefore, it is possible to reliably communicate the nozzle hole 61 with the ink outlet 43, and it is possible to prevent ink ejection failure.

しかも、スリット形成工程によってスリット27bの内
壁に形成した対向電極となる第1,第２の導電材料23,24
間の電気的漏洩を、前後端部材50,70によって外気から
遮蔽できるので、ノズル孔61から漏れ出たインクや空気
中の水分がそれら電極膜80に付着するおそれがなく、短
絡等の危険がなくなる。In addition, the first and second conductive materials 23 and 24 which become the counter electrodes formed on the inner wall of the slit 27b in the slit forming step.
Since the electric leakage between them can be shielded from the outside air by the front and rear end members 50 and 70, there is no danger that ink leaked from the nozzle holes 61 and moisture in the air adhere to the electrode films 80, and there is no danger of a short circuit or the like. Disappears.

さらに、金膜の真空蒸着法等による薄膜形成手段によ
って、基台10及び積層圧電素子20に一括して電極膜80を
形成し、その後、平面研削加工及びスリット加工によっ
てパターン分離することで、共通集電極81及び駆動集電
極82を容易に形成することができる。Further, the electrode film 80 is collectively formed on the base 10 and the laminated piezoelectric element 20 by a thin film forming means such as a vacuum deposition method of a gold film, and thereafter, the pattern is separated by surface grinding and slitting, thereby forming a common pattern. The collecting electrode 81 and the driving collecting electrode 82 can be easily formed.

なお、絶縁性の基台10に比誘電率の低い材料を用いる
と、基台10自体に誘電分極が生じないので、１つ１つの
駆動用積層圧電素子20aの電気容量が安定化し、インク
吐出特性のばらつきが少なくなる。If a material having a low relative dielectric constant is used for the insulating base 10, dielectric polarization does not occur in the base 10 itself, so that the electric capacity of each of the driving laminated piezoelectric elements 20a is stabilized, and ink ejection is performed. Variations in characteristics are reduced.

次に、この発明の第２の実施例に係るインクジェット
ヘッドの構成を、第９図及び第10図を参照して説明す
る。なお、先に説明した第１の実施例に係るインクジェ
ットヘッドと同一部分には同一符号を付し、その部分の
詳細な説明は省略する。Next, the configuration of an ink jet head according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. The same portions as those of the ink jet head according to the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description of those portions will be omitted.

この実施例に係るインクジェットヘッドは、基台10の
上面を前部が窪み側で後部が突出側となった段付き形状
にしてある。そして、基台10上面の窪み側101に積層圧
電ブロック27を接着してある。なお、積層圧電ブロック
27の後端面下部は基台10の段差部分103に接着してあ
る。In the inkjet head according to this embodiment, the upper surface of the base 10 has a stepped shape in which a front portion is a concave side and a rear portion is a protruding side. The laminated piezoelectric block 27 is bonded to the recess 101 on the upper surface of the base 10. The laminated piezoelectric block
The lower part of the rear end face of 27 is adhered to the step 103 of the base 10.

また、積層圧電ブロック27の最下層（第１の非駆動
層）25は、基台10の段差寸法より大きな厚みをもたせて
ある。そして、積層圧電ブロック27の上面からこの最下
層（第１の非駆動層）25の中間部までスリット27bを形
成することにより、第10図に示すように横方向に一定間
隔をおいて並ぶ複数の積層圧電素子20を形成している。
なお、スリット27bは、積層圧電ブロック27から連続し
て、基台10の後端まで延びている。The lowermost layer (first non-driving layer) 25 of the laminated piezoelectric block 27 has a thickness larger than the step size of the base 10. Then, by forming slits 27b from the upper surface of the laminated piezoelectric block 27 to the intermediate portion of this lowermost layer (first non-drive layer) 25, a plurality of slits 27 are arranged at regular intervals in the horizontal direction as shown in FIG. Are formed.
The slit 27b extends from the laminated piezoelectric block 27 to the rear end of the base 10.

さらに、この発明の前端部材50は、薄肉形成に形成し
てある。第１の実施例では、前端部材50を厚肉に形成し
たが、板材は縦方向の荷重に対しては強く、さらにノズ
ル板60と接着することによって座屈変形に耐えられるよ
うにできるので、前端部材50を0.1mm〜1mm程度の薄い部
材としても、積層圧電素子20の変形に対する支持部材と
して充分に機能することができる。Further, the front end member 50 of the present invention is formed to be thin. In the first embodiment, the front end member 50 is formed to be thick. However, since the plate material is strong against a load in the vertical direction and can be made to withstand buckling deformation by bonding to the nozzle plate 60, Even if the front end member 50 is a thin member of about 0.1 mm to 1 mm, it can sufficiently function as a support member against deformation of the laminated piezoelectric element 20.

しかも、前端部材50を薄肉とすることにより、積層圧
電素子20から圧力を受けて容積を変化させるインク室41
とノズル孔61との間の距離を短縮することができ、その
結果インク室41の容積変化を損失なくノズル孔61内のイ
ンクに伝え、効率的にインク液滴を形成させることがで
きる。Moreover, by making the front end member 50 thin, the ink chamber 41 that receives pressure from the laminated piezoelectric element 20 to change the volume is formed.
As a result, the change in the volume of the ink chamber 41 can be transmitted to the ink in the nozzle hole 61 without loss, and the ink droplet can be formed efficiently.

この実施例に係るインクジェットヘッドは、上述した
第１の実施例に係るインクジェットの製造方法の各工程
を一部追加，変更することにより製造することができ
る。以下、その追加，変更する内容について説明する。The inkjet head according to this embodiment can be manufactured by adding or changing some of the steps of the inkjet manufacturing method according to the first embodiment described above. Hereinafter, the contents to be added or changed will be described.

まず、基台10は、上面を前端が窪み側101、後部が突
出側102となる段付き形状に形成しておく。また、積層
圧電ブロック27は、最下層（第１の非駆動層）25を、中
間に位置する第1,第２の板状圧電材料21,22に比べ厚く
形成しておく。例えば、中間に位置する第1,第２の板状
圧電材料21,22を20μｍ程度の厚みとし、これに対し最
下層25を100μｍ〜200μｍ程度の厚みとする。なお、基
台10の段差寸法との関係では、積層圧電ブロック27の最
下層25の厚みを基台10の段差寸法より大きくする。First, the base 10 has an upper surface formed in a stepped shape in which the front end is the concave side 101 and the rear is the protruding side 102. In the laminated piezoelectric block 27, the lowermost layer (first non-driving layer) 25 is formed thicker than the first and second plate-like piezoelectric materials 21 and 22 located in the middle. For example, the first and second plate-like piezoelectric materials 21 and 22 located in the middle have a thickness of about 20 μm, while the lowermost layer 25 has a thickness of about 100 μm to 200 μm. In relation to the step size of the base 10, the thickness of the lowermost layer 25 of the laminated piezoelectric block 27 is made larger than the step size of the base 10.

積層圧電ブロック接着工程においては、基台10の窪み
側101に積層圧電ブロック27の最下層25を接着する。こ
のとき、最下層25の後端面は、基台10の段差部分103に
接着する。In the laminated piezoelectric block bonding step, the lowermost layer 25 of the laminated piezoelectric block 27 is bonded to the concave side 101 of the base 10. At this time, the rear end surface of the lowermost layer 25 is bonded to the step portion 103 of the base 10.

その後、積層圧電ブロック27の後端部28（第９図に想
像線で示した部分）を、ダイヤモンドカッター等の切削
工具を使用して、任意の幅で基台10の突出側102の上面
と同一平面上の位置まで切除する。これによって、基台
10の段差部分103と積層圧電ブロック27の後端面下部の
接着部分が、平面内に位置する。その結果、同接着部分
から漏れ出した接着剤を容易かつ確実に拭き取ることが
でき、その上に形成する電極膜80の剥離を防止すること
ができる。しかも積層圧電素子20の厚さ方向の変形に伴
い、この接着部分は前後方向に歪を生じようとするの
で、その上面に形成する電極膜80には、引っ張り又は圧
縮応力が生じるものの、剪断応力は生ぜず、したがって
電極膜80が破断する危険がない。Thereafter, the rear end portion 28 (the portion indicated by the imaginary line in FIG. 9) of the laminated piezoelectric block 27 is fixed to an upper surface of the protruding side 102 of the base 10 at an arbitrary width using a cutting tool such as a diamond cutter. Cut to the same plane position. This allows the base
The ten step portions 103 and the bonded portion below the rear end face of the laminated piezoelectric block 27 are located in a plane. As a result, the adhesive leaked from the adhesive portion can be easily and reliably wiped off, and peeling of the electrode film 80 formed thereon can be prevented. In addition, as the laminated piezoelectric element 20 is deformed in the thickness direction, the bonded portion tends to be distorted in the front-rear direction. Therefore, although the electrode film 80 formed on the upper surface thereof generates a tensile or compressive stress, Does not occur, and there is no danger of the electrode film 80 being broken.

このように積層圧電ブロック27の後端部28を切除した
後、電極膜80を形成すると、同ブロックの切除面に電極
膜80が形成されることになる。When the electrode film 80 is formed after the rear end portion 28 of the laminated piezoelectric block 27 has been cut in this way, the electrode film 80 is formed on the cut surface of the block.

スリット形成工程では、積層圧電ブロック27の上面か
ら最下層（第１の非駆動層）25の中間部に至る深さのス
リット27bを複数本形成する。これらのスリット27bは、
積層圧電ブロック27の後端から連続して、基台10の突出
側102の後端にかけて形成する。これによって、積層圧
電ブロック27に複数の積層圧電素子20が並べて形成され
る。また、スリット27bによって分割された各積層圧電
素子20の後端面（切除面）から基台10の後部上面にかけ
て形成した電極膜80によって駆動集電極82が形成され
る。In the slit forming step, a plurality of slits 27b having a depth from the upper surface of the laminated piezoelectric block 27 to the intermediate portion of the lowermost layer (first non-drive layer) 25 are formed. These slits 27b are
It is formed continuously from the rear end of the laminated piezoelectric block 27 to the rear end of the protruding side 102 of the base 10. Thus, a plurality of laminated piezoelectric elements 20 are formed side by side on the laminated piezoelectric block 27. In addition, a drive collector 82 is formed by the electrode film 80 formed from the rear end surface (cut surface) of each laminated piezoelectric element 20 divided by the slit 27b to the rear upper surface of the base 10.

なお、この発明は上述した実施例に限定されるもので
はない。The present invention is not limited to the embodiment described above.

例えば、導電性の振動板30を使用する場合には、その
振動板30を介して共通集電極81と駆動集電極82とが導通
してしまう可能性がある。このような場合は、例えば、
積層圧電素子20の後端上縁部に切欠き29（第９参照）を
形成することにより、その部分に形成された電極膜80
（駆動集電極82）を削り取り、振動板30と駆動集電極82
とを離間させる必要がある。For example, when the conductive diaphragm 30 is used, there is a possibility that the common collector 81 and the drive collector 82 may be electrically connected via the diaphragm 30. In such a case, for example,
By forming a notch 29 (see ninth) in the upper edge of the rear end of the laminated piezoelectric element 20, the electrode film 80 formed in that portion is formed.
(Drive collecting electrode 82) is scraped off, and diaphragm 30 and driving collecting electrode 82
And must be separated from each other.

また、上述した実施例では、支持用積層圧電素子20b
を外部電線83に接続しないようにしたが、接地側である
共通集電極81と同電位となるような状態であれば外部電
線83と接続してもかまわない。このようにすると駆動用
積層圧電素子20aに生じた電荷が、支持用積層圧電素子2
0bに周り込んでも、その支持用積層圧電素子20bに余分
な電荷が蓄積されることがなくなる。In the above-described embodiment, the supporting laminated piezoelectric element 20b
Is not connected to the external electric wire 83, but may be connected to the external electric wire 83 as long as it has the same potential as the common collector electrode 81 on the ground side. In this way, the electric charge generated in the driving multilayer piezoelectric element 20a is transferred to the supporting multilayer piezoelectric element 2a.
Even if it goes around 0b, no extra charge is accumulated in the supporting laminated piezoelectric element 20b.

さらに、第１の実施例に示したインクジェットヘッド
の構造において、前端部材50を薄肉形状とすることもで
き、また、第２の実施例に示したインクジェットヘッド
の構造において、前端部材50を厚肉形状とすることもで
きる。すなわち、前端部材50を厚肉形状とするか薄肉形
状とするかは、支柱としての効果と、インク室41とノズ
ル孔61との間の距離を短くすることによる効率的なイン
ク滴の形成という効果のいずれを重要視するかによって
決定すればよい。Further, in the structure of the ink jet head shown in the first embodiment, the front end member 50 can be made thin, and in the structure of the ink jet head shown in the second embodiment, the front end member 50 can be made thick. It can also be shaped. That is, whether the front end member 50 is formed to have a thick or thin shape has the effect as a support and the efficient formation of ink droplets by shortening the distance between the ink chamber 41 and the nozzle hole 61. The effect may be determined depending on which of the effects is regarded as important.

また、第２の実施例に係るインクジェットヘッドの製
造方法では、積層圧電ブロック27の後端部28を切除する
作業を挿入したが、この作業を省略した簡易な方法でイ
ンクジェットヘッドを製作することもできる。In the method of manufacturing an ink jet head according to the second embodiment, the operation of cutting off the rear end portion 28 of the laminated piezoelectric block 27 is inserted. However, the ink jet head may be manufactured by a simple method in which this operation is omitted. it can.

上述した各実施例ではノズル板60を使用したが、流路
板40に形成したインク出口43をノズル形状に形成すれ
ば、該ノズル板60を省略することもできる。Although the nozzle plate 60 is used in each of the embodiments described above, the nozzle plate 60 can be omitted if the ink outlet 43 formed in the flow path plate 40 is formed in a nozzle shape.

産業上の利用可能性この発明は、各種のインクジェット・プリンタにおけ
るインク噴射用のプリンタヘッドとして利用することが
できる。INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a printer head for ejecting ink in various ink jet printers.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/16──────────────────────────────────────────────────続き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. ⁶ , DB name) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/16

Claims

(57) [Claims]

(After correction) An insulating base, a conductive material and a plate-shaped piezoelectric material polarized in the thickness direction are alternately laminated, and a voltage is applied to both end layers in the laminating direction. A plurality of parallel laminated piezoelectric elements as non-deformed first and second non-driving layers, a vibrating plate that elastically bends, a plurality of ink outlets at a front end, and a plurality of ink outlets communicating with these ink outlets. A flow path plate in which ink chambers are formed side by side; a surface of the first non-driving layer in each of the laminated piezoelectric elements is bonded to the base; An ink jet head having one surface of the vibration plate adhered to the surface thereof, and the flow path plate adhered to the other surface of the vibration plate in a state where the ink chamber is arranged in the displacement direction of the laminated piezoelectric element. Before, made of rigid material An end member is adhered to the base, and a front end of one plane of the diaphragm is adhered to the front end member, and the front end of the flow path plate is supported by the front end member via the diaphragm. And a rear end member formed of a rigid material is adhered to the base, and a rear end portion of one plane of the diaphragm is adhered to the rear end member, and the flow path plate is interposed through the diaphragm. An ink jet head, wherein a front end of the ink jet head is supported by a front end member.

2. A method according to claim 1, wherein the plurality of parallel laminated piezoelectric elements are driving multilayer piezoelectric elements for applying a voltage in every other row, and the laminated piezoelectric elements sandwiched between the driving laminated piezoelectric elements are:
2. The ink jet head according to claim 1, wherein the supporting multilayer piezoelectric element to which a voltage is not applied is used, and the ink chamber is arranged in a displacement direction of the driving multilayer piezoelectric element.

3. The front end of the front end member is formed flat, and the front end of the front end member, the front end of the flow path plate, and the front end of the diaphragm are arranged on the same plane. 2. The inkjet head according to item 1.

4. A front surface of the front end member, a front end of the channel plate,
And a nozzle plate having a plurality of nozzle holes formed thereon is adhered to a front end of said diaphragm, and said nozzle holes are respectively connected to ink outlets of said flow path plate. Item 7. The inkjet head according to item 1.

5. (Delete)

(Claim 6)

7. (Delete)

8. (After correction) The conductive material and the plate-like piezoelectric material polarized in the thickness direction are alternately laminated, and both end layers in the laminating direction are not deformed even when a voltage is applied. Preparing a laminated piezoelectric block as a non-driving layer, and bonding the first non-driving layer of the laminated piezoelectric block to an insulating base; By forming a plurality of slits extending in the front-rear direction at a depth reaching the intermediate portion of the first non-driving layer from the surface at predetermined intervals in the laminated piezoelectric block, a plurality of laminated piezoelectric elements are formed between the slits. Forming a slit, forming a slit, attaching a front end member to a front end surface of the base and the laminated piezoelectric block, and attaching a rear end member to a rear end surface of the base and the laminated piezoelectric block. Bonding The surface of the second non-driving layer in each of the laminated piezoelectric elements, the end of the front end member on the side in contact with the second non-driving layer, and the second non-driving layer in the rear end member. The ends on the contacting side are integrally polished and aligned on the same plane, and on the surface of the second non-driving layer in each of the laminated piezoelectric elements, the end of the front end member, and the end of the rear end member, A vibration plate bonding step of bonding one plane of the vibration plate, and a flow path plate having a plurality of ink outlets at a front end and a plurality of ink chambers communicating with these ink outlets are prepared. A flow path plate bonding step of bonding the flow path plate to the other flat surface of the vibration plate in a state where the ink chambers of the flow path plate are arranged in the deformation direction of each of the laminated piezoelectric elements. Method.

9. A nozzle plate having a plurality of nozzle holes is prepared, and after each step of bonding the laminated piezoelectric block, the vibration plate, the front end member, and the flow path plate is completed, the front surface of the front end member, the vibration plate The front end portion of the front end member and the front end portion of the flow path plate are integrally polished and aligned on the same plane, and the polished front end member is in a state where each of the nozzle holes communicates with each ink outlet of the flow path plate. 9. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 8, comprising a nozzle plate bonding step of bonding the nozzle plate to a front surface of the nozzle plate, a front end of the diaphragm, and a front end of the flow path plate.

10. The bonding step of the laminated piezoelectric block, wherein at least a rear end portion of a surface of the base to which the laminated piezoelectric element is bonded is exposed, and at least the laminating step is performed after the bonding step of the laminated piezoelectric block is completed. An electrode film is formed on the exposed portions of the front and rear end surfaces of the piezoelectric block and the exposed rear end of the base, and a slit formed in the slit forming step is
By forming the slit so as to extend from the surface of the second non-driving layer of the laminated piezoelectric element to the intermediate thick portion of the substrate and extending the slit to the rear end of the substrate, The electrode film formed on the rear end portion of the laminated piezoelectric block forms a driving collector electrode that is electrically connected to the electrode film formed on the rear end surface of the laminated piezoelectric block. 9. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 8, wherein electrodes are formed.

11. The step of forming the surface of the base into a stepped shape and forming the first non-driving layer of the laminated piezoelectric block thicker than the step of the base. Bonding the first non-driving layer of the laminated piezoelectric block to the recessed surface of the base so as to be in contact with the stepped portion, and thereafter, at least exposing the front and rear end surfaces of the laminated piezoelectric block and projecting the base Forming an electrode film on the side surface; forming the slit in the slit forming step so as to extend to the protruding side surface of the base; and forming the lamination by the electrode film formed on the protruding side surface of the base. A drive collector electrode is formed to be electrically connected to the electrode film formed on the rear end face of the piezoelectric block, and a common collector electrode is formed by the electrode film formed on the front end face of the laminated piezoelectric block. The process for manufacturing an ink jet head according to claim 8 which is characterized by.

12. A step of forming a surface of the base into a stepped shape, and forming a first non-driving layer of the laminated piezoelectric block thicker than the step of the base. A first non-driving layer of the laminated piezoelectric block is adhered to the depression side surface of the base so as to be in contact with the stepped portion. Cutting to a portion on the same plane as the protruding surface, and then forming an electrode film on at least the front end surface of the laminated piezoelectric block, the cut surface of the block, and the protruding surface of the base. In the above, by forming the slit extending to the protruding side surface of the base, by the electrode film formed on the protruding side surface of the base, the electrode film formed on the cut surface of the laminated piezoelectric block 9. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 8, wherein a conductive collector electrode is formed, and a common collector electrode is formed by an electrode film formed on a front end surface of the laminated piezoelectric block.

13. The apparatus according to claim 1, wherein a front end surface of said laminated piezoelectric element is bonded to said front end member, and a rear end surface of said laminated piezoelectric element is bonded to said rear end member. 2. The inkjet head according to item 1.