JP3166537B2 - Ink jet device - Google Patents
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- JP3166537B2 JP3166537B2 JP4954795A JP4954795A JP3166537B2 JP 3166537 B2 JP3166537 B2 JP 3166537B2 JP 4954795 A JP4954795 A JP 4954795A JP 4954795 A JP4954795 A JP 4954795A JP 3166537 B2 JP3166537 B2 JP 3166537B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、インク供給源からイン
クが供給される複数のインク室と、前記インク室内の容
積を変化させてインクを噴射させるアクチュエータ部
と、前記アクチュエータ部に形成され、電源回路から電
圧が印加される電極とを有するインク噴射装置に関する
ものである。The present invention relates to a plurality of ink chambers to which ink is supplied from an ink supply source, an actuator section for changing the volume of the ink chamber to eject ink, and an actuator section formed in the actuator section. those related to the ink jet equipment with a power source circuit and an electrode to which a voltage is applied.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、インクジェットプリンタ等に利用
されるオンデマンド方式の印字ヘッドとして電気−熱変
換素子である発熱素子を利用した、いわゆるサーマルジ
ェット方式印字ヘッドや、電気−機械変換素子である圧
電素子を利用したピエゾ方式印字ヘッドが実用化されて
いる。圧電素子を利用した印字ヘッドは、発熱素子を利
用した印字ヘッドに比べて、熱の発生を伴わないことか
ら被噴射物としての液体の制限が少なく、また印字ヘッ
ドの耐久性に優れる等の利点を有している。2. Description of the Related Art Conventionally, a so-called thermal jet type print head using a heating element which is an electro-thermal conversion element as an on-demand type print head used in an ink jet printer or the like, and a piezoelectric element which is an electro-mechanical conversion element. Piezo print heads utilizing elements have been put to practical use. Compared to print heads that use heating elements, print heads that use piezoelectric elements do not generate heat, so there are fewer restrictions on the liquid that can be ejected, and the print head is more durable. have.
【0003】圧電素子の形態は様々有るが、例えば、特
開昭55−71572号公報に開示されているようにイ
ンク室を円管型で形成するインクジェットヘッドが提案
されていおり、以下にその概略構成を説明する。There are various types of piezoelectric elements. For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-71572, there has been proposed an ink jet head in which an ink chamber is formed in a circular tube type. The configuration will be described.
【0004】図21及び22に示すように、マルチノズ
ルタイプのインクジェットヘッドは、筺体301と、多
数の円筒状の電歪振動子302と、ノズルプレート30
3と、プリント電極板304とから構成されている。As shown in FIGS. 21 and 22, a multi-nozzle type ink jet head comprises a housing 301, a large number of cylindrical electrostrictive vibrators 302, and a nozzle plate 30.
3 and a printed electrode plate 304.
【0005】筺体301は、複数の貫通孔307が設け
られた筺体基板301aにケース板301bを接合した
ものであり、これらによって構成される空間がマニホー
ルド313である。このマニホールド313にはパイプ
305を介して図示しないインク供給源からインクが供
給される。筺体基板301aには、プリント電極板30
4が接合されており、プリント電極板304には、貫通
孔307に対応した位置に位置決め孔312が複数形成
されている。[0005] The housing 301 is formed by joining a case plate 301b to a housing substrate 301a provided with a plurality of through holes 307, and a space formed by these is a manifold 313. The manifold 313 is supplied with ink from a not-shown ink supply source via a pipe 305. The printed circuit board 30 is mounted on the housing substrate 301a.
4 are joined, and a plurality of positioning holes 312 are formed in the printed electrode plate 304 at positions corresponding to the through holes 307.
【0006】各電歪振動子302の一端は、それぞれの
位置決め孔312に嵌合されると共に、筺体基板301
aに接合されており、電歪振動子302内の空間は貫通
孔307を介してマニホールド313に連通している。
また電歪振動子302の他端には、ノズル326が形成
されたノズルプレート303が接合されている。One end of each of the electrostrictive vibrators 302 is fitted into each of the positioning holes 312 and the housing substrate 301
The space in the electrostrictive vibrator 302 is connected to the manifold 313 through the through hole 307.
The other end of the electrostrictive vibrator 302 is joined to a nozzle plate 303 on which a nozzle 326 is formed.
【0007】それら電歪振動子302の内側表面からそ
の両端部及び外側表面にわたって電極308が形成さ
れ、電歪振動子302の外側表面に電極309が形成さ
れている。電極308の全表面にわたって撥水性のテフ
ロン被膜310が形成されている。各電歪振動子302
の電極308は共通アース線311に接続され、電極3
09は、それぞれプリント基板304の分割電極306
の各々に接続されている。Electrodes 308 are formed from the inner surface of the electrostrictive vibrator 302 to both ends and the outer surface thereof, and the electrode 309 is formed on the outer surface of the electrostrictive vibrator 302. A water-repellent Teflon coating 310 is formed over the entire surface of the electrode 308. Each electrostrictive oscillator 302
Electrode 308 is connected to the common ground line 311 and the electrode 3
09 denotes the divided electrodes 306 of the printed circuit board 304, respectively.
Connected to each other.
【0008】前記円筒状の電歪振動子302の作製には
通常、型焼結が用いられる。[0008] Usually, mold sintering is used for manufacturing the cylindrical electrostrictive vibrator 302.
【0009】そして、噴射するノズル326に対応する
電歪振動子302の電極309に駆動電圧を印加するこ
とによって、電歪振動子302を変形させて前記ノズル
326からインクを噴射する。Then, by applying a drive voltage to the electrode 309 of the electrostrictive vibrator 302 corresponding to the nozzle 326 to be jetted, the electrostrictive vibrator 302 is deformed and the nozzle 326 jets ink.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
単層の電歪振動子302では、剛性を得るために電歪振
動子302の厚さを厚くしなければならなかった。ここ
で、噴射のために必要な前記駆動電圧は、電歪振動子3
02の厚みに比例して大きくなる。従って、電歪振動子
302では、噴射のための駆動電圧が大きかった。この
ように駆動電圧が大きいと、プリント基板304の分割
電極306と電歪振動子302とを接続する各電気的接
続点間の距離を大きくしなければならない。このため、
インクジェットヘッドの小型化が困難であるといった問
題があった。また、駆動電圧が大きいと、回路が高価と
なるといった問題があった。However, in the conventional single-layered electrostrictive vibrator 302, the thickness of the electrostrictive vibrator 302 had to be increased in order to obtain rigidity. Here, the driving voltage required for injection is the electrostrictive oscillator 3
02 increases in proportion to the thickness of No. 02. Therefore, in the electrostrictive vibrator 302, the driving voltage for injection was large. When the driving voltage is large as described above, it is necessary to increase the distance between each electrical connection point connecting the divided electrode 306 of the printed circuit board 304 and the electrostrictive vibrator 302. For this reason,
There is a problem that it is difficult to reduce the size of the inkjet head. Further, when the driving voltage is large, there is a problem that the circuit becomes expensive.
【0011】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、駆動電圧が小さく、小型化が可
能なインク噴射装置を提供することを目的とする。[0011] The present invention has been made to solve the problems described above, the driving voltage is reduced, and an object thereof is to provide an ink jet equipment can be downsized.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項1では、インク供給源からインクが供
給されるインク室と、前記インク室内の容積を変化させ
てインクを噴射させるアクチュエータ部と、前記アクチ
ュエータ部に形成され、電源回路から電圧が印加される
電極とを有するインク噴射装置において、前記アクチュ
エータ部は、前記複数の電極と複数の圧電セラミックス
とが交互に筒状に積層され、積層中心に中空部を備え、
中空部が前記インク室を形成しており、複数の前記アク
チュエータ部が、該複数のアクチュエータ部を覆って設
けた保持部によって一体化され、前記複数の電極のうち
積層方向において一つおきの第一電極は、前記一体化さ
れた複数のアクチュエータ部の各一端面に露出するとと
もにその各一端面にわたって形成した共通電極に接続さ
れ、他の一つおきの第二電極は、前記一体化された複数
のアクチュエータ部の前記一端面と異なる他端面に露出
するとともにその各他端面に形成した各駆動電極に接続
され、前記一体化された複数のアクチュエータ部の外面
に沿って設けられたプリント基板に、前記共通電極およ
び複数の駆動電極にそれぞれ接続する接点電極を設ける
とともに、その接点電極を電源回路に接続するパターン
を設けたことを特徴とする。In order to achieve this object, according to the first aspect of the present invention, ink is supplied from an ink supply source and ink is ejected by changing the volume of the ink chamber. In an ink ejecting apparatus having an actuator portion and an electrode formed on the actuator portion and to which a voltage is applied from a power supply circuit, the actuator portion includes a plurality of the electrodes and a plurality of piezoelectric ceramics stacked alternately in a cylindrical shape. It has a hollow part in the center of the lamination,
A hollow portion forms the ink chamber, and a plurality of the ink chambers are formed.
A tutor is provided to cover the plurality of actuators.
The plurality of electrodes are integrated by a
Every other first electrode in the stacking direction is
Exposed at one end face of each of the multiple actuators
Connected to a common electrode formed over one end of each
And every other second electrode is the integrated plurality.
Exposed on the other end face different from the one end face of the actuator section
And connected to each drive electrode formed on the other end face
Outer surfaces of the integrated plurality of actuator portions
The common electrode and the printed circuit board provided along
And a contact electrode connected to each drive electrode
And a pattern to connect the contact electrode to the power supply circuit
Is provided .
【0013】請求項2では、インク供給源からインクが
供給される複数のインク室と、電極に電圧が印加される
ことによって前記各インク室内の容積を変化させてイン
クを噴射させる複数のアクチュエータ部と、インク供給
源から供給されたインクを前記各インク室に供給するマ
ニホールドとを有するインク噴射装置において、前記各
アクチュエータ部は、前記電極と圧電セラミックスとが
筒状に積層され、積層中心に中空部を備え、中空部が前
記インク室を形成しており、複数の前記アクチュエータ
部の一方の端には、各アクチュエータ部の圧電セラミッ
クスと連続した層により、各インク室と連通した前記マ
ニホールドが形成され、前記複数の電極のうち積層方向
において一つおきの第一電極は、前記マニホールドの外
周に沿ってそのマニホールドの一端面に露出し、他の一
つおきの第二電極は、前記マニホールドの外周にまで達
することはなくかつ前記複数のアクチュエータ部の前記
一端面と異なる他端面に露出し、前記第一電極および第
二電極にそれぞれ接続する接点電極を設けたプリント基
板に、その接点電極を電源回路に接続するパターンを設
けたことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, a plurality of ink chambers to which ink is supplied from an ink supply source and a plurality of actuator sections for ejecting ink by changing a volume in each of the ink chambers by applying a voltage to an electrode. And a manifold for supplying ink supplied from an ink supply source to each of the ink chambers , wherein each of the actuator units has the electrode and the piezoelectric ceramic laminated in a tubular shape. A hollow portion is formed at the center of the stack, the hollow portion forms the ink chamber, and one end of the plurality of actuator portions communicates with each ink chamber by a layer continuous with the piezoelectric ceramic of each actuator portion. The manifold is formed, and the plurality of electrodes are stacked in the stacking direction.
Every other first electrode is located outside the manifold.
Exposed on one end of the manifold along the circumference
Every second electrode reaches the outer periphery of the manifold.
And the plurality of actuator sections
The first electrode and the second electrode are exposed at the other end surface different from the one end surface.
Print base with contact electrodes connected to two electrodes respectively
The board is provided with a pattern to connect the contact electrode to the power supply circuit.
And wherein the digit.
【0014】[0014]
【作用】上記の構成を有する本発明のインク噴射装置で
は、前記アクチュエータ部の前記電極に電圧が印加され
ることによって、多層の前記圧電セラミックスが前記筒
状の中空部の容積を変化させる方向に変形し、インクが
噴射される。ここで、複数の電極と複数の圧電セラミッ
クスとが交互に積層され中空部を備えた筒状を成すこと
で、アクチュエータ部の剛性が高くなり、かつ低い駆動
電圧で噴射させることが可能となる。 In the ink jetting apparatus according to the present invention having the above-described structure, when a voltage is applied to the electrodes of the actuator section, the multilayer piezoelectric ceramics can change the volume of the cylindrical hollow section. Deforms and ejects ink. Here, multiple electrodes and multiple piezoelectric ceramics
And alternately stacked to form a cylinder with a hollow portion
, Which increases the rigidity of the actuator and lowers the drive
Injection can be performed with a voltage.
【0015】さらに、複数のアクチュエータ部は、該複
数のアクチュエータ部を覆って設けた保持部によって一
体化され、複数のインク室を一体に有するインク噴射装
置とすることができる。また、前記各アクチュエータ部
の前記複数の電極のうち積層方向において一つおきの第
一電極は、前記一体化されたアクチュエータ部の一端面
に露出するとともにその各一端面にわたって形成した共
通電極に接続され、他の一つおきの第二電極は、前記一
体化されたアクチュエータ部の前記一端と異なる他端面
に露出するとともにその各他端面に形成した各駆動電極
に接続されることで、前記共通電極及び各駆動電極がプ
リント基板の各接点電極に容易に接続され、さらに前記
電源回路に容易に接続される。Further, the plurality of actuator sections are integrated by a holding section provided so as to cover the plurality of actuator sections, so that an ink ejecting apparatus integrally having a plurality of ink chambers can be provided. Further , every other first electrode in the stacking direction among the plurality of electrodes of each actuator section is one end face of the integrated actuator section.
Are connected to a common electrode formed over each end face of the actuator section, and every other second electrode is connected to the other end face different from the one end of the integrated actuator section.
As it is connected to the drive electrodes formed on each end face, said common electrode and the drive electrode flop while exposed to
It is easily connected to each contact electrode of the lint board, and is also easily connected to the power supply circuit.
【0016】請求項2のインク噴射装置では、複数のア
クチュエータ部の一方の端に、各アクチュエータ部の圧
電セラミックスと連続した層により、各インク室と連通
した前記マニホールドが形成され、筒状の複数のアクチ
ュエータ部がマニホールド部分において一体化されてい
る。また、第二電極がマニホールドの外周にまで達して
いないことで、任意の筒状のアクチュエータ部のみ変形
して、インクが噴射される。[0016] In the ink jet apparatus of claim 2, the one end of the plurality of actuators, a layer continuous with the piezoelectric ceramics of each of the actuator elements, the manifold communicating with the respective ink chambers are formed, cylindrical A plurality of actuator parts are integrated in the manifold part. Also, when the second electrode reaches the outer periphery of the manifold,
Does not deform any cylindrical actuator
Then, ink is ejected .
【0017】[0017]
【実施例】以下、本発明を具体化した第一実施例を図面
を参照して詳細に説明する。図1は、インクジェットヘ
ッドの構造斜視図である。インクジェットヘッド40
は、アクチュエータ部材30とマニホールド部材17と
フレキシブルプリント基板41とから構成されている。
アクチュータ部材30は、中空の円筒状の複数のアクチ
ュエータ部4と、複数のアクチュエータ部4を保持する
樹脂製の保持部5とからなる。保持部5には、例えば、
ロックウエル硬度がM−85のエポキシ樹脂が用いられ
る。保持部5に用いられる樹脂は、ロックウエル硬度が
M−60〜M−130のものであれば、各アクチュエー
タ部4からの噴射を良好に行なうことができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a structural perspective view of the inkjet head. Inkjet head 40
Is composed of an actuator member 30, a manifold member 17, and a flexible printed circuit board 41.
The actuator member 30 includes a plurality of hollow cylindrical actuator portions 4 and a resin holding portion 5 that holds the plurality of actuator portions 4. For example, the holding unit 5
An epoxy resin having a Rockwell hardness of M-85 is used. If the resin used for the holding section 5 has a Rockwell hardness of M-60 to M-130, the ejection from each actuator section 4 can be performed well.
【0018】図2に示すように、アクチュエータ部4は
導電層3と圧電セラミックス層2とが交互に複数積層さ
れたものである。第一実施例では、導電層3が4層積層
され、圧電セラミックス層2が3層積層されている。中
空の円筒状の圧電セラミックス層2aの内面に導電層3
aが形成され、外面に導電層3bが形成され、その導電
層3bの外側に圧電セラミックス層2bが形成され、圧
電セラミックス層2bの外面に導電層3cが形成され、
その導電層3cの外側に圧電セラミックス層2cが形成
され、圧電セラミックス層2cの外面に導電層3dが形
成されている。導電層3a、3cは端面30a側に露出
し、且つ端面30b側に露出していない。また、導電層
3b、3dは端面30b側に露出し、且つ端面30a側
に露出していない。As shown in FIG. 2, the actuator section 4 is formed by alternately laminating a plurality of conductive layers 3 and piezoelectric ceramic layers 2. In the first embodiment, four conductive layers 3 are stacked, and three piezoelectric ceramic layers 2 are stacked. A conductive layer 3 is formed on the inner surface of the hollow cylindrical piezoelectric ceramic layer 2a.
a, a conductive layer 3b is formed on the outer surface, a piezoelectric ceramic layer 2b is formed outside the conductive layer 3b, and a conductive layer 3c is formed on the outer surface of the piezoelectric ceramic layer 2b.
A piezoelectric ceramic layer 2c is formed outside the conductive layer 3c, and a conductive layer 3d is formed on the outer surface of the piezoelectric ceramic layer 2c. The conductive layers 3a and 3c are exposed on the end face 30a side and are not exposed on the end face 30b side. Further, the conductive layers 3b and 3d are exposed on the end face 30b side and are not exposed on the end face 30a side.
【0019】このため、導電層3a、3cはアクチュー
タ部材30の端面30aに形成された金属電極61に接
続され、導電層3b、3dは端面30bに形成された金
属電極62に接続されている。金属電極61は全てのア
クチュエータ部4の導電層3a、3cを共通に接続し、
各金属電極62は溝9によって分離されているので、各
金属電極62は各アクチュエータ部4に対応して形成さ
れ、各アクチュエータ部4の導電層3b、3dに接続し
ている。For this reason, the conductive layers 3a and 3c are connected to the metal electrode 61 formed on the end face 30a of the actuator member 30, and the conductive layers 3b and 3d are connected to the metal electrode 62 formed on the end face 30b. The metal electrode 61 connects the conductive layers 3a and 3c of all the actuator units 4 in common,
Since each metal electrode 62 is separated by the groove 9, each metal electrode 62 is formed corresponding to each actuator section 4 and connected to the conductive layers 3b and 3d of each actuator section 4.
【0020】図4に示すように、圧電セラミックス層2
aは、導電層3bから導電層3aへの方向である矢印A
方向に分極されており、圧電セラミックス層2bは導電
層3bから導電層3cへの方向である矢印B方向に分極
されおり、圧電セラミックス層2cは導電層3dから導
電層3cへの方向である矢印C方向に分極されている。As shown in FIG. 4, the piezoelectric ceramic layer 2
a is an arrow A indicating a direction from the conductive layer 3b to the conductive layer 3a.
The piezoelectric ceramic layer 2b is polarized in the direction of arrow B, which is the direction from the conductive layer 3b to the conductive layer 3c, and the piezoelectric ceramic layer 2c is polarized in the direction of the direction from the conductive layer 3d to the conductive layer 3c. Polarized in the C direction.
【0021】そして、図2に示すように、筒状のアクチ
ュエータ部4の中空部はインクが充填されるインク室1
となり、アクチュエータ部材30の対向する端面30
a、30bに開口している。端面30a側の開口部は、
インクが噴射されるノズル6である。As shown in FIG. 2, the hollow portion of the cylindrical actuator portion 4 has an ink chamber 1 filled with ink.
And the opposite end face 30 of the actuator member 30
a, 30b. The opening on the end face 30a side is
The nozzle 6 from which ink is ejected.
【0022】図1に示すように、マニホールド部材17
には、全てのインク室1に連通するマニホールド22と
図示しないインクタンクに連通されるインク供給口23
とが形成されており、マニホールド22の開口側がアク
チュエータ部材30の端面30bに接着される。マニホ
ールド22は全てのアクチュエータ部4の開口部を被覆
する大きさである。As shown in FIG. 1, the manifold member 17
A manifold 22 communicating with all the ink chambers 1 and an ink supply port 23 communicating with an ink tank (not shown).
Are formed, and the opening side of the manifold 22 is bonded to the end face 30 b of the actuator member 30. The manifold 22 has a size that covers the openings of all the actuator units 4.
【0023】フレキシブルプリント基板41は、アクチ
ュエータ部材30の面30c(図1では上面)に接着さ
れる。尚、面30cと反対側の面であってもよい。その
フレキシブルプリント基板41には、接点電極43、4
4が形成されており、接点電極44は金属電極61に対
応して配置され、接点電極43は各金属電極62に対応
して配置されている。各接点電極43は各パターン42
に接続され、接点電極44は各パターン45に接続され
ている。The flexible printed board 41 is bonded to the surface 30c (the upper surface in FIG. 1) of the actuator member 30. Note that the surface may be opposite to the surface 30c. The flexible printed circuit board 41 has contact electrodes 43, 4
4 are formed, the contact electrode 44 is arranged corresponding to the metal electrode 61, and the contact electrode 43 is arranged corresponding to each metal electrode 62. Each contact electrode 43 has a pattern 42
, And the contact electrode 44 is connected to each pattern 45.
【0024】それぞれのパターン42、45は、図3に
示すように、LSIチップ51に接続されており、クロ
ックライン52、データライン53、電圧ライン54及
びアースライン55もLSIチップ51に接続されてい
る。LSIチップ51は、クロックライン52から供給
された連続するクロックパルスに基づいて、データライ
ン53上に現れるデータから、どのノズル6からインク
滴の噴射を行うべきかを判断し、駆動するインク室1に
対応する金属電極62に導通するパターン42に電圧ラ
イン54の電圧Vを印加する。また、駆動するインク室
1以外の金属電極62に導通するパターン42及び金属
電極61に導通するパターン45をアースライン55に
接続する。Each of the patterns 42 and 45 is connected to an LSI chip 51 as shown in FIG. 3, and a clock line 52, a data line 53, a voltage line 54 and a ground line 55 are also connected to the LSI chip 51. I have. The LSI chip 51 determines from the data appearing on the data line 53 which nozzle 6 should eject an ink droplet based on the continuous clock pulse supplied from the clock line 52, and drives the ink chamber 1 to be driven. Is applied to the pattern 42 conducting to the metal electrode 62 corresponding to. Further, the pattern 42 conducting to the metal electrode 62 other than the ink chamber 1 to be driven and the pattern 45 conducting to the metal electrode 61 are connected to the ground line 55.
【0025】次にインクジェットヘッド40の駆動に付
いて説明する。LSIチップ51が図5に示すインク室
1aからインクを噴射すると判断すると、LSIチップ
51は、インク室1aの金属電極62に電気的に接続さ
れたパターン42に電圧ライン54を接続し、他のイン
ク室1の金属電極62に電気的に接続されたパターン4
2及び全てのインク室1の金属電極61に電気的に接続
されたパターン45をアースライン55に接続する。す
ると、インク室1aのアクチュエータ部4の圧電セラミ
ックス層2aには導電層3bから導電層3aへの方向の
電界が発生し、圧電セラミックス層2bには導電層3b
から導電層3cへの方向の電界が発生し、圧電セラミッ
ク層2cには導電層3dから導電層3cへの方向の電界
が発生する。つまり、インク室1aの圧電セラミックス
層2a、2b、2cには、それぞれの分極方向A、B、
Cと同一方向の電界が発生する。Next, driving of the ink jet head 40 will be described. When the LSI chip 51 determines that the ink is to be ejected from the ink chamber 1a shown in FIG. 5, the LSI chip 51 connects the voltage line 54 to the pattern 42 electrically connected to the metal electrode 62 of the ink chamber 1a. Pattern 4 electrically connected to metal electrode 62 of ink chamber 1
2 and the pattern 45 electrically connected to the metal electrodes 61 of all the ink chambers 1 are connected to the ground line 55. Then, an electric field in the direction from the conductive layer 3b to the conductive layer 3a is generated in the piezoelectric ceramic layer 2a of the actuator section 4 of the ink chamber 1a, and the conductive layer 3b is generated in the piezoelectric ceramic layer 2b.
An electric field is generated in the direction from the conductive layer 3c to the conductive layer 3c, and an electric field in the direction from the conductive layer 3d to the conductive layer 3c is generated in the piezoelectric ceramic layer 2c. That is, the piezoelectric ceramic layers 2a, 2b, 2c of the ink chamber 1a have the respective polarization directions A, B,
An electric field is generated in the same direction as C.
【0026】すると、インク室1aのアクチュエータ部
4の圧電セラミックス層2a、2b、2cは、分極方向
A、B、Cと電界方向とが同一方向であるので、図5の
ように、圧電セラミックス層2a、2b、2cがインク
室1a内方向に膨張し、インク室1aの容積を減少させ
る。これによりインク室1a内のインクに圧力が加わっ
てノズル6からインクが噴射される。その後、インク室
1aの金属電極62をアースライン55に接続して、イ
ンク室1aの容積を前記減少状態から自然状態(図4に
示す状態)へと増加させてインク室1a内にマニホール
ド22からインクを供給させる。Then, the piezoelectric ceramic layers 2a, 2b, and 2c of the actuator section 4 of the ink chamber 1a have the same polarization directions A, B, and C as the direction of the electric field. 2a, 2b, and 2c expand in the ink chamber 1a, and reduce the volume of the ink chamber 1a. As a result, pressure is applied to the ink in the ink chamber 1a, and the ink is ejected from the nozzle 6. Thereafter, the metal electrode 62 of the ink chamber 1a is connected to the earth line 55, and the volume of the ink chamber 1a is increased from the reduced state to the natural state (the state shown in FIG. 4). Supply ink.
【0027】尚、圧電セラミックス層2a、2b、2c
の分極方向と発生する電界方向とを逆方向として、イン
ク室1aの容積を増加させてインクを供給し、次に駆動
電圧の印加を停止しインク室1aの容積を自然状態に減
少してインク室1aからインク滴を噴射してもよい。The piezoelectric ceramic layers 2a, 2b, 2c
The ink is supplied by increasing the volume of the ink chamber 1a, and then applying the drive voltage, and then reducing the volume of the ink chamber 1a to a natural state by setting the polarization direction of the ink and the direction of the generated electric field in opposite directions. Ink droplets may be ejected from the chamber 1a.
【0028】このように、本実施例のインクジェットヘ
ッド40では、圧電セラミックス層2が複数積層されて
いるので、アクチュエータ部4の剛性が高い。このた
め、インク室1aからインクを噴射させるための駆動電
圧値を低くすることができる。従って、フレキシブルプ
リント基板42の接点電極43、45に接続される金属
電極62間の距離を従来より短くすることができる。よ
ってインクジェットヘッド40の小型化が可能で、ノズ
ル集積度を向上することができる。また、駆動回路のコ
ストが低減する。As described above, in the ink-jet head 40 of the present embodiment, the rigidity of the actuator section 4 is high because the plurality of piezoelectric ceramic layers 2 are stacked. For this reason, the drive voltage value for ejecting ink from the ink chamber 1a can be reduced. Therefore, the distance between the metal electrodes 62 connected to the contact electrodes 43 and 45 of the flexible printed board 42 can be made shorter than before. Therefore, the size of the inkjet head 40 can be reduced, and the degree of nozzle integration can be improved. Further, the cost of the driving circuit is reduced.
【0029】また、全てのアクチュエータ部4が樹脂製
の保持部5によって一体化されているので、各アクチュ
エータ部4の位置決めを行なう必要が無い。Further, since all the actuator parts 4 are integrated by the resin holding part 5, there is no need to position each actuator part 4.
【0030】また、LSIチップ51に接続するフレキ
シブルプリント基板41と金属電極61、62との接続
をアクチュエータ部材30の上面30cで行なっている
ので、その接続が容易である。Further, since the connection between the flexible printed circuit board 41 connected to the LSI chip 51 and the metal electrodes 61 and 62 is made on the upper surface 30c of the actuator member 30, the connection is easy.
【0031】また、アクチュエータ部4の端面30a側
の開口がノズル6となっているので、従来のようなノズ
ルが形成されたノズルプレートを必要とせず、そのため
の装置、工程が必要なく、製造コストを低減することが
できる。Further, since the opening on the end face 30a side of the actuator section 4 is the nozzle 6, there is no need for a conventional nozzle plate in which a nozzle is formed. Can be reduced.
【0032】また、インク室1の内面に露出した導電層
3aは、常に接地されているので、インクと導電層3a
とを絶縁するための絶縁層を設ける必要がなく、そのた
めの装置、工程が必要なく製造コストを低減することが
できる。Since the conductive layer 3a exposed on the inner surface of the ink chamber 1 is always grounded, the ink and the conductive layer 3a are exposed.
There is no need to provide an insulating layer to insulate the semiconductor device from the semiconductor device, and a device and a process therefor are not required, so that the manufacturing cost can be reduced.
【0033】尚、請求項の電源回路は、LSIチップ5
1、クロックライン52、データライン53、電圧ライ
ン54及びアースライン55等から構成される。請求項
の第一電極は導電層3a、3cからなり、第二電極は導
電層3b、3dからなる。請求項の共通電極は金属電極
61であり、駆動電極は金属電極62である。It should be noted that the power supply circuit of the present invention
1, a clock line 52, a data line 53, a voltage line 54, an earth line 55, and the like. The first electrode of the present invention comprises the conductive layers 3a and 3c, and the second electrode comprises the conductive layers 3b and 3d. The common electrode in the claims is a metal electrode 61, and the drive electrode is a metal electrode 62.
【0034】続いて、インクジェットヘッド40の製造
方法に付いて説明する。まず図6に示すように、所定の
寸法の複数の円筒21が所定間隔でニッケル製の導電性
基板11上に立ち並ぶ原盤10を作製する。前記円筒2
1がインク室1に対応している。例えば円筒21の数は
62本、円筒直径は40μm、高さは1mm、ピッチは
300μmで一列に並んでいる。尚、図6では、円筒2
1を3本のみ示す。Next, a method of manufacturing the ink jet head 40 will be described. First, as shown in FIG. 6, a master 10 in which a plurality of cylinders 21 having a predetermined size are arranged at predetermined intervals on a nickel conductive substrate 11 is manufactured. The cylinder 2
1 corresponds to the ink chamber 1. For example, the number of the cylinders 21 is 62, the cylinder diameter is 40 μm, the height is 1 mm, and the pitch is 300 μm. Incidentally, in FIG.
Only 1 is shown.
【0035】この原盤10の作製にはマイクロマシンで
よく用いられるリガプロセスを利用する。具体的には、
図7に示すように、まずニッケル製の導電性基板11の
上に1mm以上のエックス線用レジスト12を形成す
る。このエックス線用レジスト12は、感度や解像度の
良いポジ型レジストを複数回塗布して所定の厚みにす
る、或いはやや解像度が落ちるがフィルム状のレジスト
を熱圧着する等の方法により形成する。The master 10 is manufactured by using a rigging process often used in a micromachine. In particular,
As shown in FIG. 7, first, an X-ray resist 12 of 1 mm or more is formed on a conductive substrate 11 made of nickel. The X-ray resist 12 is formed by applying a positive resist having good sensitivity and resolution a plurality of times to a predetermined thickness, or by thermocompression bonding a film-shaped resist having slightly reduced resolution.
【0036】続いて、マスク13を前記ポジレジスト1
2の形成された導電性基板11にコンタクトさせる。図
7では分かりやすいようにマスク13と導電性基板11
とを離して示す。ただしエックス線露光ではレジスト1
2とマスク13との密着性はさほど要求されない。また
マスク13は、エックス線を透過しない非透過部13a
とエックス線を透過する所定のパターン13bとからな
り、パターン13bは、直径40μmの円形で、一列に
62個配置されている(図では3個のみ示す)。そし
て、図7中上からシンクロトロン放射光(エックス線)
14をマスク13に照射する。レジスト12のパターン
13bに対応する部分(図中斜線で示した部分)のみ
が、シンクロトロン放射光14に照射される。Subsequently, a mask 13 is formed on the positive resist 1
2 is brought into contact with the conductive substrate 11 formed thereon. In FIG. 7, the mask 13 and the conductive substrate 11 are shown for easy understanding.
And are shown apart. However, in X-ray exposure, resist 1
The adhesion between the mask 2 and the mask 13 is not so required. The mask 13 has a non-transmissive portion 13a that does not transmit X-rays.
And a predetermined pattern 13b that transmits X-rays. The pattern 13b has a circular shape with a diameter of 40 μm and is arranged 62 in a line (only three patterns are shown in the figure). Then, synchrotron radiation (X-ray) from the top in FIG.
14 is irradiated on the mask 13. Only the portion corresponding to the pattern 13b of the resist 12 (the portion shown by oblique lines in the figure) is irradiated with the synchrotron radiation 14.
【0037】次に、アルカリ系の現像液にて現像を行う
と、エックス線14が照射された部分のレジスト12が
現像液に溶けて除去される。即ちレジスト12の膜厚が
高さである直径40μmの円筒孔が形成される。このよ
うに、高さ1mm以上もある高アスペクト比のレジスト
12に円筒孔が形成できるのはシンクロトロンエックス
線露光を用いたからである。この円筒孔を形成したレジ
スト12を型として、導電性基板11上のレジスト12
の円筒孔に対応する部分に、例えばニッケルを電解メッ
キにより約1mm程析出させる。そしてレジスト12を
有機溶剤等で除去すると、図6に示すような、ニッケル
で形成された複数の円筒21が導電性基板11上に立ち
並ぶ原盤10が作製される。Next, when development is performed with an alkali-based developer, the portion of the resist 12 irradiated with the X-ray 14 is dissolved in the developer and removed. That is, a cylindrical hole having a diameter of 40 μm, in which the thickness of the resist 12 is high, is formed. As described above, cylindrical holes can be formed in the resist 12 having a high aspect ratio having a height of 1 mm or more because synchrotron X-ray exposure is used. Using the resist 12 having the cylindrical hole as a mold, the resist 12 on the conductive substrate 11 is formed.
In a portion corresponding to the cylindrical hole of, for example, nickel is deposited by about 1 mm by electrolytic plating. Then, when the resist 12 is removed with an organic solvent or the like, a master 10 in which a plurality of cylinders 21 formed of nickel are arranged on the conductive substrate 11 as shown in FIG.
【0038】続いてアクチュエータ部材30の作製につ
いて説明する。まず原盤10の円筒21上にチタン製の
1μmの導電層3aを形成する。これは以下のように形
成する。図8(a)に示すように、円筒21の基端部及
び導電性基板11に対応する部分に遮蔽板32をセット
し、2方向(矢印15、16)からの蒸着により、図9
(a)に示すように円筒21上に導電層3aを形成す
る。蒸着は周知の方法なので詳細な説明は省くが、蒸着
源から、飛来する原子、分子を堆積させる方法であり、
直進性があるため、その方向に遮蔽をすることで比較的
簡単に成膜エリアを限定できる。Next, the production of the actuator member 30 will be described. First, a titanium conductive layer 3a of 1 μm is formed on the cylinder 21 of the master 10. This is formed as follows. As shown in FIG. 8A, a shielding plate 32 is set on the base end portion of the cylinder 21 and a portion corresponding to the conductive substrate 11, and vapor deposition is performed in two directions (arrows 15 and 16).
The conductive layer 3a is formed on the cylinder 21 as shown in FIG. Since vapor deposition is a well-known method, detailed description is omitted, but it is a method of depositing flying atoms and molecules from a vapor deposition source,
Because of the straightness, the film formation area can be relatively easily limited by shielding in that direction.
【0039】次に導電層3a上から円筒21に圧電セラ
ミックス層2aを作製する。具体的には、まず導電層3
a付き原盤10を4%のチタン酸ジルコン酸鉛(PZ
T)ゾルゲル液(高純度化学社製)の浴に浸す(この工
程をディップ工程という)。尚、少なくとも円筒21全
体をゾルゲル液に浸す。次に、毎分2mmの速度で引き
上げる。そして、クリーンな雰囲気で150℃、10分
間仮焼する。このような工程を経ると、膜厚0.3μm
程度の圧電セラミックス層しか形成できないので、約1
5μmになるまで前記ディップ工程、引き上げ工程、仮
焼き工程を繰り返す。すると、図9(b)に示すように
原盤10に圧電セラミックス層2aが形成される。また
ゾルゲル液は空気中の水分等に反応するため、浴全体を
閉鎖する必要がある。Next, a piezoelectric ceramic layer 2a is formed on the cylinder 21 from above the conductive layer 3a. Specifically, first, the conductive layer 3
The master 10 with a is made of 4% lead zirconate titanate (PZ).
T) Immerse in a bath of sol-gel liquid (manufactured by Kojundo Chemical Co., Ltd.) (this step is called a dip step). Note that at least the entire cylinder 21 is immersed in the sol-gel liquid. Next, it is pulled up at a speed of 2 mm per minute. Then, it is calcined at 150 ° C. for 10 minutes in a clean atmosphere. Through such a process, a film thickness of 0.3 μm
Because only about a piezoelectric ceramic layer can be formed,
The dipping step, the pulling step, and the calcining step are repeated until the thickness becomes 5 μm. Then, the piezoelectric ceramic layer 2a is formed on the master 10 as shown in FIG. Further, since the sol-gel liquid reacts with moisture in the air and the like, it is necessary to close the entire bath.
【0040】次に図9(c)に示すように、圧電セラミ
ックス層2a上にチタン製の1μmの導電層3bを形成
する。これは以下のように形成する。図8(b)に示す
ように、円筒21の先端部及び導電性基板11に対応す
る部分に遮蔽板31、32をセットし、2方向(矢印1
5、16)からの蒸着により、導電層3bを形成する。Next, as shown in FIG. 9C, a 1 μm conductive layer 3b made of titanium is formed on the piezoelectric ceramic layer 2a. This is formed as follows. As shown in FIG. 8B, the shielding plates 31 and 32 are set on the tip of the cylinder 21 and the portion corresponding to the conductive substrate 11, and are set in two directions (arrow 1).
5, 16), the conductive layer 3b is formed.
【0041】次に図9(d)に示すように圧電セラミッ
クス層2bを圧電セラミックス層2aと同様の方法で作
製する。続いて圧電セラミックス層2b上にチタン製の
1μmの導電層3cを導電層3aと同様にして作製し、
さらに圧電セラミックス層2cを圧電セラミックス層2
aと同様にして作製し、次に、圧電セラミックス層2c
上にチタン製の1μmの導電層3dを導電層3bと同様
にして作製する。Next, as shown in FIG. 9D, a piezoelectric ceramic layer 2b is formed in the same manner as the piezoelectric ceramic layer 2a. Subsequently, a titanium conductive layer 3c of 1 μm was formed on the piezoelectric ceramic layer 2b in the same manner as the conductive layer 3a.
Further, the piezoelectric ceramic layer 2c is
a, and then the piezoelectric ceramic layer 2c
A 1 μm conductive layer 3d made of titanium is formed thereon in the same manner as the conductive layer 3b.
【0042】このように導電層3a、3b、3c、3d
及び圧電セラミックス層2a、2b、2cが作製された
原盤10を、約600℃で30分ほど本焼成をして、圧
電特性の優れた圧電セラミックス層2とする。As described above, the conductive layers 3a, 3b, 3c, 3d
The master 10 on which the piezoelectric ceramic layers 2a, 2b, and 2c have been manufactured is subjected to main firing at about 600 ° C. for about 30 minutes to obtain a piezoelectric ceramic layer 2 having excellent piezoelectric characteristics.
【0043】このようにして積層円筒を有するPZT構
造体33(図10)が作製される。エポキシ系等の樹脂
で複数の積層円筒を覆って、PZT構造体33をブロッ
ク状にする(図11)。前記樹脂が保持部5となる。そ
して、円筒21の先端部側のX−X線で切断し、円筒2
1の基端部側のY−Y線で切断する。X−X線切断面に
は導電層3a、3cが露出し、Y−Y線切断面には導電
層3b、3dが露出する。Thus, the PZT structure 33 having a laminated cylinder (FIG. 10) is manufactured. The PZT structure 33 is made into a block shape by covering a plurality of laminated cylinders with an epoxy resin or the like (FIG. 11). The resin serves as the holding unit 5. And it cut | disconnects by the XX line | wire of the front-end | tip part side of the cylinder 21,
1 is cut along the line YY on the base end side. The conductive layers 3a and 3c are exposed at the XX line cut surface, and the conductive layers 3b and 3d are exposed at the YY line cut surface.
【0044】次に、ニッケルからなる原盤10を塩化第
二鉄溶液によりウェットエッチングして溶出させる。す
ると、円筒21に対応する部分が中空となる。そして図
12に示すように、まず導電層3a、3cが露出した端
面全体にクロム、ニッケルの二層膜を矢印18の方向か
ら蒸着により形成する。続いて導電層3b、3dが露出
した端面全体に、クロム、ニッケルの二層膜を矢印19
の方向からの蒸着により形成する。この時インク室1の
内部で導電層3a及び3a露出側に形成したクロム、ニ
ッケルの二層膜と、続いて、3b露出側に形成するクロ
ム、ニッケルの二層膜とが短絡しないように、インク室
1よりわずかに大きく、導電層3b間距離(図12で
は、上の導電層3bと下の導電層3bとの間の距離)よ
りもわずかに小さい遮蔽板135を図12に示す位置関
係に設置して、矢印19の方向から蒸着を行い、導電層
3b露出側に形成する二層膜がインク室1に入り込まな
いようにする。その後、導電層3b、3dが露出した端
面側の前記二層膜をダイヤモンドブレードを用いて機械
的に分断して、図1に示す溝9を形成する。この分断さ
れた二層膜が金属電極62であり、導電層3a、3cが
露出した端面側の前記二層膜が金属電極61である。Next, the master disk 10 made of nickel is eluted by wet etching with a ferric chloride solution. Then, a portion corresponding to the cylinder 21 becomes hollow. Then, as shown in FIG. 12, first, a two-layered film of chromium and nickel is formed on the entire end face where the conductive layers 3a and 3c are exposed by vapor deposition in the direction of arrow 18. Subsequently, a two-layered film of chromium and nickel is formed by an arrow 19 on the entire end face where the conductive layers 3b and 3d are exposed.
Formed by vapor deposition from the direction of. At this time, the two-layer film of chromium and nickel formed on the exposed side of the conductive layers 3a and 3a in the ink chamber 1 and the two-layered film of chromium and nickel formed on the exposed side of 3b are not short-circuited. The shielding plate 135 slightly larger than the ink chamber 1 and slightly smaller than the distance between the conductive layers 3b (in FIG. 12, the distance between the upper conductive layer 3b and the lower conductive layer 3b) is positioned as shown in FIG. And vapor deposition is performed in the direction of arrow 19 to prevent the two-layer film formed on the exposed side of the conductive layer 3b from entering the ink chamber 1. Thereafter, the two-layer film on the end face side where the conductive layers 3b and 3d are exposed is mechanically divided using a diamond blade to form the groove 9 shown in FIG. The divided two-layer film is the metal electrode 62, and the two-layer film on the end face side where the conductive layers 3 a and 3 c are exposed is the metal electrode 61.
【0045】そして、金属電極61を接地し、且つ全て
の金属電極62に高電圧を印加する。即ち、全ての導電
層3a、3cを接地し、且つ全ての導電層3b、3dに
高電圧を印加して、圧電セラミックス層2a、2b、2
cを矢印A、B、C方向に分極する。Then, the metal electrode 61 is grounded, and a high voltage is applied to all the metal electrodes 62. That is, all the conductive layers 3a, 3c are grounded, and a high voltage is applied to all the conductive layers 3b, 3d, so that the piezoelectric ceramic layers 2a, 2b, 2
Polarize c in the directions of arrows A, B and C.
【0046】このようにして作製されたアクチュエータ
部30に、上述したように端面30bにマニホールド部
材17が接合され、上面30cにフレキシブルプリント
基板41が接合されてインクジェットヘッド40が作製
される。As described above, the manifold member 17 is joined to the end face 30b and the flexible printed circuit board 41 is joined to the upper surface 30c of the actuator section 30 thus produced, whereby the ink jet head 40 is produced.
【0047】以上説明したようなインクジェットヘッド
40の製造方法では、アクチュエータ部4の積層された
圧電セラミックス層2をゾルゲル液によって形成してい
るので、圧電セラミックス層2の厚さを薄く形成するこ
とができる。このため、インク室1aからインクを噴射
させるための駆動電圧値を非常に低くすることができ
る。15μmの圧電セラミックス層2が3層のものはわ
ずか数ボルトでよい。従って、フレキシブルプリント基
板41の接点電極43に接続される金属電極62間の距
離を従来より短くすることができる。よってインクジェ
ットヘッド40の小型化が可能で、ノズル集積度を向上
することができる。また、駆動回路のコストが低減す
る。In the manufacturing method of the ink jet head 40 described above, the piezoelectric ceramic layer 2 on which the actuator section 4 is laminated is formed of a sol-gel liquid, so that the thickness of the piezoelectric ceramic layer 2 can be reduced. it can. For this reason, the drive voltage value for ejecting ink from the ink chamber 1a can be made extremely low. In the case of three 15 μm piezoelectric ceramic layers 2, only a few volts are required. Therefore, the distance between the metal electrodes 62 connected to the contact electrodes 43 of the flexible printed circuit board 41 can be made shorter than before. Therefore, the size of the inkjet head 40 can be reduced, and the degree of nozzle integration can be improved. Further, the cost of the driving circuit is reduced.
【0048】また、インク室1の内面は、非常になめら
かな原盤10上に形成された導電層3aであるので、イ
ンク室1の内面は非常になめらかでエアーのたまる部分
が無く、安定噴射が可能となる。Since the inner surface of the ink chamber 1 is the conductive layer 3a formed on the very smooth master 10, the inner surface of the ink chamber 1 is very smooth, has no air accumulation portion, and provides stable ejection. It becomes possible.
【0049】また、ノズル6とインク室1とを同時に形
成することができるので、従来のようなノズルが形成さ
れたノズルプレートを必要とせず、そのための装置、工
程が必要なく、製造コストを低減することができる。Further, since the nozzle 6 and the ink chamber 1 can be formed at the same time, there is no need for a conventional nozzle plate in which nozzles are formed. can do.
【0050】また、全てのアクチュエータ部4が樹脂製
の保持部5によって一体化されて製造されるので、各ア
クチュエータ部4の位置決めを行なう必要が無い。Further, since all the actuator parts 4 are manufactured integrally by the holding part 5 made of resin, there is no need to position each actuator part 4.
【0051】また、LSIチップ51に接続するフレキ
シブルプリント基板41と金属電極61、62との接続
をアクチュエータ部材30の上面30cで行なっている
ので、その接続が容易である。Further, since the connection between the flexible printed circuit board 41 connected to the LSI chip 51 and the metal electrodes 61 and 62 is made on the upper surface 30c of the actuator member 30, the connection is easy.
【0052】さらに、このインクジェットヘッドの製造
方法では、リソグラフィー技術により原盤10から作製
しているので、原盤10の作製時に使用されるマスク1
3のパターン13bのデザインによってインク室1の配
置、形状が決まる。マスク13は通常電子ビームで自由
自在に描画して造られるので、インク室配置の自由度が
非常に高い。製造工程を見ても、原盤10作製のための
リガ技術は半導体技術の延長であり、量産にたけてい
る。またメッキ、蒸着ともにすでに安定した技術であり
歩留まりも高い。なおゾルゲル液による圧電セラミック
ス層2の形成は、大量生産が可能である。さらには、圧
電セラミックス層2を所定の厚み形成することができ
る。Further, in the method of manufacturing the ink jet head, since the master 10 is manufactured from the master 10 by the lithography technique, the mask 1 used when manufacturing the master 10 is used.
The layout and shape of the ink chamber 1 are determined by the design of the third pattern 13b. Since the mask 13 is usually formed by freely drawing with an electron beam, the degree of freedom in the arrangement of the ink chambers is very high. Looking at the manufacturing process, the rigging technology for producing the master 10 is an extension of the semiconductor technology and is suitable for mass production. In addition, both plating and vapor deposition are already stable technologies and the yield is high. In addition, the formation of the piezoelectric ceramic layer 2 by the sol-gel liquid can be mass-produced. Further, the piezoelectric ceramic layer 2 can be formed to a predetermined thickness.
【0053】前記第一実施例では、アクチュエータ部材
30とマニホールド部材17とが別体であったが、一体
としてもよい。その例を第二実施例として図面を参照し
て以下に説明する。図12は、インクジェットヘッドの
構造斜視図である。インクジェットヘッド140は、ア
クチュエータ部材130と蓋部材117とフレキシブル
プリント基板141とから構成されている。アクチュー
タ部材130は、中空の円筒状の複数のアクチュエータ
部104と、複数のアクチュエータ部104を保持する
樹脂製の保持部105と、各筒状のアクチュエータ部1
04の中空部に連通したマニホールド122からなる。In the first embodiment, the actuator member 30 and the manifold member 17 are separate bodies, but they may be integrated. An example thereof will be described below as a second embodiment with reference to the drawings. FIG. 12 is a structural perspective view of the inkjet head. The ink jet head 140 includes an actuator member 130, a cover member 117, and a flexible printed board 141. Actuator member 130 includes a plurality of hollow cylindrical actuator units 104, a resin holding unit 105 that holds the plurality of actuator units 104, and a cylindrical actuator unit 1.
And a manifold 122 that communicates with the hollow portion 04.
【0054】図14に示すように、アクチュエータ部1
04は導電層103と圧電セラミックス層102とが交
互に複数積層されたものである。第二実施例では、導電
層103が4層積層され、圧電セラミックス層102が
3層積層されている。アクチュエータ部104には、複
数の円柱状の第一中空部と、各第一中空部に連通する第
二中空部とが形成されている。As shown in FIG. 14, the actuator 1
Reference numeral 04 denotes a structure in which a plurality of conductive layers 103 and piezoelectric ceramic layers 102 are alternately stacked. In the second embodiment, four conductive layers 103 are stacked, and three piezoelectric ceramic layers 102 are stacked. The actuator section 104 is formed with a plurality of columnar first hollow portions and a second hollow portion communicating with each of the first hollow portions.
【0055】第一、第二中空部に対応した部分の圧電セ
ラミックス層102aの内面に導電層103aが形成さ
れ、第一中空部に対応する外面に導電層103bが形成
され、その導電層103bの外側から圧電セラミックス
層102bが第一、第二中空部に対応する部分に形成さ
れ、圧電セラミックス層102bの外面の第一、第二中
空部に対応する部分に導電層103cが形成され、その
導電層103cの外側から圧電セラミックス層102c
が第一、第二中空部に対応する部分に形成され、圧電セ
ラミックス層102cの外面の第一中空部に対応する部
分に導電層103dが形成されている。導電層103
a、103cは端面130b側に露出し、且つ端面13
0a側に露出していない。また、導電層103b、10
3dは端面130a側に露出し、且つ端面130b側に
露出していない。A conductive layer 103a is formed on the inner surface of the piezoelectric ceramic layer 102a corresponding to the first and second hollow portions, and a conductive layer 103b is formed on the outer surface corresponding to the first hollow portion. A piezoelectric ceramic layer 102b is formed at a portion corresponding to the first and second hollow portions from the outside, and a conductive layer 103c is formed at a portion corresponding to the first and second hollow portions on the outer surface of the piezoelectric ceramic layer 102b. Piezoelectric ceramic layer 102c from outside of layer 103c
Are formed in portions corresponding to the first and second hollow portions, and a conductive layer 103d is formed in a portion corresponding to the first hollow portion on the outer surface of the piezoelectric ceramic layer 102c. Conductive layer 103
a and 103c are exposed on the end face 130b side, and the end face 13c
It is not exposed on the 0a side. The conductive layers 103b, 10b
3d is exposed on the end face 130a side and is not exposed on the end face 130b side.
【0056】このため、導電層103a、103cはア
クチュータ部材130の端面130bに形成された金属
電極162に接続され、導電層103b、103dは端
面130aに形成された金属電極161に接続されてい
る。金属電極162は全てのアクチュエータ部104の
導電層103a、103cを共通に接続し、各金属電極
161は溝109によって分離されているので、各金属
電極162は各アクチュエータ部104に対応して形成
され、各アクチュエータ部104の導電層103b、1
03dに接続している。Therefore, the conductive layers 103a and 103c are connected to the metal electrode 162 formed on the end face 130b of the actuator member 130, and the conductive layers 103b and 103d are connected to the metal electrode 161 formed on the end face 130a. The metal electrodes 162 connect the conductive layers 103a and 103c of all the actuator units 104 in common, and the metal electrodes 161 are separated by the grooves 109. Therefore, each metal electrode 162 is formed corresponding to each actuator unit 104. , The conductive layers 103b, 1
03d.
【0057】圧電セラミックス層102a、102b、
102cの分極方向は、図4に示す第一実施例の圧電セ
ラミックス層2a、2b、2cの分極方向A、B、Cと
同一方向である。即ち圧電セラミックス層102aは導
電層103bから導電層103aへの方向に分極されて
おり、圧電セラミックス層102bは導電層103bか
ら導電層103cへの方向に分極されおり、圧電セラミ
ックス層102cは導電層103dから導電層103c
への方向に分極されている。The piezoelectric ceramic layers 102a, 102b,
The polarization direction of 102c is the same as the polarization directions A, B, and C of the piezoelectric ceramic layers 2a, 2b, and 2c of the first embodiment shown in FIG. That is, the piezoelectric ceramic layer 102a is polarized in the direction from the conductive layer 103b to the conductive layer 103a, the piezoelectric ceramic layer 102b is polarized in the direction from the conductive layer 103b to the conductive layer 103c, and the piezoelectric ceramic layer 102c is From the conductive layer 103c
Polarized in the direction to.
【0058】そして、アクチュエータ部104の前記第
一中空部はインクが充填されるインク室1となり、アク
チュエータ部材130の対向する端面130aに開口し
ている。端面130a側の開口部は、インクが噴射され
るノズル106である。またアクチュエータ部104の
第二中空部はマニホールド122となる。The first hollow portion of the actuator section 104 serves as an ink chamber 1 filled with ink, and is opened at the opposite end face 130 a of the actuator member 130. The opening on the end face 130a side is the nozzle 106 from which ink is ejected. In addition, the second hollow portion of the actuator section 104 becomes a manifold 122.
【0059】図13に示すように、蓋部材117がアク
チュエータ部材130の端面130bに接着されてマニ
ホールド122が被覆される。蓋部材117には、図示
しないインクタンクに連通されるインク供給口123が
形成されており、マニホールド122に前記インクタン
クからインク供給口123を介してインクが供給され
る。As shown in FIG. 13, the lid member 117 is adhered to the end face 130b of the actuator member 130 to cover the manifold 122. An ink supply port 123 communicating with an ink tank (not shown) is formed in the lid member 117, and ink is supplied to the manifold 122 from the ink tank via the ink supply port 123.
【0060】フレキシブルプリント基板141は、アク
チュエータ部材130の面130c(図13では上面)
に接着される。そのフレキシブルプリント基板141に
は、接点電極143、144が形成されており、各接点
電極144は各金属電極161に対応して配置され、接
点電極143は金属電極162に対応して配置されてい
る。各接点電極141は各パターン142に接続され、
接点電極143はパターン145に接続されている。The flexible printed board 141 is provided on the surface 130c of the actuator member 130 (the upper surface in FIG. 13).
Adhered to. On the flexible printed board 141, contact electrodes 143 and 144 are formed, each contact electrode 144 is arranged corresponding to each metal electrode 161, and the contact electrode 143 is arranged corresponding to the metal electrode 162. . Each contact electrode 141 is connected to each pattern 142,
The contact electrode 143 is connected to the pattern 145.
【0061】それぞれのパターン142、145は、図
15に示すように、LSIチップ151に接続されてお
り、クロックライン152、データライン153、電圧
ライン154及びアースライン155もLSIチップ1
51に接続されている。LSIチップ151は、クロッ
クライン152から供給された連続するクロックパルス
に基づいて、データライン153上に現れるデータか
ら、どのノズル106からインク滴の噴射を行うべきか
を判断し、駆動するインク室101に対応する金属電極
131に導通するパターン142に電圧ライン154の
電圧Vを印加する。また、駆動するインク室101以外
の金属電極161に導通するパターン142及び金属電
極162に導通するパターン145をアースライン15
5に接続する。Each of the patterns 142 and 145 is connected to the LSI chip 151 as shown in FIG. 15, and the clock line 152, the data line 153, the voltage line 154, and the ground line 155 are also connected to the LSI chip 1.
51. The LSI chip 151 determines from the data appearing on the data line 153 which nozzle 106 should eject an ink droplet based on the continuous clock pulse supplied from the clock line 152, and drives the ink chamber 101 to be driven. The voltage V of the voltage line 154 is applied to the pattern 142 conducting to the metal electrode 131 corresponding to. The pattern 142 connected to the metal electrode 161 other than the ink chamber 101 to be driven and the pattern 145 connected to the metal electrode 162 are connected to the ground line 15.
Connect to 5.
【0062】このインクジェットヘッド140の駆動
は、第一実施例と同様に、インク室1に対応する部分の
圧電セラミックス層102a、102b、102cが変
形して行なわれる(図4、5参照)。As in the first embodiment, the ink-jet head 140 is driven by deforming the portions of the piezoelectric ceramic layers 102a, 102b and 102c corresponding to the ink chamber 1 (see FIGS. 4 and 5).
【0063】続いて、インクジェットヘッド140の製
造方法に付いて説明する。まず第一実施例と同様にし
て、図6に示す複数の円筒21が導電性基板11上に立
ち並ぶ原盤10を作製する。Next, a method of manufacturing the ink jet head 140 will be described. First, in the same manner as in the first embodiment, a master 10 in which a plurality of cylinders 21 shown in FIG.
【0064】続いて原盤10の円筒21及び導電性基板
11上にチタン製の1μmの導電層103aを形成す
る。これは以下のように形成する。図16(a)に示す
ように、円筒21の先端部に対応する部分に遮蔽板13
2をセットし、2方向(矢印15、16)からの蒸着に
より、図17(a)に示すように、先端を除く円筒21
及び導電性基板11上に導電層103aを形成する。Subsequently, a 1 μm conductive layer 103 a made of titanium is formed on the cylinder 21 of the master 10 and the conductive substrate 11. This is formed as follows. As shown in FIG. 16A, a shielding plate 13 is provided at a portion corresponding to the tip of the cylinder 21.
2 is set, and vapor deposition is performed from two directions (arrows 15 and 16), and as shown in FIG.
Then, a conductive layer 103a is formed on the conductive substrate 11.
【0065】次に導電層103a上から円筒21及び導
電性基板11に圧電セラミックス層102aを、図17
(b)のように第一実施例と同様な方法で作製する。Next, a piezoelectric ceramic layer 102a is placed on the cylinder 21 and the conductive substrate 11 from above the conductive layer 103a, as shown in FIG.
As shown in (b), it is manufactured by the same method as in the first embodiment.
【0066】次に図17(c)に示すように圧電セラミ
ックス層102a上の円筒21部分にチタン製の1μm
の導電層103bを形成する。これは以下のように形成
する。図16(b)に示すように、円筒21の基端部及
び導電性基板11に対応する部分に遮蔽板132をセッ
トし、2方向(矢印15、16)からの蒸着により、導
電層103bを形成する。Next, as shown in FIG. 17 (c), a titanium 1 μm
Of the conductive layer 103b is formed. This is formed as follows. As shown in FIG. 16B, a shielding plate 132 is set on the base end of the cylinder 21 and a portion corresponding to the conductive substrate 11, and the conductive layer 103b is deposited by vapor deposition from two directions (arrows 15 and 16). Form.
【0067】次に図17(d)に示すように圧電セラミ
ックス層102bを圧電セラミックス層102aと同様
に作製する。続いて圧電セラミックス層102b上にチ
タン製の1μmの導電層103cを導電層103aと同
様に作製し、さらに圧電セラミックス層102cを圧電
セラミックス層102aと同様に作製し、次に、圧電セ
ラミックス層102c上にチタン製の1μmの導電層1
03dを導電層103bと同様に作製する。Next, as shown in FIG. 17D, a piezoelectric ceramic layer 102b is formed in the same manner as the piezoelectric ceramic layer 102a. Subsequently, a 1 μm conductive layer 103c made of titanium is formed on the piezoelectric ceramic layer 102b in the same manner as the conductive layer 103a, and the piezoelectric ceramic layer 102c is formed in the same manner as the piezoelectric ceramic layer 102a. 1 μm conductive layer 1 made of titanium
03d is formed in a manner similar to that of the conductive layer 103b.
【0068】このように導電層103a、103b、1
03c、103d及び圧電セラミックス層102a、1
02b、102cが作製された原盤10を、約600℃
で30分ほど本焼成をして、圧電特性の優れた圧電セラ
ミックス層102とする。As described above, the conductive layers 103a, 103b, 1
03c, 103d and piezoelectric ceramic layers 102a,
The master 10 on which the layers 02b and 102c were formed was heated at about 600 ° C.
For about 30 minutes to form a piezoelectric ceramic layer 102 having excellent piezoelectric characteristics.
【0069】このようにして積層円筒を有するPZT構
造体133(図18)ができる。エポキシ系等の樹脂で
複数の積層円筒を覆って、PZT構造体133をブロッ
ク状にする(図19)。前記樹脂が保持部105とな
る。そして、円筒21の先端部側のX−X線で切断し、
導電性基板11側のZ−Z線で切断する。X−X線切断
面には導電層103b、103dが露出し、Z−Z線切
断面には導電層103a、103cが露出している。In this way, a PZT structure 133 having a laminated cylinder (FIG. 18) is obtained. The PZT structure 133 is made into a block shape by covering a plurality of laminated cylinders with an epoxy resin or the like (FIG. 19). The resin becomes the holding portion 105. And it cut | disconnects by the XX line of the front-end | tip part side of the cylinder 21,
The conductive substrate 11 is cut along the line ZZ. The conductive layers 103b and 103d are exposed on the XX line cut surface, and the conductive layers 103a and 103c are exposed on the ZZ line cut surface.
【0070】次に、ニッケルからなる原盤10を塩化第
二鉄溶液によりウェットエッチングして溶出させる。す
ると、円筒21及び導電性基板11に対応する部分が中
空となる。そして図20に示すように、まず導電層10
3a、103cが露出した端面全体にクロム、ニッケル
の二層膜を矢印19の方向から蒸着により形成する。続
いて導電層103b、103dが露出した端面全体に、
クロム、ニッケルの二層膜を矢印18の方向から蒸着に
より形成する。この時インク室1の内部で導電層103
a及び103a露出側に形成したクロム、ニッケルの二
層膜と、導電層103b露出側に形成するクロム、ニッ
ケルの二層膜とが短絡しないように、インク室1よりわ
ずかに大きく、導電層103b間距離(図20では、上
の導電層103bと下の導電層103bとの間の距離)
よりもわずかに小さい遮蔽板136を図20に示す位置
関係に設置して、矢印18の方向から蒸着を行い、導電
層103b露出側に形成する二層膜がインク室1に入り
込まないようにする。その後、導電層103b、103
dが露出した端面側の前記二層膜をダイヤモンドブレー
ドを用いて機械的に分断して、図13に示す溝109を
形成する。この分断された二層膜が金属電極161であ
り、導電層103a、103cが露出した端面側の前記
二層膜が金属電極162である。Next, the master disk 10 made of nickel is eluted by wet etching with a ferric chloride solution. Then, a portion corresponding to the cylinder 21 and the conductive substrate 11 becomes hollow. Then, as shown in FIG.
A two-layer film of chromium and nickel is formed by vapor deposition from the direction of arrow 19 on the entire end face where 3a and 103c are exposed. Subsequently, over the entire end face where the conductive layers 103b and 103d are exposed,
A two-layer film of chromium and nickel is formed by vapor deposition in the direction of arrow 18. At this time, the conductive layer 103 is formed inside the ink chamber 1.
a and a two-layer film of chromium and nickel formed on the exposed side of the conductive layer 103b and a two-layer film of chromium and nickel formed on the exposed side of the conductive layer 103b. Distance between (in FIG. 20, distance between upper conductive layer 103b and lower conductive layer 103b)
A shield plate 136 slightly smaller than that shown in FIG. 20 is installed, and vapor deposition is performed from the direction of arrow 18 so that the two-layer film formed on the exposed side of the conductive layer 103 b does not enter the ink chamber 1. . Then, the conductive layers 103b, 103
The two-layer film on the end face side where d is exposed is mechanically cut using a diamond blade to form a groove 109 shown in FIG. The separated two-layer film is the metal electrode 161, and the two-layer film on the end face side where the conductive layers 103 a and 103 c are exposed is the metal electrode 162.
【0071】そして、金属電極162を接地し、且つ全
ての金属電極161に高電圧を印加する。即ち、全ての
導電層103a、103cを接地し、且つ全ての導電層
103b、103dに高電圧を印加して、圧電セラミッ
クス層102a、102b、102cを分極する。Then, the metal electrode 162 is grounded, and a high voltage is applied to all the metal electrodes 161. That is, all the conductive layers 103a and 103c are grounded, and a high voltage is applied to all the conductive layers 103b and 103d to polarize the piezoelectric ceramic layers 102a, 102b and 102c.
【0072】このようにして作製されたアクチュエータ
部130に、上述したように端面130bに蓋部材11
7を接合し、上面130cにフレキシブルプリント基板
141を接合してインクジェットヘッド140が作製さ
れる。As described above, the actuator member 130 thus manufactured is provided with the lid member 11 on the end face 130b.
7 and the flexible printed circuit board 141 on the upper surface 130c to complete the inkjet head 140.
【0073】以上説明した第二実施例のインクジェット
ヘッド140の製造方法においても、第一実施例と同様
の効果を奏し、さらに、マニホールド122とインク室
101とが同時に形成されるので、マニホールド122
とインク室101との間で接着部分か無い。このため、
マニホールド122とインク室101との位置決めが容
易であり、マニホールド122とインク室101との間
でインク漏れが起こることがない。In the method of manufacturing the ink jet head 140 according to the second embodiment described above, the same effects as those of the first embodiment are obtained, and the manifold 122 and the ink chamber 101 are formed at the same time.
There is no adhesive portion between the ink chamber 101 and the ink chamber 101. For this reason,
The positioning between the manifold 122 and the ink chamber 101 is easy, and no ink leakage occurs between the manifold 122 and the ink chamber 101.
【0074】尚、前記第一、第二実施例では、アクチュ
エータ部4、104の形状が円筒状であったが、円でな
くて多角形の筒状であってもよい。In the first and second embodiments, the actuators 4 and 104 have a cylindrical shape, but may have a polygonal cylindrical shape instead of a circle.
【0075】また、前記第一、第二実施例では、インク
室1、101の開口端がノズル6、106であったが、
複数のノズルが形成されたノズルプレートを開口端に接
合してもよい。更に、複数のインク室、例えば2つのイ
ンク室に1つのノズルが連通するようなノズルプレート
であってもよい。In the first and second embodiments, the opening ends of the ink chambers 1 and 101 are the nozzles 6 and 106.
A nozzle plate formed with a plurality of nozzles may be joined to the opening end. Further, a nozzle plate in which one nozzle communicates with a plurality of ink chambers, for example, two ink chambers may be used.
【0076】更に、前記第一、第二実施例では、インク
室1、101の形状が円柱状であったが、ノズルとなる
部分に形状を漏斗状としたり、テーパ状としたりしても
よい。Further, in the first and second embodiments, the shape of the ink chambers 1 and 101 is cylindrical. However, the shape of the ink chamber 1 may be funnel-shaped or tapered. .
【0077】また、前記第一、第二実施例では、導電層
3を形成するときに2方向(矢印15、16)からの蒸
着であったが、3方向以上の蒸着であってもよし、1方
向からの蒸着で原盤の裏返すことによって所定の位置に
導電層を形成してもよい。In the first and second embodiments, when the conductive layer 3 is formed, the vapor deposition is performed in two directions (arrows 15 and 16). However, the vapor deposition may be performed in three or more directions. The conductive layer may be formed at a predetermined position by turning over the master by vapor deposition from one direction.
【0078】更に、前記第一、第二実施例では、圧電セ
ラミックス層2が3層積層されていたが、圧電セラミッ
クス層2の積層数はいくつであってもよい。Further, in the first and second embodiments, three piezoelectric ceramic layers 2 are laminated, but the number of piezoelectric ceramic layers 2 may be any number.
【0079】更に、前記第一、第二実施例では、原盤1
0はニッケルで形成されていたが、クロムでもよい。Further, in the first and second embodiments, the master 1
0 is formed of nickel, but may be chromium.
【0080】また、前記第一、第二実施例では、全ての
インク室1、101に共通の金属電極61、162を接
地し、各インク室1、101に対応する金属電極62、
161に電圧を印加するか接地するかを選択することに
よってインクを噴射するか否かを選択していたが、LS
Iチップの構造を変えて、金属電極61、162に電圧
を印加して、金属電極62、161を接地するか高イン
ピーダンス状態にするかの選択によってインクを噴射す
るか否かを選択してもよい。In the first and second embodiments, the metal electrodes 61 and 162 common to all the ink chambers 1 and 101 are grounded, and the metal electrodes 62 and
161 has been selected to apply ink or to ground by selecting whether to apply voltage or to ground.
By changing the structure of the I chip, applying a voltage to the metal electrodes 61 and 162 and selecting whether to eject the ink by selecting whether the metal electrodes 62 and 161 are grounded or set to a high impedance state. Good.
【0081】また、前記第二実施例では、アクチュエー
タ部材130とインク供給口123を有する蓋部材11
7とを別体に設けていたが、アクチュエータ部材にイン
ク供給口を一体に設けることもできる。このようにすれ
ば、蓋部材117が必要なく、コストが低減する。In the second embodiment, the lid member 11 having the actuator member 130 and the ink supply port 123 is provided.
Although the ink supply port is provided separately from the actuator member 7, the ink supply port may be provided integrally with the actuator member. This eliminates the need for the cover member 117 and reduces the cost.
【0082】[0082]
【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のインク噴射装置によれば、前記アクチュエータ部
が、前記複数の電極と複数の圧電セラミックスとが交互
に積層され、積層中心に中空部を備えた筒状を成してい
るので、アクチュエータ部の剛性が高い。このため、イ
ンク室からインクを噴射させるための駆動電圧値を低く
することができる。従って、電極の電源回路に接続する
部分間の距離を従来より短くすることができる。よって
インク噴射装置の小型化が可能で、ノズル集積度を向上
することができる。また、駆動回路のコストが低減す
る。さらに、複数のアクチュエータ部は、該複数のアク
チュエータ部を覆って設けた保持部によって一体化さ
れ、複数のインク室を一体に有するインク噴射装置とす
ることができる。また、一方の電極が複数のアクチュエ
ータ部の一端面に形成した共通電極に接続され、他方の
電極が各他端面に形成した各駆動電極にそれぞれ接続さ
れて、共通電極及び各駆動電極がプリント基板の各接点
電極に容易に接続され、さらに前記電源回路に容易に接
続される。 また、請求項2のインク噴射装置では、複数
のアクチュエータ部の一方の端に、各アクチュエータ部
の圧電セラミックスと連続した層により、各インク室と
連通した前記マニホールドが形成され、筒状の複数のア
クチュエータ部を一体に有するインク噴射装置とするこ
とができる。さらに、第二電極がマニホールドの外周に
まで達していないことで、任意の筒状のアクチュエータ
部のみ変形して、インクを噴射することができる。As is apparent from the above description, according to the ink ejecting apparatus of the present invention, the actuator section is configured such that the plurality of electrodes and the plurality of piezoelectric ceramics are alternately stacked, and a hollow center is formed at the center of the stack. The actuator has a high rigidity because it has a cylindrical shape with a portion. For this reason, the driving voltage value for ejecting ink from the ink chamber can be reduced. Therefore, the distance between the portions of the electrodes connected to the power supply circuit can be made shorter than before. Therefore, the size of the ink ejecting apparatus can be reduced, and the degree of nozzle integration can be improved. Further, the cost of the driving circuit is reduced. Further, the plurality of actuator units are provided with the plurality of actuators.
The unit is integrated by the holding part provided over the tutor.
A plurality of ink chambers.
Can be In addition, one electrode is
Connected to the common electrode formed on one end face of the
Each electrode is connected to each drive electrode formed on each other end face.
The common electrode and each drive electrode are connected to each contact on the printed circuit board.
Easily connected to the electrodes, and easily to the power supply circuit.
Continued. In the ink ejecting apparatus according to the second aspect, a plurality of
One end of each actuator section
Each ink chamber is connected to the piezoelectric ceramic
A plurality of cylindrical manifolds are formed in communication with the manifold.
An ink ejecting device having an integral actuator
Can be. In addition, the second electrode is
Not reach any, any cylindrical actuator
Only the part can be deformed to eject the ink .
【図1】本発明の第一実施例のインクジェットヘッドを
示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an inkjet head according to a first embodiment of the present invention.
【図2】前記第一実施例のアクチュエータ部材の断面図
である。FIG. 2 is a sectional view of the actuator member of the first embodiment.
【図3】前記第一実施例の制御部を示すブロック図であ
る。FIG. 3 is a block diagram showing a control unit of the first embodiment.
【図4】前記第一実施例のインクジェットヘッドの断面
図である。FIG. 4 is a sectional view of the ink jet head of the first embodiment.
【図5】前記第一実施例のインクジェットヘッドの動作
を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an operation of the ink jet head of the first embodiment.
【図6】前記第一実施例のアクチュエータ部材を作製す
るための原盤を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a master for producing the actuator member of the first embodiment.
【図7】前記第の実施例の原盤を作製する工程を示す説
明図である。FIG. 7 is an explanatory view showing a step of producing the master of the first embodiment.
【図8】前記第一実施例のアクチュエータ部材の導電層
を形成する工程を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory view showing a step of forming a conductive layer of the actuator member of the first embodiment.
【図9】前記第一実施例のアクチュエータ部材の導電層
及び圧電セラミックス層が積層されていく工程を示す説
明図である。FIG. 9 is an explanatory view showing a step of stacking a conductive layer and a piezoelectric ceramic layer of the actuator member of the first embodiment.
【図10】前記第一実施例のPZT構造体を示す断面図
である。FIG. 10 is a sectional view showing a PZT structure of the first embodiment.
【図11】前記第一実施例のアクチュエータ部材の製造
工程を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory view showing a manufacturing process of the actuator member of the first embodiment.
【図12】前記第一実施例のアクチュエータ部材の端面
に金属電極を形成する工程を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory view showing a step of forming a metal electrode on an end face of the actuator member of the first embodiment.
【図13】本発明の第二実施例のインクジェットヘッド
を示す斜視図である。FIG. 13 is a perspective view showing an ink jet head according to a second embodiment of the present invention.
【図14】前記第二実施例のアクチュエータ部材の断面
図である。FIG. 14 is a sectional view of the actuator member of the second embodiment.
【図15】前記第二実施例の制御部を示すブロック図で
ある。FIG. 15 is a block diagram showing a control unit of the second embodiment.
【図16】前記第二実施例のアクチュエータ部材の導電
層を形成する工程を示す説明図である。FIG. 16 is an explanatory view showing a step of forming a conductive layer of the actuator member of the second embodiment.
【図17】前記第二実施例のアクチュエータ部材の導電
層及び圧電セラミックス層が積層されていく工程を示す
説明図である。FIG. 17 is an explanatory view showing a step of stacking a conductive layer and a piezoelectric ceramic layer of the actuator member of the second embodiment.
【図18】前記第二実施例のPZT構造体を示す断面図
である。FIG. 18 is a sectional view showing a PZT structure according to the second embodiment.
【図19】前記第二実施例のアクチュエータ部材の製造
工程を示す説明図である。FIG. 19 is an explanatory view showing a manufacturing process of the actuator member of the second embodiment.
【図20】前記第二実施例のアクチュエータ部材の端面
に金属電極を形成する工程を示す説明図である。FIG. 20 is an explanatory view showing a step of forming a metal electrode on an end face of the actuator member of the second embodiment.
【図21】従来例のインクジェットヘッドを示す斜視図
である。FIG. 21 is a perspective view showing a conventional ink jet head.
【図22】従来例のインクジェットヘッドを示す断面図
である。FIG. 22 is a cross-sectional view illustrating a conventional inkjet head.
1,10 インク室 2,102 圧電セラミックス層 3,103 導電層 4,104 アクチュエータ部 5,105 保持部 6,106 ノズル 17 マニホールド部材 22,122 マニホールド 40,140 インクジェットヘッド 41,141 フレキシブルプリント基板 43,143 接点電極 44,144 接点電極 61,161 金属電極 62,162 金属電極 Reference Signs List 1, 1 Ink chamber 2, 102 Piezoelectric ceramic layer 3, 103 Conductive layer 4, 104 Actuator section 5, 105 Holder 6, 106 Nozzle 17 Manifold member 22, 122 Manifold 40, 140 Ink jet head 41, 141 Flexible printed circuit board 43, 143 contact electrode 44,144 contact electrode 61,161 metal electrode 62,162 metal electrode
Claims (2)
ンク室と、前記インク室内の容積を変化させてインクを
噴射させるアクチュエータ部と、前記アクチュエータ部
に形成され、電源回路から電圧が印加される電極とを有
するインク噴射装置において、 前記アクチュエータ部は、前記複数の電極と複数の圧電
セラミックスとが交互に筒状に積層され、積層中心に中
空部を備え、中空部が前記インク室を形成しており、 複数の前記アクチュエータ部が、該複数のアクチュエー
タ部を覆って設けた保持部によって一体化され、 前記複数の電極のうち積層方向において一つおきの第一
電極は、前記一体化された複数のアクチュエータ部の各
一端面に露出するとともにその各一端面にわたって形成
した共通電極に接続され、他の一つおきの第二電極は、
前記一体化された複数のアクチュエータ部の前記一端面
と異なる他端面に露出するとともにその各他端面に形成
した各駆動電極に接続され、 前記一体化された複数のアクチュエータ部の外面に沿っ
て設けられたプリント基板に、前記共通電極および複数
の駆動電極にそれぞれ接続する接点電極を設けるととも
に、その接点電極を電源回路に接続するパターンを設け
た ことを特徴とするインク噴射装置。1. An ink chamber to which ink is supplied from an ink supply source, an actuator section that changes the volume of the ink chamber to eject ink, and a voltage is applied from a power supply circuit formed in the actuator section. In the ink ejecting apparatus having an electrode, the actuator section is configured such that the plurality of electrodes and the plurality of piezoelectric ceramics are alternately stacked in a cylindrical shape, a hollow portion is provided at a stacking center, and the hollow portion forms the ink chamber. and, a plurality of the actuator portion, the plurality of actuator
A plurality of first electrodes of the plurality of electrodes in the stacking direction.
An electrode is provided for each of the plurality of integrated actuator units.
Exposed on one end and formed on each end
Connected to the common electrode, and every other second electrode is
The one end faces of the plurality of integrated actuator units
Exposed on the other end face different from that formed on each other end face
It is connected to the drive electrodes, along the outer surface of the integrated multiple actuators
The common electrode and the plurality of
With contact electrodes connected to the drive electrodes
A pattern to connect the contact electrode to the power supply circuit
The ink jet apparatus characterized by a.
数のインク室と、電極に電圧が印加されることによって
前記各インク室内の容積を変化させてインクを噴射させ
る複数のアクチュエータ部と、インク供給源から供給さ
れたインクを前記各インク室に供給するマニホールドと
を有するインク噴射装置において、 前記各アクチュエータ部は、前記電極と圧電セラミック
スとが筒状に積層され、積層中心に中空部を備え、中空
部が前記インク室を形成しており、 複数の前記アクチュエータ部の一方の端には、各アクチ
ュエータ部の圧電セラミックスと連続した層により、各
インク室と連通した前記マニホールドが形成され、 前記複数の電極のうち積層方向において一つおきの第一
電極は、前記マニホールドの外周に沿ってそのマニホー
ルドの一端面に露出し、他の一つおきの第二電極は、前
記マニホールドの外周にまで達することはなくかつ前記
複数のアクチュエータ部の前記一端面と異なる他端面に
露出し、 前記第一電極および第二電極にそれぞれ接続する接点電
極を設けたプリント基板に、その接点電極を電源回路に
接続するパターンを設けた ことを特徴とするインク噴射
装置。2. A plurality of ink chambers to which ink is supplied from an ink supply source, a plurality of actuator units for changing the volume of each ink chamber by applying a voltage to an electrode to eject ink, and It is supplied from the supply source
An ink ejecting apparatus having a manifold for supplying the separated ink to each of the ink chambers , wherein each of the actuator units has the electrode and the piezoelectric ceramic laminated in a cylindrical shape, and has a hollow portion at the center of the lamination, and the hollow portion has a hollow portion. forms the ink chamber, the one end of the plurality of the actuator portion, the continuous layer piezoelectric ceramics of each of the actuator elements, the manifold communicating with the respective ink chambers are formed, the plurality of electrodes Every other first in the stacking direction
Electrodes are placed along the manifold along the perimeter of the manifold.
Exposed on one end of the field, every other second electrode is
And does not reach the outer periphery of the manifold.
On the other end face different from the one end face of the plurality of actuator portions
The contact electrodes that are exposed and connected to the first electrode and the second electrode, respectively.
The printed circuit board with the poles and the contact electrodes for the power circuit
An ink ejecting device comprising a connecting pattern .
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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