JP3250402B2 - Ink jet recording device - Google Patents

Ink jet recording device

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JP3250402B2
JP3250402B2 JP2434295A JP2434295A JP3250402B2 JP 3250402 B2 JP3250402 B2 JP 3250402B2 JP 2434295 A JP2434295 A JP 2434295A JP 2434295 A JP2434295 A JP 2434295A JP 3250402 B2 JP3250402 B2 JP 3250402B2
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JP
Japan
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piezoelectric body
ink
piezoelectric
substrate
jet recording
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英雄 保富
賢治 正木
楠 東野
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ミノルタ株式会社
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、画像信号に応じてイン
ク滴を飛翔させことにより、紙等の被記録媒体に記録を
行うオンデマンド方式のインクジェットヘッドを有する
インクジェット記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording apparatus having an on-demand type ink jet head for performing recording on a recording medium such as paper by causing ink droplets to fly according to an image signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、画像信号に応じて圧電体に電
圧を印加し、圧電体の変形に基づきインクを加圧してノ
ズルからインク滴を飛翔させることにより、紙等の被記
録媒体に記録するオンデマンド方式のインクジェットヘ
ッドがプリンタなどの記録装置に用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a voltage is applied to a piezoelectric body in accordance with an image signal, and ink is pressurized based on the deformation of the piezoelectric body to cause ink droplets to fly from a nozzle, thereby recording on a recording medium such as paper. On-demand type inkjet heads are used in recording devices such as printers.

【0003】この方式のインクジェットヘッドとして、
例えば特開昭62−56150号公報に、図23に示す
ものが開示されている。このインクジェットヘッド60
は、複数の凹部61が形成された圧電部材62と、これ
ら複数の凹部61を覆うカバープレート63を有し、凹
部61の内側にインク室64が形成されている。また、
複数の凹部61の底面には凸部65が形成されており、
この凸部65の上面と、圧電部材62の背面の上記凸部
65に対応する位置には、電極66,67がそれぞれ設
置されている。このように構成されるインクジェットヘ
ッド60では、電極66,67の間に電圧を印加して、
圧電部材62の凸部65を変形させることにより、イン
ク室64の容積を変化させ、インク室64に充填された
インクを加圧することで、ノズルからインク滴を吐出さ
せるようになっている。
As an ink jet head of this type,
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-56150 discloses the configuration shown in FIG. This inkjet head 60
Has a piezoelectric member 62 in which a plurality of recesses 61 are formed, and a cover plate 63 that covers the plurality of recesses 61, and an ink chamber 64 is formed inside the recess 61. Also,
A convex portion 65 is formed on the bottom surface of the plurality of concave portions 61,
Electrodes 66 and 67 are provided on the upper surface of the convex portion 65 and on the rear surface of the piezoelectric member 62 at positions corresponding to the convex portion 65, respectively. In the ink jet head 60 configured as described above, a voltage is applied between the electrodes 66 and 67,
By deforming the convex portion 65 of the piezoelectric member 62, the volume of the ink chamber 64 is changed, and the ink filled in the ink chamber 64 is pressurized so that ink droplets are ejected from the nozzles.

【0004】また、特開平6−143563号公報で
は、図24に示すものが提案されている。このインクジ
ェットヘッド70は、インク室74用の複数の凹部71
が並列に形成された非圧電体からなる流路基板72上に
弾性膜73が接合されている。この弾性膜73上に、基
板75と接着された複数の駆動用積層圧電振動子76及
びダミー用積層圧電振動子77が配置されている。駆動
用積層圧電振動子76とダミー用積層圧電振動子77
は、基板75に1枚の積層圧電振動子からなる板を接着
した後、スリット加工によって分離されたものである。
そして、これら流路基板72、弾性膜73、積層圧電振
動子76,77および基板75の接合体が2枚の剛体固
定板78,79で挾持されている。このように構成され
るインクジェットヘッド70では、駆動用の積層圧電振
動子76に電圧を印加して変形させ、弾性膜73を介し
てインク室74の容積を変化させてインクを加圧するこ
とにより、ノズルからインク滴が飛翔するようになって
いる。
Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 6-143563 proposes the one shown in FIG. The inkjet head 70 has a plurality of recesses 71 for the ink chamber 74.
An elastic film 73 is joined on a flow path substrate 72 made of a non-piezoelectric body and formed in parallel. On the elastic film 73, a plurality of laminated piezoelectric vibrators 76 for driving and a laminated piezoelectric vibrator 77 for dummy bonded to the substrate 75 are arranged. Driving laminated piezoelectric vibrator 76 and dummy laminated piezoelectric vibrator 77
Is obtained by bonding a plate composed of one laminated piezoelectric vibrator to a substrate 75 and then separating the plate by slit processing.
The joined body of the flow path substrate 72, the elastic film 73, the laminated piezoelectric vibrators 76 and 77, and the substrate 75 is held between two rigid fixing plates 78 and 79. In the ink jet head 70 configured as described above, a voltage is applied to the driving laminated piezoelectric vibrator 76 to deform it, and the volume of the ink chamber 74 is changed via the elastic film 73 to pressurize the ink. Ink droplets fly from the nozzles.

【0005】さらに、特開平6−71878号公報で
は、図25に示すインクジェットヘッドが提案されてい
る。このインクジェットヘッド80は、上記インクジェ
ットヘッド70と同様に圧力発生部材86により弾性膜
83を介してインク室84を加圧し、インク滴を飛翔さ
せるものであるが、弾性膜83は圧力発生部材86が静
止した状態においてインク室84の内側に僅かに押し込
まれている。この場合、圧力発生部材86の先端部と弾
性膜83とは接着されておらず、インク室84の一壁を
構成する弾性膜83の固有振動周期の4分の1が、圧力
発生部材86の収縮時間より長くなっている。このた
め、圧力発生部材86が静止状態から変形してさらに弾
性膜83を押し上げてインク滴を飛翔させた後復元する
際には、弾性膜83は圧力発生部材86に追従すること
なく圧力発生部材86から一旦離れて後退するようにな
っている。
Further, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 6-71878 proposes an ink jet head shown in FIG. The ink jet head 80 presses the ink chamber 84 via the elastic film 83 by the pressure generating member 86 like the ink jet head 70 to fly ink droplets. In a stationary state, it is slightly pushed into the inside of the ink chamber 84. In this case, the distal end portion of the pressure generating member 86 and the elastic film 83 are not bonded, and a quarter of the natural vibration period of the elastic film 83 forming one wall of the ink chamber 84 is equal to that of the pressure generating member 86. It is longer than the contraction time. For this reason, when the pressure generating member 86 is deformed from the stationary state and further lifts up the elastic film 83 to cause the ink droplets to fly and then recovers, the elastic film 83 does not follow the pressure generating member 86 and 86 and temporarily retreats.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
インクジェットヘッドには、以下のような問題点があっ
た。まず、上記インクジェットヘッド60では、凸部6
5を変形させてインクを加圧しても、インクが凸部65
と凹部61の側壁との間に形成される隙間に回り込むこ
とによって飛翔効率が低下するだけでなく、圧電体であ
る凸部65とインクが直接接触しているために、凸部6
5にインクが浸透して低抵抗化を招いて実効電圧がかか
らなくなり、その結果、凸部65の変位量が低下してイ
ンク滴が飛翔しにくくなるという問題がある。
However, each of the above-mentioned ink jet heads has the following problems. First, in the ink jet head 60, the protrusion 6
Even if the ink is pressurized by deforming the ink 5, the protrusion 65
Not only does the flying efficiency decrease by going around the gap formed between the protrusions 65 and the sidewalls of the recesses 61, but also the protrusions 6, which are piezoelectric bodies, are in direct contact with the ink.
5 penetrates the ink and causes a reduction in resistance, so that an effective voltage is not applied. As a result, there is a problem that the amount of displacement of the convex portion 65 decreases and ink droplets do not easily fly.

【0007】また、上記インクジェットヘッド70で
は、奥行き方向(図24において紙面の表裏方向)に伸
びる駆動用の積層圧電振動子76と基板75との接触面
が全面に亘って接着固定されているため、積層圧電振動
子76の個々の振動が基板75を介して隣接する積層圧
電振動子76にも伝播して連動変位を生じさせていた。
このため、インク吐出を欲しないインク室74からイン
ク滴が吐出したり、または、インク滴が吐出しないまで
もインク室74内のインクの流れに乱れを生じ、次回の
吐出の際にインク滴の径が不均一になるという、いわゆ
るクロストークと呼ばれるインク吐出特性の相互干渉が
発生し、印字品質が劣悪なものになるという問題があ
る。加えて、このインクジェットヘッド70において
は、ダミー用積層圧電振動子77が弾性膜73と基板7
5との間のスペーサの役割を果たし、インク室74を覆
う弾性膜73が平面状をなしているため、積層圧電振動
子76の振動に伴って弾性膜73自体も振動する。した
がって、次回のインク滴の吐出を安定して行うには、こ
の弾性膜73の振動がおさまるまで待つ必要があり、印
字速度を上げる際に要求される高周波応答性に欠けると
いう問題もある。
Further, in the ink jet head 70, the contact surface between the laminated piezoelectric vibrator 76 for driving and the substrate 75 extending in the depth direction (the direction of the front and back of the paper in FIG. 24) is bonded and fixed over the entire surface. In addition, each vibration of the laminated piezoelectric vibrator 76 propagates to the adjacent laminated piezoelectric vibrator 76 via the substrate 75 to cause an interlocking displacement.
For this reason, ink droplets are ejected from the ink chamber 74 that does not want to eject ink, or the flow of ink in the ink chamber 74 is disturbed even before the ink droplets are not ejected, and the ink droplets are ejected at the next ejection. There is a problem that mutual interference of ink discharge characteristics, called so-called crosstalk, occurs in which the diameter becomes non-uniform, resulting in poor print quality. In addition, in the inkjet head 70, the laminated piezoelectric vibrator 77 for the dummy is formed by the elastic film 73 and the substrate 7.
Since the elastic film 73 covering the ink chamber 74 has a planar shape and plays a role of a spacer between the elastic film 73 and the laminated piezoelectric vibrator 76, the elastic film 73 itself also vibrates with the vibration of the laminated piezoelectric vibrator 76. Therefore, in order to stably perform the next ejection of ink droplets, it is necessary to wait until the vibration of the elastic film 73 stops, and there is a problem that the high-frequency response required when increasing the printing speed is lacking.

【0008】さらに、上記インクジェットヘッド80で
も、圧力発生部材86による弾性膜83のインク室84
への押し込み量が不十分で、かつ弾性膜83は圧力発生
部材86の復元動作に追従することなく一旦離れた後、
徐々に復元して再び圧力発生部材86と接触するように
なっているため、上記インクジェットヘッド70と同様
に高周波応答性に欠けるという問題がある。また、上記
インクジェットヘッド80の圧力発生部材86では、圧
電材料が積層された薄い角板に電圧を印加して、圧電材
料の分極方向に対して直交する長さ方向に振動させる長
さ方向振動モードを用いているため、繰り返し使用時に
曲がり変形が生じ易く変形安定性に欠け、これによりイ
ンク飛翔にバラツキが発生し、記録紙上に付着したドッ
ト径が安定しないという問題もある。
Further, in the ink jet head 80, the ink chamber 84 of the elastic film 83 by the pressure generating member 86 is also provided.
After the elastic film 83 is once separated without following the restoring operation of the pressure generating member 86,
Since it is restored gradually and comes into contact with the pressure generating member 86 again, there is a problem that the high frequency response is lacking similarly to the ink jet head 70 described above. Further, in the pressure generating member 86 of the ink jet head 80, a voltage is applied to a thin rectangular plate on which the piezoelectric material is laminated to vibrate in a length direction orthogonal to the polarization direction of the piezoelectric material. Is used, bending deformation is likely to occur during repeated use, and the deformation stability is lacking. As a result, there is a problem that ink flying varies, and the diameter of dots adhering to recording paper is not stable.

【0009】そこで、本発明は上記問題点を解決し、高
効率で安定したインク滴の飛翔を実現するとともに、高
周波応答性に優れたインクジェット記録装置を提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems and to provide an ink jet recording apparatus which realizes highly efficient and stable flying of ink droplets and has excellent high frequency response.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のインクジェット記録装置は、非圧電部材に
インク室となる複数の溝状の第1凹部を形成し、前記非
圧電部材の第1凹部形成面に基板を設け、この基板上の
前記凹部に対応する位置に複数の圧電体をそれぞれ配置
してなるインクジェットヘッドと、前記圧電体を作用さ
せてインク室に充填されたインクを加圧吐出させるよう
に画像信号に応じて前記圧電体に電圧を印加する電圧印
加手段とから構成されるインクジェット記録装置におい
て、前記基板に、前記非圧電部材の複数の第1凹部に対
応して前記圧電体の高さより浅い深さを有する複数の溝
状の第2凹部を形成し、これら第2凹部の各々に前記圧
電体を配置し、前記第1凹部を覆って前記第1凹部壁面
との間にインク室を形成する隔壁を設け、前記圧電体の
一部分を前記第1凹部に嵌合させて前記隔壁を前記第1
凹部内側に撓むように押し込み、前記圧電体の少なくと
も一部分を前記基板に固定せず、前記圧電体の固定され
ていない部分を作用させるようにしたものである。
In order to achieve the above object, an ink jet recording apparatus according to the present invention has a plurality of groove-shaped first recesses serving as ink chambers formed in a non-piezoelectric member. A substrate is provided on the first concave portion forming surface, and an ink jet head in which a plurality of piezoelectric bodies are arranged at positions corresponding to the concave portions on the substrate, and ink filled in the ink chamber by operating the piezoelectric bodies. A voltage applying means for applying a voltage to the piezoelectric body in accordance with an image signal so as to perform pressurized ejection, wherein the substrate corresponds to the plurality of first concave portions of the non-piezoelectric member. Forming a plurality of groove-shaped second recesses having a depth shallower than the height of the piezoelectric body, disposing the piezoelectric body in each of the second recesses, covering the first recess, and forming a wall of the first recess. Ink chamber between Forming partition walls provided, the first of the partitions a portion of the piezoelectric body is fitted in the first recess
The piezoelectric body is pressed so as to bend into the inside of the concave portion, and at least a part of the piezoelectric body is not fixed to the substrate, and an unfixed part of the piezoelectric body acts.

【0011】また、本発明のインクジェット記録装置
は、非圧電部材にインク室となる複数の溝状凹部を形成
し、前記非圧電部材の凹部形成面に基板を設け、この基
板上の前記凹部に対応する位置に複数の圧電体をそれぞ
れ配置してなるインクジェットヘッドと、前記圧電体を
作用させてインク室に充填されたインクを加圧吐出させ
るように画像信号に応じて前記圧電体に電圧を印加する
電圧印加手段とから構成されるインクジェット記録装置
において、前記凹部を覆うか又は前記凹部内部を仕切る
ことにより前記凹部壁面との間にインク室を形成すると
ともに前記インク室の一壁面となる部分が膨出して前記
圧電体に当接する隔壁を設け、前記圧電体の少なくとも
一部分を前記基板上に固定せず、前記圧電体の固定され
ていない部分を作用させるようにしたものである。
Further, in the ink jet recording apparatus of the present invention, a plurality of groove-shaped concave portions serving as ink chambers are formed in the non-piezoelectric member, a substrate is provided on the concave portion forming surface of the non-piezoelectric member, and An inkjet head in which a plurality of piezoelectric bodies are arranged at corresponding positions, and a voltage applied to the piezoelectric bodies in response to an image signal so that the piezoelectric bodies act to pressurize and discharge the ink filled in the ink chamber. An ink-jet recording apparatus comprising: a voltage applying means for applying an ink; a portion that forms an ink chamber between itself and the wall surface of the concave portion by covering the concave portion or partitioning the inside of the concave portion; A bulge is provided to abut against the piezoelectric body, and at least a portion of the piezoelectric body is not fixed on the substrate, and an unfixed portion of the piezoelectric body acts. Those who like to make.

【0012】本発明のインクジェット記録装置では、前
記圧電体の一端側が前記基板に固定され、他端側が固定
されていないようにしてもよい。
In the ink jet recording apparatus of the present invention, one end of the piezoelectric body may be fixed to the substrate, and the other end may not be fixed.

【0013】また、本発明のインクジェット記録装置で
は、前記圧電体に電圧を印加することにより、前記圧電
体の固定されていない部分が作用して前記インク室を形
成する前記隔壁を前記基板から離れる方向または前記基
板に向かう方向に変位させるようにしてもよい。
Further, in the ink jet recording apparatus of the present invention, when a voltage is applied to the piezoelectric body, an unfixed portion of the piezoelectric body acts to separate the partition forming the ink chamber from the substrate. It may be displaced in a direction or a direction toward the substrate.

【0014】また、本発明のインクジェット記録装置で
は、前記圧電体は少なくとも前記インク室に対応する領
域では前記基板に固定されておらず前記隔壁と前記基板
との間に挟まれて保持され、前記圧電体の内部に分極方
向と平行に電界を形成し、前記圧電体の厚み方向に振動
させる厚み方向振動モードを用いて前記圧電体の固定さ
れていない部分を前記インク室に作用させるようにして
もよい。
Further, in the ink jet recording apparatus of the present invention, the piezoelectric body is not fixed to the substrate at least in a region corresponding to the ink chamber, and is held between the partition and the substrate. An electric field is formed inside the piezoelectric body in parallel to the polarization direction, and the unfixed portion of the piezoelectric body is caused to act on the ink chamber using a thickness direction vibration mode in which the piezoelectric body vibrates in the thickness direction. Is also good.

【0015】また、本発明のインクジェット記録装置で
は、前記圧電体が前記インク室に沿う方向に細長い柱状
体であってもよいし、前記各圧電体がそれぞれ連結され
た部分を有する櫛歯状に形成されていてもよい。また、
本発明のインクジェット記録装置では、前記非圧電部材
は前記第1凹部同士の間で定義される第1凸部を有する
一方で前記基板は前記第2凹部同士の間で定義される第
2凸部を有し、前記第1凸部及び前記第2凸部は前記隔
壁を挟持しているようにしてもよい。
In the ink jet recording apparatus according to the present invention, the piezoelectric body may be a columnar body elongated in a direction along the ink chamber, or may be formed in a comb-like shape having a portion where each of the piezoelectric bodies is connected. It may be formed. Also,
In the inkjet recording apparatus of the present invention, the non-piezoelectric member has a first convex portion defined between the first concave portions, while the substrate has a second convex portion defined between the second concave portions. And the first convex portion and the second convex portion may sandwich the partition.

【0016】[0016]

【作用】上記構成からなるインクジェット記録装置で
は、圧電体に電圧を印加して電界を形成すると、圧電体
の固定されていない部分が変形する。この変形に基づき
隔壁が急峻に押し上げられてインク室の容積が減少し、
インク室内に充填されたインクが加圧されて吐出する。
一方、圧電体への電圧印加を解除して電界を消滅させる
と、圧電体の固定されていない部分が元の状態に復帰す
る。このとき、隔壁は復帰動作する圧電体と常に接触し
つつ追従して元の状態に戻る。これにより、インク室の
容積が増加して内部に負圧が生じ、インクが補給されて
次のインク吐出の準備ができる。
In the ink jet recording apparatus having the above-described structure, when a voltage is applied to the piezoelectric body to form an electric field, a portion of the piezoelectric body that is not fixed is deformed. Based on this deformation, the partition is pushed up sharply, and the volume of the ink chamber decreases,
The ink filled in the ink chamber is discharged under pressure.
On the other hand, when the voltage application to the piezoelectric body is canceled and the electric field is extinguished, the unfixed portion of the piezoelectric body returns to the original state. At this time, the partition wall follows and returns to the original state while always in contact with the returning piezoelectric element. As a result, the volume of the ink chamber is increased and a negative pressure is generated inside the ink chamber, and the ink is replenished to prepare for the next ink ejection.

【0017】この場合、圧電体は基板に対してその接触
面の一部分において固定されているか、または、全く固
定されていないので、基板を介して他の圧電体が連動変
位することがなく、クロストークは生じない。また、イ
ンク室と圧電体との間には隔壁が設けてあるので、イン
クが圧電体に直接接触して浸透することはない。
In this case, the piezoelectric body is fixed to the substrate at a part of its contact surface or is not fixed at all. No talk occurs. In addition, since a partition is provided between the ink chamber and the piezoelectric body, the ink does not directly contact the piezoelectric body and penetrate.

【0018】[0018]

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。 [第1実施例]図1は本発明の第1実施例であるインク
ジェット記録装置の全体構成を概略的に示したものであ
る。このインクジェット記録装置1は大別して、コネク
タ2aを備えた電源部2と、駆動系3と、メカコントロ
ーラ4と、メモリ5と、コントローラ6と、インク供給
部7と、スキャンキャリッジ8と、給紙部9と、ケース
10と、操作パネル11とから構成されている。上記ス
キャンキャリッジ8は通紙方向(矢印a方向)に直交す
る方向(図1において紙面の表裏方向)にスキャン可能
になっており、その内部にはブラック、シアン、マゼン
タおよびイエロの各色用に4つのインクジェットヘッド
12が通紙方向に沿い、かつインク吐出ノズルを下方に
向けて配置されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. [First Embodiment] FIG. 1 schematically shows the entire configuration of an ink jet recording apparatus according to a first embodiment of the present invention. The ink jet recording apparatus 1 is roughly divided into a power supply section 2 having a connector 2a, a drive system 3, a mechanical controller 4, a memory 5, a controller 6, an ink supply section 7, a scan carriage 8, It comprises a unit 9, a case 10, and an operation panel 11. The scan carriage 8 is capable of scanning in a direction perpendicular to the paper passing direction (the direction of arrow a) (the front and back sides of the paper surface in FIG. 1), and has four insides for black, cyan, magenta, and yellow. The two inkjet heads 12 are arranged along the paper passing direction, and the ink discharge nozzles are directed downward.

【0019】次に、上記インクジェットヘッド12の構
成について図2〜図4を参照して説明する。インクジェ
ットヘッド12は、図2に示すように、ベースプレート
13上に、前方(図2において左下)からインク吐出部
14、端子板15およびコネクタ16を順に設置した構
成になっている。
Next, the structure of the ink jet head 12 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, the ink-jet head 12 has a configuration in which an ink discharge unit 14, a terminal plate 15, and a connector 16 are sequentially installed on a base plate 13 from the front (lower left in FIG. 2).

【0020】インク吐出部14の天板20は、例えばア
ルミナなどの非圧電材料からなるプレートで構成され、
図3に示すように、その下面には複数の溝状凹部21が
形成されている。これら凹部21は天板20の幅方向に
所定ピッチで形成され、天板20の長手方向にそれぞれ
平行に伸びている。天板20の凹部21形成面には、例
えばアラミド樹脂からなる隔壁22が接着されており、
この隔壁22で覆われた凹部21内部にインク室23が
形成されている。
The top plate 20 of the ink discharge section 14 is formed of a plate made of a non-piezoelectric material such as alumina, for example.
As shown in FIG. 3, a plurality of groove-shaped concave portions 21 are formed on the lower surface thereof. These recesses 21 are formed at a predetermined pitch in the width direction of the top plate 20, and extend in parallel with the longitudinal direction of the top plate 20. A partition wall 22 made of, for example, an aramid resin is adhered to the surface of the top plate 20 where the concave portion 21 is formed.
An ink chamber 23 is formed inside the concave portion 21 covered by the partition wall 22.

【0021】天板20の凹部21形成面側には、隔壁2
2を介して基板24が設けてある。この基板24は天板
20と同様に非圧電材料からなり、上記凹部21に対向
する面には凹部25が形成されている。
On the side of the top plate 20 where the recess 21 is formed, the partition 2
2, a substrate 24 is provided. The substrate 24 is made of a non-piezoelectric material similarly to the top plate 20, and a concave portion 25 is formed on a surface facing the concave portion 21.

【0022】上記基板24に形成された凹部25の底面
25aには、複数の圧電体26が天板20の各凹部21
に対応して配置されている。圧電体26は例えばPZT
圧電セラミックからなり、インク室23に沿う方向に細
長い柱状体をなし、その上部は天板20の凹部21に沿
って浅く嵌合している。これにより、隔壁22はインク
室23の内側に撓んで押し込まれた状態になっている。
隔壁22と接触する圧電体26の上面には個別電極27
が設置され、一方、基板24と接触する圧電体26の下
面には共通電極28が設置されている。なお、図3に示
すように、圧電体26の分極方向(矢印b方向)は、個
別電極27および共通電極28に電圧が印加されること
によって形成される電界の方向と平行になるように配置
されている。また、圧電体26の個別電極27形成面と
隔壁22とは接着してもしなくてもよいが、接着すれば
圧電体26の変位に対する隔壁22の追従がより確実と
なり、高周波応答性が良くなる。
On the bottom surface 25 a of the concave portion 25 formed in the substrate 24, a plurality of piezoelectric bodies 26
It is arranged corresponding to. The piezoelectric body 26 is made of, for example, PZT.
It is made of piezoelectric ceramic and forms an elongated columnar body in the direction along the ink chamber 23, and its upper part is fitted shallowly along the recess 21 of the top plate 20. Thereby, the partition wall 22 is in a state of being bent and pushed into the inside of the ink chamber 23.
An individual electrode 27 is provided on the upper surface of the piezoelectric body 26 in contact with the partition 22.
On the other hand, a common electrode 28 is provided on the lower surface of the piezoelectric body 26 in contact with the substrate 24. Note that, as shown in FIG. 3, the polarization direction (the direction of the arrow b) of the piezoelectric body 26 is arranged so as to be parallel to the direction of an electric field formed by applying a voltage to the individual electrode 27 and the common electrode 28. Have been. The surface of the piezoelectric body 26 on which the individual electrodes 27 are formed and the partition wall 22 may or may not be bonded. However, if bonded, the partition wall 22 can more reliably follow the displacement of the piezoelectric body 26 and the high-frequency response is improved. .

【0023】上記圧電体26は、図4に示すように、そ
の後端側(図4において右側)の領域sにおいて基板2
4に導電性接着剤で接着固定され、その前端部は自由端
となっている。これにより、圧電体26に電圧を印加し
て電界を形成すると、基板24との接着領域sより前方
に位置する圧電体26の固定されていない部分が作用し
て隔壁22を押し上げ、インク室23を加圧することに
なる。
As shown in FIG. 4, the piezoelectric body 26 is provided on the substrate 2 in a region s on the rear end side (right side in FIG. 4).
4 is adhered and fixed with a conductive adhesive, and its front end is a free end. As a result, when a voltage is applied to the piezoelectric body 26 to form an electric field, an unfixed portion of the piezoelectric body 26 located in front of the bonding area s with the substrate 24 acts to push up the partition wall 22 and raise the ink chamber 23. Will be pressurized.

【0024】上記天板20、隔壁22および基板24の
接合体の前端面には、例えば厚さ25〜200μm程度
のポリイミドフィルムからなるノズルプレート30が接
着固定されている。このノズルプレート30には、例え
ばエキシマレーザなどによって複数のノズル孔30aが
上記インク室23と等ピッチで形成され、このピッチは
例えば約42.3〜254μm(画素密度:600〜1
00dpi)程度である。
A nozzle plate 30 made of, for example, a polyimide film having a thickness of about 25 to 200 μm is adhered and fixed to the front end surface of the joined body of the top plate 20, the partition wall 22, and the substrate 24. In the nozzle plate 30, a plurality of nozzle holes 30a are formed at the same pitch as the ink chamber 23 by, for example, an excimer laser, and the pitch is, for example, about 42.3 to 254 μm (pixel density: 600 to 1).
00 dpi).

【0025】上記天板20の両側面には、図2に示すよ
うに、各インク室23に連通するインクインレット(図
示せず、後述する)の両端開口部を閉塞するサイドプレ
ート31,31が接着され、天板20の後端面には各イ
ンク室23の後端開口部を閉塞するバックプレート32
が接着されている。また、天板20の上面には、インク
室23にインクを供給するためのマニホールド33が接
着され、このマニホールド33の上部には複数(1つだ
けでも可)のインク供給口33aが突設されている。な
お、本実施例では天板20の上面から各インク室23に
インクを供給するようにしたが、各インク室23の後端
側から供給してもよい。
As shown in FIG. 2, side plates 31, 31 for closing the openings at both ends of an ink inlet (not shown, described later) communicating with each ink chamber 23 are formed on both side surfaces of the top plate 20, as shown in FIG. A back plate 32 is attached to the rear end surface of the top plate 20 to close the rear end opening of each ink chamber 23.
Is glued. A manifold 33 for supplying ink to the ink chamber 23 is adhered to the upper surface of the top plate 20, and a plurality (only one) of ink supply ports 33a protrude from the upper part of the manifold 33. ing. In this embodiment, the ink is supplied from the upper surface of the top plate 20 to each of the ink chambers 23, but may be supplied from the rear end side of each of the ink chambers 23.

【0026】上記圧電体26は、図2に示すように、天
板20後端部に接着したバックプレート32を越えて後
方に伸びている。そして、各圧電体26後端部の個別電
極27は、端子板15上面に設置されている複数の導体
15aにワイヤボンディングによってそれぞれ接続さ
れ、さらに駆動用IC17、導体15bおよびコネクタ
16を介して電圧印加手段であるコントローラ6(図1
参照)に接続され、このコントローラ6により画像信号
に応じて圧電体26に電圧が印加される。一方、基板2
4の後端側表面24aは導電性接着剤層を介して各圧電
体26の共通電極28と導電しているため、基板24の
後端側表面24aとベースプレート13上に設置されて
いる導体13aとを一か所のワイヤボンディング等によ
り接続すれば、各共通電極28はコネクタ16を介して
コントローラ6に接続される。
As shown in FIG. 2, the piezoelectric body 26 extends backward beyond the back plate 32 adhered to the rear end of the top plate 20. The individual electrodes 27 at the rear end of each piezoelectric body 26 are connected to a plurality of conductors 15a provided on the upper surface of the terminal plate 15 by wire bonding, respectively, and furthermore, a voltage is applied through a driving IC 17, a conductor 15b and a connector 16. The controller 6 (FIG. 1)
The controller 6 applies a voltage to the piezoelectric body 26 according to an image signal. On the other hand, substrate 2
4 is electrically connected to the common electrode 28 of each piezoelectric body 26 via a conductive adhesive layer, and thus the rear end surface 24a of the substrate 24 and the conductor 13a provided on the base plate 13 Are connected by one wire bonding or the like, each common electrode 28 is connected to the controller 6 via the connector 16.

【0027】続いて、上記構成からなるインクジェット
ヘッド12の製造工程について、図5〜図9を参照して
説明する。まず、図5(a)に示すように、圧電体26
の材料となるPZTプレート40の上下面に無電界メッ
キによるAu/Ni膜、またはAu/(Ni,Cr)の
スパッタ膜を10μm〜0.1μm形成して電極層を設
置し、このPZTプレート40を基板24の凹部底面2
5aに導電性接着剤を用いて接着する。この場合、接着
領域sはPZTプレート40の後端側(図5(a)にお
いて右側)のみとし、前端側は非接着状態とする。
Next, a process of manufacturing the ink jet head 12 having the above-described configuration will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG.
An Au / Ni film or an Au / (Ni, Cr) sputtered film of 10 μm to 0.1 μm is formed on the upper and lower surfaces of the PZT plate 40 by electroless plating, and an electrode layer is provided. To the concave bottom surface 2 of the substrate 24.
5a is bonded using a conductive adhesive. In this case, the bonding area s is only the rear end side (the right side in FIG. 5A) of the PZT plate 40, and the front end side is in a non-adhered state.

【0028】そして、図5(b)に示すように、オート
マチックダイシングソー39を用いてPZTプレート4
0をスリット加工し、図5(c)に示すように、圧電体
26を所定ピッチで形成する。その後、大気中の湿気が
浸透することにより圧電体26に電圧を印加したときの
変位が低下するのを防止するため、圧電体26の表面全
体に、例えばポリイミド樹脂をスピンコート法で塗布
し、180℃で1時間焼き付けてオーバコート処理をす
る。ただし、湿度抵抗の高い圧電材料を圧電体26に用
いた場合には、この工程は省略してもよい。
Then, as shown in FIG. 5B, the PZT plate 4 is
0 is slit, and the piezoelectric bodies 26 are formed at a predetermined pitch as shown in FIG. Thereafter, in order to prevent the displacement when a voltage is applied to the piezoelectric body 26 from being reduced due to the penetration of moisture in the atmosphere, for example, a polyimide resin is applied to the entire surface of the piezoelectric body 26 by a spin coating method, Bake at 180 ° C for 1 hour to perform overcoat treatment. However, when a piezoelectric material having high humidity resistance is used for the piezoelectric body 26, this step may be omitted.

【0029】一方、天板20は、図6に示すように、例
えばアルミナなどのセラミックスプレート41を用い、
インク室23となる複数の凹部21をダイシング加工に
より上記圧電体26と等ピッチで形成する。これら凹部
21の幅は圧電体26が遊嵌できるように、圧電体26
より大きな寸法に形成する。また、これら凹部21形成
面の反対面に、凹部21と直交しかつ全ての凹部21に
連通する溝状のインクインレット42をダイシング加工
で形成する。その後、天板20の凹部21形成面に隔壁
22を接着する。
On the other hand, as shown in FIG. 6, a ceramic plate 41 made of, for example, alumina is used for the top plate 20.
The plurality of recesses 21 to be the ink chambers 23 are formed at an equal pitch with the piezoelectric body 26 by dicing. The width of these recesses 21 is set so that the piezoelectric body 26 can be loosely fitted.
Form larger dimensions. Further, a groove-shaped ink inlet 42 which is orthogonal to the recess 21 and communicates with all the recesses 21 is formed on the surface opposite to the surface on which the recesses 21 are formed by dicing. Thereafter, the partition wall 22 is bonded to the surface of the top plate 20 where the concave portions 21 are formed.

【0030】続いて、図7に示すように、基板24の上
に天板20を重ね合わせ、幅方向の両端部を接着固定す
ると共に、これら天板20、基板24の接合体の前端面
に、ノズル孔30aがインク室23の中央に位置するよ
うにしてノズルプレート30を接着する。
Subsequently, as shown in FIG. 7, the top plate 20 is superimposed on the substrate 24, and both ends in the width direction are bonded and fixed, and the front end surface of the joined body of the top plate 20 and the substrate 24 is attached to the top plate. The nozzle plate 30 is bonded so that the nozzle hole 30a is located at the center of the ink chamber 23.

【0031】そして、図8に示すように、インクインレ
ット42の上にマニホールド33を接着固定し、インク
インレット42の両側開口部を閉塞するサイドプレート
31,31と、インク室23の後端開口部を閉塞するバ
ックプレート32とを天板20に接着することで、イン
ク吐出部14の組み立てが完了する。
As shown in FIG. 8, a manifold 33 is adhered and fixed on the ink inlet 42, and side plates 31, 31 for closing both side openings of the ink inlet 42, and a rear end opening of the ink chamber 23 are provided. By bonding the back plate 32 and the back plate 32 to the top plate 20, the assembly of the ink discharge unit 14 is completed.

【0032】さらに、図9に示すように、上記インク吐
出部14と、上面に駆動用IC17および導体15a,
15bを設置した端子板15と、コネクタ16とを、導
体13aを設置したベースプレート13上面に接着固定
する。そして、圧電体26の個別電極27と導体15
a、各圧電体26の共通電極28に導電する基板24の
後端側表面24aとベースプレート13上の導体13a
をそれぞれ電気的に接続し、各導体15b,13aをコ
ネクタ16の端子16aに電気的に接続することで、イ
ンクジェットヘッド12が完成する。その後、図9中点
線で示すように、その外部面を一体的に樹脂モールディ
ングすれば、より合理的な固定が可能となる。
Further, as shown in FIG. 9, the ink ejection section 14 and a driving IC 17 and conductors 15a,
The terminal plate 15 on which the conductor 15a is installed and the connector 16 are bonded and fixed to the upper surface of the base plate 13 on which the conductor 13a is installed. Then, the individual electrode 27 of the piezoelectric body 26 and the conductor 15
a, the rear end surface 24a of the substrate 24 that is conductive to the common electrode 28 of each piezoelectric body 26 and the conductor 13a on the base plate 13
Are electrically connected to each other, and the conductors 15b and 13a are electrically connected to the terminals 16a of the connector 16, whereby the ink jet head 12 is completed. Thereafter, as shown by a dotted line in FIG. 9, if the outer surface is integrally molded with resin, more reasonable fixing can be achieved.

【0033】次に、本実施例のインクジェットヘッド1
2におけるインク吐出動作について説明する。インク
は、図4に示すように、インク供給部7(図1参照)か
らマニホールド33のインク供給口33aを介して供給
され、天板20内のインク室23に充填されている。個
別電極27および共通電極28に、画像信号に応じて図
10(a)に示すようなパルス状電圧を印加すると、圧
電体26内には分極方向(図12、図13において矢印
b方向)と平行に電界が形成される。このとき、圧電体
26が基板24に全く接着固定されていない場合には、
図11中点線で示すように、y方向にΔyだけ膨張変形
するとともに、x方向および奥行き方向(図11におい
て紙面の表裏方向)に僅かに収縮変形するが、従来例の
インクジェットヘッドのように、基板24に全面接着し
た場合には、圧電体26の変形に伴って基板24にも歪
みを生じ、図11中一点鎖線で示すように、圧電体26
の表面は膨張部分と収縮部分とが混在して波打ったよう
に変形し、圧電体26全体としてインク飛翔に必要な変
形量を大きくロスしてしまうという現象があった。
Next, the ink jet head 1 of this embodiment
2 will be described. As shown in FIG. 4, the ink is supplied from the ink supply unit 7 (see FIG. 1) via the ink supply port 33 a of the manifold 33, and is filled in the ink chamber 23 in the top plate 20. When a pulse-like voltage as shown in FIG. 10A is applied to the individual electrode 27 and the common electrode 28 in accordance with the image signal, the polarization direction (the direction of the arrow b in FIGS. 12 and 13) is generated in the piezoelectric body 26. An electric field is formed in parallel. At this time, if the piezoelectric body 26 is not bonded and fixed to the substrate 24 at all,
As shown by the dotted line in FIG. 11, while being expanded and deformed by Δy in the y direction, it is slightly contracted and deformed in the x direction and the depth direction (the front and back sides of the paper surface in FIG. 11). When the entire surface of the piezoelectric body 26 is adhered to the substrate 24, the substrate 24 is distorted in accordance with the deformation of the piezoelectric body 26, and as shown by a dashed line in FIG.
The surface has a phenomenon that the expanded portion and the contracted portion are mixed and deformed in a wavy manner, and the amount of deformation required for ink flying as a whole of the piezoelectric body 26 is greatly lost.

【0034】一方、本実施例の構成のように接着領域s
2を基板24との接触面の一部として、圧電体26の一
端側を自由端とした場合には、図12中点線で示すよう
に、その自由端が基板から離れる方向に曲率をもって反
り返るように変形し、このときのy方向の変位ΔYは同
一電圧を印加したときの上記Δyに比べて大きくなるこ
とが確認された。
On the other hand, as in the structure of this embodiment, the bonding area s
In the case where 2 is a part of the contact surface with the substrate 24 and one end of the piezoelectric body 26 is a free end, as shown by a dotted line in FIG. 12, the free end warps with a curvature in a direction away from the substrate. It has been confirmed that the displacement ΔY in the y direction at this time is larger than the above Δy when the same voltage is applied.

【0035】この反り変形によって圧電体26の固定さ
れていない部分が作用し、図13に示すように、隔壁2
2が凹部21内部に急峻に押し込まれてインク室23の
容積を減少させ、これにより加圧されたインクがノズル
孔30aから液滴状となって吐出・飛翔し、図示しない
記録紙上に付着する。個別電極27、共通電極28間の
電圧がゼロになると、圧電体26は元の状態に戻る。こ
のとき、隔壁22は、弾性を有しかつ初期状態で凹部2
1に浅く嵌合する圧電体26によりインク室23内に押
し込まれているため、復元動作する圧電体26と常に接
触しつつ追従する。これにより、インク室23の容積が
増加し、マニホールド33、インクインレット42を介
してインク室23にインクが補給され、次のインク吐出
の準備ができる。
The unfixed portion of the piezoelectric body 26 acts due to this warping deformation, and as shown in FIG.
2 is steeply pushed into the concave portion 21 to reduce the volume of the ink chamber 23, whereby the pressurized ink is ejected and flies in the form of droplets from the nozzle holes 30a, and adheres to recording paper (not shown). . When the voltage between the individual electrode 27 and the common electrode 28 becomes zero, the piezoelectric body 26 returns to the original state. At this time, the partition wall 22 has elasticity and the concave portion 2 in the initial state.
1 is pushed into the ink chamber 23 by the piezoelectric body 26 fitted shallowly to the piezoelectric body 26, so that the piezoelectric body 26 always follows the piezoelectric body 26 performing the restoring operation. As a result, the volume of the ink chamber 23 increases, ink is supplied to the ink chamber 23 via the manifold 33 and the ink inlet 42, and the preparation for the next ink ejection can be made.

【0036】ただし、上記インク補給時に、図10
(a)に示すように電圧を瞬時にゼロにして圧電体26
の弾性に基づき復元させ、急峻にインク室23の容積を
増加させると、ノズル孔30aからインク室23内に気
泡が吸引され、次のパルス電圧の印加時に気泡が圧力を
吸収してインク飛翔を妨げるおそれがある。このため、
図10(b)に示すように、圧電体26が復元動作の際
の電圧のパルス形状に傾斜をもたせ、圧電体26および
隔壁22が気泡の吸引が生じない範囲で最も速く戻るよ
うにして、これを防止する。
However, at the time of the above ink supply, FIG.
As shown in FIG.
When the ink chamber 23 is restored based on the elasticity of the ink and the volume of the ink chamber 23 is sharply increased, air bubbles are sucked into the ink chamber 23 from the nozzle holes 30a, and when the next pulse voltage is applied, the air bubbles absorb the pressure to cause the ink to fly. May hinder. For this reason,
As shown in FIG. 10B, the piezoelectric body 26 has a slope in the pulse shape of the voltage at the time of the restoring operation, and the piezoelectric body 26 and the partition wall 22 return fastest in a range where no air bubbles are sucked. Prevent this.

【0037】また、図10(a)に対して同電圧でパル
ス幅を変えたパルス電圧を印加すれば、飛翔するインク
滴径を変えることができ、これにより記録紙上に付着す
るドット径を変えられるので、中間調再現が可能にな
る。例えば、図10(c)に示すように、パルス幅を小
さくすると、ドット径が小さくなる。図10(d)に示
すパルス電圧は、主パルスに対して逆極性で小電圧の後
パルスを印加したものである。この波形のパルス電圧を
圧電体26に印加すれば、主パルスによってインク滴が
飛翔した後にノズル孔30aから伸びるインク柱が、サ
ブパルスによってインク室23に引き込まれるので、サ
テライトノイズを軽減できる。図10(e)に示すパル
ス電圧は、主パルスに対して同極性で小電圧の前パルス
を印加するもので、この波形のパルス電圧によれば主パ
ルスの電圧値を低く抑えることができ、これによってド
ライバー負担が小さくなるため、ドライバーコストを低
減できる。
By applying a pulse voltage with the same voltage but a different pulse width to that of FIG. 10 (a), the diameter of the flying ink droplet can be changed, thereby changing the diameter of the dot adhering to the recording paper. Therefore, halftone reproduction becomes possible. For example, as shown in FIG. 10C, when the pulse width is reduced, the dot diameter is reduced. The pulse voltage shown in FIG. 10D is obtained by applying a small pulse after the small voltage with the opposite polarity to the main pulse. If a pulse voltage having this waveform is applied to the piezoelectric body 26, the ink column extending from the nozzle hole 30a after the ink droplet flies by the main pulse is drawn into the ink chamber 23 by the sub-pulse, so that satellite noise can be reduced. The pulse voltage shown in FIG. 10 (e) applies a small voltage preceding pulse having the same polarity as the main pulse. According to the pulse voltage having this waveform, the voltage value of the main pulse can be suppressed low. As a result, the burden on the driver is reduced, and the driver cost can be reduced.

【0038】以上のようなインク吐出動作が画像信号に
応じて各インク室23毎に独立して行われることによ
り、1ライン分の画像が描かれ、これが記録紙の移動に
同期して繰り返されることで、画像信号に応じた画像が
記録紙上に描かれる。
The above-described ink ejection operation is performed independently for each of the ink chambers 23 in accordance with the image signal, whereby an image for one line is drawn, and this is repeated in synchronization with the movement of the recording paper. Thus, an image corresponding to the image signal is drawn on the recording paper.

【0039】このように、本実施例のインクジェットヘ
ッド12では、圧電体26と基板24との接着領域s1
を圧電体26の全長に対して一部分とすることで、電圧
を印加した際の圧電体26の振動が、基板24を介して
隣接する圧電体26に伝播することにより生ずる連動変
位を完全に抑制することができる。このため、クロスト
ークによる不必要なインク吐出やインク室32内のイン
ク流の乱れもなく、インク吐出を非常に安定して行うこ
とができ、その結果、印字品質を格段に向上させること
が可能になる。
As described above, in the ink jet head 12 of this embodiment, the bonding area s 1 between the piezoelectric body 26 and the substrate 24 is provided.
As a part of the entire length of the piezoelectric body 26, the interlocking displacement caused by the vibration of the piezoelectric body 26 when a voltage is applied being propagated to the adjacent piezoelectric body 26 via the substrate 24 is completely suppressed. can do. Therefore, it is possible to perform the ink ejection very stably without unnecessary ink ejection due to crosstalk and disturbance of the ink flow in the ink chamber 32, and as a result, it is possible to significantly improve the print quality. become.

【0040】また、圧電体26を一部接着としたこと
で、従来例に比して同一電圧で飛躍的に大きな変位量を
得ることができ、かつ、その変位量は印加電圧にほぼ比
例する関係にある。したがって、従来同様のインクの吐
出量および飛翔速度を確保する場合にも極めて低い電圧
で足り、ドライバーコストの低減を図れるとともに、電
圧値やパルス幅、あるいは、これらの組み合わせで印加
電圧を制御して圧電体26の変位量を調節することで飛
翔するインク滴の径を任意に変えることができ、その結
果、記録紙上に描かれる画像の色彩ついて中間調再現も
可能になる。
Further, since the piezoelectric body 26 is partially adhered, a remarkably large displacement can be obtained at the same voltage as compared with the conventional example, and the displacement is almost proportional to the applied voltage. In a relationship. Therefore, in order to secure the same ink ejection amount and flying speed as in the conventional case, an extremely low voltage is sufficient, and the driver cost can be reduced, and the applied voltage is controlled by the voltage value, the pulse width, or a combination thereof. The diameter of the flying ink droplet can be arbitrarily changed by adjusting the displacement amount of the piezoelectric body 26. As a result, it is possible to reproduce the halftone of the color of the image drawn on the recording paper.

【0041】さらに、圧電体26は天板20の凹部21
に嵌合することにより隔壁22がインク室23内に撓ん
で押し込まれた状態になっている。このため、圧電体2
6の変位はロスすることなく確実にインク室23の容積
を減少させるために用いられので、高効率のインク飛翔
が達成される。また、隔壁22は圧電体26と常に接触
状態を保ちつつ圧電体26の変形に追従するので、高周
波応答性を向上させることができ、その結果、印字スピ
ードを上げることができる。
Further, the piezoelectric body 26 is provided in the concave portion 21 of the top plate 20.
The partition wall 22 is bent and pushed into the ink chamber 23 by fitting into the ink chamber 23. Therefore, the piezoelectric body 2
Since the displacement of 6 is used to surely reduce the volume of the ink chamber 23 without any loss, highly efficient ink flying is achieved. Further, since the partition wall 22 follows the deformation of the piezoelectric body 26 while always keeping the state of contact with the piezoelectric body 26, high-frequency response can be improved, and as a result, the printing speed can be increased.

【0042】そしてまた、圧電体26は隔壁22によっ
てインク室23と隔てられ、インクと直接接触しないよ
うになっているので、圧電体26にインクが浸透して低
抵抗化することがない。したがって、実効電圧の低下に
伴って圧電体26の変位が減少するのを防止でき、結果
としてインクジェットヘッド12の安定性、信頼性が向
上する。
Further, since the piezoelectric body 26 is separated from the ink chamber 23 by the partition wall 22 and is not in direct contact with the ink, the ink does not penetrate into the piezoelectric body 26 and the resistance is not reduced. Therefore, it is possible to prevent the displacement of the piezoelectric body 26 from decreasing with a decrease in the effective voltage, and as a result, the stability and reliability of the inkjet head 12 are improved.

【0043】続いて、図14、図15を参照して上記第
1実施例の変形例について説明する。第1実施例のイン
クジェットヘッド12では、凹部25が形成された基板
24を用いたが、図14に示すように、上面が平坦な基
板43を用い、その両端側にスペーサ44,44(一方
は図示せず)をそれぞれ配置するようにしてもよい。こ
のようにすれば、基板43に特別な形状を与える必要が
なく、成型が容易でコストダウンにつながる。また、図
15に示すように、天板20の凹部21に対向する位置
に、上記凹部21と同一幅で、かつ深さが圧電体26の
高さより浅い凹部45をそれぞれ形成した基板46を用
いるようにすれば、隔壁22は上下方向から挾持され、
各インク室23毎に仕切られたようになっているので、
隔壁22の振動が隣接するインク室23に伝播するのを
より好適に遮断することができる。
Next, a modification of the first embodiment will be described with reference to FIGS. In the inkjet head 12 of the first embodiment, the substrate 24 on which the concave portion 25 is formed is used. However, as shown in FIG. 14, a substrate 43 having a flat upper surface is used, and spacers 44, 44 (one is (Not shown) may be arranged. By doing so, it is not necessary to give the substrate 43 a special shape, which facilitates molding and leads to cost reduction. Further, as shown in FIG. 15, at the position facing the concave portion 21 of the top plate 20, substrates 46 each having a concave portion 45 having the same width as the concave portion 21 and a depth smaller than the height of the piezoelectric body 26 are used. By doing so, the partition wall 22 is clamped from above and below,
Since each ink chamber 23 is partitioned,
Propagation of the vibration of the partition wall 22 to the adjacent ink chamber 23 can be more suitably blocked.

【0044】なお、上記第1実施例およびその変形例で
は、図10(a)〜(e)に示すパルス電圧を印加して
圧電体26の固定されていない部分を作用させ、隔壁2
2を基板24から離れる方向に変位させてインクを飛翔
させ、圧電体26が復元するときにインクを補充するよ
うにしたが、これとは反対に、図10(f)または
(g)に示すパルスを印加して圧電体26の固定されて
いない部分の作用により隔壁22を基板24に向かう方
向に変位させてインクを補充した後、圧電体26が復元
するときにインクを飛翔させるようにしてもよい。ここ
で、図10(g)のパルスの立ち上げ部を傾斜させてあ
る理由は、上記図10(b)の場合と同様である。
In the first embodiment and its modifications, the pulse voltage shown in FIGS. 10 (a) to 10 (e) is applied to make the unfixed portion of the piezoelectric body 26 act, and
2 is displaced away from the substrate 24 to fly the ink, and the ink is replenished when the piezoelectric body 26 is restored. On the contrary, as shown in FIG. 10 (f) or (g). After applying a pulse and displacing the partition 22 in the direction toward the substrate 24 by the action of the unfixed portion of the piezoelectric body 26 to replenish the ink, the ink is caused to fly when the piezoelectric body 26 is restored. Is also good. Here, the reason why the rising portion of the pulse in FIG. 10 (g) is inclined is the same as in the case of FIG. 10 (b).

【0045】[第2実施例]次に、本発明の第2実施例
であるインクジェット記録装置について図16〜図18
を参照して説明する。
[Second Embodiment] Next, an ink jet recording apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0046】本実施例のインクジェットヘッドにおける
インク吐出部は、図16に示すように、複数の溝状凹部
21が所定ピッチで形成された天板20と、これら凹部
21に対応する位置に、凹部21と同一幅の凹部47a
がそれぞれ形成された基板47と、これら凹部47aの
底面に、上記第1実施例と同様に一部接着状態でそれぞ
れ配置された圧電体26と、天板20と基板47との間
に配置され、上記凹部21壁面との間でインク室23を
形成する隔壁48とから主として構成されている。この
隔壁48には、図17に示すように、各凹部21に沿
い、かつ断面が上記凹部47aの底面に向かって円弧状
に膨出する複数の溝部49がプレス成型または隔壁48
のフィルムインサート成型により形成されており、組み
付けたときに、これら溝部49の底部49aが圧電体2
6の上部に当接するようになっている。なお、上記以外
の構成は、第1実施例と同様であるため、説明を省略す
る。
As shown in FIG. 16, the ink ejection portion of the ink jet head of the present embodiment includes a top plate 20 in which a plurality of groove-shaped recesses 21 are formed at a predetermined pitch, and a recess corresponding to these recesses 21. A recess 47a having the same width as 21
Are formed on the substrate 47, the piezoelectric bodies 26 respectively disposed on the bottom surfaces of these concave portions 47a in a partially adhered state similarly to the first embodiment, and are disposed between the top plate 20 and the substrate 47. , And a partition wall 48 that forms the ink chamber 23 with the wall surface of the concave portion 21. As shown in FIG. 17, a plurality of grooves 49 bulging in an arc shape along each recess 21 and having a cross section toward the bottom surface of the recess 47a.
Are formed by film insert molding, and when assembled, the bottoms 49a of these grooves 49 are
6 to come into contact with the upper part. The configuration other than the above is the same as that of the first embodiment, and thus the description is omitted.

【0047】以上の構成からなる第2実施例のインクジ
ェットヘッドでは、第1実施例と同様の効果を奏するほ
かに、溝部49が膨出した形状を有するので、押し込ま
れた後の復元が速くなる。このため、高周期で振動する
圧電体26への追従性が良くなり、印字スピードを高速
化することができる。また、上記溝部49の底部49a
と圧電体26とを接着すれば、さらに高周波応答性が良
くなり、印字スピードの高速化を図ることができる。
In the ink jet head according to the second embodiment having the above-described configuration, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and since the groove 49 has a swelling shape, restoration after being pushed in becomes faster. . Therefore, the ability to follow the piezoelectric body 26 vibrating at a high cycle is improved, and the printing speed can be increased. Also, the bottom 49a of the groove 49
If the piezoelectric body 26 and the piezoelectric body 26 are bonded, the high-frequency response is further improved, and the printing speed can be increased.

【0048】さらに、第2実施例の変形例として、図1
8に示すように、天板20の凹部21を上記第2実施例
のものよりも深く形成するとともに、この凹部21内部
に天板20と一体的に成型した隔壁35をそれぞれ形成
し、平板状の基板50に配置した圧電体26に凹部21
が完全に嵌合した状態で天板20と基板50とを重ね合
わせて固定し、隔壁35の底部35aが圧電体26の上
部に当接するように構成してもよい。この変形例によっ
ても、第2実施例と同様の効果を得ることができるだけ
でなく、工程上の実質的な部品削減となるので、工程削
減によるコスト低減を図ることができる。なお、この場
合の隔壁35は、樹脂成型によって天板20と同一材料
で一体的に形成される。
Further, as a modification of the second embodiment, FIG.
As shown in FIG. 8, the concave portion 21 of the top plate 20 is formed deeper than that of the second embodiment, and the partition walls 35 formed integrally with the top plate 20 are formed inside the concave portion 21 to form a flat plate. The concave portion 21 is formed in the piezoelectric body 26 disposed on the substrate 50 of FIG.
The top plate 20 and the substrate 50 may be overlapped and fixed in a state in which are completely fitted, and the bottom 35 a of the partition wall 35 may be in contact with the upper portion of the piezoelectric body 26. According to this modification, not only the same effects as in the second embodiment can be obtained, but also the number of parts in the process is substantially reduced, so that the cost can be reduced by reducing the number of processes. In this case, the partition wall 35 is integrally formed of the same material as the top plate 20 by resin molding.

【0049】以上に説明した上記実施例およびその変形
例では単層の圧電体26を使用したが、図19に示すよ
うに、公知のグリーンシート法により圧電材料を2層以
上の多層に積層し、内部にも個別電極および共通電極を
配置した積層型圧電体55を使用すれば、積層数に応じ
て大きな実効変位を得ることができるので、さらに駆動
電圧を低くすることができ、ドライバーコストの低減を
図れる。
In the above-described embodiment and its modifications, the single-layer piezoelectric body 26 is used. However, as shown in FIG. 19, two or more piezoelectric materials are laminated by a known green sheet method. If the stacked piezoelectric body 55 in which the individual electrodes and the common electrode are arranged is used, a large effective displacement can be obtained in accordance with the number of stacked layers, so that the driving voltage can be further reduced and the driver cost is reduced. Reduction can be achieved.

【0050】次に、上記積層圧電体55を用いた第3実
施例について、図19〜21を参照して説明する。第3
実施例のインクジェットヘッドでは、図20に示すよう
に、上記第1実施例の変形例で使用した、天板20の凹
部21に対向して凹部45が形成されている基板46
(図15参照)を用い、積層型圧電体55が上記凹部4
5に配置されているが、少なくともインク室23に対応
する領域、具体的には図19に示すS3領域において積
層型圧電体55は基板46に接着固定されておらず、隔
壁22と上記凹部底面の間に挟まれて保持されている。
一方、積層型圧電体55は、インク室23に対応しない
後端部領域、具体的には、図19に示すS4領域におい
て基板46に接着されている。これは、各積層型圧電体
55の個別電極にワイヤボンディングする際に、積層型
圧電体55が基板46に対して正確に位置決めされてい
る必要があるからである。
Next, a third embodiment using the laminated piezoelectric element 55 will be described with reference to FIGS. Third
In the ink jet head of the embodiment, as shown in FIG. 20, the substrate 46 used in the modification of the first embodiment and having the recess 45 formed opposite to the recess 21 of the top plate 20 is used.
(See FIG. 15), the laminated piezoelectric body 55 is
19, at least in the area corresponding to the ink chamber 23, specifically, in the S3 area shown in FIG. It is sandwiched and held between.
On the other hand, the laminated piezoelectric body 55 is adhered to the substrate 46 in a rear end region not corresponding to the ink chamber 23, specifically, in a region S4 shown in FIG. This is because the multilayer piezoelectric body 55 needs to be accurately positioned with respect to the substrate 46 when performing wire bonding to the individual electrodes of each multilayer piezoelectric body 55.

【0051】上記積層型圧電体55に電圧を印加する
と、基板46に接着されているS4領域近傍を除く上記
S3領域のほぼ全域において、図21中点線で示すよう
に、y方向にΔYだけ膨張するとともにx方向および奥
行き方向(図21において紙面の表裏方向)に収縮し、
基板46に全く接着されていない場合と同様の変形を示
す。一方、積層型圧電体55のS4領域には個別電極ま
たは共通電極のいずれか一方の内部電極が設置されてい
ないため、内部に電界が形成されず変形を生じない。
When a voltage is applied to the laminated piezoelectric body 55, almost all of the S3 region except for the vicinity of the S4 region adhered to the substrate 46 expands by ΔY in the y direction as shown by a dotted line in FIG. And shrinks in the x direction and the depth direction (in FIG. 21, the front and back sides of the paper).
It shows the same deformation as when it is not bonded to the substrate 46 at all. On the other hand, since the internal electrode of either the individual electrode or the common electrode is not provided in the S4 region of the multilayer piezoelectric body 55, no electric field is formed inside and no deformation occurs.

【0052】上記S3領域の変形は、圧電材料の各層が
分極方向と平行に電界が形成されることによって厚み方
向(y方向)に変形するという厚み方向振動モードを用
いており、この各層の変形が積層数分だけ加算され、単
層の圧電体26に同一電圧を印加したときの変形量Δy
(図11参照)に比べて大きな変形量ΔYを得ることが
できる。この変形により積層型圧電体55のS3領域が
作用して、図20中点線で示すように、隔壁22を急峻
に押し上げてインク室23の容積を減少させ、これによ
り加圧されたインクがノズル孔30aから液滴状となっ
て飛翔する。
The deformation in the S3 region uses a thickness vibration mode in which each layer of the piezoelectric material is deformed in the thickness direction (y direction) by an electric field being formed in parallel with the polarization direction. Are added by the number of layers, and the deformation amount Δy when the same voltage is applied to the single-layer piezoelectric body 26
A larger deformation amount ΔY can be obtained as compared with (see FIG. 11). Due to this deformation, the S3 region of the multi-layer piezoelectric body 55 acts, and as shown by the dotted line in FIG. 20, the partition 22 is pushed up sharply to reduce the volume of the ink chamber 23. The droplets fly from the holes 30a.

【0053】このように第3実施例のインクジェットへ
ッドでは、積層型圧電体55の作用部となるS3領域が
基板46に固定されておらず、かつ、このS3領域の隔
壁22に接する上面は厚み方向振動モードにより一様に
ΔYだけ膨張変位してインク室23を加圧するので、基
板に全面接着した場合のように圧電体の上面が波打った
ように歪んで変位をロスすることがなく、また、長さ方
向伸び振動モードを用いた場合のように圧電体に曲り変
形が生じてインク室23の加圧状態が変化し、飛翔する
インク滴径が不安定になることもない。したがって、本
実施例によれば、効率のよい安定したインク飛翔を達成
できる。
As described above, in the ink jet head according to the third embodiment, the S3 region serving as the operating portion of the multilayer piezoelectric body 55 is not fixed to the substrate 46, and the upper surface of the S3 region that is in contact with the partition wall 22 is formed. In the thickness direction vibration mode, the ink chamber 23 is uniformly expanded and displaced by ΔY and pressurizes the ink chamber 23, so that the upper surface of the piezoelectric body is distorted as if wavy as in the case where the entire surface is bonded to the substrate, and the displacement is lost. In addition, unlike the case where the longitudinal elongation vibration mode is used, the piezoelectric body does not bend and deform, the pressurized state of the ink chamber 23 changes, and the flying ink droplet diameter does not become unstable. Therefore, according to the present embodiment, efficient and stable ink flying can be achieved.

【0054】なお、上記第3実施例では、積層型圧電体
55を基板46に対して正確に位置決めするためにS4
領域で基板46に接着固定したが、上記S4領域に対応
する上記凹部45の幅を部分的に積層型圧電体55の幅
とほぼ等しく形成し、上記S4領域を圧入して凹部45
の壁面で挾持することによって積層型圧電体55を固定
してもよい。この場合には、積層型圧電体55を基板4
6に全く接着しなくても基板46に対する位置決めの目
的は達成され、上記第3実施例と同様の効果を得ること
ができる。また、接着や挾持以外の方法で基板46に対
する積層型圧電体55の位置決めができれば、積層型圧
電体55の全体を隔壁22と基板46との間に挟むだけ
で保持するようにしてもよい。
In the third embodiment, the step S4 is performed in order to accurately position the laminated piezoelectric body 55 with respect to the substrate 46.
The width of the concave portion 45 corresponding to the S4 region is partially formed to be substantially equal to the width of the laminated piezoelectric body 55, and the S4 region is press-fitted to the concave portion 45.
The stacked piezoelectric body 55 may be fixed by being sandwiched between the wall surfaces. In this case, the laminated piezoelectric body 55 is
The purpose of positioning with respect to the substrate 46 is achieved without any adhesion to the substrate 6, and the same effect as in the third embodiment can be obtained. Further, if the multilayer piezoelectric body 55 can be positioned with respect to the substrate 46 by a method other than bonding or clamping, the entire multilayer piezoelectric body 55 may be held by merely sandwiching it between the partition wall 22 and the substrate 46.

【0055】ところで、上記で説明した図15,16,
18,20に示す実施例において、圧電体26,55
と、基板46,47もしくは天板20の凹部45,4
7,21側壁との間隔は50μm以下とするのが好まし
く、さらには20μm以下とするのが特に好ましい。こ
れにより、隔壁22を押し上げてインク室23を加圧し
たときの圧力ロスを少なくなり、低電圧駆動が可能にな
るとともに、圧電体26,55の駆動安定性が増すこと
になる。
By the way, FIGS.
In the embodiment shown in FIGS.
And concave portions 45, 4 of the substrates 46, 47 or the top plate 20.
The distance between the side walls 7 and 21 is preferably 50 μm or less, and more preferably 20 μm or less. As a result, the pressure loss when the partition 22 is pushed up to pressurize the ink chamber 23 is reduced, which enables low-voltage driving and increases the driving stability of the piezoelectric bodies 26 and 55.

【0056】以上に説明した実施例およびこれらの変形
例では、図5に示すように、基板24に一部接着状態で
固定された平板状の圧電材料をダイシング加工して、各
圧電体26を完全に分割して短冊状に形成したが、図2
2に示すように、いわゆる櫛歯状に形成した圧電部材5
1を用いるようにしてもよい。この圧電部材51は、基
板との接着領域sを含む前方領域(図22において左
側)では、各圧電体52は短冊状に分割されているが、
上記接着領域sの後方領域では、個別電極が形成されて
いる各圧電体52の上面より一段低くなった上面を有す
る連結部53を介して各圧電体52が連結されている。
なお、この連結部53は、平板状の圧電材料をダイシン
グによりスリット加工する際に、基板との接着領域sを
過ぎたところで切削深さを浅くすることによって形成さ
れる。
In the above-described embodiments and their modifications, as shown in FIG. 5, a flat plate-like piezoelectric material partially fixed to the substrate 24 in a bonded state is diced to form each piezoelectric body 26. Although it was completely divided and formed into a strip shape, FIG.
2, a so-called comb-shaped piezoelectric member 5
1 may be used. In the piezoelectric member 51, in the front region (left side in FIG. 22) including the bonding region s with the substrate, each piezoelectric body 52 is divided into strips.
In the rear area of the bonding area s, the piezoelectric bodies 52 are connected via a connecting portion 53 having an upper surface one step lower than the upper surface of each piezoelectric body 52 on which the individual electrode is formed.
The connecting portion 53 is formed by making the cutting depth shallow after passing the bonding region s with the substrate when slitting a flat plate-shaped piezoelectric material by dicing.

【0057】このように構成することで、各圧電体52
の構造的強度が増し、インクジェットヘッドの耐久性、
信頼性が向上する。また、各圧電体52の下面に形成さ
れている共通電極が上記連結部53の存在によって圧電
部材51の後部領域において接続されることになるの
で、共通電極とドライバ電源との接続は、この後部領域
の共通電極とベースプレート13上の導体13aをワイ
ヤボンディングや半田付けなどにより一か所接続するこ
とで完了する。したがって、短冊状に分離して圧電体2
6を形成した場合のように、基板24との接着に導電性
接着剤を用いる必要はない。
With this configuration, each piezoelectric body 52
Increases the structural strength of the inkjet head,
Reliability is improved. Further, since the common electrode formed on the lower surface of each piezoelectric body 52 is connected in the rear region of the piezoelectric member 51 due to the presence of the connection portion 53, the connection between the common electrode and the driver power supply is established at this rear portion. The connection is completed by connecting the common electrode in the region and the conductor 13a on the base plate 13 at one place by wire bonding or soldering. Therefore, the piezoelectric body 2 is separated into strips.
It is not necessary to use a conductive adhesive for bonding to the substrate 24 as in the case of forming 6.

【0058】また、圧電部材51を櫛歯状に形成するこ
とにより、加工・組立面のハンドリングが容易になり、
組立バラツキが少なくなるので、製造コストを安価にす
ることができる。
Further, by forming the piezoelectric member 51 in a comb-teeth shape, handling of the processing / assembly surface becomes easy,
Since the variation in assembly is reduced, the manufacturing cost can be reduced.

【0059】次に、上記実施例および変形例において使
用できる材料等について説明する。圧電体の材料 上記圧電体26,52,55の材料としては、以下に示
す圧電材料を用いることができる。 (1) 圧電結晶 水晶(SiO2) ,ロッシェル塩(RS:NaKC4
46・4H2O) 酒石酸エチレンジアミン(ETD:C61426
,酒石酸カリウム(DKT:K2446・1/2H
2O) ,第2リン酸アンモニウム(ADP:NH42
PO4) ,プロブスカイト系結晶(ex.CaTi
3,BaTiO3,PLZT) ,タングステンブロン
ズ系結晶(ex.NaxWO3 〔0.1<x<0.2
8〕) ,ニオブ酸バリウムナトリウム(Ba2NaN
515) ,ニオブ酸カリウム鉛(Pb2KNb
515) ,ニオブ酸リチウム(LiNbO3) ,タン
タル酸リチウム(LiTaO3) ,さらに、塩素酸ソ
ーダ(NaClO3),電気石(Tourmalin
e), 閃亜鉛鉱(ZuS) ,硫酸リチウム(LiS
42O) ,メタガリウム酸リチウム(LiGa
2) ,ヨウ素酸リチウム(LiIO3) ,硫酸グリ
シン(TGS) ,ゲルマニウム酸ビスマス(Bi12
eO20) ,ゲルマニウム酸リチウム(LiGeO3
,チタニウム酸バリウム ,ゲルマニウム(Ba2Ge
2TiO3) 等の結晶。
Next, materials and the like that can be used in the above-described embodiments and modifications will be described. Material of Piezoelectric Material As the material of the piezoelectric materials 26, 52, and 55, the following piezoelectric materials can be used. (1) Piezoelectric crystal quartz (SiO 2 ), Rochelle salt (RS: NaKC 4 H)
4 O 6 · 4H 2 O) tartaric ethylenediamine (ETD: C 6 H 14 N 2 O 6)
, Potassium tartrate (DKT: K 2 C 4 H 4 O 6 .1 / 2H)
2 O), dibasic ammonium phosphate (ADP: NH 4 H 2)
PO 4 ), a proovskite crystal (ex.
O 3 , BaTiO 3 , PLZT), tungsten bronze crystal (ex. Na x WO 3 [0.1 <x <0.2
8]), sodium barium niobate (Ba 2 NaN
b 5 O 15 ), potassium lead niobate (Pb 2 KNb)
5 O 15 ), lithium niobate (LiNbO 3 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ), sodium chlorate (NaClO 3 ), tourmaline (Tourmalin)
e), sphalerite (ZuS), lithium sulfate (LiS)
O 4 H 2 O), lithium metagallate (LiGa
O 2 ), lithium iodate (LiIO 3 ), glycine sulfate (TGS), bismuth germanate (Bi 12 G)
eO 20 ), lithium germanate (LiGeO 3 )
, Barium titanate, germanium (Ba 2 Ge
2 TiO 3 ) and other crystals.

【0060】(2) 圧電半導体 ウルツ鉱 ,BeO ,ZnO ,CdS ,CdSe
,AlN。 (3) 圧電セラミックス チタニウム酸バリウム(BaTiO3) ,チタニウム
酸ジルコニウム酸鉛(PbTiO3・PbZrO3) ,
チタニウム酸鉛(PbTiO3) ,ニオブ酸バリウム
酸鉛((Ba−Pb)Nb26)。 (4) 上記(1)圧電結晶、(2)圧電性半導体、
(3)圧電セラミックス 材料の粉をプラスチック類に分散して成型したものでも
良い。 (5) 圧電性高分子 ポリフッ化ビニリデンPVDF(−CH2−CF2−)n
,ポリフッ化ビニリデン/PZT ,ゴム/PZT
,トリフルオロエチレンとフッ化ビニリデンの共重合
体 ,シアン化ビニリデンと酢酸ビニルの共重合体 ,
ポリシエン化ビニリデン等。以上に挙げた圧電材料を分
極処理した後、圧電体として加工して用いるか、もしく
は圧電体として加工した後分極処理して用いてもよい。
(2) Piezoelectric semiconductor wurtzite, BeO, ZnO, CdS, CdSe
, AlN. (3) Piezoelectric ceramics barium titanate (BaTiO 3 ), lead zirconate titanate (PbTiO 3 · PbZrO 3 ),
Lead titanate (PbTiO 3 ), lead barium niobate ((Ba—Pb) Nb 2 O 6 ). (4) The above (1) piezoelectric crystal, (2) piezoelectric semiconductor,
(3) Piezoelectric ceramics A material obtained by dispersing powder of a material in plastics and molding the same may be used. (5) piezoelectric polymer polyvinylidene fluoride PVDF (-CH 2 -CF 2 -) n
, Polyvinylidene fluoride / PZT, rubber / PZT
, A copolymer of trifluoroethylene and vinylidene fluoride, a copolymer of vinylidene cyanide and vinyl acetate,
Polyvinylidene polyisocyanate and the like. After the above-mentioned piezoelectric materials are polarized, they may be processed and used as a piezoelectric material, or may be processed as a piezoelectric material and then subjected to a polarization treatment.

【0061】圧電体のオーバコート処理 上記圧電体26,52のオーバコート処理は、次の
(1)〜(5)に挙げる方法で行うこともできる。 (1) プラスチック類の塗布 飽和ポリエステル樹脂 ,ポリアミド樹脂 ,ポリイミ
ド樹脂 ,アクリル樹脂 ,アラミド樹脂 ,エチレン
−酢酸ビニル樹脂 ,イオン架橋オレフィン共重合体
(アイオノマー) ,スチレン−ブタジェンブロック共
重合体 ,ポリアセタール ,ポリカーボネード ,塩
化ビニル−酢酸ビニル共重合体 ,セルロースエステル
,ポリイミド ,スチロール樹脂等の熱可塑性樹脂。
Overcoating of piezoelectric bodies The overcoating of the piezoelectric bodies 26 and 52 can be performed by the following methods (1) to (5). (1) Application of plastics Saturated polyester resin, polyamide resin, polyimide resin, acrylic resin, aramid resin, ethylene-vinyl acetate resin, ion-crosslinked olefin copolymer (ionomer), styrene-butadiene block copolymer, polyacetal, Thermoplastic resins such as polycarbonate, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, cellulose ester, polyimide, and styrene resin.

【0062】エポキシ樹脂 ,フェノキシ樹脂 ,ウレ
タン樹脂 ,ナイロン類 ,シリコーン樹脂 ,フルオ
ロシリコン樹脂 ,フェノール樹脂 ,メラミン樹脂
,キシレン樹脂 ,アルキッド樹脂 ,熱硬化アクリ
ル樹脂等の熱硬化性樹脂。ポリビニルカルパゾール ,
ポリビニルピレン ,ポリビニルアントラセン,ポリビ
ニロール等の光導電性樹脂。
Epoxy resin, phenoxy resin, urethane resin, nylons, silicone resin, fluorosilicone resin, phenol resin, melamine resin
Thermosetting resin such as, xylene resin, alkyd resin, thermosetting acrylic resin. Polyvinylcarpazole,
Photoconductive resins such as polyvinylpyrene, polyvinylanthracene, and polyvinylol.

【0063】これらは単独で、または組み合わせて使用
することができる。その他、液晶ポリマー等のエンジニ
アプラスチック類、プラスチック類と粉末、ウィスカー
との混合物でも良い。感光性樹脂 ,厚膜用フォトレジ
スト樹脂等が使用可能である。ベークライト ,フッ素
系樹脂 ,ガラス・エポキシ樹脂(エポキシ中にガラス
フィラー混入)でもよい。これらは、塗布,ディップ,
スプレー法等、公知の液体塗布方法を用いればよい。上
記の中では特に、ポリイミド樹脂、アラミド樹脂、エポ
キシ樹脂、フェノキシ樹脂、フルオロシリコーン樹脂、
フッ素樹脂、ガラス・エポキシ樹脂の効果が優れてい
る。
These can be used alone or in combination. In addition, engineered plastics such as liquid crystal polymers, and mixtures of plastics with powders and whiskers may be used. A photosensitive resin, a photoresist resin for a thick film, or the like can be used. Bakelite, fluororesin, glass / epoxy resin (glass filler mixed in epoxy) may be used. These are applied, dipped,
A known liquid application method such as a spray method may be used. Among the above, in particular, polyimide resin, aramid resin, epoxy resin, phenoxy resin, fluorosilicone resin,
Excellent effect of fluorine resin and glass / epoxy resin.

【0064】(2) 酸化・窒化・硫化金属化合物等の
蒸着 酸化金属化合物(SiO2,SiO,CrO,Al23
等)や、窒化金属化合物(Si34,AlN等)や、硫
化金属化合物(ZnS等)、あるいはこれらの合金を、
真空蒸着やスパッタ等でコートする。また、上記(1)
のプラスチックを蒸着によって塗布してもよいし、パリ
レン樹脂蒸着してもよい。上記の中では、Al23、S
34の効果が優れている。
(2) Deposition of oxidized / nitrided / sulfided metal compounds etc. Metal oxide compounds (SiO 2 , SiO, CrO, Al 2 O 3)
), Metal nitride compounds (Si 3 N 4 , AlN, etc.), metal sulfide compounds (ZnS, etc.), or alloys thereof.
Coat by vacuum evaporation or sputtering. In addition, the above (1)
May be applied by vapor deposition, or parylene resin may be vapor deposited. In the above, Al 2 O 3 , S
The effect of i 3 N 4 is excellent.

【0065】(3) 炭化水素化合物の塗布 炭化水素,酸素含有炭化水素,硫黄含有炭化水素を始め
とするIV属元素含有炭化水素 、窒素含有炭化水素,ケ
イ素含有炭化水素,フッ素含有炭化水素を始めとするハ
ロゲン含有炭化水素 、III属元素含有炭化水素を、P
−CVD(プラズマCVD)によって塗布し、オーバコ
ート処理する。あるいは、これらの混合気相下でP−C
VDにより塗布してもよい。上記の中ではフッ素含有炭
化水素の効果が優れている。なお、これらの膜は、圧電
体との接着性の相性にしたがって適宜、a−Si(アモ
ルファスシリコン),a−SiC,a−SiN等による
アンダーコートを設ける必要がある。 (4) 上記(1)のプラスチック類を、塗液状態で圧
電体プレート表面の塗布する代わりに、減圧下で圧電体
形成部に置換,含浸させて成形する。 (5) 圧電体プレートの表面を撥インク性の溶剤で表
面処理する。
(3) Application of Hydrocarbon Compounds Hydrocarbons, oxygen-containing hydrocarbons, sulfur-containing hydrocarbons and other Group IV element-containing hydrocarbons, nitrogen-containing hydrocarbons, silicon-containing hydrocarbons, and fluorine-containing hydrocarbons The halogen-containing hydrocarbon and the group III element-containing hydrocarbon are represented by P
-Coating by CVD (plasma CVD) and overcoating. Alternatively, PC-C
It may be applied by VD. Among the above, the effect of the fluorine-containing hydrocarbon is excellent. Note that these films need to be appropriately provided with an undercoat of a-Si (amorphous silicon), a-SiC, a-SiN, or the like according to the compatibility with the piezoelectric body. (4) Instead of applying the plastics of the above (1) on the surface of the piezoelectric body plate in a coating liquid state, the plastics forming part is replaced and impregnated under reduced pressure and molded. (5) Surface treatment of the surface of the piezoelectric plate with an ink-repellent solvent.

【0066】以上の(1)〜(5)に挙げる方法で形成
したオーバコート膜を比較すると、次のような特徴が見
られる(ただし(3)はアンダーコート有りの場合)。 強度 : 強 (2),(3)>(1),(4)>(5) 弱 平滑性 : 良 (1),(4)>(2),(3),(5) 悪 接着性(耐振動性を含む) : 強 (1),(4)>(2),(3)>(5) 弱 耐久性(耐インク性を含む): 良 (1),(4)>(2),(3)>(5) 悪 その他、(5)は処理が簡便であり、(1)〜(4)の
後処理として利用することもできる。また、コスト面に
おいては、(1),(4)が特に安価である。なお、上
記(1)〜(5)に挙げる方法を、圧電体やインク種に
応じて適宜組み合わせて使用してもよい。
When the overcoat films formed by the methods described in the above (1) to (5) are compared, the following characteristics are observed (however, (3) is a case where the undercoat is present). Strength: Strong (2), (3)> (1), (4)> (5) Weak Smoothness: Good (1), (4)> (2), (3), (5) Poor adhesion ( (Including vibration resistance): Strong (1), (4)> (2), (3)> (5) Weak Durability (including ink resistance): Good (1), (4)> (2) , (3)> (5) Bad In addition, (5) is simple in processing, and can be used as post-processing of (1) to (4). In terms of cost, (1) and (4) are particularly inexpensive. The methods described in the above (1) to (5) may be used in appropriate combination according to the type of the piezoelectric material or the ink.

【0067】天板,基板の材料 天板20,基板24を構成する非圧電材料に用いること
ができるものとして、次の(1)〜(4)に挙げるもの
がある。 (1) セラミックス Al23 ,SiC ,C ,BaTiO3 ,BiO3
・3SnO2 ,Pb(Zrx,Ti1-x)O3 ,ZnO
,SiO2 ,(1−x)Pb(Zrx,Ti1-x)O3
+(x)La23 ,Zn1-xMnxFe23 ,γ−F
23 ,Sr・6Fe23 ,La1-xCaxCrO3
,SnO2 ,遷移金属酸化物 ,ZnO−Bi23
,半導体BaTiO3 ,β−Al23 ,安定化ジル
コニア,LaB6 ,B4C ,ダイヤモンド ,TiN
,TiC ,Si34 ,Y22S:Eu ,PLZ
T ,ThO2 ,−CaO・nSiO2 ,Ca
5(F,Cl)P312 ,TiO2 ,K2O・nAl2
3
Materials for Top Plate and Substrate Materials that can be used for the non-piezoelectric material constituting the top plate 20 and the substrate 24 include the following (1) to (4). (1) Ceramics Al 2 O 3 , SiC, C, BaTiO 3 , BiO 3
3SnO 2 , Pb (Zr x , Ti 1-x ) O 3 , ZnO
, SiO 2 , (1-x) Pb (Zr x , Ti 1-x ) O 3
+ (X) La 2 O 3 , Zn 1-x Mn x Fe 2 O 3, γ-F
e 2 O 3, Sr · 6Fe 2 O 3, La 1-x Ca x CrO 3
, SnO 2 , transition metal oxide, ZnO—Bi 2 O 3
, Semiconductor BaTiO 3 , β-Al 2 O 3 , stabilized zirconia, LaB 6 , B 4 C, diamond, TiN
, TiC, Si 3 N 4 , Y 2 O 2 S: Eu, PLZ
T, ThO 2 , —CaO.nSiO 2 , Ca
5 (F, Cl) P 3 O 12 , TiO 2 , K 2 O · nAl 2
O 3 .

【0068】(2) ガラス類 元素ガラス=Si ,Se ,Te ,As 水素結合ガラス=HPO3 ,H3PO4 ,SiO2
22 ,P25 ,GeO2 ,As23 酸化物ガラス=SbO3 ,Bi23 ,P23 ,V2
5 ,Sb25 ,As23 ,So3 ,ZrO2 フッ化物ガラス=BeF2 ,塩化物ガラス=ZnCl2 硫化物ガラス=GeS2 ,As23 炭酸塩ガラス=K2CO3 ,MgCO3 硝酸塩ガラス=NaNO3 ,KNO3 ,AgNO3 硫酸塩ガラス=Na223 ,H2O ,Tl2SO4
,ミョウバン ケイ酸ガラス=SiO2 ケイ酸アルカリガラス=Na2O−CaO−SiO2 カリ石灰ガラス=K2O−CaO−SiO2 ソーダ石灰ガラス=Na2O−CaO−SiO2 鉛ガラス バリウムガラス ホウケイ酸ガラス。
(2) Glasses Elemental glass = Si, Se, Te, As Hydrogen bond glass = HPO 3 , H 3 PO 4 , SiO 2 ,
B 2 O 2, P 2 O 5, GeO 2, As 2 O 3 oxide glass = SbO 3, Bi 2 O 3 , P 2 O 3, V 2
O 5 , Sb 2 O 5 , As 2 O 3 , So 3 , ZrO 2 fluoride glass = BeF 2 , chloride glass = ZnCl 2 sulfide glass = GeS 2 , As 2 S 3 carbonate glass = K 2 CO 3 , MgCO 3 nitrate glass = NaNO 3 , KNO 3 , AgNO 3 sulfate glass = Na 2 S 2 O 3 , H 2 O, Tl 2 SO 4
, Alum silicate glass = SiO 2 alkali silicate glass = Na 2 O—CaO—SiO 2 potassium lime glass = K 2 O—CaO—SiO 2 soda lime glass = Na 2 O—CaO—SiO 2 lead glass barium glass borosilicate Acid glass.

【0069】(3) プラスチック類 飽和ポリエステル樹脂 ,ポリアミド樹脂 ,ポリイミ
ド樹脂 ,アラミド樹脂 ,アクリル樹脂 ,エチレン
−酢酸ビニル樹脂 ,イオン架橋オレフィン共重合体
(アイオノマー) ,スチレン−ブタジェンブロック共
重合体 ,ポリアセタール ,ポリカーボネード ,塩
化ビニル−酢酸ビニル共重合体 ,セルロースエステル
,ポリイミド ,スチロール樹脂等の熱可塑性樹脂。
エポキシ樹脂 ,ウレタン樹脂 ,ナイロン樹脂 ,シ
リコーン樹脂 ,フェノール樹脂 ,メラミン樹脂 ,
キシレン樹脂 ,アルキッド樹脂 ,熱硬化アクリル樹
脂等の熱硬化性樹脂。ポリビニルカルパゾール ,ポリ
ビニルピレン ,ポリビニルアントラセン,ポリビニロ
ール等の光導電性樹脂。
(3) Plastics Saturated polyester resin, polyamide resin, polyimide resin, aramid resin, acrylic resin, ethylene-vinyl acetate resin, ion-crosslinked olefin copolymer (ionomer), styrene-butadiene block copolymer, polyacetal , Polycarbonate, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, cellulose ester, polyimide, thermoplastic resin such as styrene resin.
Epoxy resin, urethane resin, nylon resin, silicone resin, phenol resin, melamine resin,
Thermosetting resins such as xylene resin, alkyd resin and thermosetting acrylic resin. Photoconductive resins such as polyvinylcarpazole, polyvinylpyrene, polyvinylanthracene, and polyvinylol.

【0070】上記(1)〜(3)に挙げるものは単独
で、または組み合わせて使用することができる。その
他、液晶ポリマー等のエンジニアプラスチック類、プラ
スチック類と粉末、ウィスカーとの混合物でも良い。感
光性樹脂、厚膜用フォトレジスト樹脂等も使用可能であ
り、ベークライト、フッ素系樹脂、ガラス・エポキシ樹
脂(エポキシ中にガラスフィラー混入)でもよい。
The above (1) to (3) can be used alone or in combination. In addition, engineered plastics such as liquid crystal polymers, and mixtures of plastics with powders and whiskers may be used. A photosensitive resin, a photoresist resin for a thick film, and the like can also be used, and may be bakelite, a fluorine-based resin, or a glass / epoxy resin (glass filler mixed into epoxy).

【0071】(4) その他 インク室に接する側面を絶縁膜コートする場合は、全て
の金属が使用できる。これらの非圧電材料は、板状にし
た後、天板20に加工するか、もしくは型成型したり、
パターンエッチング、光硬化等を利用して最初から天板
20の形状に成型しても良い。
(4) Others When the side surface in contact with the ink chamber is coated with an insulating film, all metals can be used. These non-piezoelectric materials are formed into a plate and then processed into a top plate 20, or molded,
The shape of the top plate 20 may be molded from the beginning by using pattern etching, light curing, or the like.

【0072】隔壁の材料 上記隔壁22,48の材料としては、以下に挙げるもの
を用いることができる。 (1)エポキシ樹脂 ,フェノキシ樹脂 ,ウレタン樹
脂 ,ナイロン類 ,シリコーン樹脂 ,フルオロシリ
コン樹脂 ,フェノール樹脂 ,メラミン樹脂,キシレ
ン樹脂 ,アルキッド樹脂 ,熱硬化アクリル樹脂等の
熱硬化性樹脂。上記の中では、エポキシ樹脂、フェノキ
シ樹脂、フルオロシリコーン樹脂が好適い用いられる。
[0072] As the materials of the partition wall 22, 48 of the partition wall, can be used as the listed below. (1) Thermosetting resins such as epoxy resin, phenoxy resin, urethane resin, nylons, silicone resin, fluorosilicone resin, phenol resin, melamine resin, xylene resin, alkyd resin, and thermosetting acrylic resin. Among the above, epoxy resin, phenoxy resin and fluorosilicone resin are preferably used.

【0073】(2) 飽和ポリエステル樹脂 ,ポリア
ミド樹脂 ,アクリル樹脂 ,アラミド樹脂 ,エチレ
ン−酢酸ビニル樹脂 ,イオン架橋オレフィン共重合体
(アイオノマー) ,スチレ−ブタジェンブロック共重
合体 ,ポリアセタール ,ポリフェニレンサルファイ
ド ,ポリカーボネイト ,塩化ビニル−酢酸ビニル共
重合体 ,セルロースエステル ,ポリイミド ,スチ
ロール樹脂等の熱可塑性樹脂。上記の中では、アラミド
樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、エチレン−酢
酸ビニル樹脂が好適に用いられる。
(2) Saturated polyester resin, polyamide resin, acrylic resin, aramid resin, ethylene-vinyl acetate resin, ion-crosslinked olefin copolymer (ionomer), styrene-butadiene block copolymer, polyacetal, polyphenylene sulfide, polycarbonate , Vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, cellulose ester, polyimide, and styrene resin. Among the above, aramid resin, polyimide resin, polyamide resin, and ethylene-vinyl acetate resin are preferably used.

【0074】(3) 液晶ポリマ (4) 感光性樹脂 ,厚膜用フォトレジスト樹脂 (5) ゴム ,合成ゴム (6) ニッケル ,ステンレス ,チタン ,タング
ステン等の薄板 なお、上記(1)〜(5)に挙げた材料は、単体もしく
は組み合わせて用いてもよい。
(3) Liquid crystal polymer (4) Photosensitive resin, photoresist resin for thick film (5) Rubber, synthetic rubber (6) Thin plate of nickel, stainless steel, titanium, tungsten, etc. Note that the above (1) to (5) ) May be used alone or in combination.

【0075】以上の(1)〜(6)に挙げた材料の優劣
を比較すると、(1)〜(3)についてはほぼ同等であ
るが、 優 (1)〜(3)>(4)>(6)>(5) 劣 という特徴が見られる。さらに、材料の厚さは100μ
m以下、できれば50μm以下とするのが好ましい。
Comparing the superiority of the above-mentioned materials (1) to (6), (1) to (3) are almost the same, but excellent (1) to (3)>(4)>(6)> (5) Inferior characteristics are observed. In addition, the material thickness is 100μ
m or less, preferably 50 μm or less.

【0076】接着剤の材料 インクジェットヘッド12の組み立てに用いる接着剤と
しては、次の(1)〜(4)に挙げるものが使用でき
る。ただし、圧電体26を基板24に接着する際に用い
る接着剤は、導電性を有する必要がある。 (1) エポキシ樹脂 ,フェノール樹脂 ,フェノキ
シ樹脂 ,アクリル系樹脂 ,フラン樹脂 ,ポリウレ
タン樹脂 ,ポリイミド樹脂 ,シリコーン樹脂等の熱
硬化性樹脂接着剤。 (2) ポリ酢酸ビニル ,ポリ塩化ビニル ,ビニル
アセタール ,ポリビニルアルコール ,ポリビニルブ
チラール等の熱可塑性樹脂接着剤。 (3) UV硬化樹脂接着剤。 (4) 嫌気性硬化型接着剤。
Adhesive Materials The following adhesives (1) to (4) can be used as adhesives for assembling the ink jet head 12. However, the adhesive used when bonding the piezoelectric body 26 to the substrate 24 needs to have conductivity. (1) Thermosetting resin adhesives such as epoxy resin, phenol resin, phenoxy resin, acrylic resin, furan resin, polyurethane resin, polyimide resin, and silicone resin. (2) Thermoplastic resin adhesives such as polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, vinyl acetal, polyvinyl alcohol, and polyvinyl butyral. (3) UV curable resin adhesive. (4) Anaerobic curable adhesive.

【0077】[0077]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
インクジェット記録装置では、各圧電体を一部接着の状
態で基板に固定するか、または基板に全く接着しない状
態にしているので、一の圧電体の振動が基板を介して他
の圧電体に伝播して連動変位することもなく、クロスト
ークを完全に抑制することができる。したがって、各イ
ンク室からインク滴を安定して飛翔させることができ、
印字品質の向上を図れる。
As is clear from the above description, in the ink jet recording apparatus of the present invention, each of the piezoelectric bodies is fixed to the substrate in a partially bonded state or is not bonded to the substrate at all. Crosstalk can be completely suppressed without vibration of one piezoelectric body propagating through the substrate to another piezoelectric body and interlockingly displacing. Therefore, it is possible to stably fly the ink droplet from each ink chamber,
Printing quality can be improved.

【0078】また、圧電体を一部接着または全く接着し
ない状態としたことにより、隔壁を押し上げてインク室
を加圧する際の圧電体の変位が大きくなったので、従来
例より極めて低い電圧で同程度のインク飛翔が可能とな
り、ドライバコストの低減を図ることができる。同時
に、圧電体の変位が大きくなったことで、電圧値やパル
ス幅、あるいは、これらの組み合わせで印加電圧を制御
することにより圧電体の変位量の調節が可能になる。そ
の結果、インク室から飛翔するインク滴の径を任意に変
えることができ、記録紙上に描かれる画像の色彩につい
ての中間調再現が可能になる。
Further, since the piezoelectric body is partially bonded or not bonded at all, the displacement of the piezoelectric body when the partition is pushed up and the ink chamber is pressurized becomes large. This allows ink to fly to the extent possible, and can reduce driver cost. At the same time, since the displacement of the piezoelectric body is increased, the amount of displacement of the piezoelectric body can be adjusted by controlling the applied voltage by a voltage value, a pulse width, or a combination thereof. As a result, the diameter of the ink droplet flying from the ink chamber can be arbitrarily changed, and halftone reproduction of the color of the image drawn on the recording paper becomes possible.

【0079】さらに、圧電体をインク室用凹部に嵌合さ
せて隔壁を押し込んだ状態にするか、または、インク室
を覆う隔壁を膨出形状に形成して圧電体に当接すること
により、高効率で高速応答性に優れたインク飛翔が達成
できる。
Further, by fitting the piezoelectric body into the ink chamber concave portion so as to push the partition wall, or by forming the partition wall covering the ink chamber into a bulged shape and abutting the piezoelectric body, Ink jetting with high efficiency and excellent high-speed response can be achieved.

【0080】加えて、圧電体にインクが直接接触してい
ないので、インクが圧電体に浸透して低抵抗化すること
もない。したがって、実効電圧の低下により圧電体の変
位が小さくなることもなく、結果としてインクジェット
記録装置の安定性、信頼性を向上させることができる。
In addition, since the ink is not in direct contact with the piezoelectric body, the ink does not penetrate into the piezoelectric body to lower the resistance. Therefore, the displacement of the piezoelectric body does not decrease due to the decrease in the effective voltage, and as a result, the stability and reliability of the ink jet recording apparatus can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1実施例であるインクジェット記
録装置の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ink jet recording apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 第1実施例におけるインクジェットヘッドの
全体斜視図である。
FIG. 2 is an overall perspective view of the inkjet head according to the first embodiment.

【図3】 第1実施例におけるインクジェットヘッドの
要部の幅方向断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view in a width direction of a main part of the inkjet head according to the first embodiment.

【図4】 第1実施例におけるインクジェットヘッドの
要部の長手方向断面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a main part of the inkjet head according to the first embodiment.

【図5】 第1実施例におけるインクジェットヘッドの
製造工程を説明する斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view illustrating a manufacturing process of the inkjet head according to the first embodiment.

【図6】 第1実施例におけるインクジェットヘッドの
製造工程を説明する斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view illustrating a manufacturing process of the inkjet head according to the first embodiment.

【図7】 第1実施例におけるインクジェットヘッドの
製造工程を説明する斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view illustrating a manufacturing process of the inkjet head according to the first embodiment.

【図8】 第1実施例におけるインクジェットヘッドの
製造工程を説明する斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view illustrating a manufacturing process of the inkjet head according to the first embodiment.

【図9】 第1実施例におけるインクジェットヘッドの
製造工程を説明する斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view illustrating a manufacturing process of the inkjet head according to the first embodiment.

【図10】 第1実施例の圧電体に印加する電圧のパル
ス形状を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a pulse shape of a voltage applied to the piezoelectric body of the first embodiment.

【図11】 従来のインクジェットヘッドにおける圧電
体の変位を示す側面図である。
FIG. 11 is a side view showing displacement of a piezoelectric body in a conventional inkjet head.

【図12】 第1実施例のインクジェットヘッドにおけ
る圧電体の変位を示す側面図である。
FIG. 12 is a side view showing displacement of a piezoelectric body in the ink jet head of the first embodiment.

【図13】 図3に示す断面における部分拡大図であ
る。
FIG. 13 is a partially enlarged view of the section shown in FIG. 3;

【図14】 第1実施例の変形例のインクジェットヘッ
ドにおける要部の幅方向断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view in the width direction of a main part of an inkjet head according to a modification of the first embodiment.

【図15】 第1実施例の別の変形例のインクジェット
ヘッドにおける要部に幅方向断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view in a width direction of a main part of an ink jet head according to another modification of the first embodiment.

【図16】 第2実施例のインクジェットヘッドにおけ
る要部の幅方向断面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view in a width direction of a main part of the inkjet head according to the second embodiment.

【図17】 第2実施例のインクジェットヘッドにおけ
る隔壁の全体斜視図である。
FIG. 17 is an overall perspective view of a partition wall in the ink jet head of the second embodiment.

【図18】 第2実施例の変形例のインクジェットヘッ
ドにおける要部の幅方向断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view in a width direction of a main part of an inkjet head according to a modification of the second embodiment.

【図19】 上記実施例およびその変形例に適用可能な
積層型圧電体の側面図である。
FIG. 19 is a side view of a laminated piezoelectric body applicable to the embodiment and its modified example.

【図20】 インク室を加圧する図19の積層型圧電体
の変形状態を示す図である。
FIG. 20 is a diagram illustrating a deformed state of the multilayer piezoelectric body of FIG. 19 that pressurizes the ink chamber.

【図21】 基板に接着されていない積層型圧電体の変
形状態を示す側面図である。
FIG. 21 is a side view showing a deformed state of a laminated piezoelectric body that is not bonded to a substrate.

【図22】 櫛歯状に形成した圧電部材の平面図および
側面図である。
FIG. 22 is a plan view and a side view of a piezoelectric member formed in a comb shape.

【図23】 従来のインクジェットヘッドの一例を示す
部分断面図である。
FIG. 23 is a partial sectional view showing an example of a conventional inkjet head.

【図24】 従来のインクジェットヘッドの一例を示す
部分断面図である。
FIG. 24 is a partial cross-sectional view illustrating an example of a conventional inkjet head.

【図25】 従来のインクジェットヘッドの一例を示す
部分断面図である。
FIG. 25 is a partial cross-sectional view illustrating an example of a conventional inkjet head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12…インクジェットヘッド、20…天板、21…凹
部、22…隔壁、23…インク室、24…基板、26…
圧電体、27…個別電極、28…共通電極
12 inkjet head, 20 top plate, 21 recess, 22 partition wall, 23 ink chamber, 24 substrate, 26 ...
Piezoelectric, 27 ... individual electrode, 28 ... common electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−71878(JP,A) 特開 平5−318728(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/045 B41J 2/055 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-71878 (JP, A) JP-A-5-318728 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B41J 2/045 B41J 2/055

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 非圧電部材にインク室となる複数の溝状
の第1凹部を形成し、前記非圧電部材の第1凹部形成面
に基板を設け、この基板上の前記凹部に対応する位置に
複数の圧電体をそれぞれ配置してなるインクジェットヘ
ッドと、前記圧電体を作用させてインク室に充填された
インクを加圧吐出させるように画像信号に応じて前記圧
電体に電圧を印加する電圧印加手段とから構成されるイ
ンクジェット記録装置において、 前記基板に、前記非圧電部材の複数の第1凹部に対応し
て前記圧電体の高さより浅い深さを有する複数の溝状の
第2凹部を形成し、これら第2凹部の各々に前記圧電体
を配置し、 前記第1凹部を覆って前記第1凹部壁面との間にインク
室を形成する隔壁を設け、前記圧電体の一部分を前記第
1凹部に嵌合させて前記隔壁を前記第1凹部内側に撓む
ように押し込み、前記圧電体の少なくとも一部分を前記
基板に固定せず、前記圧電体の固定されていない部分を
作用させるようにしたことを特徴とするインクジェット
記録装置。
1. A non-piezoelectric member having a plurality of groove-shaped first concave portions serving as ink chambers, a substrate provided on the first concave portion forming surface of the non-piezoelectric member, and a position corresponding to the concave portion on the substrate. And a voltage for applying a voltage to the piezoelectric body in accordance with an image signal so that the piezoelectric body acts to pressurize and discharge the ink filled in the ink chamber. An ink jet recording apparatus comprising: a plurality of groove-shaped second recesses having a depth smaller than the height of the piezoelectric body corresponding to the plurality of first recesses of the non-piezoelectric member. And forming the piezoelectric body in each of the second concave portions, providing a partition wall that covers the first concave portion and forms an ink chamber between the first concave portion wall surface and a part of the piezoelectric body. (1) The partition wall is fitted into the recess. The first push to deflect into the recess inside the without fixing at least a portion of the piezoelectric to the substrate, an ink jet recording apparatus being characterized in that so as to act non-fixed portion of the piezoelectric body.
【請求項2】 非圧電部材にインク室となる複数の溝状
凹部を形成し、前記非圧電部材の凹部形成面に基板を設
け、この基板上の前記凹部に対応する位置に複数の圧電
体をそれぞれ配置してなるインクジェットヘッドと、前
記圧電体を作用させてインク室に充填されたインクを加
圧吐出させるように画像信号に応じて前記圧電体に電圧
を印加する電圧印加手段とから構成されるインクジェッ
ト記録装置において、 前記凹部を覆うか又は前記凹部内部を仕切ることにより
前記凹部壁面との間にインク室を形成するとともに前記
インク室の一壁面となる部分が膨出して前記圧電体に当
接する隔壁を設け、前記圧電体の少なくとも一部分を前
記基板上に固定せず、前記圧電体の固定されていない部
分を作用させるようにしたことを特徴とするインクジェ
ット記録装置。
2. A non-piezoelectric member, in which a plurality of groove-shaped concave portions serving as ink chambers are formed, a substrate is provided on a concave portion forming surface of the non-piezoelectric member, and a plurality of piezoelectric members are provided on the substrate at positions corresponding to the concave portions. And an voltage applying means for applying a voltage to the piezoelectric body in accordance with an image signal so as to cause the piezoelectric body to act and pressurize and eject the ink filled in the ink chamber. In the ink jet recording apparatus, the ink chamber is formed between the wall of the concave portion by covering the concave portion or partitioning the inside of the concave portion, and a portion serving as one wall surface of the ink chamber swells to the piezoelectric body. Ink, wherein a partition wall is provided to abut, and at least a portion of the piezoelectric body is not fixed on the substrate, and an unfixed portion of the piezoelectric body is made to act. Jet recording apparatus.
【請求項3】 前記圧電体の一端側が前記基板に固定さ
れ、他端側が固定されていないことを特徴とする請求項
1または2に記載のインクジェット記録装置。
3. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein one end of the piezoelectric body is fixed to the substrate, and the other end is not fixed.
【請求項4】 前記圧電体に電圧を印加することによ
り、前記圧電体の固定されていない部分が作用して前記
インク室を形成する前記隔壁を前記基板から離れる方向
または前記基板に向かう方向に変位させるようにしたこ
とを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のイン
クジェット記録装置。
4. When a voltage is applied to the piezoelectric body, an unfixed portion of the piezoelectric body acts to move the partition wall forming the ink chamber away from the substrate or in a direction toward the substrate. 4. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ink jet recording apparatus is displaced.
【請求項5】 前記圧電体は少なくとも前記インク室に
対応する領域では前記基板に固定されておらず前記隔壁
と前記基板との間に挟まれて保持され、前記圧電体の内
部に分極方向と平行に電界を形成し、前記圧電体の厚み
方向に振動させる厚み方向振動モードを用いて前記圧電
体の固定されていない部分を前記インク室に作用させる
ようにしたことを特徴とする請求項1から4のいずれか
に記載のインクジェット記録装置。
5. The piezoelectric body is not fixed to the substrate at least in a region corresponding to the ink chamber, but is held and held between the partition and the substrate, and has a polarization direction inside the piezoelectric body. 2. An unfixed portion of the piezoelectric body is made to act on the ink chamber using a thickness direction vibration mode in which an electric field is formed in parallel to vibrate in the thickness direction of the piezoelectric body. 5. The ink jet recording apparatus according to any one of items 1 to 4.
【請求項6】 前記圧電体が前記インク室に沿う方向に
細長い柱状体であることを特徴とする請求項1から5の
いずれかに記載のインクジェット記録装置。
6. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the piezoelectric body is a columnar body elongated in a direction along the ink chamber.
【請求項7】 前記各圧電体がそれぞれ連結された部分
を有する櫛歯状に形成されていることを特徴とする請求
項1から6のいずれかに記載のインクジェット記録装
置。
7. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein each of the piezoelectric bodies is formed in a comb-like shape having a connected portion.
【請求項8】 前記非圧電部材は前記第1凹部同士の間
で定義される第1凸部を有する一方で前記基板は前記第
2凹部同士の間で定義される第2凸部を有し、前記第1
凸部及び前記第2凸部は前記隔壁を挟持していることを
特徴とする請求項1、3乃至7のいずれかに記載のイン
クジェット記録装置。
8. The non-piezoelectric member has a first convex portion defined between the first concave portions, while the substrate has a second convex portion defined between the second concave portions. , The first
8. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the convex portion and the second convex portion sandwich the partition.
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