JP3345810B2 - Method of manufacturing ink jet recording head - Google Patents

Method of manufacturing ink jet recording head

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JP3345810B2
JP3345810B2 JP2002040519A JP2002040519A JP3345810B2 JP 3345810 B2 JP3345810 B2 JP 3345810B2 JP 2002040519 A JP2002040519 A JP 2002040519A JP 2002040519 A JP2002040519 A JP 2002040519A JP 3345810 B2 JP3345810 B2 JP 3345810B2
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recording head
piezoelectric
jet recording
piezoelectric body
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秀明 曽根原
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    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/14233Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
    • B41J2002/1425Embedded thin film piezoelectric element

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット式
プリンタに用いるインクジェット式記録ヘッドの製造方
法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing an ink jet recording head used in an ink jet printer.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェット式記録ヘッドは、図13
に示すようにインクタンクを構成する容器の壁面に複数
のノズル開口を形成すると共に、各ノズル開口と対応す
るように伸縮方向を一致させて圧電素子430を配設し
て構成されている。この記録ヘッドは、駆動信号を圧電
素子に印加して圧電素子を伸縮させ、この時に発生する
インクの動圧によりインク滴をノズル開口421から吐
出させて印刷用紙にドットを形成するものである。この
記録ヘッドは、ガラスやプラスチックの基板と、ガラス
やプラスチック等の薄板からなる弾性振動板との間に複
数のインク溜部、いわゆるインクキャビティを形成し、
インクキャビティの面積程度に切断された両面に電極を
備えた圧電体の板をインクキャビティ上の弾性振動板に
接着して構成されている。
2. Description of the Related Art An ink jet recording head is shown in FIG.
As shown in FIG. 7, a plurality of nozzle openings are formed on the wall surface of a container constituting an ink tank, and a piezoelectric element 430 is arranged so as to correspond to each of the nozzle openings so that the expansion and contraction directions are matched. The recording head applies a drive signal to the piezoelectric element to expand and contract the piezoelectric element, and discharges ink droplets from the nozzle openings 421 by the dynamic pressure of the ink generated at this time to form dots on printing paper. This recording head forms a plurality of ink reservoirs, so-called ink cavities, between a glass or plastic substrate and an elastic diaphragm made of a thin plate of glass or plastic,
A piezoelectric plate provided with electrodes on both sides cut to about the area of the ink cavity is bonded to an elastic vibration plate on the ink cavity.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、同一基
板にノズル開口、インクキャビティ、インク溜部を形成
する関係上、記録ヘッドの面積が大きくなり、また1つ
の構成要素に不具合が生じた場合には、ドット抜けによ
り記録ヘッドとしては実用上使用できなくなり、特に多
数のノズルを設けようとすると歩留まりが低下し易く、
コストの低減が困難であるばかりでなく、板状の薄い多
数の圧電体を個々に多数貼着する場合、製造工程が複雑
化するという問題がある。本発明は、このような事情に
鑑みてなされたものであって、小型で、かつ製造コスト
を低減することができる多数のノズルを備えたインクジ
ェット式記録ヘッドの製造方法を提案することである。
However, due to the formation of nozzle openings, ink cavities, and ink reservoirs on the same substrate, if the area of the recording head becomes large and one component fails, However, due to missing dots, the recording head cannot be used practically, and the yield tends to decrease particularly when a large number of nozzles are provided.
Not only is it difficult to reduce the cost, but also when a large number of thin plate-like piezoelectric bodies are individually adhered, there is a problem that the manufacturing process becomes complicated. The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the invention to provide a method of manufacturing an ink jet recording head having a small number of nozzles and capable of reducing the manufacturing cost.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明の記録ヘッドは、外部からインクの供給
を受け、圧電体の変位により弾性変形する弾性振動板を
備えたインクキャビティによりインクを加圧してインク
滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドの製造方法に
おいて、前記弾性振動板に前記インクキャビティのそれ
ぞれに対応するように電極を形成する工程と、シート材
に前記インクキャビティのそれぞれに対応するように圧
電体を形成する工程と、前記シート材の圧電体を前記弾
性振動板の前記電極に対応させて転写する工程と、を備
えるようにした。
In order to solve such a problem, a recording head according to the present invention is provided with an ink cavity provided with an elastic vibration plate which receives an external supply of ink and is elastically deformed by displacement of a piezoelectric body. In a method of manufacturing an ink jet recording head for discharging ink droplets by pressurizing ink, a step of forming electrodes on the elastic vibration plate so as to correspond to each of the ink cavities, and forming a sheet material on each of the ink cavities. The method includes a step of forming a piezoelectric body so as to correspond thereto, and a step of transferring the piezoelectric body of the sheet material corresponding to the electrode of the elastic vibration plate.

【0005】[0005]

【作用】シートに予め整形した圧電体を弾性振動板に転
写するため、振動板に直接圧電体を形成する場合に比較
して、振動板に傷をつけることがなく振動板への圧電体
の取り付け作業が容易となり、多数のノズルを備えたイ
ンクジェット式記録ヘッドの組み立て作業を簡素化でき
る。
[Function] In order to transfer a piezoelectric body preliminarily formed on a sheet to an elastic diaphragm, compared to a case where a piezoelectric body is directly formed on the diaphragm, the piezoelectric body is not damaged by the diaphragm and is applied to the diaphragm. The mounting work becomes easy, and the assembling work of the ink jet recording head having a large number of nozzles can be simplified.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】そこで以下に本発明の詳細を図示
した実施例に基づいて説明する。図1は、本発明のイン
クジェット式記録ヘッドの一実施例を示す上面図であ
り、図2(a)、(b)はそれぞれ断面構造を示す図で
ある。圧電体102は、薄板状に形成されていて、イン
クキャビティ106に対応するように弾性振動板103
の表面に形成された個別電極105の表面に固定されて
いる。圧電体102の下方、つまり弾性振動板103に
は個別電極105が、また圧電体102の表面には共通
電極104が形成されている。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a top view showing an embodiment of the ink jet recording head according to the present invention, and FIGS. 2A and 2B are views each showing a sectional structure. The piezoelectric body 102 is formed in a thin plate shape, and the elastic vibrating plate 103 is formed so as to correspond to the ink cavity 106.
Is fixed to the surface of the individual electrode 105 formed on the surface of the substrate. An individual electrode 105 is formed below the piezoelectric body 102, that is, on the elastic vibration plate 103, and a common electrode 104 is formed on the surface of the piezoelectric body 102.

【0007】個別電極105は、圧電体毎に独立して圧
電体102の非形成領域まで圧電体102の長手方向に
延長して形成され、外部から駆動信号が印加される。個
別電極105の引出部105aは、途中で分断されてい
て、他方の引出部105bとの間に抵抗体111が接続
されている。そして、各個別電極105の引出部105
aは、個別電極105の配列ピッチよりも大きくなるよ
うに形成されている。
The individual electrodes 105 are independently formed for each piezoelectric body so as to extend in the longitudinal direction of the piezoelectric body 102 to a region where the piezoelectric body 102 is not formed, and a drive signal is applied from the outside. The lead portion 105a of the individual electrode 105 is divided on the way, and the resistor 111 is connected between the lead portion 105a and the other lead portion 105b. Then, the extraction portion 105 of each individual electrode 105
a is formed so as to be larger than the arrangement pitch of the individual electrodes 105.

【0008】これら圧電体102、弾性振動板103、
共通電極104、個別電極105、及び抵抗体111に
より圧力発生部材101が構成されている。
The piezoelectric body 102, the elastic diaphragm 103,
The common electrode 104, the individual electrode 105, and the resistor 111 constitute a pressure generating member 101.

【0009】圧力発生部材101の下面には、インクキ
ャビティ106、その下方にインク供給量制御ノズル1
09が、その下方にインク供給路108、さらにその下
方にノズル110が位置している。インクキャビティ1
06、インク供給量制御ノズル109、インク供給路1
08は、それぞれ異なる板状の部材901、902、9
03に形成され、またノズル110はノズルプレート1
07に穿設されている。部材901と弾性振動板103
と積層してインクキャビティ形成部材が、また部材90
2、903、ノズルプレート107とを積層してインク
供給路形成部材が形成されている。
An ink cavity 106 is provided on the lower surface of the pressure generating member 101, and an ink supply amount control nozzle 1
09 is located below the ink supply path 108 and the nozzle 110 is located further below the ink supply path 108. Ink cavity 1
06, ink supply amount control nozzle 109, ink supply path 1
08 is a plate-shaped member 901, 902, 9 different from each other.
03 and the nozzle 110 is the nozzle plate 1
07. Member 901 and elastic diaphragm 103
The ink cavity forming member is laminated with
2, 903 and the nozzle plate 107 are laminated to form an ink supply path forming member.

【0010】この実施例では、インクキャビティ10
6、圧電体102ともに、各列複数個ずつ2列に配置さ
れ、各列の対向する側にノズル110が配置され、また
離間した側にインク供給量制御ノズル109が位置して
いる。なお、ノズル110とインクキャビティ106と
の間には部材102、903が存在するが、これらの部
材には図10、図11に示すようにインクキャビティの
幅よりも小さく、かつノズル110の直径よりも大きな
貫通孔112、113を穿設して連通孔114が形成さ
れている。
In this embodiment, the ink cavity 10
6. Both the piezoelectric bodies 102 are arranged in a plurality of rows in two rows, nozzles 110 are arranged on opposite sides of each row, and ink supply amount control nozzles 109 are located on the separated side. The members 102 and 903 exist between the nozzle 110 and the ink cavity 106, and these members are smaller than the width of the ink cavity and smaller than the diameter of the nozzle 110 as shown in FIGS. The communication holes 114 are formed by forming large through holes 112 and 113.

【0011】インク供給路108は、各列のインクキャ
ビティ106に一部がラップするように平行に形成さ
れ、前述のインク供給量制御ノズル109を介してイン
クキャビティ106に連通し、また端部領域で一体とな
って略「U」字状に形成されている。
The ink supply path 108 is formed in parallel with the ink cavities 106 of each row so as to partially overlap the ink cavities 106, communicates with the ink cavities 106 via the above-described ink supply amount control nozzles 109, and has an end area. And are integrally formed in a substantially "U" shape.

【0012】さらに後述する製造方法を示す図3、図4
からも明らかなように、圧電体102の下側に形成され
る個別電極105は、その幅W1が、インクキャビティ
106の幅w3よりも狭くなるように形成され、また圧
電体102は、その幅w2がインクキャビティ106の
幅w3よりも狭く、かつ個別電極105の幅W1よりも
広くなるように形成されている。また、抵抗体111
は、弾性振動板103、部材901〜903が全て重な
る領域で個別電極105の引出部105a、105bに
接続されている。
3 and 4 showing a manufacturing method which will be described later.
As is clear from FIG. 5, the individual electrode 105 formed below the piezoelectric body 102 is formed such that its width W1 is smaller than the width w3 of the ink cavity 106, and the piezoelectric body 102 has its width The width w2 is smaller than the width w3 of the ink cavity 106 and wider than the width W1 of the individual electrode 105. Also, the resistor 111
Are connected to the extraction portions 105a and 105b of the individual electrode 105 in a region where the elastic vibration plate 103 and the members 901 to 903 all overlap.

【0013】インクは、インク供給路108からインク
量制御ノズル109を通り、インクキャビティ106に
蓄えられ、抵抗体111を形成した個別電極105より
伝達された駆動信号により、圧電体102の伸縮運動の
繰り返しにより、ノズル110からインクが押し出さ
れ、インク滴吐出後にインク供給路108からインク供
給量制御ノズル109を経由してインクキャビティ10
6にインクが供給される。
The ink is stored in the ink cavity 106 from the ink supply path 108 through the ink amount control nozzle 109, and is expanded and contracted by the driving signal transmitted from the individual electrode 105 forming the resistor 111. By repetition, the ink is pushed out from the nozzle 110, and after the ink droplet is ejected, the ink cavity 10 is supplied from the ink supply path 108 via the ink supply amount control nozzle 109.
6 is supplied with ink.

【0014】次に上述した記録ヘッドの製造方法につい
て説明する。まず、圧力発生部材101を製造する。こ
こで、選択する抵抗体材料により圧電体材料との焼成条
件(温度、雰囲気等)が異なるため、圧電体102と抵
抗体111を同時に焼成できる場合とできない場合とが
ある。
Next, a method for manufacturing the above-described recording head will be described. First, the pressure generating member 101 is manufactured. Here, since the firing conditions (temperature, atmosphere, etc.) for the piezoelectric material differ depending on the resistor material to be selected, the piezoelectric body 102 and the resistor 111 may or may not be fired simultaneously.

【0015】.同時焼成が可能な場合 ドクターブレード法、押し出し法等によりアルミナ(A
23)、ジルコニア(ZrO2 )、PZT等の材料を
用いてグリーンシートを形成し、乾燥後に焼成して弾性
振動板103を得る。ここでの弾性振動板103を形成
する材料は、圧電体102との同時焼成時の熱膨張係数
の差による圧力発生部材101の歪みを防止する為、圧
電体102に近い熱膨張係数の材料を選択するのが望ま
しい。
[0015] When simultaneous firing is possible Alumina (A
A green sheet is formed using a material such as l 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), or PZT, and dried and fired to obtain the elastic vibration plate 103. Here, the material forming the elastic vibration plate 103 is a material having a thermal expansion coefficient close to that of the piezoelectric body 102 in order to prevent distortion of the pressure generating member 101 due to a difference in thermal expansion coefficient during simultaneous firing with the piezoelectric body 102. It is desirable to choose.

【0016】次に、弾性振動板103の表面に図3に示
すように、個別電極105、引出部105a、及び抵抗
体11を形成する分断部401を空けて引出部105b
を、Ag−Pd等のスクリーン印刷法等により形成し、
乾燥する。ついで図4に示すように個別電極105の表
面にチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の焼成後に圧電
体102となる、いわゆる圧電体の前駆体をインクキャ
ビティ106の位置に対応させて形成する。圧電体10
2の形成方法としては、インクキャビティ106に対応
させてスクリーン印刷法によりペースト状の圧電材料を
選択的に印刷形成する方法(以下、印刷法と称す。)
と、グリーンシート状の圧電材料をプレス法等により所
望の形状に成形し、それを弾性振動板103に転写する
方法(以下、転写法と称す。)との2つの方法がある。
Next, as shown in FIG. 3, on the surface of the elastic vibration plate 103, an individual electrode 105, a lead portion 105a, and a dividing portion 401 for forming the resistor 11 are opened to form a lead portion 105b.
Is formed by a screen printing method such as Ag-Pd or the like,
dry. Next, as shown in FIG. 4, on the surface of the individual electrode 105, a so-called piezoelectric precursor, which becomes the piezoelectric body 102 after firing of lead zirconate titanate (PZT) or the like, is formed corresponding to the position of the ink cavity 106. Piezoelectric body 10
As a method of forming 2, a method of selectively printing and forming a paste-like piezoelectric material by a screen printing method corresponding to the ink cavity 106 (hereinafter, referred to as a printing method).
And a method in which a green sheet-shaped piezoelectric material is formed into a desired shape by a pressing method or the like and transferred to the elastic vibration plate 103 (hereinafter, referred to as a transfer method).

【0017】印刷法は、PbO、TiO2、ZrO2、及
び添加剤を調合、混合した後、800〜1000℃で仮
焼、粉砕しバインダーを添加してPZTのペーストを作
る。インクキャビティ106に対応した所望の形状にパ
ターニングした400〜1000メッシュ程度のスクリ
ーンマスクにより、予め個別電極等105、105a、
105bが形成された弾性振動板103の表面にPZT
ペーストを印刷し、乾燥する。
In the printing method, PbO, TiO 2 , ZrO 2 , and additives are prepared and mixed, and then calcined at 800 to 1000 ° C., pulverized, and a binder is added to produce a PZT paste. By using a screen mask of about 400 to 1000 mesh patterned into a desired shape corresponding to the ink cavity 106, the individual electrodes 105, 105a,
PZT is formed on the surface of the elastic diaphragm 103 on which the 105b is formed.
Print and dry the paste.

【0018】一方、転写法は、PbO、TiO2、Zr
2、添加剤を調合、混合した後800〜1000℃で
仮焼、粉砕しバインダーを添加してPZTのペーストを
作り、これをドクターブレード法、押し出し法などで厚
み管理されたPZTのシート(グリーンシート)をつく
る。次に、図7に示すようにグリーンシートをプレス法
等で定盤301に広げられた剥離性が高いシート303
の表面に、インクキャビティ106に対応した所望の形
状に打ち抜いて圧電材料302を形成する。更に、これ
を図8に示すように個別電極105を形成した弾性振動
板103と位置合わせを行って押圧することにより、シ
ート303の圧電材料302を弾性振動板103の個別
電極105の表面に転写し、その後に乾燥する。これに
より、シート303に形成されている複数のPZTをそ
れぞれ、一回の貼り付け作業で個別電極105上に作り
付けることができる。
On the other hand, the transfer method uses PbO, TiO 2 , Zr
After blending and mixing O 2 and additives, the mixture is calcined and pulverized at 800 to 1000 ° C. to add a binder to form a PZT paste, which is then subjected to a PZT sheet (thickness controlled by a doctor blade method, an extrusion method, or the like). Green sheet). Next, as shown in FIG. 7, a green sheet 303 having a high releasability spread on a platen 301 by a pressing method or the like.
Is punched into a desired shape corresponding to the ink cavity 106 to form the piezoelectric material 302. Further, as shown in FIG. 8, the piezoelectric material 302 of the sheet 303 is transferred to the surface of the individual electrode 105 of the elastic vibration plate 103 by pressing and aligning it with the elastic vibration plate 103 on which the individual electrode 105 is formed. And then dried. Thus, a plurality of PZTs formed on the sheet 303 can be respectively formed on the individual electrodes 105 by a single sticking operation.

【0019】次に、図5に示すように個別電極105の
引出部105a、105bとの間の領域401に、酸化
ルテニウム(RuO2)等の抵抗体111を引出部10
5a、105bに一部がオーバーラップするように20
0〜400メッシュでスクリーン印刷し、その後、12
0〜130℃で乾燥を行う。
Next, as shown in FIG. 5, a resistor 111 such as ruthenium oxide (RuO 2 ) is placed in a region 401 between the lead portions 105 a and 105 b of the individual electrode 105.
20 so that 5a and 105b partially overlap
Screen printing with 0-400 mesh, then 12
Dry at 0-130 ° C.

【0020】上記の様にして弾性振動板103の表面に
圧電体102、電極105、引出部105a、105
b、抵抗体111を形成したものを1000〜1200
℃で大気中で焼成する。この後、図6に示すように共通
電極104を圧電体102の表面に印刷法(図9)、スパ
ッタ法等で形成する。この後、抵抗値検査を行い、バラ
ツキ許容レベル内に各抵抗値が収まるように必要に応じ
てレーザートリマーにより抵抗値トリミングを行う。
As described above, the piezoelectric body 102, the electrode 105, and the extraction portions 105a and 105 are formed on the surface of the elastic vibration plate 103.
b, 1000-1200 formed resistor 111
Fire in air at ℃. Thereafter, as shown in FIG. 6, a common electrode 104 is formed on the surface of the piezoelectric body 102 by a printing method (FIG. 9), a sputtering method, or the like. Thereafter, a resistance value inspection is performed, and resistance value trimming is performed by a laser trimmer as necessary so that each resistance value falls within an allowable variation level.

【0021】.同時焼成が不可能な場合 前述の製造方法において、酸化ルテニウム(RuO2
等の抵抗体111の形成工程をスキップして1000〜
1200℃で大気中で焼成し、焼成後に、カーボン等の
抵抗体111を個別電極105の引出部105a、10
5bとの間の領域401に一部を引出部105a、10
5bにオーバーラップさせるてスクリーン印刷し、その
後に乾燥し、カーボン系の抵抗体材料に適した温度18
0〜200℃で焼成する。この後、図6に示したように
共通電極104を形成し、抵抗値検査を行い、バラツキ
許容レベル内に各抵抗値が収まるように必要に応じてレ
ーザートリマーにより抵抗値トリミングを行う。
[0021] When Simultaneous Firing is not Possible In the above-described production method, ruthenium oxide (RuO 2 )
Skipping the step of forming the resistor 111 such as 1000
After firing in the air at 1200 ° C., the resistor 111 such as carbon is connected to the lead portions 105 a,
5b, a part of each of the extraction portions 105a,
5b, screen-printed, and then dried to a temperature suitable for a carbon-based resistor material.
Bake at 0-200 ° C. Thereafter, as shown in FIG. 6, the common electrode 104 is formed, the resistance value is inspected, and the resistance value is trimmed by a laser trimmer as necessary so that each resistance value falls within the allowable variation level.

【0022】このようにして構成された圧力発生部材1
01は、インクキャビティ106を形成した部材90
1、インク供給量制御ノズル109を形成した部材90
2、インク供給路108を形成した部材903、ノズル
プレート107と積層、接着されてヘッドが完成する。
The pressure generating member 1 constructed as described above
01 is a member 90 having the ink cavity 106 formed therein.
1. The member 90 on which the ink supply amount control nozzle 109 is formed
2. The member 903 having the ink supply passage 108 and the nozzle plate 107 are laminated and adhered to complete the head.

【0023】ここでの部材901、902、903、ノ
ズルプレート107は、 高分子の射出成形法 SUS、Ni等の金属板に印刷や、フォトリソ工程に
より所望の形状にレジストを形成し、レジストの残って
いない部分をエッチングにより除去するエッチング法 基板上に印刷や、フォトリソ工程により所望の形状に
レジストを形成し、無電解メッキや電解メッキによりN
i等を成長させる電鋳法。 プレス法等がある。
The members 901, 902, 903 and the nozzle plate 107 are formed by printing on a metal plate such as SUS or Ni by injection molding of a polymer or by forming a resist in a desired shape by a photolithography process and leaving the resist. Etching method to remove unexposed parts by etching Print resist on substrate, form resist in desired shape by photolithography process, and apply N2 by electroless plating or electrolytic plating
An electroforming method for growing i and the like. There is a press method and the like.

【0024】圧力発生部材101、インクキャビティ形
成部材901、インク供給量制御ノズル形成部材90
2、インク供給路形成部材903、ノズルプレート10
7を接着する方法としては、 エポキシ、ポリイミド系等の接着剤による方法 インクキャビティ106、ノズルプレート107にN
i等の金属を選択した場合、圧力発生部材101のノズ
ルプレート等を接着する面にNi等の金属をスパッタ法
や、メッキ法によりメタライズし、インクキャビティ1
06、ノズルプレート107を積み重ね、加圧し、高温
雰囲気中に放置する事で熱拡散により接着する方法等が
ある。
The pressure generating member 101, the ink cavity forming member 901, the ink supply amount control nozzle forming member 90
2. Ink supply path forming member 903, nozzle plate 10
As a method for bonding 7, a method using an adhesive such as epoxy or polyimide is applied to the ink cavity 106 and the nozzle plate 107.
When a metal such as i is selected, a metal such as Ni is metallized on the surface of the pressure generating member 101 to which the nozzle plate or the like is adhered by a sputtering method or a plating method.
06, a method in which the nozzle plates 107 are stacked, pressurized, and left in a high-temperature atmosphere to bond them by thermal diffusion.

【0025】ここで、接着剤法は接着剤塗布時、硬化時
の接着剤の流れ出しによりノズルが接着剤により目詰ま
りを起こし易いので、接着剤を塗布する際の厚みは10
μm以下に管理するのが望ましい。
Here, in the adhesive method, the nozzle is liable to be clogged by the adhesive due to the flow of the adhesive at the time of applying and curing the adhesive.
It is desirable to control the thickness to less than μm.

【0026】このようにして製作された記録ヘッドは、 ・圧電体102 材料・・・PZT ・圧電体102 厚み・・・30μm ・弾性振動板103 材料・・・ZrO2 ・弾性振動板103 厚み・・・10μm ・抵抗体111 材料・・・RuO2 製造方法 ・圧電体102 スクリーン印刷法 ・共通電極104 スパッタ法 ・個別電極105 スクリーン印刷法 ・抵抗体111 スクリーン印刷法 ・インクキャビティ部材901 エッチング法 ・ノズルプレート107 エッチング法 そして、インクキャビティ部材901、インク供給量制
御ノズル形成部材902、インク供給路形成部材90
3、ノズルプレート107の相互が熱拡散法により、ま
た圧力発生部材101とインクキャビティ部材901と
がエポキシ系接着剤により接合されている。
The recording head manufactured in this manner includes: a piezoelectric body 102 material: PZT; a piezoelectric body thickness: 30 μm; an elastic diaphragm 103 material: ZrO 2; an elastic diaphragm 103 thickness;・ ・ 10μm ・ Resistor 111 Material ・ ・ ・ RuO 2 manufacturing method ・ Piezoelectric 102 screen printing method ・ Common electrode 104 sputtering method ・ Individual electrode 105 screen printing method ・ Resistor 111 screen printing method ・ Ink cavity member 901 etching method ・Nozzle plate 107 Etching method Ink cavity member 901, ink supply amount control nozzle forming member 902, ink supply path forming member 90
3. The nozzle plate 107 is joined to each other by a thermal diffusion method, and the pressure generating member 101 and the ink cavity member 901 are joined by an epoxy adhesive.

【0027】図10、図11は、本発明の他の実施例
を、それぞれ圧電体102の配列方向、及びその長手方
向の断面を拡大して示すものであって、この実施例では
圧電体102の周囲を絶縁材料601を充填して電気的
リークが防止されている。また、これら図10、11か
らも明らかなように個別電極105の幅W1、圧電体1
02の幅w2は、共にインクキャビティ106の幅w3
よりも狭く、かつ個別電極の幅W1が圧電体102の幅
w2よりも狭くなるように形成されている。一方、圧電
体102の長手方向においては、圧電体102は、イン
クキャビティ106の両端から若干ΔL1、ΔL2突出
するように形成され、さらにノズル110の側では圧電
体102が個別電極105の先端よりも突出している。
FIGS. 10 and 11 show another embodiment of the present invention, in which the cross section in the arrangement direction of the piezoelectric bodies 102 and the longitudinal direction thereof are enlarged, respectively. Is filled with an insulating material 601 to prevent electrical leakage. Further, as is apparent from FIGS. 10 and 11, the width W1 of the individual electrode 105,
02 is the width w3 of the ink cavity 106.
The width W1 of the individual electrode is smaller than the width w2 of the piezoelectric body 102. On the other hand, in the longitudinal direction of the piezoelectric body 102, the piezoelectric body 102 is formed so as to slightly project from the opposite ends of the ink cavity 106 by ΔL1 and ΔL2. It is protruding.

【0028】上記構造によれば、30μmという非常に
薄いPZTからなる圧電体102を弾性振動板103に
容易に形成することができるから、30V程度の低い電
圧によっても0.2μmの変位を得ることができ、イン
クジェット式記録ヘッドとして充分な特性を確保するこ
とができた。
According to the above structure, the piezoelectric member 102 made of PZT, which is as thin as 30 μm, can be easily formed on the elastic vibration plate 103. Therefore, a displacement of 0.2 μm can be obtained even with a low voltage of about 30V. As a result, sufficient characteristics as an ink jet recording head could be secured.

【0029】なお、本実施例に於いては、焼結した弾性
振動板上に圧電体、電極、抵抗体材料を形成する工程に
付いて説明したが、本発明は未焼成の弾性振動板上に圧
電体、電極材料、抵抗体材料を形成し、その後に一体焼
成すると、高分子材料等の接着剤の層が弾性振動板と圧
電体との間に介在しないため、接着層の厚みの変化に起
因するインク滴吐出特性バラツキが大幅に低減できる。
In this embodiment, the process of forming the piezoelectric material, the electrode and the resistor material on the sintered elastic vibration plate has been described. When the piezoelectric material, electrode material, and resistor material are formed and then fired integrally, the thickness of the adhesive layer changes because the adhesive layer such as a polymer material does not intervene between the elastic diaphragm and the piezoelectric material. The variation in the ink droplet ejection characteristics due to the above can be greatly reduced.

【0030】インクキャビティ形成部材901よりも表
面側に位置する部材、つまりインクキャビティ形成部材
901、弾性振動板103、個別電極105、圧電体1
02、及び抵抗体を、同時に焼成して形成することがで
き、小型化、多ノズル化が可能で、形状管理、検査の容
易となりコストダウンを図ることができる。
The members located on the surface side of the ink cavity forming member 901, that is, the ink cavity forming member 901, the elastic vibration plate 103, the individual electrode 105, and the piezoelectric body 1
02 and the resistor can be formed by firing simultaneously, the size and the number of nozzles can be reduced, the shape management and inspection can be facilitated, and the cost can be reduced.

【0031】図12は、本発明の他の実施例を示すもの
であって、この実施例においては弾性振動板3の表面に
個別電極に接続するIC実装用の配線パターン122を
形成し、この配線パターン122に圧電体駆動用のドラ
イバーIC121や、抵抗体111を形成したものであ
る。この実施例によれば、記録ヘッドのノズル数分の駆
動信号を記録装置本体から供給する場合には、少なくと
もノズル数分の線数を必要としていたものを、IC駆動
用の信号の数だけに信号ライン数を低減できる。
FIG. 12 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, a wiring pattern 122 for mounting an IC connected to an individual electrode is formed on the surface of an elastic vibration plate 3. A driver IC 121 for driving a piezoelectric body and a resistor 111 are formed on a wiring pattern 122. According to this embodiment, when the drive signals for the number of nozzles of the print head are supplied from the printing apparatus main body, the number of lines required for at least the number of nozzles is reduced to only the number of IC drive signals. The number of signal lines can be reduced.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
シートに予め整形された圧電体を弾性振動板に転写する
ため、振動板に直接圧電体を形成する場合に比較して、
振動板を傷つけることがなく振動板への圧電体の取り付
け作業が容易となり、多数ノズルを備えたインクジェッ
ト式記録ヘッドの組み立て作業を簡素化できる。
As described above, according to the present invention,
In order to transfer the piezoelectric body preformed on the sheet to the elastic diaphragm, compared to the case where the piezoelectric body is formed directly on the diaphragm,
The work of attaching the piezoelectric body to the vibration plate becomes easy without damaging the vibration plate, and the operation of assembling an ink jet recording head having a large number of nozzles can be simplified.

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

【図1】本発明の製造方法により製造されたインクジェ
ット式記録ヘッドの一実施例を示す上面図である。
FIG. 1 is a top view showing one embodiment of an ink jet recording head manufactured by a manufacturing method of the present invention.

【図2】図(a)、(b)は、それぞれ図1におけるA
−A線、及びB−B線での断面構造を示す図である。
FIGS. 2 (a) and 2 (b) show A in FIG.
It is a figure which shows the cross-sectional structure in the -A line and the BB line.

【図3】図(a)、(b)は、それぞれ本発明のインク
ジェット式記録ヘッドの製造工程のうち、電極形成工程
を示す上面図と、A−A線での断面図である。
FIGS. 3A and 3B are a top view showing an electrode forming step and a cross-sectional view taken along line AA, respectively, of the manufacturing process of the ink jet recording head of the present invention.

【図4】図(a)、(b)は、それぞれ本発明のインク
ジェット式記録ヘッドの製造工程のうち、圧電体積層工
程を示す上面図と、A−A線での断面図である。
FIGS. 4A and 4B are a top view and a cross-sectional view taken along line AA, respectively, showing a piezoelectric layering step in the manufacturing process of the ink jet recording head of the present invention.

【図5】図(a)、(b)は、それぞれ本発明のインク
ジェット式記録ヘッドの製造工程のうち、抵抗体実装工
程を示す上面図と、A−A線での断面図である。
FIGS. 5A and 5B are a top view and a cross-sectional view taken along line AA, respectively, showing a resistor mounting step in the manufacturing process of the ink jet recording head of the present invention.

【図6】図(a)、(b)は、それぞれ本発明のインク
ジェット式記録ヘッドの製造工程のうち、共通電極形成
工程を示す上面図と、A−A線での断面図である。
FIGS. 6A and 6B are a top view and a cross-sectional view taken along line AA, respectively, showing a common electrode forming step in the manufacturing process of the ink jet recording head of the present invention.

【図7】図(a)、(b)は、それぞれ圧電体の製造工
程を示す図である。
FIGS. 7A and 7B are diagrams illustrating a manufacturing process of a piezoelectric body, respectively.

【図8】図(a)、(b)は、それぞれ圧電体の転写工
程を示す図である。
FIGS. 8 (a) and (b) are diagrams illustrating a step of transferring a piezoelectric body, respectively.

【図9】図(a)、(b)は、それぞれ圧電体の上電極
形成工程を示す図である。
FIGS. 9A and 9B are diagrams showing a step of forming an upper electrode of a piezoelectric body, respectively.

【図10】本発明のインクジェット式記録ヘッドの他の
実施例の、圧電体の配列方向の断面構造を拡大して示す
図である。
FIG. 10 is an enlarged view showing a cross-sectional structure of another embodiment of the ink jet recording head of the present invention in the direction in which the piezoelectric bodies are arranged.

【図11】本発明のインクジェット式記録ヘッドの他の
実施例の、圧電体の長手方向の断面構造を拡大して示す
図である。
FIG. 11 is an enlarged view showing a longitudinal sectional structure of a piezoelectric body of another embodiment of the ink jet recording head of the present invention.

【図12】本発明のインクジェット式記録ヘッドの他の
実施例を示す上面図である。
FIG. 12 is a top view showing another embodiment of the ink jet recording head of the present invention.

【図13】従来のインクジェット式記録ヘッドの一例を
示す図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a conventional ink jet recording head.

【図14】インクジェット式記録ヘッドの駆動回路を示
す図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating a drive circuit of an ink jet recording head.

【図15】インクジェット式記録ヘッドの駆動回路を示
す図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating a drive circuit of the ink jet recording head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 圧力発生部材 102 圧電体 103 弾性振動板 104 共通電極 105 個別電極 106 インクキャビティ 107 ノズルプレート 108 インク供給路 109 インク供給量制御ノズル 110 ノズル 111 抵抗体 Reference Signs List 101 pressure generating member 102 piezoelectric body 103 elastic vibration plate 104 common electrode 105 individual electrode 106 ink cavity 107 nozzle plate 108 ink supply path 109 ink supply amount control nozzle 110 nozzle 111 resistor

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 外部からインクの供給を受け、圧電体の
変位により弾性変形する弾性振動板を備えたインクキャ
ビティによりインクを加圧してインク滴を吐出するイン
クジェット式記録ヘッドの製造方法において、 前記弾性振動板に前記インクキャビティのそれぞれに対
応するように電極を形成する工程と、 シート材に前記インクキャビティのそれぞれに対応する
ように圧電体を形成する工程と、 前記シート材の圧電体を前記弾性振動板の前記電極に対
応させて転写する工程と、 を備えたインクジェット式記録ヘッドの製造方法。
1. A method of manufacturing an ink jet recording head, which receives an ink supply from the outside and presses ink by an ink cavity having an elastic vibrating plate elastically deformed by displacement of a piezoelectric body to discharge ink droplets. Forming an electrode on the elastic vibration plate so as to correspond to each of the ink cavities; forming a piezoelectric material on the sheet material so as to correspond to each of the ink cavities; Transferring to the electrode of the elastic vibration plate in accordance with the electrode.
【請求項2】 前記弾性振動板が、アルミナ、ジルコニ
ア、または圧電材料により構成される請求項1に記載の
インクジェット式記録ヘッドの製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the elastic diaphragm is made of alumina, zirconia, or a piezoelectric material.
【請求項3】 前記シート材に圧電体のグリーンシート
を形成して、前記弾性振動板の前記電極に対応させて前
記グリーンシートを整形する工程を含む請求項1に記載
のインクジェット式記録ヘッドの製造方法。
3. The ink jet recording head according to claim 1, further comprising a step of forming a piezoelectric green sheet on the sheet material and shaping the green sheet corresponding to the electrodes of the elastic diaphragm. Production method.
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