JP3414495B2 - Laminated ink jet recording head and method of manufacturing driving body suitable for the same - Google Patents

Laminated ink jet recording head and method of manufacturing driving body suitable for the same

Info

Publication number
JP3414495B2
JP3414495B2 JP11219194A JP11219194A JP3414495B2 JP 3414495 B2 JP3414495 B2 JP 3414495B2 JP 11219194 A JP11219194 A JP 11219194A JP 11219194 A JP11219194 A JP 11219194A JP 3414495 B2 JP3414495 B2 JP 3414495B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
pressure generating
recording head
forming
piezoelectric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP11219194A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH07290703A (en
Inventor
公平 北原
知明 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP11219194A priority Critical patent/JP3414495B2/en
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to US08/427,831 priority patent/US5929881A/en
Priority to GB9508508A priority patent/GB2288766B/en
Priority to FR9504976A priority patent/FR2719804B1/en
Priority to IT95TO000326A priority patent/IT1282822B1/en
Priority to DE19515406A priority patent/DE19515406C2/en
Publication of JPH07290703A publication Critical patent/JPH07290703A/en
Priority to US08/877,184 priority patent/US6073321A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3414495B2 publication Critical patent/JP3414495B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • 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、ノズル開口に連通する
圧力発生室の一部領域に圧電振動子を貼設し、この圧電
振動子のたわみ振動により圧力発生室を圧縮してインク
滴を発生させるインクジェット式記録ヘッド、より詳細
には圧電振動子の構造、及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention has a piezoelectric vibrator attached to a partial region of a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening, and the flexural vibration of the piezoelectric vibrator compresses the pressure generating chamber to generate ink droplets. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inkjet recording head to be generated, more specifically, a structure of a piezoelectric vibrator, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】圧力発生室の一部を構成する振動板に圧
電振動板を張設し、圧電振動板のたわみ振動により圧力
発生室の容積を変化させてインク滴を発生させるインク
ジェット式記録ヘッドは、圧力発生室の広い面積を変位
させることが可能なため、インク滴を安定して発生させ
ることができるという特徴を備えている。このように圧
電振動子のたわみ振動を利用する場合には、圧電振動子
の表面が圧力発生室を構成する振動板と十分に接合して
いる必要があるため、特開平5-267742号公報に示された
ように、圧電振動板を取り付ける基板の駆動電極領域
に、導電性を備え、かつ圧電材料の焼成時に十分な接合
力を持つ材料で駆動電極形成するとともに、また圧電振
動に直接寄与しない領域にも同様の材料により他方の電
極の引出し用電極を形成することにより、圧電振動子と
基板との接合力を高めたアクチュエータが提案されてい
る。
2. Description of the Related Art An ink jet recording head in which a piezoelectric vibrating plate is stretched over a vibrating plate forming a part of a pressure generating chamber, and the volume of the pressure generating chamber is changed by flexural vibration of the piezoelectric vibrating plate to generate ink droplets. Is capable of displacing a wide area of the pressure generating chamber, so that it is possible to stably generate ink droplets. When utilizing the flexural vibration of the piezoelectric vibrator as described above, the surface of the piezoelectric vibrator needs to be sufficiently bonded to the vibration plate constituting the pressure generating chamber, and therefore, JP-A-5-267742 discloses. As shown, in the drive electrode area of the substrate to which the piezoelectric vibration plate is attached, the drive electrode is made of a material that has conductivity and has sufficient bonding force when firing the piezoelectric material, and does not directly contribute to piezoelectric vibration. An actuator has been proposed in which a joining electrode between the piezoelectric vibrator and the substrate is enhanced by forming a lead electrode of the other electrode in the region by using the same material.

【0003】一方、インクジェット式記録ヘッドは、イ
ンクを選択することにより極めて発色性の優れた印刷が
可能であるため、グラフィック印刷に好適な印刷装置で
あるため、近年特にその記録密度の向上が求められ、ノ
ズル配列ピッチが極めて小さくなって来ている。このよ
うなインクジェット式記録ヘッドにあっては、圧電振動
子のサイズも必然的に小さくなるため、圧電振動子の先
端を共通電極に接触させることが困難であるばかりでな
く、たとえ接合させたとしてもその度合が圧電振動子間
にばらつきが生じるため、図8に示したように圧電振動
子の先端Aが、引出用電極Bから浮き上がり易く、基板
との接合力が弱まったり、また上面に形成されている共
通電極Cと引出用電極Bとの接続点Dの電極肉厚が薄く
なる等、インクジェットプリンタに適用するには今、一
つ信頼性に欠けるという問題を抱えている。
On the other hand, the ink jet recording head is a printing apparatus suitable for graphic printing because it is possible to perform printing with extremely excellent color developability by selecting an ink. Therefore, in recent years, it has been particularly required to improve the recording density. Therefore, the nozzle arrangement pitch has become extremely small. In such an ink jet recording head, since the size of the piezoelectric vibrator is inevitably small, it is not only difficult to bring the tip of the piezoelectric vibrator into contact with the common electrode, but even if they are bonded, However, since the degree of variation varies among the piezoelectric vibrators, the tip A of the piezoelectric vibrator is easily lifted from the extraction electrode B as shown in FIG. 8, the bonding force with the substrate is weakened, and the piezoelectric element is formed on the upper surface. One of the problems is that the electrode thickness of the connection point D between the common electrode C and the extraction electrode B is reduced, and the reliability of the inkjet printer is unreliable.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの問題
に鑑みてなされたものであって、その目的とするところ
は、インクジェット式記録ヘッドの圧電振動子の配列構
造を積極的に利用して、圧電振動子を基板となる振動板
に強固に接合することができるインクジェット式記録ヘ
ッドを提供することである。また本発明の他の目的は、
インクジェット記録ヘッドを駆動するのに適した駆動体
の製造方法を提案することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of these problems, and an object thereof is to positively utilize the array structure of piezoelectric vibrators of an ink jet recording head. An object of the present invention is to provide an ink jet recording head capable of firmly bonding a piezoelectric vibrator to a vibration plate serving as a substrate. Another object of the present invention is to
An object of the present invention is to propose a method for manufacturing a driving body suitable for driving an inkjet recording head.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、複数のノズル開口を列状に
配列した複数のノズル開口列と、前記各ノズル開口に連
通し、かつ共通の振動板に封止された圧力発生室とを一
定の間隔をあけて平行に配列して構成された流路構成部
材と、前記圧力発生室に対応して前記振動板に形成され
た第1の電極と、前記振動板の表面に前記各ノズル開口
列の対向する側の領域の中央に形成された第2の電極
と、前記第2の電極を挟んで対向する一方の第1の電極
の他端近傍から、他方の第1の電極の他端近傍に連続す
るように形成された圧電振動子と、前記圧電振動子の表
面に形成された第3の電極とを備え、前記第1の電極と
第3の電極とで挟まれた領域を変位領域とする圧電振動
子とからなる圧電駆動手段と、により構成されている。
In order to solve such a problem, according to the present invention, a plurality of nozzle opening rows in which a plurality of nozzle openings are arranged in a row are communicated with each of the nozzle openings and are common. Flow path forming member configured by arranging pressure generating chambers sealed in the vibration plate in parallel with each other at a constant interval, and a first member formed in the vibration plate corresponding to the pressure generating chambers. Of the electrode, a second electrode formed on the surface of the diaphragm at the center of the region on the opposite side of each nozzle opening row, and one of the first electrodes facing each other with the second electrode interposed therebetween. from near the other end, and the piezoelectric vibrator is formed so as to be continuous in the vicinity of the other end of the other of the first electrode, the table of the piezoelectric vibrator
A third electrode formed on the surface, the first electrode and
Piezoelectric vibration whose displacement region is the region sandwiched by the third electrode
And a piezoelectric driving means including a child .

【0006】[0006]

【作用】対向する2つの圧力発生室に対して連続する
電振動が配設されているので、圧電振動の端面の
が少なくなり、端面で起こりがちなめくれ等が少なくな
る。
[Action] Since pressure <br/> electrostatic vibrator consecutive to the two pressure generating chambers facing are disposed, the number <br/> end face of the piezoelectric vibrator is reduced, it occurs at the end face There is less licking.

【0007】[0007]

【実施例】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は本発明の一実施例を示す分
解斜視図であり、また図2は断面図であって、図中符号
1、1、1は、それぞれ焼成により一体に構成される第
1部材で、図3に示したようにスペーサ部材2と振動板
5からなり、スペーサ部材2は、深さ150μm程度の
圧力発生室50、51を構成するの適した厚みを持つジ
ルコニア(ZrO2)などのセラミックス板からなる基
板に圧力発生室50、51となる通孔を3、3、3‥
‥、及び4、4、4‥‥をそれぞれ列状に、かつ千鳥状
になるように配列、穿設して構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view in which reference numerals 1, 1, and 1 denote first members integrally formed by firing, respectively. As shown in FIG. 3, it comprises a spacer member 2 and a diaphragm 5. The spacer member 2 is a ceramic plate such as zirconia (ZrO2) having a thickness suitable for forming the pressure generating chambers 50, 51 having a depth of about 150 μm. Through holes to be pressure generating chambers 50, 51 in the substrate made of
, And 4, 4, 4, ... Are arranged and drilled in rows and in a staggered manner.

【0008】また、振動板5は、スペーサ部材2と一体
に焼成したときに十分な接合力を発揮するとともに、後
述する圧電振動子6、6、6‥‥の歪みにより弾性変形
する材料、この実施例ではスペーサ部材と同一の、厚さ
10μmのジルコニアの薄板で構成されている。6、
6、6‥‥はそれぞれ振動板の表面に焼結により形成さ
れる圧電振動子で、その一半6aが一方の列の圧力発生
室を形成する通孔3、3、3‥‥に、また他半6bが他
方の列の圧力発生室を形成する通孔4、4、4‥‥に対
向し、かつ中央部6cにおいて圧力発生室の通孔3、4
とを接続し、また後述する共通電極引出電極32aとも
接合するように2つの圧力発生室50、51に跨るよう
に設けられている。
The vibrating plate 5 exhibits a sufficient bonding force when integrally fired with the spacer member 2 and is elastically deformed by the strain of the piezoelectric vibrators 6, 6, 6, ... In the embodiment, the spacer member is made of the same zirconia thin plate having a thickness of 10 μm. 6,
.. are piezoelectric vibrators formed by sintering on the surface of the vibrating plate, one half 6a of which is formed in the through holes 3, 3, 3, .. The half 6b faces through holes 4, 4, 4, ... Forming the pressure generating chambers of the other row, and the through holes 3, 4 of the pressure generating chambers are formed in the central portion 6c.
And the pressure generating chambers 50 and 51 are connected to each other and are joined to the common electrode extraction electrode 32a described later.

【0009】再び図1、図2に戻って、図中符号7は、
スペーサ部材2の他面に一体に貼着される蓋板で、この
実施例では厚さ150μmのジルコニアの薄板からな
り、ノズル開口21、21、21‥‥、22、22、2
2‥‥と圧力発生室50、50、50‥‥、51、5
1、51‥‥とを接続する通孔8、8、8‥‥、及び
9、9、9‥‥と、後述するリザーバ53、54を形成
する通孔10、11と圧力発生室50、50、50、‥
‥51、51、51‥‥とを接続する通孔12、12、
12‥‥、13、13、13‥‥を穿設して構成されて
いる。
Returning to FIG. 1 and FIG. 2 again, reference numeral 7 in the drawing is
A lid plate integrally attached to the other surface of the spacer member 2. In this embodiment, the lid plate is made of a zirconia thin plate having a thickness of 150 μm, and has nozzle openings 21, 21, 21, ...
2 ... and pressure generating chambers 50, 50, 50 ..., 51, 5
, And 9, 9, 9 ..., and through holes 10, 11 for forming reservoirs 53, 54, which will be described later, and pressure generating chambers 50, 50. , 50, ...
... 51, 51, 51 ... through holes 12, 12,
.., 13, 13, 13, ..

【0010】15は、インク供給流路構成板で、インク
流路を構成するに適した例えば150μmのステンレス
鋼などの耐蝕性を備えた板材に、リザーバ53、54を
形成する略V字状に配列された通孔10、11と、圧力
発生室50、51とノズル開口21、21、21‥‥、
22、22、22‥‥とを結ぶ通孔16、17を穿設し
て構成されている。リザーバ53、54となる通孔1
0、11は、蓋板7に設けられたインク供給口18、1
8、18‥‥と連通して、ここから通孔12、13を介
して各列の圧力発生室50、50、50‥‥、51、5
1、51‥‥に印刷により消費されたインクを供給する
ことができる。
Reference numeral 15 is an ink supply flow path forming plate, which is suitable for forming an ink flow path and has a substantially V-shape for forming the reservoirs 53 and 54 on a plate material having corrosion resistance such as 150 μm stainless steel. Arranged through holes 10, 11, pressure generating chambers 50, 51 and nozzle openings 21, 21, 21 ...
It is configured by forming through holes 16 and 17 that connect 22, 22, 22 ... Through-hole 1 serving as reservoirs 53, 54
0 and 11 are ink supply ports 18 and 1 provided in the cover plate 7.
, 18 and so on, and from there through through holes 12 and 13, pressure generating chambers 50, 50, 50, ...
Ink consumed by printing can be supplied to 1, 51, ....

【0011】20は、ノズルプレートで、直径40μm
のノズル開口21、21、21‥‥、22、22、22
‥‥を穿設するのに適した厚さ60μmのステンレス鋼
板からなり、各ノズル開口は21、21、21‥‥、2
2、22、22‥‥、それぞれ蓋板7の通孔8、9、イ
ンク流路構成板15の通孔16、17を介してに対向す
る圧力発生室50、50、50‥‥、51、51、51
‥‥に連通されている。
A nozzle plate 20 has a diameter of 40 μm.
Nozzle openings 21, 21, 21, ..., 22, 22, 22
It is made of a stainless steel plate having a thickness of 60 μm and is suitable for perforating each of the nozzle openings 21, 21, 21, ...
2, 22, 22, ..., Pressure generating chambers 50, 50, 50, ..., 51, which face the through holes 8 and 9 of the cover plate 7 and the through holes 16 and 17 of the ink flow path forming plate 15, respectively. 51, 51
It is communicated with.

【0012】これら各部材1、7、15、20は、それ
ぞれ積層されて、構成されている材料に適した接合方法
で接合されてインクジェット式記録ヘッドに纏められて
いる。
Each of these members 1, 7, 15 and 20 is laminated and joined by a joining method suitable for the material of which it is made, and is assembled into an ink jet recording head.

【0013】図3は、振動板5の表面に作り付けられた
前述の圧電振動子6、6、6‥‥の表面構造を示すもの
であって、図中符号30、30、30‥‥は、一方の列
の圧力発生室50、50、50‥‥に対向して形成され
た駆動電極であり、また31、31、31‥‥は、他方
の圧力発生室51、51、51‥‥に対向させて形成さ
れた駆動電極で、それぞれ中央部に位置する共通電極引
出用電極32aと一定の距離を持ち、また他端を振動板
5の端部近傍に位置するように矩形状に構成されてい
る。
FIG. 3 shows the surface structure of the above-described piezoelectric vibrators 6, 6, 6, ... Built on the surface of the vibration plate 5, and reference numerals 30, 30, 30 ,. Are drive electrodes formed facing the pressure generating chambers 50, 50, 50, ... In one row, and 31, 31, 31, ... Are opposed to the pressure generating chambers 51, 51, 51. The drive electrodes formed by the above are formed in a rectangular shape so as to have a certain distance from the common electrode lead-out electrode 32a located in the center and the other end to be located near the end of the diaphragm 5. There is.

【0014】32は、前述の共通電極引出電極で、組み
をなす2列のノズル開口21、21、21‥‥とノズル
開口22、22、22‥‥との中間に位置して、駆動電
極30、30、30‥‥、31、31、31‥‥の配列
方向に延長する部分32aと、これに直交する部分32
bとを有するように形成されている。
Reference numeral 32 denotes the above-mentioned common electrode extraction electrode, which is located between the two rows of nozzle openings 21, 21, 21 ... And the nozzle openings 22, 22, 22. , 30, 30, ..., 31, 31, 31, 31 ... Extending in the arrangement direction, and a portion 32 orthogonal to this.
and b.

【0015】そしてこれら電極の内、圧電振動子6、
6、6と接触する駆動電極30、31、及び共通電極引
出用電極32aは、振動板5と圧電振動子6とに対して
共に強い接合力を発揮するとともに、導電性を有する材
料、例えば白金や白金系合金などの蒸着や、スパッタリ
ングにより構成されている。
Of these electrodes, the piezoelectric vibrator 6,
The drive electrodes 30 and 31, which come into contact with the electrodes 6, 6, and the common electrode lead-out electrode 32a exhibit a strong bonding force to both the vibrating plate 5 and the piezoelectric vibrator 6, and also have a conductive material such as platinum. It is formed by vapor deposition or sputtering of platinum alloy or the like.

【0016】そして、これら駆動電極30、31の表面
には、直近で対向するものに対して連続体となる形状
で、かつ駆動電極30、31の側端を覆い隠す幅を有
し、一方の列の圧力発生室の外端から他方の列の圧力発
生室の外端にまで延びる長さを備えた圧電振動子6、
6、6‥‥(図中、クロスハッチングで示す領域)が設
けられている。
The surfaces of the drive electrodes 30 and 31 are shaped so as to be continuous with the ones that are immediately opposite to each other, and have a width that covers the side ends of the drive electrodes 30 and 31. A piezoelectric vibrator 6 having a length extending from the outer end of the pressure generating chamber of one row to the outer end of the pressure generating chamber of the other row;
6 (areas indicated by cross hatching in the figure) are provided.

【0017】33は、共通電極で、圧電振動子6、6、
6の側端6d、6e(図3)よりも中央側で、かつ共通
電極引出電極32を覆う領域に、導電材料を蒸着した
り、また厚膜形成することにより設けられている。
Reference numeral 33 is a common electrode, which is a piezoelectric vibrator 6, 6,
It is provided by vapor-depositing a conductive material or forming a thick film on a region closer to the center than the side ends 6d and 6e (FIG. 3) of 6 and covering the common electrode lead electrode 32.

【0018】この実施例において、共通電極33と1つ
の駆動電極30に駆動信号を印加すると、圧電振動子6
は、これら電極が共にラップする一半の領域6aだけを
長手方向を軸とするように幅方向に湾曲し、振動板5を
圧力発生室側に変形させる。つまり圧電振動子6は、ノ
ズル開口列21、22を挟むようにして電気的に2つに
分離されていため、一方の領域だけが湾曲する。
In this embodiment, when a drive signal is applied to the common electrode 33 and one drive electrode 30, the piezoelectric vibrator 6
Deforms the diaphragm 5 to the pressure generating chamber side by bending only the half region 6a where these electrodes overlap with each other in the width direction with the longitudinal direction as the axis. That is, since the piezoelectric vibrator 6 is electrically separated into two so as to sandwich the nozzle opening rows 21 and 22, only one region is curved.

【0019】そして振動子6は、ノズル開口側が共通電
極引出用電極32aの幅いっぱいで、また作動領域が駆
動電極30、31を介して振動板5に固定されているた
め、振動板5に十分な変位を伝達することができる。
Since the vibrator 6 has the full width of the common electrode lead-out electrode 32a on the nozzle opening side and the working area fixed to the diaphragm 5 via the drive electrodes 30 and 31, it is sufficient for the diaphragm 5. It is possible to transmit various displacements.

【0020】これにより圧力発生室50の容積が縮小
し、ここに存在するインクに圧力が印加されることにな
る。圧力発生室50のインクは、蓋板7の通孔8からイ
ンク供給流路構成板15の通孔16を経て、ノズルプレ
ート20のノズル開口21に流れ込み、ここからインク
滴となって飛び出す。
As a result, the volume of the pressure generating chamber 50 is reduced, and the pressure is applied to the ink existing therein. The ink in the pressure generating chamber 50 flows from the through hole 8 of the lid plate 7 through the through hole 16 of the ink supply flow path forming plate 15 into the nozzle opening 21 of the nozzle plate 20, and then ejects as an ink droplet from there.

【0021】駆動信号の印加が解除されて圧電振動子6
の一半6aが元の形状に復帰すると、圧力発生室50の
容積が膨張して圧力発生室50に陰圧が生じる。この結
果、蓋板7の通孔12を通ってリザーバ10から圧力発
生室50に、消費分に相当するインクが補給される。
The application of the drive signal is released and the piezoelectric vibrator 6
When the first half 6a returns to the original shape, the volume of the pressure generating chamber 50 expands and a negative pressure is generated in the pressure generating chamber 50. As a result, ink corresponding to the consumed amount is replenished from the reservoir 10 to the pressure generating chamber 50 through the through hole 12 of the cover plate 7.

【0022】そして、圧電振動子6は、対向する2つの
圧力発生室50、51を連続的にカバーしていて、ノズ
ル開口側に切れ目が存在せず、しかも表面、側面を共通
電極33により被覆されているから、環境中の湿気の侵
入が防止されて、長期間の使用においても劣化を来すこ
とがない。
The piezoelectric vibrator 6 continuously covers the two pressure generating chambers 50 and 51 facing each other, and there is no cut on the nozzle opening side, and the surface and the side surface are covered with the common electrode 33. Therefore, invasion of moisture in the environment is prevented, and deterioration does not occur even in long-term use.

【0023】さらには、インク吐出には直接寄与しない
ものの、ノズル開口近傍にも圧電振動子6の中央部6c
が振動板5に固着されているため、この部分が補強さ
れ、クロストーク等、印字品質を低下させる要因を減じ
ることができる。
Further, although not directly contributing to ink ejection, the central portion 6c of the piezoelectric vibrator 6 is also provided in the vicinity of the nozzle opening.
Is fixed to the diaphragm 5, this portion is reinforced, and factors such as crosstalk that deteriorate print quality can be reduced.

【0024】次に上述した記録ヘッドの製造方法を図5
に基づいて説明する。焼成したとき圧力発生室50、5
1を形成するのに適した厚みを備えたセラミックス材
料、この実施例ではジルコニアの粘土状薄板、いわゆる
グリーンシートに、圧力発生室を形成すべき位置をプレ
スにより打ち抜いて通孔3、3、3‥‥4、4、4‥‥
を穿設した第1のシートを用意する。同様に振動板5に
適した厚みのジルコニアのグリーンシートを用意する。
Next, a method of manufacturing the above-described recording head will be described with reference to FIG.
It will be described based on. Pressure generation chambers 50, 5 when fired
1, a ceramic material having a thickness suitable for forming No. 1, a zirconia clay thin plate in this embodiment, a so-called green sheet, is punched at a position where a pressure generating chamber is to be formed by a press, and the through holes 3, 3, 3 are formed. ... 4, 4, 4, ...
A first sheet having the holes is prepared. Similarly, a zirconia green sheet having a thickness suitable for the diaphragm 5 is prepared.

【0025】第1のシートと第2のシートとを積層し
て、均一な圧力を加えて2枚を粘着させた状態で乾燥さ
せる。この乾燥工程により2枚のシートが仮接着されて
半固化状態となる。ついで温度、例えば1000°C
で、反りを防止できる程度の圧力を加えながら焼成す
る。これにより、各シートがセラミックスとなり、同時
に各シートの境界面では焼結作用により2枚のシートが
元から1枚のシートで構成されていたかのように一体に
接合される。
The first sheet and the second sheet are laminated, and uniform pressure is applied to dry the two sheets in a state of being adhered. By this drying step, the two sheets are temporarily adhered to each other to be in a semi-solidified state. Then temperature, eg 1000 ° C
Then, it is fired while applying a pressure to prevent warpage. As a result, the respective sheets become ceramics and, at the same time, the two sheets are integrally joined at the boundary surface of the respective sheets by the sintering action as if they were originally composed of one sheet.

【0026】このように構成された部材の振動板5とな
る側の表面に圧力発生室50、51の対向側先端から振
動板5の側端に向けて延びるパターン55、55、55
‥‥、56、56、56‥‥を、導電性を備え、かつ振
動板5と後述する圧電材料のグリーンシートの焼成時に
強い接合力を発揮する高い材料、例えば白金や、白金系
合金、銀、銀系合金の材料を用いて蒸着やスパッタリン
グ、スクリーン印刷等、導電パターン形成技術を適用し
て形成する。
Patterns 55, 55, 55 extending from the opposite ends of the pressure generating chambers 50, 51 toward the side ends of the diaphragm 5 on the surface of the member thus constructed which becomes the diaphragm 5.
, 56, 56, 56, and the like, which are electrically conductive and have a high bonding force when firing the diaphragm 5 and a green sheet of a piezoelectric material described later, such as platinum, a platinum-based alloy, or silver. , A silver-based alloy material is used by applying a conductive pattern forming technique such as vapor deposition, sputtering, or screen printing.

【0027】同時にこれら駆動電極のパターン55、5
6の形成に合わせて、これらパターンの対向する側の中
央に共通電極引出用電極のパターン57a、及び外部接
続用のパターン57bを、導電性を備え、かつ振動板5
と後述する圧電材料のグリーンシートの焼成時に強い接
合力を発揮する高い材料、例えば白金や、白金系合金、
銀、銀系合金の材料を用いて蒸着やスパッタリング、ス
クリーン印刷等、導電パターン形成技術を適用して形成
する(図5(イ))。
At the same time, these drive electrode patterns 55, 5 are formed.
In accordance with the formation of 6, the common electrode extraction electrode pattern 57a and the external connection pattern 57b are provided in the center of the opposite sides of these patterns and are electrically conductive, and the vibration plate 5 is provided.
And a high material that exhibits a strong bonding force when firing a green sheet of a piezoelectric material described later, such as platinum or a platinum-based alloy,
It is formed by using a conductive pattern forming technique such as vapor deposition, sputtering, screen printing or the like using a material of silver or a silver-based alloy (FIG. 5A).

【0028】これら電極のパターン55、56、57
a、57bが形成された段階で、これら駆動電極のパタ
ーン55、56の幅よりも若干大きめで、一方の駆動電
極のパターン55の側端近傍から共通電極引出用電極の
パターン57aを跨いで対向する側のパターン56の側
端近傍にまで連続して延びる圧電材料のパターン58
を、テンプレート等を用いて厚膜印刷法により振動子に
適したグリーンシートを形成する(図5(ロ))。この
圧電材料としては、例えばジルコン酸チタン酸鉛(PZ
T)等が望ましい。
The patterns 55, 56, 57 of these electrodes
When a and 57b are formed, they are slightly larger than the widths of the drive electrode patterns 55 and 56, and face each other across the common electrode extraction electrode pattern 57a from the vicinity of the side end of one drive electrode pattern 55. The pattern 58 of the piezoelectric material that continuously extends to the vicinity of the side end of the pattern 56 on the side where
A green sheet suitable for a vibrator is formed by a thick film printing method using a template or the like (FIG. 5B). Examples of this piezoelectric material include lead zirconate titanate (PZ
T) and the like are desirable.

【0029】この圧電材料の厚膜印刷に際しても、対向
する2つの圧力発生室を駆動する2つの圧電振動子を、
1つの連続した窓を通して印刷するため、各圧力発生室
に対して個別の窓を設けて印刷する場合に比較して、電
極パターンに均一に圧接させることができる。
Even when printing a thick film of this piezoelectric material, two piezoelectric vibrators that drive two pressure generating chambers facing each other are
Since printing is performed through one continuous window, it is possible to press the electrode pattern uniformly, as compared with the case where an individual window is provided for each pressure generating chamber.

【0030】圧電材料が所定の乾燥度となった段階で、
圧電材料を焼成するのに適した温度、例えば1000乃
至1200°C程度で加熱する。焼成の過程においても
圧電材料は、対向する側で分離されておらず、連続する
とともに接合性の高い材料からなる共通電極引出用電極
のパターン57aに圧接されているため、従来のように
先端部がめくれ上がることがない。
When the piezoelectric material reaches a predetermined dryness,
The piezoelectric material is heated at a temperature suitable for firing, for example, about 1000 to 1200 ° C. Even in the firing process, the piezoelectric material is not separated on the opposite side, and is pressed against the common electrode extraction electrode pattern 57a made of a material having a high bonding property, which is continuous, so that the tip portion is different from the conventional case. It does not turn up.

【0031】そして圧電材料の焼成が終了した段階で、
各圧電振動子の両端近傍、及び共通電極引出層を覆う導
電パターン59を、導電材料、銅、及びニッケルの層を
順番に蒸着等の膜形成手段により形成して、各圧電振動
子に対する他方の電極を構成する(図5(ハ))。もと
より、駆動電極のパターン55、56は、外部接続部と
なる側端以外の領域では圧電振動子となるパターン5
5、56により覆われているから、共通電極59と短絡
するようなことはない。
When the firing of the piezoelectric material is completed,
A conductive pattern 59 that covers the vicinity of both ends of each piezoelectric vibrator and the common electrode lead-out layer is formed by sequentially forming a layer of a conductive material, copper, and nickel by film forming means such as vapor deposition, and The electrodes are formed (FIG. 5C). Of course, the patterns 55 and 56 of the drive electrodes are the pattern 5 that becomes the piezoelectric vibrator in the region other than the side end that becomes the external connection portion.
Since it is covered with Nos. 5 and 56, no short circuit with the common electrode 59 occurs.

【0032】これにより、図6に示したように2つの駆
動電極の導電パターン55と56に連続するように形成
された圧電振動子58は、その中央部において共通電極
引出用電極57aを跨いで形成されることになり、振動
板5と大きな接合力でもって固着されることになる。
As a result, as shown in FIG. 6, the piezoelectric vibrator 58 formed so as to be continuous with the conductive patterns 55 and 56 of the two drive electrodes straddles the common electrode extraction electrode 57a at the center thereof. It will be formed and will be fixed to the diaphragm 5 with a large joining force.

【0033】なお上述の実施例においては、組みとなる
ノズル開口を千鳥状に配列する場合に例を採って説明し
たが、組みとなるノズルノズル開口が同一ラインに位置
するものに対しては、図に示したように振動板5の表
面、中央に形成されている共通電極引出電極32aを線
対象とするように相対向配置されている駆動電極61、
61、61‥‥と、62、62、62‥‥を結ぶよう
に、短冊型の圧電振動子64、64、64を、それぞれ
共通電極引出電極32aを跨ぐように配置すればよいこ
とは明らかである。なお、図中符号65は、圧電振動子
64、64、64の表面に形成された共通電極を示す。
In the above-mentioned embodiment, the case where the nozzle openings to be assembled are arranged in a staggered manner has been described as an example. However, for nozzles having nozzle nozzle openings to be assembled on the same line, As shown in the figure, the drive electrodes 61 are arranged so as to face each other so that the common electrode extraction electrode 32a formed in the center of the surface of the diaphragm 5 is a line object.
It is obvious that the strip-shaped piezoelectric vibrators 64, 64, 64 may be arranged so as to straddle the common electrode extraction electrode 32a so as to connect 61, 61, ... And 62, 62, 62. is there. Note that reference numeral 65 in the figure denotes a common electrode formed on the surface of the piezoelectric vibrators 64, 64, 64.

【0034】また、アクチュエータ部材を3つに分割し
て構成しているが、1枚の振動板に形成するようにして
も同様に作用することは明らかである。
Although the actuator member is divided into three parts, it is obvious that the same effect can be obtained by forming the actuator member on one diaphragm.

【0035】さらに、上述の実施例においては、振動板
とスペーサ部材を一体にした状態で圧電振動子を作り付
けているが、振動板単体の状態で圧電振動板を作り付け
ることもできる。
Further, in the above-described embodiment, the piezoelectric vibrator is built with the vibrating plate and the spacer member integrated, but the piezoelectric vibrating plate can be built with the vibrating plate alone.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、
めて小さい圧電振動子であっても、確実に振動板に接合
させることができ、また、ノズル開口に対向する領域
おいても圧電振動子が連続しているため、ノズル開口近
傍に圧電振動子の切れ目がなく、湿気などの侵入による
劣化を防止することができるばかりでなく、この部分が
振動板の補強材としても機能し、信頼性を向上させるこ
とができる。
As described above, according to the present invention, even an extremely small piezoelectric vibrator can be reliably bonded to the vibration plate, and the piezoelectric vibrator is provided in the area facing the nozzle opening. In addition, since the piezoelectric vibrator is continuous, there is no break in the piezoelectric vibrator near the nozzle opening, which not only prevents deterioration due to ingress of moisture, but this portion also serves as a reinforcing material for the diaphragm. Also works and can improve reliability.

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

【図1】本発明の一実施例を示す分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図3】駆動ユニットの一例を示す分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing an example of a drive unit.

【図4】駆動ユニットの一実施例を示す上面図である。FIG. 4 is a top view showing an example of a drive unit.

【図5】図(イ)、(ロ)、(ハ)は、それぞれ同上駆
動ユニットの製造工程を示す図である。
5A, 5B and 5C are views showing a manufacturing process of the above drive unit.

【図6】図(イ)、(ロ)、(ハ)は、それぞれ中央の
共通電極引出電極と圧電振動子と駆動電極の関係を示す
図であって、図(イ)は上面図、(ロ)はA−A線で
の、また(ハ)はB−B線での断面図である。
6 (a), (b), and (c) are diagrams showing the relationship between the central common electrode extraction electrode, the piezoelectric vibrator, and the drive electrode, respectively. FIG. 6 (a) is a top view, (B) is a sectional view taken along the line A-A, and (c) is a sectional view taken along the line BB.

【図7】本発明の他の実施例を示す上面図である。FIG. 7 is a top view showing another embodiment of the present invention.

【図8】従来の圧電振動子を使用したアクチュエータの
圧電振動子先端領域を示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing a piezoelectric vibrator tip region of an actuator using a conventional piezoelectric vibrator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 駆動ユニット 2 スペーサ 3、4 圧力発生室を構成する通孔 5 振動板 6 圧電振動子 7 蓋板 8、9 通孔 10、11 リザーバを構成する通孔 12、13 通孔 15 インク供給流路構成板 16、17 通孔 20 ノズルプレート 21、22 ノズル開口 30、31 駆動電極 33 共通電極 1 drive unit 2 spacer 3, 4 through holes forming pressure generating chamber 5 diaphragm 6 Piezoelectric vibrator 7 Lid plate 8, 9 through holes 10, 11 through holes forming a reservoir 12, 13 through holes 15 Ink supply flow path constituent plate 16, 17 through holes 20 nozzle plate 21,22 nozzle opening 30, 31 Drive electrode 33 Common electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/16 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/16

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数のノズル開口を列状に配列した複数
ノズル開口列と、前記各ノズル開口に連通し、かつ共
通の振動板に封止された圧力発生室とを一定の間隔をあ
けて平行に配列して構成された流路構成部材と、 前記圧力発生室に対応して前記振動板に形成された第1
の電極と、前記振動板の表面に前記各ノズル開口列の対
向する側の領域の中央に形成された第2の電極と、前記
第2の電極を挟んで対向する一方の第1の電極の他端近
傍から、他方の第1の電極の他端近傍に連続するように
形成された圧電振動子と、前記圧電振動子の表面に形成
された第3の電極とを備え、前記第1の電極と第3の電
極とで挟まれた領域を変位領域とする圧電振動子とから
なる圧電駆動手段と、 を備えた積層型インクジェット式記録ヘッド。
1. A plurality of which a plurality of nozzle openings in a row
A nozzle opening row of the communicating with the nozzle openings, and a common vibration plate and sealed the pressure generating chamber at regular intervals by arranging parallel to the passage component, wherein The first formed on the vibration plate corresponding to the pressure generating chamber
Of the electrode, a second electrode formed on the surface of the diaphragm at the center of the region on the opposite side of each nozzle opening row, and one of the first electrodes facing each other with the second electrode interposed therebetween. A piezoelectric vibrator formed so as to be continuous from the vicinity of the other end to the vicinity of the other end of the other first electrode, and formed on the surface of the piezoelectric vibrator.
A third electrode that is electrically connected to the first electrode and the third electrode.
A laminated-type ink jet recording head comprising: a piezoelectric driving unit including a piezoelectric vibrator having a region sandwiched by a pole as a displacement region .
【請求項2】 前記第3の電極が、前記第2の電極に接
されている請求項1に記載の積層型インクジェット式
記録ヘッド。
2. The third electrode is in contact with the second electrode.
The laminated ink jet recording head according to claim 1, which is continued .
【請求項3】 前記流路構成部材が、絶縁性材料からな
る振動板と、2列1組みとして形成される圧力発生室を
構成する通孔を備えたスペーサ部材と、該スペーサ部材
の他方を封止するとともに、リザーバと前記圧力発生室
とを、及びノズル開口と前記圧力発生室とを連通する通
孔を有する蓋板と、インクタンクに接続され、ノズル開
口と前記圧力発生室と連通する通孔、及び前記リザーバ
を形成する通孔を備えたインク供給部材と、ノズル開口
を備えたノズルプレートとを積層して構成されている請
求項1の積層型インクジェット式記録ヘッド。
3. The flow path forming member includes a diaphragm made of an insulating material, a spacer member having through holes forming pressure generating chambers formed in two rows and one set, and the other of the spacer members. A lid plate having a through hole that communicates the reservoir and the pressure generating chamber, and the nozzle opening and the pressure generating chamber, is connected to the ink tank and communicates with the nozzle opening and the pressure generating chamber. 2. The laminated ink jet recording head according to claim 1, which is configured by laminating an ink supply member having a through hole and a through hole forming the reservoir, and a nozzle plate having a nozzle opening.
【請求項4】 前記振動板は、ジルコニアからなり、ま
た前記振動板の表面に形成される前記各電極は、白金
や、白金系合金、銀、銀系合金である請求項1のインク
ジェット式記録ヘッド。
4. The ink jet recording according to claim 1, wherein the vibrating plate is made of zirconia, and each electrode formed on the surface of the vibrating plate is platinum, platinum-based alloy, silver or silver-based alloy. head.
【請求項5】 前記振動板とスペーサ部材は、セラミッ
クからなる請求項1のインクジェット式記録ヘッド。
5. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the vibrating plate and the spacer member are made of ceramic.
【請求項6】 導電性を備え、かつ振動板を形成してい
る材料と圧電材料に強い接合力を発揮する白金、白金系
合金、銀、銀系合金から選択された材料により、ノズル
開口を挟んで対向する2列1組みの第1の電極、及び前
記第1の電極列の間に第2の電極のパターンを形成する
工程と前記第1の電極のパターンよりも若干大きめで、
一方の第1の電極のパターンの側端近傍から第2の電極
のパターンを跨いで対向する側の第1の電極のパターン
の側端近傍にまで連続して延びる圧電材料のパターンを
形成する工程と、 圧電材料を焼成する工程と、とを有する インクジェット記録ヘッド用駆動体の製造方
法。
6. The nozzle opening is made of a material selected from platinum, a platinum-based alloy, silver, and a silver-based alloy that has a conductive property and exhibits a strong bonding force between the material forming the diaphragm and the piezoelectric material. Forming a pair of first electrodes in two rows and facing each other, and a step of forming a pattern of the second electrode between the first electrode rows, and slightly larger than the pattern of the first electrode,
A step of forming a pattern of a piezoelectric material continuously extending from the vicinity of one side edge of the pattern of the first electrode to the vicinity of the side edge of the pattern of the first electrode on the opposite side across the pattern of the second electrode. And a step of firing the piezoelectric material, and a method for manufacturing a drive body for an inkjet recording head.
【請求項7】 前記振動板にインク流路形成するスペー
サ部材が予め一体となるように固定されている請求項6
のインクジェット記録ヘッド用駆動体の製造方法。
7. A spacer member for forming an ink flow path is previously fixed to the vibration plate so as to be integrated with the vibration plate.
And a method for manufacturing a driving body for an inkjet recording head.
【請求項8】 前記振動板がセラミックである請求項6
のインクジェット記録ヘッド用駆動体の製造方法。
8. The vibrating plate is ceramic.
And a method for manufacturing a driving body for an inkjet recording head.
JP11219194A 1994-04-26 1994-04-26 Laminated ink jet recording head and method of manufacturing driving body suitable for the same Expired - Lifetime JP3414495B2 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11219194A JP3414495B2 (en) 1994-04-26 1994-04-26 Laminated ink jet recording head and method of manufacturing driving body suitable for the same
GB9508508A GB2288766B (en) 1994-04-26 1995-04-26 Ink jet recording head and manufacturing method suitable for the ink jet recording head
FR9504976A FR2719804B1 (en) 1994-04-26 1995-04-26 Ink jet recording head and its manufacturing process.
IT95TO000326A IT1282822B1 (en) 1994-04-26 1995-04-26 INK-JET REGISTRATION HEAD AND SUITABLE MANUFACTURING METHOD FOR THE INK-JET REGISTRATION HEAD
US08/427,831 US5929881A (en) 1994-04-26 1995-04-26 Ink jet recording head having improved arrangement of electrodes
DE19515406A DE19515406C2 (en) 1994-04-26 1995-04-26 Ink jet printhead and manufacturing method for the ink jet printhead
US08/877,184 US6073321A (en) 1994-04-26 1997-06-17 Manufacturing method for an ink jet recording head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11219194A JP3414495B2 (en) 1994-04-26 1994-04-26 Laminated ink jet recording head and method of manufacturing driving body suitable for the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07290703A JPH07290703A (en) 1995-11-07
JP3414495B2 true JP3414495B2 (en) 2003-06-09

Family

ID=14580545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11219194A Expired - Lifetime JP3414495B2 (en) 1994-04-26 1994-04-26 Laminated ink jet recording head and method of manufacturing driving body suitable for the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3414495B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001074591A1 (en) 2000-03-31 2001-10-11 Fujitsu Limited Multinozzle ink-jet head

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07290703A (en) 1995-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3478297B2 (en) Ink jet recording head
US5028936A (en) Pulsed droplet deposition apparatus using unpoled crystalline shear mode actuator
US4992808A (en) Multi-channel array, pulsed droplet deposition apparatus
US5003679A (en) Method of manufacturing a droplet deposition apparatus
JP3452111B2 (en) Ink jet recording head
JP4770393B2 (en) Liquid transfer device
EP0709200A1 (en) A printing head for an ink jet printer and a method for producing the same
JPH08187848A (en) Laminated type piezoelectric element and its manufacture
US5929881A (en) Ink jet recording head having improved arrangement of electrodes
JP2006231909A (en) Liquid jetting head and liquid jetting apparatus
JP2000158645A (en) Ink jet head
JP3386119B2 (en) Flow path unit for multilayer inkjet recording head
JP3254863B2 (en) Ink jet recording head and method of manufacturing the same
US5945773A (en) Piezoelectric actuator for ink-jet printer and method of manufacturing the same
JP3221470B2 (en) Ink jet head and method of manufacturing the same
JP3175269B2 (en) Inkjet print head
JPH09272206A (en) Array of piezoelectric vibrators
JP3414495B2 (en) Laminated ink jet recording head and method of manufacturing driving body suitable for the same
JPH081933A (en) Piezoelectric vibrator array
JP3728932B2 (en) Inkjet recording head
JP3487319B2 (en) Multilayer inkjet recording head
JP3298755B2 (en) Method of manufacturing inkjet head
JP3412156B2 (en) Inkjet recording head
JP3456519B2 (en) Ink jet recording head
JP3439659B2 (en) Piezoelectric vibrator unit for ink jet print head, method of manufacturing the same, and ink jet print head

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20030305

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080404

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090404

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090404

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100404

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110404

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110404

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120404

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130404

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130404

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140404

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term