JP4377712B2 - Printing head and printing method - Google Patents

Printing head and printing method Download PDF

Info

Publication number
JP4377712B2
JP4377712B2 JP2004038853A JP2004038853A JP4377712B2 JP 4377712 B2 JP4377712 B2 JP 4377712B2 JP 2004038853 A JP2004038853 A JP 2004038853A JP 2004038853 A JP2004038853 A JP 2004038853A JP 4377712 B2 JP4377712 B2 JP 4377712B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
dummy
pressurizing
actuator
pressure
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
JP2004038853A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004262242A (en
Inventor
久満 酒井
健一 吉村
比呂史 会田
惇夫 坂井田
英年 渡邉
淳 廣田
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.)
Brother Industries Ltd
Kyocera Corp
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Kyocera 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
Application filed by Brother Industries Ltd, Kyocera Corp filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP2004038853A priority Critical patent/JP4377712B2/en
Publication of JP2004262242A publication Critical patent/JP2004262242A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4377712B2 publication Critical patent/JP4377712B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Description

本発明は、圧電性を有するアクチュエータを用いて文字や画像の印刷に用いるインクジェット式プリンタに搭載される印刷ヘッド及び印刷方法に関する。   The present invention relates to a print head mounted on an ink jet printer used for printing characters and images using a piezoelectric actuator and a printing method.

近年、パーソナルコンピューターの普及やマルチメディアの発達に伴って、情報を記録媒体に出力する記録装置として、インクジェット方式の記録装置の利用が急速に拡大している。   In recent years, with the spread of personal computers and the development of multimedia, the use of ink jet recording apparatuses as recording apparatuses that output information to recording media is rapidly expanding.

かかるインクジェット方式の記録装置には、印刷ヘッドが搭載されており、この種の印刷ヘッドには、インクが充填されたインク流路内に加圧手段としてのヒーターを備え、ヒーターによりインクを加熱、沸騰させ、インク流路内に発生する気泡によってインクを加圧し、インク吐出孔より、インク流として吐出させるサーマル方式と、インクが充填されるインク流路の一部の壁を変位素子によって屈曲変位させ、機械的にインク流路内のインクを加圧し、インク吐出孔よりインク流として吐出させる圧電方式が一般的に知られている。   Such an ink jet recording apparatus is equipped with a print head, and this type of print head includes a heater as a pressurizing unit in an ink flow path filled with ink, and heats the ink with the heater. The thermal method of boiling and pressurizing ink with bubbles generated in the ink flow path, and discharging it as an ink flow from the ink discharge hole, and bending displacement of a part of the wall of the ink flow path filled with ink by a displacement element In general, a piezoelectric method is known in which ink in an ink flow path is mechanically pressurized and discharged as an ink flow from an ink discharge hole.

圧電方式を利用した印刷ヘッドは、例えば、複数の加圧室が設けられた基板上に、複数の圧力発生部を具備するアクチュエータを、一つの圧力発生部が一つの加圧室に当接するように接合した印刷ヘッドが提案されている(特許文献1)。   In a print head using a piezoelectric method, for example, an actuator having a plurality of pressure generation units is placed on a substrate provided with a plurality of pressure chambers so that one pressure generation unit abuts on one pressure chamber. There has been proposed a print head bonded to the substrate (Patent Document 1).

この圧力発生部は、独立して制御することが可能であるため、個々の圧力発生部における振動によって発生した圧力を用いて加圧室に充填されたインクを吐出することにより、インクジェットプリンタの高速化及び高精度化に寄与することができる。
特開平11−34321号公報図1、図2
Since this pressure generating unit can be controlled independently, by discharging the ink filled in the pressurizing chamber using the pressure generated by the vibration in each pressure generating unit, the high speed of the ink jet printer It can contribute to improvement and high accuracy.
JP, 11-34321, A FIG. 1, FIG.

しかしながら、最近の高精度プリンタにおいては印字画像の高品質化の要求に伴い、上記インク吐出孔の高密度、高精度配置が求められ、それに伴って加圧室同士の間隔をますます小さく、高密度に配列することが求められている。   However, recent high-precision printers require high-density and high-precision arrangement of the ink discharge holes in response to the demand for high-quality printed images. It is required to arrange in density.

このように高密度化すると、隔壁の幅が狭くなり、圧電発生部の形状が一様でない場合にも隣接する圧力発生部への振動に影響する。また、形状が一であっても、圧力発生部で発生した振動が隣接する圧力発生部の振動に影響を及ぼし、圧電発生部間で応力に差が生じ、この差が無視できなくなるため、特許文献1に記載の印刷ヘッドをプリンタに搭載してインクを吐出させると、印刷の品質が低下し、特に周辺部の画質が低下するという問題があった。 When the density is increased in this way, the width of the partition wall becomes narrow, and even when the shape of the piezoelectric generating part is not uniform, the vibration to the adjacent pressure generating part is affected. Further, even if a shape is uniform, since the influence on the vibration of the pressure generating portion which vibration generated by the pressure generating unit are adjacent, stress difference occurs between the piezoelectric generator, this difference can not be neglected, When the print head described in Patent Document 1 is mounted on a printer and ink is ejected, there is a problem that the quality of printing is deteriorated, and in particular, the image quality of the peripheral portion is deteriorated.

従って、本発明は、圧力発生部が高密度に形成されていても、画質の低下を改善した印刷ヘッド及びそれを用いた印刷方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a print head and a printing method using the same, in which the deterioration of image quality is improved even when the pressure generating portions are formed with high density.

本発明は、加圧室が高密度で構成された場合、基板に多数設けられた加圧室のうち、最外周の加圧室とその内部の加圧室とではインク吐出量及び吐出圧力等が異なるため、それが原因で周辺部の画質が低下することを知見し、加圧室の外周にダミーキャビティを設けることによって画質低下を顕著に改善したものである。   In the present invention, when the pressurization chamber is configured with high density, among the pressurization chambers provided on the substrate in a large number, the outermost pressurization chamber and the pressurization chamber in the inside thereof, the ink discharge amount, the discharge pressure, etc. Therefore, it has been found that the image quality of the peripheral portion is lowered due to the difference, and the provision of a dummy cavity on the outer periphery of the pressurization chamber has significantly improved the image quality degradation.

即ち、本発明の印刷ヘッドは、インクを導入するためのインク流路とインクを吐出するためのインク吐出孔とが接続された加圧室が複数設けられた基板の主面に、圧力発生部を複数具備するアクチュエータが、該圧力発生部の各々に前記加圧室がそれぞれ当接するように配置して設けられ、前記複数の加圧室の外周の前記基板、インク吐出孔を具備しない複数のダミーキャビティが形成され、前記アクチュエータは、前記ダミーキャビティ、前記加圧室、前記加圧室の間にある隔壁および前記加圧室と前記ダミーキャビティとの間にある隔壁を覆っていることを特徴とする。
また、本発明の印刷ヘッドは、インクを導入するためのインク流路とインクを吐出するためのインク吐出孔とが接続された加圧室が複数設けられた基板の主面に、圧力発生部を複数具備するアクチュエータが、該圧力発生部の各々に前記加圧室がそれぞれ当接するように配置して設けられ、前記圧力発生部が表面電極と、共通電極と、該共通電極と前記表面電極とに挟持された圧電体層とを有し、前記複数の加圧室の外周の前記基板に複数のダミーキャビティが形成され、前記アクチュエータには、前記ダミーキャビティに対応する表面電極が設けられておらず、前記アクチュエータは、前記ダミーキャビティ、前記加圧室、前記加圧室の間にある隔壁および前記加圧室と前記ダミーキャビティとの間にある隔壁を覆っていることを特徴とする。
さらに、本発明の印刷ヘッドは、インクを導入するためのインク流路とインクを吐出するためのインク吐出孔とが接続された加圧室が複数設けられた基板の主面に、圧力発生部を複数具備するアクチュエータが、該圧力発生部の各々に前記加圧室がそれぞれ当接するように配置して設けられ、前記圧力発生部が表面電極と、共通電極と、該共通電極と前記表面電極とに挟持された圧電体層とを有し、前記複数の加圧室の外周の前記基板に複数のダミーキャビティが形成され、前記アクチュエータには、前記ダミーキャビティに対応する、外部に接続されていない表面電極が設けられており、前記アクチュエータは、前記ダミーキャビティ、前記加圧室、前記加圧室の間にある隔壁および前記加圧室と前記ダミーキャビティとの間にある隔壁を覆っていることを特徴とする。
That is, the print head according to the present invention includes a pressure generating unit on a main surface of a substrate provided with a plurality of pressure chambers to which an ink flow path for introducing ink and an ink discharge hole for discharging ink are connected. The plurality of actuators are arranged so that the pressure chambers are in contact with each of the pressure generating portions, and the substrate on the outer periphery of the plurality of pressure chambers does not have ink discharge holes. The dummy cavity is formed, and the actuator covers the dummy cavity, the pressurizing chamber, a partition wall between the pressurizing chamber, and a partition wall between the pressurizing chamber and the dummy cavity. Features.
In addition, the print head of the present invention includes a pressure generator on a main surface of a substrate provided with a plurality of pressure chambers to which an ink flow path for introducing ink and an ink discharge hole for discharging ink are connected. A plurality of actuators are provided so that the pressurizing chambers are in contact with each of the pressure generating parts, and the pressure generating part includes a surface electrode, a common electrode, the common electrode, and the surface electrode. A plurality of dummy cavities are formed in the substrate on the outer periphery of the plurality of pressurizing chambers, and the actuator is provided with surface electrodes corresponding to the dummy cavities. The actuator covers the dummy cavity, the pressurizing chamber, a partition wall between the pressurizing chamber, and a partition wall between the pressurizing chamber and the dummy cavity. .
Furthermore, the print head according to the present invention includes a pressure generating unit on a main surface of a substrate provided with a plurality of pressurizing chambers to which an ink flow path for introducing ink and an ink discharge hole for discharging ink are connected. A plurality of actuators are provided so that the pressurizing chambers are in contact with each of the pressure generating parts, and the pressure generating part includes a surface electrode, a common electrode, the common electrode, and the surface electrode. A plurality of dummy cavities are formed in the substrate on the outer periphery of the plurality of pressurizing chambers, and the actuator is connected to the outside corresponding to the dummy cavities. The surface electrode is not provided, and the actuator includes the dummy cavity, the pressurizing chamber, a partition wall between the pressurizing chamber, and a partition wall between the pressurizing chamber and the dummy cavity. Tsu, characterized in that is.

このような構成を採用することによって、全ての加圧室が隣接する加圧室へ与える影響を均等にすることができるため、圧力発生部における圧電体層の変位を均一にできる。具体的には、加圧室に対応する圧力発生部が、ダミーキャビティに対応する圧力発生部よりも圧電特性に優れ、かつ均一となるため、インクの吐出量や吐出圧力のばらつきを改善し、画質の高い印刷を実現することができる。   By adopting such a configuration, the influence of all the pressurizing chambers on the adjacent pressurizing chambers can be made uniform, so that the displacement of the piezoelectric layer in the pressure generating section can be made uniform. Specifically, since the pressure generating part corresponding to the pressurizing chamber is superior and uniform in piezoelectric characteristics than the pressure generating part corresponding to the dummy cavity, the variation in ink discharge amount and discharge pressure is improved. Printing with high image quality can be realized.

特に、前記加圧室の形状と前記ダミーキャビティの形状が略同一であることが好ましい。このように、形状を同じにすることで、各圧力発生部における圧電体層の変位をより均一化することが容易となる。   In particular, the shape of the pressurizing chamber and the shape of the dummy cavity are preferably substantially the same. Thus, by making the shape the same, it becomes easy to make the displacement of the piezoelectric layer in each pressure generating part more uniform.

また、前記ダミーキャビティと前記ダミーキャビティに隣接する該加圧室との間隔が、前記加圧室間の間隔と略同一であることが好ましい。このように、対称性を高めることによって、各圧力発生部における圧電体層の変位の均一性をより高めることが可能となる。 The distance between the pressurized chamber adjacent to the dummy cavity and the dummy cavity is preferably a distance substantially the same between the front Symbol pressurizing chamber. Thus, by increasing the symmetry, it is possible to further increase the uniformity of the displacement of the piezoelectric layer in each pressure generating portion.

さらに、一つの前記加圧室に隣接する他の前記加圧室及び前記ダミーキャビティの配置関係が全ての前記加圧室について略同一であることが好ましい。これによって、各加圧室の対称性を高めることができ、各圧力発生部における圧電体層の変位の均一性をより確実に高めることができる。 Further, it is preferable arrangement of the other of said pressure chamber and said dummy cavities adjacent to one said pressurizing chamber is approximately the same for all of the pressure chamber. Thereby, the symmetry of each pressurizing chamber can be enhanced, and the uniformity of displacement of the piezoelectric layer in each pressure generating portion can be more reliably enhanced.

さらにまた、前記ダミーキャビティにインクを充填することが可能であることが好ましい。このような構成によってインクをダミーキャビティに充填させることが可能となり、さらに対称性を高めて、各圧力発生部における圧電体層の変位の均一性をより一層高めることができる。   Furthermore, it is preferable that the dummy cavity can be filled with ink. With such a configuration, it becomes possible to fill the dummy cavities with ink, and it is possible to further improve the symmetry and further improve the uniformity of the displacement of the piezoelectric layer in each pressure generating portion.

さらに、前記ダミーキャビティに対応する表面電極が設けられ、該表面電極に電圧が実質的に印加されないことが好ましい。これにより、ダミーキャビティに充填したインクが誤って吐出し、画質低下の発生を防止することが容易になる。   Furthermore, it is preferable that a surface electrode corresponding to the dummy cavity is provided, and a voltage is not substantially applied to the surface electrode. This makes it easy to prevent the ink filled in the dummy cavity from being accidentally discharged and preventing the image quality from being deteriorated.

また、本発明の印刷方法は、インクを導入するためのインク流路とインクを吐出するためのインク吐出孔とが接続された加圧室が複数設けられた基板の主面に、圧力発生部を複数具備するアクチュエータが、該圧力発生部の各々に前記加圧室がそれぞれ当接するように配置して設けられ、前記圧力発生部が表面電極と、共通電極と、該共通電極と前記表面電極とに挟持された圧電体層とを有し、前記複数の加圧室の外周の前記基板に複数のダミーキャビティが形成され、前記アクチュエータには、前記ダミーキャビティに対応する表面電極が形成され、前記アクチュエータは、前記ダミーキャビティ、前記加圧室、前記加圧室の間にある隔壁および前記加圧室と前記ダミーキャビティとの間にある隔壁を覆っている印刷ヘッドを用い、前記ダミーキャビティに対応する表面電極には電圧を加えず、前記圧力発生部の表面電極に電圧を加えて、加圧室からインクを吐出させることを特徴とするもので、これにより、高画質の印刷を実現することができる。 Further, the printing method of the present invention includes a pressure generating portion on a main surface of a substrate provided with a plurality of pressure chambers to which an ink flow path for introducing ink and an ink discharge hole for discharging ink are connected. A plurality of actuators are provided so that the pressurizing chambers are in contact with each of the pressure generating parts, and the pressure generating part includes a surface electrode, a common electrode, the common electrode, and the surface electrode. A plurality of dummy cavities are formed in the substrate on the outer periphery of the plurality of pressurizing chambers, and a surface electrode corresponding to the dummy cavities is formed on the actuator, the actuator using the dummy cavities, said pressure chamber, the print head that covers the partition wall located between said dummy cavity between the partition and the pressure chamber located between said pressure chamber, said da No voltage is applied to the surface electrodes corresponding to the over cavity, by applying a voltage to the surface electrode of the pressure generating portion, characterized in that the ink is ejected from the pressure chamber, by which, the high-quality printing Can be realized.

本発明によれば、基板に設けられた加圧室の外周にダミーキャビティを設けることにより、加圧室に対応する圧力発生部の変位を均一にすることができ、その結果、ダミーキャビティからのインク吐出を避け、その内部に配置された加圧室からインクを吐出することによって、特に周辺部における画質の低下を抑制することができる。   According to the present invention, by providing the dummy cavity on the outer periphery of the pressurizing chamber provided on the substrate, the displacement of the pressure generating portion corresponding to the pressurizing chamber can be made uniform. By avoiding ink ejection and ejecting ink from the pressurizing chamber disposed therein, it is possible to suppress deterioration in image quality particularly in the peripheral portion.

本発明のアクチュエータを、図を用いて説明する。   The actuator of this invention is demonstrated using figures.

図1は本発明の印刷ヘッドの一実施例を示すもので、図1(a)に示したように、基板1の主面にアクチュエータ2が設けられている。   FIG. 1 shows an embodiment of a print head according to the present invention. As shown in FIG. 1A, an actuator 2 is provided on the main surface of a substrate 1.

基板1には、加圧室4が複数設けられ、加圧室4は隔壁5でそれぞれ分離されている。また、後述のように、アクチュエータ2は複数の圧力発生部17を具備しており、圧力発生部17の各々に加圧室4がそれぞれ当接するように配置されている。そして、複数の加圧室4の外周にダミーキャビティ6が設けられており、アクチュエータ2は、ダミーキャビティ6、加圧室4、加圧室4の間にある隔壁5および加圧室4とダミーキャビティ6との間にある隔壁5を覆っていることが重要である。 A plurality of pressurizing chambers 4 are provided on the substrate 1, and the pressurizing chambers 4 are separated by partition walls 5. Further, as will be described later, the actuator 2 includes a plurality of pressure generating units 17, and the pressurizing chambers 4 are arranged so as to abut each of the pressure generating units 17. A dummy cavity 6 is provided on the outer periphery of the plurality of pressurizing chambers 4. The actuator 2 includes a dummy cavity 6, a pressurizing chamber 4, a partition wall 5 between the pressurizing chamber 4, a pressurizing chamber 4 and a dummy. It is important to cover the partition wall 5 between the cavity 6 .

加圧室4は、インクを導入するためのインク流路(図示せず)とインクを吐出するためのインク吐出孔3とに接続されている必要がある。なお、加圧室4は、インク流路の一部を形成しても良いが、いずれにしても、インクが吐出された後に加圧室4にインクが流れ込んでインクを補充し、常に加圧室4にインクを充填させる機構を有することが重要である。   The pressurizing chamber 4 needs to be connected to an ink flow path (not shown) for introducing ink and an ink discharge hole 3 for discharging ink. The pressurizing chamber 4 may form a part of the ink flow path, but in any case, after the ink is ejected, the ink flows into the pressurizing chamber 4 to replenish the ink, and the pressurizing chamber 4 is always pressurized. It is important to have a mechanism for filling the chamber 4 with ink.

加圧室4は、図1に示したように、全てが同一形状で、且つ一定周期で配置されることが好ましい。これにより、対称性を高め、加圧室4の圧力分布を均一にすることが容易になる。   As shown in FIG. 1, it is preferable that all the pressurizing chambers 4 have the same shape and are arranged at a constant period. Thereby, it becomes easy to improve symmetry and make the pressure distribution in the pressurizing chamber 4 uniform.

加圧室4の形状は、図1に示したような長方形でも良いし、正方形、菱形、平行四辺形、円、楕円、多角形及びこれらの形状を変形させたもの、或いはこれら以外の形状でも採用することができる。ここで変形させたものとは、例えば図2(a)のように直線を緩やかな曲線で置換したり、図2(b)のように角を丸めたりしたものを意味する。   The shape of the pressurizing chamber 4 may be a rectangle as shown in FIG. 1, a square, a rhombus, a parallelogram, a circle, an ellipse, a polygon, a shape obtained by deforming these shapes, or other shapes. Can be adopted. Here, what is deformed means, for example, a straight line replaced with a gentle curve as shown in FIG. 2A or a rounded corner as shown in FIG. 2B.

加圧室4の形状とダミーキャビティ6の形状とを略同一にすることが好ましい。また、ダミーキャビティ6とダミーキャビティ6に隣接する加圧室4との間隔が、前記複数の加圧室4間の間隔と略同一であることが好ましい。さらに、一つの加圧室4に隣接する加圧室4及び/又はダミーキャビティ6の形状及び配置を全ての加圧室4について略同一とすることが好ましい。   The shape of the pressurizing chamber 4 and the shape of the dummy cavity 6 are preferably substantially the same. Further, it is preferable that the interval between the dummy cavity 6 and the pressurizing chamber 4 adjacent to the dummy cavity 6 is substantially the same as the interval between the plurality of pressurizing chambers 4. Furthermore, it is preferable that the shape and arrangement of the pressurizing chamber 4 and / or the dummy cavity 6 adjacent to one pressurizing chamber 4 are substantially the same for all the pressurizing chambers 4.

このような構成によって、それぞれ圧力発生部における圧電体層の変位をより均一にすることが容易となり、その結果、インクの吐出量や吐出圧力のばらつきをよりいっそう小さくし、印刷品質をさらに改善することが容易になる。   With such a configuration, it becomes easy to make the displacement of the piezoelectric layer in each pressure generating portion more uniform, and as a result, the variation in ink discharge amount and discharge pressure is further reduced, and the print quality is further improved. It becomes easy.

加圧室4の数は特に制限されるものではなく、所望の解像度に基づいて所望の大きさ及び密度に設計することができる。また、基板1の大きさも所望のサイズを用いることができる。なお、本発明の印刷ヘッドの基板1の幅を、例えばA4用紙やA3用紙の幅と同じ長さに設定することによりライン型プリンタに対応でき、高速印刷を実現できるので好ましい。   The number of pressurizing chambers 4 is not particularly limited, and can be designed to a desired size and density based on a desired resolution. Moreover, the size of the substrate 1 can be a desired size. It is preferable that the width of the substrate 1 of the print head of the present invention is set to the same length as the width of A4 paper or A3 paper, for example, so that it can be applied to a line printer and high speed printing can be realized.

アクチュエータ2は、圧電体層14と、圧電体層14の一方の主面に設けられた共通電極15と、圧電体層14の他方の主面に設けられた複数の表面電極16とを具備し、圧電体層14が共通電極15と表面電極16で挟持された構成となっている。また、アクチュエータ2は、基板上に設けられるに当り、表面電極16の各々に加圧室4の一つがそれぞれ当接するように配置されている。   The actuator 2 includes a piezoelectric layer 14, a common electrode 15 provided on one main surface of the piezoelectric layer 14, and a plurality of surface electrodes 16 provided on the other main surface of the piezoelectric layer 14. The piezoelectric layer 14 is sandwiched between the common electrode 15 and the surface electrode 16. Further, when the actuator 2 is provided on the substrate, one of the pressurizing chambers 4 is disposed in contact with each of the surface electrodes 16.

そして、アクチュエータ2における一つの加圧室4と略同一の領域が一つの圧力発生部17として作用するため、アクチュエータ2には多数の圧力発生部17が設けられている。また、一つの圧力発生部17が、一つの加圧室6に当接するように配置させることで、圧力発生部17から発生した圧力やそれに伴う衝撃波がインクに伝わり、インクを効率的に吐出することができる。   The actuator 2 is provided with a large number of pressure generating portions 17 because a region substantially the same as the one pressurizing chamber 4 in the actuator 2 acts as one pressure generating portion 17. Further, by arranging one pressure generating unit 17 so as to contact one pressurizing chamber 6, the pressure generated from the pressure generating unit 17 and the accompanying shock wave are transmitted to the ink, and the ink is efficiently ejected. be able to.

アクチュエータ2の厚みは、薄くすることによって各圧力発生部17の変位量を大きくすることができるため、100μm以下、特に80μm以下、更には60μm以下、より公的には50μm以下であることが好ましい。なお、薄すぎて破損しないように、アクチュエータ2の厚みを5μm以上、特に10μm以上、さらには20μm以上とするのが良い。   Since the displacement of each pressure generating portion 17 can be increased by reducing the thickness of the actuator 2, it is preferably 100 μm or less, particularly 80 μm or less, more preferably 60 μm or less, and more officially 50 μm or less. . The thickness of the actuator 2 is preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, and even more preferably 20 μm or more so as not to be too thin and damaged.

表面電極16は圧電体層14上に複数設けられており、例えば図1(b)に示したように、表面電極16が等間隔で2次元的に配列され、それぞれ外部の電子制御回路に独立して接続され、それぞれの電極間に電圧が印加されると、電圧が印加された共通電極15と表面電極16に挟持された部位の圧電体層14が変位し、即ち圧力発生部17が振動して加圧室に充填されたインクに圧力を発生するとともに、その際に生じた圧力及び/又は衝撃波によってインク吐出孔3からインクが吐出される。   A plurality of surface electrodes 16 are provided on the piezoelectric layer 14. For example, as shown in FIG. 1B, the surface electrodes 16 are two-dimensionally arranged at equal intervals, and are independent of an external electronic control circuit. When the voltage is applied between the electrodes, the piezoelectric layer 14 at the portion sandwiched between the common electrode 15 and the surface electrode 16 to which the voltage is applied is displaced, that is, the pressure generating unit 17 vibrates. Then, pressure is generated in the ink filled in the pressurizing chamber, and ink is ejected from the ink ejection holes 3 by the pressure and / or shock wave generated at that time.

基板1の構造に関して、従来は、ダミーキャビティ6が設けられていなかったため、最外周の加圧室4から吐出されたインクと、内部の加圧室4から吐出されたインクとの間で、インクの吐出量や吐出速度、吐出圧力、インク液滴形状等が異なり、印刷すると周辺部の画質が低下する原因となっていた。しかし、本発明によれば、基板1に設けられた加圧室4の外周にダミーキャビティ6を設けたことによって、この問題を改善することができた。   With respect to the structure of the substrate 1, conventionally, since the dummy cavity 6 is not provided, the ink is discharged between the ink discharged from the outermost pressurizing chamber 4 and the ink discharged from the inner pressurizing chamber 4. The discharge amount, the discharge speed, the discharge pressure, the ink droplet shape, and the like are different, and printing causes a deterioration in the image quality of the peripheral portion. However, according to the present invention, this problem can be improved by providing the dummy cavity 6 on the outer periphery of the pressurizing chamber 4 provided on the substrate 1.

本発明では、加圧室4の外周に設けたダミーキャビティ6にインクを充填することが可能であることが好ましい。即ち、インクタンク又はインク流路がダミーキャビティ6に接続していることが好ましい。   In the present invention, it is preferable that the dummy cavity 6 provided on the outer periphery of the pressurizing chamber 4 can be filled with ink. That is, the ink tank or the ink flow path is preferably connected to the dummy cavity 6.

これにより、インクをダミーキャビティ6に充填することができ、ダミーキャビティ6の状態がインクが充填された加圧室4状態にさらに近づくため、ダミーキャビティ6に隣接する加圧室4の対称性を、加圧室4のみに隣接する加圧室4の対称性と同様にすることができ、印刷の均一性をより高めることができる。
As a result, ink can be filled into the dummy cavity 6, and the state of the dummy cavity 6 becomes closer to the state of the pressure chamber 4 filled with ink, so that the symmetry of the pressure chamber 4 adjacent to the dummy cavity 6 is increased. Can be made the same as the symmetry of the pressurizing chamber 4 adjacent to the pressurizing chamber 4 alone, and the uniformity of printing can be further improved.

また、ダミーキャビティ6に対応する表面電極、即ちダミーキャビティ6の直上に設けられた表面電極をダミー電極16bとして設けても良い。ただし、ダミーキャビティ6に充填されたインクが印刷するために用いられないようにする機構を準備する必要がある。   Further, a surface electrode corresponding to the dummy cavity 6, that is, a surface electrode provided immediately above the dummy cavity 6 may be provided as the dummy electrode 16b. However, it is necessary to prepare a mechanism that prevents the ink filled in the dummy cavity 6 from being used for printing.

そのためには、例えば、図1(b)に示したようにインク吐出孔3を設けないことが好ましい。これのようにインクの吐出を不可能にすることによってインクの吐出を確実に防止できる。   For this purpose, for example, it is preferable not to provide the ink ejection holes 3 as shown in FIG. In this way, it is possible to reliably prevent ink ejection by disabling ink ejection.

また、その他にも、インク吐出孔3及びダミー電極16bを設け、ダミー電極16bに電圧が印加されないように、電源との接続を行わない方法やコンピュータ制御等の電子制御によってダミー電極16bに印加する電圧を常にゼロにしておく方法を採用することも可能である。或いは又、吐出したインクを印刷用紙に着弾しないようにインク除去板等を設ける方法を採用しても良い。   In addition, an ink discharge hole 3 and a dummy electrode 16b are provided, and the dummy electrode 16b is applied to the dummy electrode 16b by electronic control such as a method of not connecting to a power source or computer control so that no voltage is applied to the dummy electrode 16b. It is also possible to adopt a method in which the voltage is always set to zero. Alternatively, a method of providing an ink removal plate or the like so that the ejected ink does not land on the printing paper may be employed.

なお、一つの加圧室4に対して一つの圧力発生部17が形成されていれば、アクチュエータ2はどのような方式や構成であっても良い。例えば、図1においては圧電体層14がd31の振動モードを使用することができるが、他の振動モードを用いても良い。   Note that the actuator 2 may have any system and configuration as long as one pressure generating unit 17 is formed for one pressurizing chamber 4. For example, in FIG. 1, the piezoelectric layer 14 can use the vibration mode d31, but other vibration modes may be used.

従って、基板1はステンレス、4−2アロイ(合金)等の金属材料、特に剛性の高い金属で構成されるのが振動や変形に対する信頼性の点で好ましい。また、低コストである点で樹脂を用いることもできる。   Therefore, the substrate 1 is preferably made of a metal material such as stainless steel or 4-2 alloy (alloy), particularly a highly rigid metal, from the viewpoint of reliability against vibration and deformation. Moreover, resin can also be used at a low cost.

基板1とアクチュエータ2とは接着層を介して接合することができる。即ち、隔壁5との当接部には接着層を設け、加圧室4との当接部には接着層を設けずに接合する。これにより、隔壁5との当接したアクチュエータ2の非圧力発生部で変位が起こらず、加圧室4と当接した圧力発生部17で変位が発生するような構造を有している。   The substrate 1 and the actuator 2 can be joined via an adhesive layer. That is, an adhesive layer is provided at the contact portion with the partition wall 5, and the contact portion with the pressurizing chamber 4 is joined without providing an adhesive layer. Thereby, the displacement is not generated in the non-pressure generating portion of the actuator 2 in contact with the partition wall 5, and the displacement is generated in the pressure generating portion 17 in contact with the pressurizing chamber 4.

圧電体層14は、少なくともPb、Zr及びTiを含むペロブスカイト型結晶を主成分とすることが重要である。例えば、Aサイト構成元素としてPbを含有し、且つ、Bサイト構成元素としてZr及びTiを含有する結晶であり、特に、チタン酸ジルコン酸鉛系化合物(PZT)であることが、より高いd定数を有する安定な圧電焼結体を得るために好ましい。   It is important that the piezoelectric layer 14 is mainly composed of a perovskite crystal containing at least Pb, Zr and Ti. For example, a crystal containing Pb as an A site constituent element and Zr and Ti as a B site constituent element, particularly a lead zirconate titanate compound (PZT) having a higher d constant. It is preferable to obtain a stable piezoelectric sintered body having

インクジェット印刷ヘッドとして用いる圧電歪定数は、例えばd31であり、インクジェット印刷ヘッドとして十分な吐出能力を発揮する為には、d31の大きさが100pm/V以上にすることが好ましい。また、高速で精細な印刷を得るためには、d31が150pm/V以上、更には200pm/V以上であることがより好ましい。 The piezoelectric strain constant used as the ink jet print head is, for example, d 31. In order to exhibit a sufficient discharge capability as the ink jet print head, the size of d 31 is preferably set to 100 pm / V or more. Further, in order to obtain fine printing at high speed, it is more preferable that d 31 is 150 pm / V or more, and further 200 pm / V or more.

表面電極16及び共通電極15の材質としては、導電性を有するものならば何れでも良く、Au、Ag、Pd、Pt、Cu、Alやそれらの合金などが用いられる。例えば、表面電極16はAu、AgやCuの少なくとも1種を用いることができ、共通電極15は、銀とパラジウムの合金やAu、AgやCu等の低抵抗金属を採用することができる。このような電極をPZTからなる圧電体層14と組合せることにより、アクチュエータの残留圧縮応力を低減し、基板接合後の応力低下を抑制することができる。   The material of the surface electrode 16 and the common electrode 15 may be any material as long as it has conductivity, and Au, Ag, Pd, Pt, Cu, Al, alloys thereof, and the like are used. For example, the surface electrode 16 can use at least one of Au, Ag, and Cu, and the common electrode 15 can employ an alloy of silver and palladium, or a low resistance metal such as Au, Ag, or Cu. By combining such an electrode with the piezoelectric layer 14 made of PZT, it is possible to reduce the residual compressive stress of the actuator and to suppress a decrease in stress after substrate bonding.

また、表面電極16及び内部電極15の厚みとしては、導電性を有し且つ変位を妨げない程度である必要があり、一般に、0.1〜5μm程度で、表面電極16は0.1〜1μ、特に0.3〜0.7μm、内部電極15は1〜4μm、特に1.5〜3.5μmが好ましい。
Further, the thicknesses of the surface electrode 16 and the internal electrode 15 need to be conductive and do not hinder displacement, and are generally about 0.1 to 5 μm, and the surface electrode 16 has a thickness of 0.1 to 1 μm. m , particularly 0.3 to 0.7 μm, and the internal electrode 15 is preferably 1 to 4 μm, particularly 1.5 to 3.5 μm.

図3は本発明の印刷ヘッドの他の例を示したものである。即ち、アクチュエータ22は、セラミック基体33の表面に共通電極35を設け、共通電極35の上に圧電体層34を設け、さらに圧電体層34の上に表面電極36を複数設けた構造となっている。このアクチュエータ22が基板21上に設けられている。   FIG. 3 shows another example of the print head of the present invention. That is, the actuator 22 has a structure in which a common electrode 35 is provided on the surface of the ceramic substrate 33, a piezoelectric layer 34 is provided on the common electrode 35, and a plurality of surface electrodes 36 are provided on the piezoelectric layer 34. Yes. This actuator 22 is provided on the substrate 21.

換言すれば、アクチュエータ22は、共通電極35と表面電極36とで圧電体層34を挟持するように構成され、共通電極35がセラミック基体33上に設けられている。   In other words, the actuator 22 is configured to sandwich the piezoelectric layer 34 between the common electrode 35 and the surface electrode 36, and the common electrode 35 is provided on the ceramic substrate 33.

特に、セラミック基体33と圧電体層34とが略同一組成であるのが、アクチュエータ22の信頼性を高めるために好ましい。このような圧電体層34の中に金属からなる電極層を挿入する構造は、圧電体層34の変形量を大きくしても破壊しにくくなり、取扱いや使用中のアクチュエータ22の破壊を効果的に防止できる効果を有する。   In particular, it is preferable that the ceramic base 33 and the piezoelectric layer 34 have substantially the same composition in order to increase the reliability of the actuator 22. Such a structure in which an electrode layer made of a metal is inserted into the piezoelectric layer 34 is difficult to break even if the deformation amount of the piezoelectric layer 34 is increased, and it is effective to destroy the actuator 22 during handling and use. It has an effect that can be prevented.

本発明によれば、加圧室24に対応した表面電極36を設けるとともに、ダミーキャビティ26に対応する表面電極を設けないことが好ましい。このような構造によって、ダミーキャビティ26に充填されたインクを吐出させることがなく、ダミーキャビティ26からインクが吐出するという印刷ミスを防止することが容易になる。   According to the present invention, it is preferable to provide the surface electrode 36 corresponding to the pressurizing chamber 24 and not to provide the surface electrode corresponding to the dummy cavity 26. With such a structure, ink filled in the dummy cavity 26 is not ejected, and it becomes easy to prevent a printing error that ink is ejected from the dummy cavity 26.

この場合に、ダミーキャビティ26にはインク流路が接続されており、インクをダミーキャビティに充填することが可能であることが好ましい。これにより、加圧室24の対称性をより高める効果がある。   In this case, it is preferable that an ink flow path is connected to the dummy cavity 26 and the dummy cavity can be filled with ink. Thereby, there exists an effect which improves the symmetry of the pressurization chamber 24 more.

このような対称性の高い構成を採用することにより、アクチュエータ22の圧力発生部37の各々において、変位の大きさを独立して、且つ十分に制御でき、インクの吐出量を精密に制御することができるため、高精度、高品位で周辺部においても画質低下の少ない印刷ヘッドを提供することができる。   By adopting such a highly symmetric configuration, the magnitude of displacement can be controlled independently and sufficiently in each of the pressure generating portions 37 of the actuator 22, and the ink ejection amount can be precisely controlled. Therefore, it is possible to provide a print head with high accuracy, high quality, and little deterioration in image quality in the peripheral portion.

次に、本発明のアクチュエータの製造方法を、具体的にPbZrTiO系ペロブスカイト型結晶を用いた場合を例として説明する。 Next, the manufacturing method of the actuator of the present invention will be described by taking as an example a case where a PbZrTiO 3 -based perovskite crystal is used.

先ず、原料粉末として、Pb、ZrO、TiO、BaCO、ZnO、SrCO、Sb、NiO、TeOを準備する。これらを、ペロブスカイト型結晶の化学量論組成に相当するPb量よりも多くなるようにPbを加えた組成に調整し、混合する。 First, Pb 2 O 3 , ZrO 2 , TiO 2 , BaCO 3 , ZnO, SrCO 3 , Sb 2 O 3 , NiO, and TeO 2 are prepared as raw material powders. These are adjusted to a composition in which Pb is added so as to be larger than the Pb amount corresponding to the stoichiometric composition of the perovskite crystal and mixed.

得られた混合粉末を、ロールコーター法、スリットコーター法などの一般的なテープ成形法により、圧電セラミックスと有機組成物からなるテープの成形を行い、グリーンシートを作製する。   The obtained mixed powder is molded into a tape made of a piezoelectric ceramic and an organic composition by a general tape molding method such as a roll coater method or a slit coater method to produce a green sheet.

グリーンシートの一部には、その表面に表面電極及び共通電極を印刷法等により形成する。また、所望により、グリーンシートの一部にビアホールを形成し、その内部にビア導体を挿入する。   A surface electrode and a common electrode are formed on a part of the green sheet by a printing method or the like. If desired, a via hole is formed in a part of the green sheet, and a via conductor is inserted into the via hole.

次いで、所望のグリーンシートを積層して積層体を作製し、さらに該グリーンシートと実質的に同一組成の圧電セラミックスと有機組成物からなる拘束シートを、上記積層体の両面若しくは片面に配置し、加圧密着を行う。加圧密着後の積層体を、焼成炉の内部に配置し、焼成する。   Next, a desired green sheet is laminated to produce a laminate, and further, a constraining sheet made of a piezoelectric ceramic and an organic composition having substantially the same composition as the green sheet is disposed on both sides or one side of the laminate, Apply pressure contact. The laminate after pressure contact is placed inside a firing furnace and fired.

得られたアクチュエータをステンレス製の基板に接着剤を用いて接着する。この際に、表面電極が加圧室に当接するように配置させることが重要である。このようにして、図1又は図3のような印刷ヘッドを作製することができる。   The obtained actuator is bonded to a stainless steel substrate using an adhesive. At this time, it is important to arrange the surface electrode so as to contact the pressurizing chamber. In this way, a print head as shown in FIG. 1 or FIG. 3 can be produced.

本発明の印刷方法は、上記の印刷ヘッドを用いて行うもので、印刷ヘッドの外周に設けられたダミーキャビティからインクを吐出させず、内部に配置された圧力発生部からインクを吐出させることを特徴とするものである。   The printing method of the present invention is performed using the above-described print head, and does not eject ink from a dummy cavity provided on the outer periphery of the print head, but causes ink to be ejected from a pressure generation unit disposed inside. It is a feature.

インクを吐出させない方法としては、表面電極を設けない、インク吐出孔を設けない、表面電極を電源と接続しない、或いは、加圧室にインクを充填しないなどの手法を用いることができる。   As a method for preventing ink from being ejected, it is possible to use a method in which no surface electrode is provided, no ink ejection hole is provided, the surface electrode is not connected to a power source, or the pressure chamber is not filled with ink.

このような構成を採用することにより、加圧室を高密度にしても高画質の印刷を行うことが可能となる。また、高速・高精度印刷に対しても容易に対応できる。   By adopting such a configuration, high-quality printing can be performed even if the pressure chamber is high density. In addition, it can easily cope with high-speed and high-precision printing.

図1(b)の配置において、内部の加圧室(周囲に別の加圧室が隣接している)とコーナー部のダミーキャビティにおける変位(W)、コンプライアンス(Cv)及び発生圧力(Kp)を、有限要素法に基づいたコンピュータシミュレーションによって計算した。   In the arrangement of FIG. 1B, displacement (W), compliance (Cv), and generated pressure (Kp) in the internal pressurizing chamber (another pressurizing chamber is adjacent to the surrounding) and the dummy cavity at the corner. Was calculated by computer simulation based on the finite element method.

モデル化に際しては、隣接する加圧室は、加圧室の場合には周囲の8つの加圧室を、コーナー部のダミーキャビティの場合には周囲の3つの加圧室を考慮した。   In the modeling, the adjacent pressurizing chambers considered eight surrounding pressurizing chambers in the case of the pressurizing chamber, and three surrounding pressurizing chambers in the case of the dummy cavity at the corner.

Wは20Vの電圧を印加したときに、圧力発生部(アクチュエータ)の厚み方向における中央部が加圧室の方へたわみ量とした。   W was defined as the amount of deflection of the central portion in the thickness direction of the pressure generating portion (actuator) toward the pressurizing chamber when a voltage of 20 V was applied.

Cvは振動板の柔らかさを表すパラメータ、Kpはアクチュエータに単位電圧を印加したときにインク室に発生する圧力を表すパラメータであり、いずれも加圧室に圧力を発生させるアクチュエータの性能を示すもので、具体的にはインクの吐出速度を決定するもので、CvとKpが共に小さくなると吐出速度は低下する。   Cv is a parameter representing the softness of the diaphragm, and Kp is a parameter representing the pressure generated in the ink chamber when a unit voltage is applied to the actuator. Both indicate the performance of the actuator that generates pressure in the pressurizing chamber. Specifically, the ink discharge speed is determined. When both Cv and Kp become small, the discharge speed decreases.

解析の結果、ダミーキャビティに対応する圧力発生部のCv、W、Kpは加圧室に対応する圧力発生部のCv、W、Kpに比べてそれぞれ8%、9%、6%の低下となった。一方、加圧室に対応する圧力発生部のCv及びKpはいずれも同じ値となった。   As a result of the analysis, Cv, W, and Kp of the pressure generating unit corresponding to the dummy cavity are respectively 8%, 9%, and 6% lower than Cv, W, and Kp of the pressure generating unit corresponding to the pressurizing chamber. It was. On the other hand, Cv and Kp of the pressure generating part corresponding to the pressurizing chamber both had the same value.

従って、全ての加圧室におけるインクの吐出速度は均一となったが、ダミーキャビティからのインクの吐出速度は低下し、不均一となるため、ダミーキャビティを設けない場合には周辺部において印刷画像が乱れることがわかった。また、ダミーキャビティを設けることにより、周辺部の画質低下を改善できることがわかった。   Therefore, although the ink ejection speed in all the pressurizing chambers is uniform, the ink ejection speed from the dummy cavities decreases and becomes non-uniform. Was found to be disturbed. In addition, it was found that the provision of the dummy cavity can improve the deterioration of the image quality in the peripheral portion.

本発明の印刷ヘッドの一例を示すもので、(a)は概略断面図、(b)はアクチュエータ側から見た平面図、(c)はアクチュエータ構造の異なる本発明の他の印刷ヘッドの概略断面図である。1 shows an example of a print head of the present invention, where (a) is a schematic cross-sectional view, (b) is a plan view seen from the actuator side, and (c) is a schematic cross-section of another print head of the present invention having a different actuator structure. FIG. 本発明の印刷ヘッドを構成する加圧室の形状を示すもので、(a)は直線を曲線で置換したもの、(b)は角を丸めたものである。The shape of the pressurizing chamber which comprises the printing head of this invention is shown, (a) replaces a straight line with the curve, (b) rounds off a corner. 本発明の印刷ヘッドの他の例を示すもので、(a)は概略断面図、(b)はアクチュエータ側から見た平面図である。The other example of the printing head of this invention is shown, (a) is a schematic sectional drawing, (b) is the top view seen from the actuator side.

符号の説明Explanation of symbols

1、21・・・基板
2、22・・・アクチュエータ
3、23・・・インク吐出孔
4、24・・・加圧室
5、25・・・隔壁
6、26・・・ダミーキャビティ
14、14b、34・・・圧電体層
15、35・・・共通電極
16、36・・・表面電極
16b・・・ダミー電極
17、37・・・圧力発生部
33・・・セラミック基体
1, 2 ... substrate 2, 22 ... actuator 3, 23 ... ink ejection hole 4, 24 ... pressurizing chamber 5, 25 ... partition 6, 26 ... dummy cavity 14, 14b 34 ... Piezoelectric layers 15, 35 ... Common electrodes 16, 36 ... Surface electrodes 16b ... Dummy electrodes 17, 37 ... Pressure generating part 33 ... Ceramic substrate

Claims (9)

インクを導入するためのインク流路とインクを吐出するためのインク吐出孔とが接続された加圧室が複数設けられた基板の主面に、圧力発生部を複数具備するアクチュエータが、該圧力発生部の各々に前記加圧室がそれぞれ当接するように配置して設けられ、前記複数の加圧室の外周の前記基板、インク吐出孔を具備しない複数のダミーキャビティが形成され、前記アクチュエータは、前記ダミーキャビティ、前記加圧室、前記加圧室の間にある隔壁および前記加圧室と前記ダミーキャビティとの間にある隔壁を覆っていることを特徴とする印刷ヘッド。 An actuator having a plurality of pressure generating portions on a main surface of a substrate provided with a plurality of pressurizing chambers to which an ink flow path for introducing ink and an ink discharge hole for discharging ink is connected, A plurality of dummy cavities not provided with ink ejection holes are formed on the substrate on the outer periphery of the plurality of pressure chambers, the pressure chambers being disposed so as to abut each of the generating portions, and the actuator Covers the dummy cavity, the pressurizing chamber, the partition wall between the pressurizing chamber and the partition wall between the pressurizing chamber and the dummy cavity. インクを導入するためのインク流路とインクを吐出するためのインク吐出孔とが接続された加圧室が複数設けられた基板の主面に、圧力発生部を複数具備するアクチュエータが、該圧力発生部の各々に前記加圧室がそれぞれ当接するように配置して設けられ、前記圧力発生部が表面電極と、共通電極と、該共通電極と前記表面電極とに挟持された圧電体層とを有し、前記複数の加圧室の外周の前記基板に複数のダミーキャビティが形成され、前記アクチュエータには、前記ダミーキャビティに対応する表面電極が設けられておらず、前記アクチュエータは、前記ダミーキャビティ、前記加圧室、前記加圧室の間にある隔壁および前記加圧室と前記ダミーキャビティとの間にある隔壁を覆っていることを特徴とする印刷ヘッド。An actuator having a plurality of pressure generating portions on a main surface of a substrate provided with a plurality of pressurizing chambers to which an ink flow path for introducing ink and an ink discharge hole for discharging ink is connected, The pressurizing chambers are arranged so as to abut each of the generating portions, and the pressure generating portion is a surface electrode, a common electrode, and a piezoelectric layer sandwiched between the common electrode and the surface electrode, A plurality of dummy cavities are formed in the substrate on the outer periphery of the plurality of pressurizing chambers, and the actuator is not provided with a surface electrode corresponding to the dummy cavities; A print head comprising: a cavity, the pressurizing chamber, a partition wall between the pressurizing chamber, and a partition wall between the pressurizing chamber and the dummy cavity. インクを導入するためのインク流路とインクを吐出するためのインク吐出孔とが接続された加圧室が複数設けられた基板の主面に、圧力発生部を複数具備するアクチュエータが、該圧力発生部の各々に前記加圧室がそれぞれ当接するように配置して設けられ、前記圧力発生部が表面電極と、共通電極と、該共通電極と前記表面電極とに挟持された圧電体層とを有し、前記複数の加圧室の外周の前記基板に複数のダミーキャビティが形成され、前記アクチュエータには、前記ダミーキャビティに対応する、外部に接続されていない表面電極が設けられており、前記アクチュエータは、前記ダミーキャビティ、前記加圧室、前記加圧室の間にある隔壁および前記加圧室と前記ダミーキャビティとの間にある隔壁を覆っていることを特徴とする印刷ヘッド。An actuator having a plurality of pressure generating portions on a main surface of a substrate provided with a plurality of pressurizing chambers to which an ink flow path for introducing ink and an ink discharge hole for discharging ink is connected, The pressurizing chambers are arranged so as to abut each of the generating portions, and the pressure generating portion is a surface electrode, a common electrode, and a piezoelectric layer sandwiched between the common electrode and the surface electrode, A plurality of dummy cavities are formed in the substrate on the outer periphery of the plurality of pressurizing chambers, and the actuator is provided with a surface electrode corresponding to the dummy cavities and not connected to the outside, The actuator covers the dummy cavity, the pressurizing chamber, a partition wall between the pressurizing chamber, and a partition wall between the pressurizing chamber and the dummy cavity. Head. 前記ダミーキャビティがインク吐出孔を具備しないことを特徴とする請求項2又は3記載の印刷ヘッド。 4. The print head according to claim 2, wherein the dummy cavity does not include an ink discharge hole. 前記加圧室の形状と前記ダミーキャビティの形状が略同一であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の印刷ヘッド。 Print head according to any one of claims 1 to 4, characterized in that shapes of said dummy cavity of the pressure chamber are substantially the same. 前記ダミーキャビティと該ダミーキャビティに隣接する前記加圧室との間隔が、前記加圧室の間の間隔と略同一であることを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の印刷ヘッド。 The distance between the pressurizing chamber adjacent to the dummy cavity with said dummy cavity, print head according to any one of claims 1 to 5, characterized in that said is substantially the same as the spacing between the pressure chamber . 一つの前記加圧室に隣接する他の前記加圧室及び前記ダミーキャビティの配置関係が全ての前記加圧室について略同一であることを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の印刷ヘッド。 According to any one of claims 1 to 6, characterized in that arrangement of the other of said pressure chamber and said dummy cavities adjacent to one said pressurizing chamber is approximately the same for all of the pressure chamber Print head. 前記ダミーキャビティにインクを充填することが可能であることを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の印刷ヘッド。 The print head according to claim 1 to 7, characterized in that the dummy cavities may be filled with ink. インクを導入するためのインク流路とインクを吐出するためのインク吐出孔とが接続された加圧室が複数設けられた基板の主面に、圧力発生部を複数具備するアクチュエータが、該圧力発生部の各々に前記加圧室がそれぞれ当接するように配置して設けられ、前記圧力発生部が表面電極と、共通電極と、該共通電極と前記表面電極とに挟持された圧電体層とを有し、前記複数の加圧室の外周の前記基板に複数のダミーキャビティが形成され、前記アクチュエータには、前記ダミーキャビティに対応する表面電極が形成され、前記アクチュエータは、前記ダミーキャビティ、前記加圧室、前記加圧室の間にある隔壁および前記加圧室と前記ダミーキャビティとの間にある隔壁を覆っている印刷ヘッドを用い、前記ダミーキャビティに対応する表面電極には電圧を加えず、前記圧力発生部の表面電極に電圧を加えて、前記加圧室からインクを吐出させることを特徴とする印刷方法。 An actuator having a plurality of pressure generating portions on a main surface of a substrate provided with a plurality of pressurizing chambers to which an ink flow path for introducing ink and an ink discharge hole for discharging ink is connected, The pressurizing chambers are arranged so as to abut each of the generating portions, and the pressure generating portion is a surface electrode, a common electrode, and a piezoelectric layer sandwiched between the common electrode and the surface electrode, A plurality of dummy cavities are formed in the substrate on the outer periphery of the plurality of pressurizing chambers, a surface electrode corresponding to the dummy cavities is formed in the actuator, the actuator includes the dummy cavities, table pressure chamber, using a print head that covers the partition wall located between said dummy cavity between the partition and the pressure chamber located between said pressure chamber, corresponding to the dummy cavity Without adding a voltage to the electrode, by applying a voltage to the surface electrode of the pressure generating unit, the printing method characterized by discharging ink from the pressure chamber.
JP2004038853A 2003-02-14 2004-02-16 Printing head and printing method Expired - Lifetime JP4377712B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004038853A JP4377712B2 (en) 2003-02-14 2004-02-16 Printing head and printing method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003037074 2003-02-14
JP2004038853A JP4377712B2 (en) 2003-02-14 2004-02-16 Printing head and printing method

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004196807A Division JP4498035B2 (en) 2003-02-14 2004-07-02 Printing head and printing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004262242A JP2004262242A (en) 2004-09-24
JP4377712B2 true JP4377712B2 (en) 2009-12-02

Family

ID=33133992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004038853A Expired - Lifetime JP4377712B2 (en) 2003-02-14 2004-02-16 Printing head and printing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4377712B2 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4059116B2 (en) * 2003-03-20 2008-03-12 ブラザー工業株式会社 Ink jet head and manufacturing method thereof
KR100738102B1 (en) * 2006-02-01 2007-07-12 삼성전자주식회사 Piezoelectric inkjet printhead
JP5948992B2 (en) * 2012-03-13 2016-07-06 ブラザー工業株式会社 Liquid ejection device
JP6155707B2 (en) * 2013-03-07 2017-07-05 ブラザー工業株式会社 Liquid ejection device
JP6344634B2 (en) * 2013-03-15 2018-06-20 株式会社リコー Droplet discharge head, droplet discharge apparatus, image forming apparatus, polarization processing method for electromechanical transducer, and method for manufacturing droplet discharge head
JP6471797B2 (en) * 2013-07-19 2019-02-20 セイコーエプソン株式会社 Liquid ejector
JP6264830B2 (en) 2013-07-19 2018-01-24 セイコーエプソン株式会社 Liquid ejecting apparatus and method for controlling liquid ejecting apparatus
EP3199352B1 (en) * 2014-09-26 2021-02-24 KYOCERA Corporation Liquid-discharging head and printing device using same
JP6921565B2 (en) * 2016-05-20 2021-08-18 キヤノン株式会社 Liquid discharge head
JP2020011405A (en) * 2018-07-13 2020-01-23 株式会社リコー Liquid ejection head, liquid ejection unit, and device for ejecting liquid

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004262242A (en) 2004-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2011140202A (en) Liquid ejection head and liquid ejector
JP2006187188A (en) Piezoelectric actuator and liquid discharge apparatus
JP4377712B2 (en) Printing head and printing method
JP5168443B2 (en) Piezoelectric element, actuator device, liquid jet head, and liquid jet device
US8579417B2 (en) Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, actuator device, and manufacturing method of liquid ejecting head
JP4594262B2 (en) Dispensing device
US6739704B2 (en) Piezoelectric transducer and ink ejector using piezoelectric transducer
JP4498035B2 (en) Printing head and printing method
JP2010241080A (en) Liquid jetting head and liquid jetting apparatus
JP2008162173A (en) Liquid delivering apparatus
JP4698263B2 (en) Liquid ejection device
JP2004336981A (en) Piezoelectric actuator and ink jet recording head
JP2012076387A (en) Liquid injection head, liquid injection device, and piezoelectric actuator
JP5223255B2 (en) Piezoelectric actuator, liquid transfer device, and droplet ejection device
JP4269608B2 (en) Ink jet head and ink jet recording apparatus having the same
JP4594060B2 (en) Liquid ejection device
JP5790919B2 (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
JP4583117B2 (en) Liquid ejection device and inkjet head
JPH10138474A (en) Ink jet head
JP2005041054A (en) Printing head, its manufacturing method and inkjet printer
JP5376127B2 (en) Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and piezoelectric element
JP2004351878A (en) Piezoelectric inkjet head
JP2005039985A (en) Piezoelectric actuator and ink jet recording head
JP2010228276A (en) Liquid ejection head, liquid ejection apparatus, and actuator device
JP2005244091A (en) Piezoelectric laminated body, piezoelectric actuator, printing head, and printer

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040702

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041207

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20041207

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20041207

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070119

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080110

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080717

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080916

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081216

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090212

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090818

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090911

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4377712

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120918

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130918

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250