JP5869351B2 - Piezoelectric actuator substrate for liquid discharge head, liquid discharge head using the same, and recording apparatus - Google Patents

Piezoelectric actuator substrate for liquid discharge head, liquid discharge head using the same, and recording apparatus Download PDF

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本発明は、液滴を吐出させる液体吐出ヘッドに用いられる圧電アクチュエータ基板、およびそれを用いた液体吐出ヘッド、ならびに記録装置に関する。   The present invention relates to a piezoelectric actuator substrate used for a liquid discharge head that discharges droplets, a liquid discharge head using the same, and a recording apparatus.

近年、インクジェットプリンタやインクジェットプロッタなどの、インクジェット記録方式を利用した印刷装置が、一般消費者向けのプリンタだけでなく、例えば電子回路の形成や液晶ディスプレイ用のカラーフィルタの製造、有機ELディスプレイの製造といった工業用途にも広く利用されている。   In recent years, printing apparatuses using inkjet recording methods such as inkjet printers and inkjet plotters are not only printers for general consumers, but also, for example, formation of electronic circuits, manufacture of color filters for liquid crystal displays, manufacture of organic EL displays It is also widely used for industrial applications.

このようなインクジェット方式の印刷装置には、液体を吐出させるための液体吐出ヘッドが印刷ヘッドとして搭載されている。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を備え、ヒータ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、液滴として吐出させるサーマルヘッド方式と、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、インク吐出孔より液滴として吐出させる圧電方式が一般的に知られている。   In such an ink jet printing apparatus, a liquid discharge head for discharging liquid is mounted as a print head. This type of print head includes a heater as a pressurizing unit in an ink flow path filled with ink, heats and boiles the ink with the heater, pressurizes the ink with bubbles generated in the ink flow path, A thermal head system that ejects ink as droplets from the ink ejection holes, and a part of the wall of the ink channel filled with ink is bent and displaced by a displacement element, and the ink in the ink channel is mechanically pressurized, and the ink A piezoelectric method for discharging liquid droplets from discharge holes is generally known.

また、このような液体吐出ヘッドには、記録媒体の搬送方向(副走査方向)と直交する方向(主走査方向)に液体吐出ヘッドを移動させつつ記録を行なうシリアル式、および主走査方向に長い液体吐出ヘッドを固定した状態で、副走査方向に搬送されてくる記録媒体に記録を行なうライン式がある。ライン式は、シリアル式のように液体吐出ヘッドを移動させる必要がないので、高速記録が可能であるという利点を有する。   In addition, such a liquid ejection head has a serial type that performs recording while moving the liquid ejection head in a direction (main scanning direction) orthogonal to the conveyance direction (sub-scanning direction) of the recording medium, and is long in the main scanning direction. There is a line type in which recording is performed on a recording medium conveyed in the sub-scanning direction with the liquid discharge head fixed. The line type has the advantage that high-speed recording is possible because there is no need to move the liquid discharge head as in the serial type.

シリアル式、ライン式のいずれの方式の液体吐出ヘッドであっても、液滴を高い密度で印刷するには、液体吐出ヘッドに形成されている、液滴を吐出する吐出孔の密度を高くする必要がある。   In order to print droplets at a high density in any of the serial type and line type liquid discharge heads, the density of the discharge holes for discharging the droplets formed in the liquid discharge head is increased. There is a need.

そこで液体吐出ヘッドを、マニホールドおよびマニホールドから複数の加圧室をそれぞれ介して繋がる吐出孔を有した金属の流路部材と、前記加圧室をそれぞれ覆うように設けられた複数の変位素子を有するセラミックスの圧電アクチュエータ基板とを積層して構成したものが知られている(例えば、特許文献1を参照。)。この液体吐出ヘッドでは、複数の吐出孔にそれぞれ繋がった加圧室がマトリックス状に配置され、それを覆うように設けられた圧電アクチュエータ基板の変位素子を圧電体の変形により変位させることで、各吐出孔からインクを吐出させ、主走査方向に600dpiの解像度で印刷が可能とされている。また、変位素子は、流路部材側から、振動板、共通電極、圧電セラミック層、加圧室に対向した位置にある個別電極が積層された構造をしている。また、各変位素子へは信号伝達部を通して外部から吐出信号が伝達される。   Accordingly, the liquid discharge head includes a manifold and a metal flow path member having discharge holes that connect the manifold via the plurality of pressurizing chambers, and a plurality of displacement elements provided so as to cover the pressurizing chambers, respectively. A structure in which a piezoelectric actuator substrate made of ceramics is laminated is known (see, for example, Patent Document 1). In this liquid ejection head, the pressurizing chambers connected to the plurality of ejection holes are arranged in a matrix, and the displacement elements of the piezoelectric actuator substrate provided so as to cover the chambers are displaced by deformation of the piezoelectric body. Ink is ejected from the ejection holes, and printing is possible at a resolution of 600 dpi in the main scanning direction. Further, the displacement element has a structure in which the diaphragm, the common electrode, the piezoelectric ceramic layer, and the individual electrode located at the position facing the pressurizing chamber are laminated from the flow path member side. Further, an ejection signal is transmitted from the outside to each displacement element through a signal transmission unit.

特開2003−305852号公報JP 2003-305852 A

特許文献1に記載されているような液体吐出ヘッドで、信号伝達部としてフレキシブル
配線基板を用いると、フレキシブル配線基板が変位素子に接触した状態となってしまうことにより、変位素子の変位量が小さくなり、液滴の吐出量が少なくなってしまったり、液滴が吐出されなくなったりするという問題があった。
When a flexible wiring board is used as a signal transmission unit in a liquid ejection head as described in Patent Document 1, the amount of displacement of the displacement element is small because the flexible wiring board comes into contact with the displacement element. Therefore, there are problems that the discharge amount of the liquid droplet is reduced or the liquid droplet is not discharged.

したがって、本発明の目的は、外部との接続を行なう信号伝達部と接触した状態になり難い液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板、およびそれを用いた液体吐出ヘッド、ならびに記録装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a piezoelectric actuator substrate for a liquid discharge head that is unlikely to be in contact with a signal transmission unit that is connected to the outside, a liquid discharge head using the same, and a recording apparatus. .

本発明の液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板は、振動板と、該振動板の一方の主面に配置されている複数の変位素子と、フレキシブル配線基板とを有している液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板であって、前記複数の変位素子は、表面電極と撓み変形する圧電体を有しており、前記表面電極は前記液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板の表面に露出しているとともに、平均厚み3μm以下であり、前記表面電極、撓み変形する部位にある表面電極本体の表面に、高さ3μm以上の突起があり、前記フレキシブル配線基板は、前記表面電極と電気的に接続されているとともに、前記表面電極本体に面して配置されていることを特徴とする。
A piezoelectric actuator substrate for a liquid discharge head according to the present invention includes a vibration plate, a plurality of displacement elements arranged on one main surface of the vibration plate, and a flexible wiring substrate. a substrate, wherein the plurality of displacement elements, Propelled by one piezoelectric body FLEXIBLE viewed deformed the surface electrode, the surface electrodes, as well as exposed on the surface of the piezoelectric actuator substrate for the liquid discharge head, the average thickness is below 3μm or less, before Symbol of the surface electrode, the surface of the surface electrode the body in the region of the bending deformation, Ri height 3μm or more protrusions there, the flexible wiring board, said surface electrode together are electrically connected, characterized that you have been disposed facing the surface electrode body.

一つの前記表面電極本体にある前記突起の個数が10〜100個であることが好ましい。   It is preferable that the number of the protrusions on one surface electrode main body is 10 to 100.

前記表面電極本体の前記突起が、前記表面電極本体の周縁部より中央部に多く配置されていることが好ましい。   It is preferable that a larger number of the protrusions of the surface electrode main body are arranged at the center than the peripheral edge of the surface electrode main body.

前記突起の密度が前記突起以外の前記表面電極本体の密度より低いことが好ましい。   It is preferable that the density of the protrusions is lower than the density of the surface electrode body other than the protrusions.

前記表面電極と前記フレキシブル配線基板とは、前記表面電極に設けられている接続バンプを介して電気的に接続されているとともに、前記突起の高さが前記接続バンプの高さより低いことが好ましい。
Wherein the surface electrode and the flexible wiring board, wherein with are electrically connected via the connection bumps provided on the surface electrode, the low Ikoto height of the projections Ri by the height of the connecting bumps Is preferred.

本発明の液体吐出ヘッドは、前記液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板と、複数の吐出孔、および該複数の吐出孔とそれぞれ繋がっている複数の加圧室を有しており、前記振動板が前記複数の加圧室を覆うとともに、複数の前記表面電極本体と前記複数の加圧室とがそれぞれ重なるように前記液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板に接合されている流路部材とを有することを特徴とする。
The liquid discharge head of the present invention, the piezoelectric actuator substrate for a liquid discharge head has a discharge hole of multiple, and a plurality of pressurizing chambers are connected plurality of discharge holes and each of the diaphragm covering the plurality of pressure chambers, and a flow path member and the pressure chamber of the plurality of said surface electrode body and the front Kifuku number is bonded to the piezoelectric actuator substrate for a liquid discharge head so as to overlap each It is characterized by that.

前記フレキシブル配線基板と前記液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板との間の距離が10〜50μmであることが好ましい。   It is preferable that a distance between the flexible wiring substrate and the piezoelectric actuator substrate for the liquid discharge head is 10 to 50 μm.

本発明の記録装置は、前記液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドを制御する制御部とを備えていることを特徴とする。   The recording apparatus of the present invention includes the liquid discharge head, a transport unit that transports a recording medium to the liquid discharge head, and a control unit that controls the liquid discharge head.

本発明の液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板によれば、表面電極本体に突起があることにより、表面電極本体とフレキシブル配線基板とが面で接する状態になり難いので、表面電極本体と信号伝達部とが接触した状態になり難く、信号伝達部により変位素子の変位が阻害され難い。これにより、変位素子の変位量にばらつきが生じ難い。
According to the piezoelectric actuator substrate for a liquid discharge head of the present invention, by extrusion on the front surface electrode body, since the surface electrode body and the flexible wiring board is hardly ready contact with the surface, the surface electrode body and the signal transmission unit Are not in contact with each other, and the displacement of the displacement element is hardly inhibited by the signal transmission unit. Thereby, it is hard to produce dispersion | variation in the displacement amount of a displacement element.

本発明の一実施形態に係る記録装置であるプリンタの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a printer that is a recording apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1の液体吐出ヘッドを構成する流路部材および圧電アクチュエータ基板の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a flow path member and a piezoelectric actuator substrate that constitute the liquid ejection head of FIG. 1. 図2の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した図である。FIG. 3 is an enlarged view of a region surrounded by an alternate long and short dash line in FIG. 図2の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した図である。FIG. 3 is an enlarged view of a region surrounded by an alternate long and short dash line in FIG. (a)は、図3のV−V線に沿った部分に相当する縦断面図であるが、接続バンプが形成され、信号伝達部が接続された状態を示してある、(b)は、(a)の要部の拡大図であり、(c)は、流路部材および圧電アクチュエータ基板圧電の(a)の付近の拡大平面図である。(A) is a longitudinal sectional view corresponding to the portion along the line VV in FIG. 3, but shows a state in which a connection bump is formed and a signal transmission unit is connected, (b) It is an enlarged view of the principal part of (a), (c) is an enlarged plan view of the vicinity of (a) of the flow path member and the piezoelectric actuator substrate piezoelectric.

図1は、本発明の一実施形態による液体吐出ヘッドを含む記録装置であるカラーインクジェットプリンタの概略構成図である。このカラーインクジェットプリンタ1(以下、プリンタ1とする)は、4つの液体吐出ヘッド2を有している。これらの液体吐出ヘッド2は、印刷用紙Pの搬送方向に沿って並べられ、プリンタ1に固定されている。液体吐出ヘッド2は、図1の手前から奥へ向かう方向に細長い形状を有している。この長い方向を長手方向と呼ぶことがある。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a color ink jet printer which is a recording apparatus including a liquid discharge head according to an embodiment of the present invention. This color inkjet printer 1 (hereinafter referred to as printer 1) has four liquid ejection heads 2. These liquid discharge heads 2 are arranged along the conveyance direction of the printing paper P and are fixed to the printer 1. The liquid discharge head 2 has an elongated shape in a direction from the front to the back in FIG. This long direction is sometimes called the longitudinal direction.

プリンタ1には、印刷用紙Pの搬送経路に沿って、給紙ユニット114、搬送ユニット120および紙受け部116が順に設けられている。また、プリンタ1には、液体吐出ヘッド2や給紙ユニット114などのプリンタ1の各部における動作を制御するための制御部100が設けられている。   In the printer 1, a paper feed unit 114, a transport unit 120, and a paper receiver 116 are sequentially provided along the transport path of the printing paper P. In addition, the printer 1 is provided with a control unit 100 for controlling the operation of each unit of the printer 1 such as the liquid discharge head 2 and the paper feeding unit 114.

給紙ユニット114は、複数枚の印刷用紙Pを収容することができる用紙収容ケース115と、給紙ローラ145とを有している。給紙ローラ145は、用紙収容ケース115に積層して収容された印刷用紙Pのうち、最も上にある印刷用紙Pを1枚ずつ送り出すことができる。   The paper supply unit 114 includes a paper storage case 115 that can store a plurality of printing papers P, and a paper supply roller 145. The paper feed roller 145 can send out the uppermost print paper P among the print papers P stacked and stored in the paper storage case 115 one by one.

給紙ユニット114と搬送ユニット120との間には、印刷用紙Pの搬送経路に沿って、二対の送りローラ118aおよび118b、ならびに、119aおよび119bが配置されている。給紙ユニット114から送り出された印刷用紙Pは、これらの送りローラによってガイドされて、さらに搬送ユニット120へと送り出される。   Between the paper feed unit 114 and the transport unit 120, two pairs of feed rollers 118a and 118b and 119a and 119b are arranged along the transport path of the printing paper P. The printing paper P sent out from the paper supply unit 114 is guided by these feed rollers and further sent out to the transport unit 120.

搬送ユニット120は、エンドレスの搬送ベルト111と2つのベルトローラ106および107を有している。搬送ベルト111は、ベルトローラ106および107に巻き掛けられている。搬送ベルト111は、2つのベルトローラに巻き掛けられたとき所定の張力で張られるような長さに調整されている。これによって、搬送ベルト111は、2つのベルトローラの共通接線をそれぞれ含む互いに平行な2つの平面に沿って、弛むことなく張られている。これら2つの平面のうち、液体吐出ヘッド2に近い方の平面が、印刷用紙Pを搬送する搬送面127である。   The transport unit 120 includes an endless transport belt 111 and two belt rollers 106 and 107. The conveyor belt 111 is wound around belt rollers 106 and 107. The conveyor belt 111 is adjusted to such a length that it is stretched with a predetermined tension when it is wound around two belt rollers. Thus, the conveyor belt 111 is stretched without slack along two parallel planes each including a common tangent line of the two belt rollers. Of these two planes, the plane closer to the liquid ejection head 2 is a transport surface 127 that transports the printing paper P.

ベルトローラ106には、図1に示されるように、搬送モータ174が接続されている。搬送モータ174は、ベルトローラ106を矢印Aの方向に回転させることができる。
また、ベルトローラ107は、搬送ベルト111に連動して回転することができる。したがって、搬送モータ174を駆動してベルトローラ106を回転させることにより、搬送ベルト111は、矢印Aの方向に沿って移動する。
As shown in FIG. 1, a conveyance motor 174 is connected to the belt roller 106. The transport motor 174 can rotate the belt roller 106 in the direction of arrow A.
The belt roller 107 can rotate in conjunction with the transport belt 111. Therefore, the conveyance belt 111 moves along the direction of arrow A by driving the conveyance motor 174 and rotating the belt roller 106.

ベルトローラ107の近傍には、ニップローラ138とニップ受けローラ139とが、搬送ベルト111を挟むように配置されている。ニップローラ138は、図示しないバネによって下方に付勢されている。ニップローラ138の下方のニップ受けローラ139は、下方に付勢されたニップローラ138を、搬送ベルト111を介して受け止めている。2つのニップローラは回転可能に設置されており、搬送ベルト111に連動して回転する。   In the vicinity of the belt roller 107, a nip roller 138 and a nip receiving roller 139 are arranged so as to sandwich the conveyance belt 111. The nip roller 138 is urged downward by a spring (not shown). A nip receiving roller 139 below the nip roller 138 receives the nip roller 138 biased downward via the conveying belt 111. The two nip rollers are rotatably installed and rotate in conjunction with the conveyance belt 111.

給紙ユニット114から搬送ユニット120へと送り出された印刷用紙Pは、ニップローラ138と搬送ベルト111との間に挟み込まれる。これによって、印刷用紙Pは、搬送ベルト111の搬送面127に押し付けられ、搬送面127上に固着する。そして、印刷用紙Pは、搬送ベルト111の回転に従って、液体吐出ヘッド2が設置されている方向へと搬送される。なお、搬送ベルト111の外周面113に粘着性のシリコンゴムによる処理を施してもよい。これにより、印刷用紙Pを搬送面127に確実に固着させることができる。   The printing paper P sent out from the paper supply unit 114 to the transport unit 120 is sandwiched between the nip roller 138 and the transport belt 111. As a result, the printing paper P is pressed against the transport surface 127 of the transport belt 111 and is fixed on the transport surface 127. The printing paper P is transported in the direction in which the liquid ejection head 2 is installed according to the rotation of the transport belt 111. The outer peripheral surface 113 of the conveyor belt 111 may be treated with adhesive silicon rubber. Thereby, the printing paper P can be securely fixed to the transport surface 127.

4つの液体吐出ヘッド2は、搬送ベルト111による搬送方向に沿って互いに近接して配置されている。各液体吐出ヘッド2は、下端に液体吐出ヘッド本体13を有している。液体吐出ヘッド本体13の下面には、液体を吐出する多数の吐出孔8が設けられている(図4および5参照)。   The four liquid discharge heads 2 are arranged close to each other along the conveyance direction by the conveyance belt 111. Each liquid discharge head 2 has a liquid discharge head main body 13 at the lower end. A number of ejection holes 8 for ejecting liquid are provided on the lower surface of the liquid ejection head body 13 (see FIGS. 4 and 5).

1つの液体吐出ヘッド2に設けられた吐出孔8からは、同じ色の液滴(インク)が吐出されるようになっている。各液体吐出ヘッド2には図示しない外部液体タンクから液体が供給される。各液体吐出ヘッド2の吐出孔8は、吐出孔面に開口しており、一方方向(印刷用紙Pと平行で印刷用紙P搬送方向に直交する方向であり、液体吐出ヘッド2の長手方向)に等間隔で配置されているため、一方方向に隙間なく印刷することができる。各液体吐出ヘッド2から吐出される液体の色は、それぞれ、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、シアン(C)およびブラック(K)である。各液体吐出ヘッド2は、液体吐出ヘッド本体13の下面と搬送ベルト111の搬送面127との間にわずかな隙間をおいて配置されている。   Liquid droplets (ink) of the same color are ejected from the ejection holes 8 provided in one liquid ejection head 2. Each liquid discharge head 2 is supplied with liquid from an external liquid tank (not shown). The ejection holes 8 of each liquid ejection head 2 are opened in the ejection hole surface, and are in one direction (a direction parallel to the printing paper P and perpendicular to the conveyance direction of the printing paper P, the longitudinal direction of the liquid ejection head 2). Since they are arranged at equal intervals, printing can be performed without gaps in one direction. The colors of the liquid ejected from each liquid ejection head 2 are magenta (M), yellow (Y), cyan (C), and black (K), respectively. Each liquid discharge head 2 is arranged with a slight gap between the lower surface of the liquid discharge head main body 13 and the transport surface 127 of the transport belt 111.

搬送ベルト111によって搬送された印刷用紙Pは、液体吐出ヘッド2と搬送ベルト111との間の隙間を通過する。その際に、液体吐出ヘッド2を構成する液体吐出ヘッド本体13から印刷用紙Pの上面に向けて液滴が吐出される。これによって、印刷用紙Pの上面には、制御部100によって記憶された画像データに基づくカラー画像が形成される。   The printing paper P transported by the transport belt 111 passes through the gap between the liquid ejection head 2 and the transport belt 111. At that time, droplets are ejected from the liquid ejection head body 13 constituting the liquid ejection head 2 toward the upper surface of the printing paper P. As a result, a color image based on the image data stored by the control unit 100 is formed on the upper surface of the printing paper P.

搬送ユニット120と紙受け部116との間には、剥離プレート140と二対の送りローラ121aおよび121bならびに122aおよび122bとが配置されている。カラー画像が印刷された印刷用紙Pは、搬送ベルト111によって剥離プレート140へと搬送される。このとき、印刷用紙Pは、剥離プレート140の右端によって、搬送面127から剥離される。そして、印刷用紙Pは、送りローラ121a〜122bによって、紙受け部116に送り出される。このように、印刷済みの印刷用紙Pが順次紙受け部116に送られ、紙受け部116に重ねられる。   A separation plate 140 and two pairs of feed rollers 121a and 121b and 122a and 122b are arranged between the transport unit 120 and the paper receiver 116. The printing paper P on which the color image is printed is conveyed to the peeling plate 140 by the conveying belt 111. At this time, the printing paper P is peeled from the transport surface 127 by the right end of the peeling plate 140. Then, the printing paper P is sent out to the paper receiving unit 116 by the feed rollers 121a to 122b. In this way, the printed printing paper P is sequentially sent to the paper receiving unit 116 and stacked on the paper receiving unit 116.

なお、印刷用紙Pの搬送方向について最も上流側にある液体吐出ヘッド2とニップローラ138との間には、紙面センサ133が設置されている。紙面センサ133は、発光素子および受光素子によって構成され、搬送経路上の印刷用紙Pの先端位置を検出すること
ができる。紙面センサ133による検出結果は制御部100に送られる。制御部100は、紙面センサ133から送られた検出結果により、印刷用紙Pの搬送と画像の印刷とが同期するように、液体吐出ヘッド2や搬送モータ174等を制御することができる。
Note that a paper surface sensor 133 is installed between the liquid ejection head 2 and the nip roller 138 that are the most upstream in the transport direction of the printing paper P. The paper surface sensor 133 includes a light emitting element and a light receiving element, and can detect the leading end position of the printing paper P on the transport path. The detection result by the paper surface sensor 133 is sent to the control unit 100. The control unit 100 can control the liquid ejection head 2, the conveyance motor 174, and the like so that the conveyance of the printing paper P and the printing of the image are synchronized based on the detection result sent from the paper surface sensor 133.

次に本発明の液体吐出ヘッドを構成する液体吐出ヘッド本体13について説明する。図2は、図1に示された液体吐出ヘッド本体13を示す上面図である。図3は、図2の一点鎖線で囲まれた領域の拡大上面図であり、液体吐出ヘッド本体13の一部である。図4は、図3と同じ位置の拡大透視図で、吐出孔8の位置が分かり易いように、一部の流路を省略して描いている。なお、図3および図4において、図面を分かり易くするために、圧電アクチュエータ基板21の下方にあって破線で描くべき加圧室10(加圧室群9)、しぼり12および吐出孔8を実線で描いている。図5(a)は図3のV−V線に沿った部分に相当する縦断面図であるが、接続バンプが形成され、信号伝達部が接続された状態を示している。図5(b)は、図5(a)の要部の拡大図であり、(c)は、流路部材および圧電アクチュエータ基板圧電の(a)の付近の拡大平面図である。   Next, the liquid discharge head main body 13 constituting the liquid discharge head of the present invention will be described. FIG. 2 is a top view showing the liquid discharge head main body 13 shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged top view of a region surrounded by the alternate long and short dash line in FIG. 2 and is a part of the liquid discharge head main body 13. FIG. 4 is an enlarged perspective view of the same position as FIG. 3, in which some of the flow paths are omitted so that the positions of the discharge holes 8 can be easily understood. 3 and 4, in order to make the drawings easy to understand, the pressurizing chamber 10 (pressurizing chamber group 9), the squeezing chamber 12, and the discharge hole 8 that are to be drawn by broken lines below the piezoelectric actuator substrate 21 are shown by solid lines. It is drawn in. FIG. 5A is a longitudinal sectional view corresponding to a portion along the line V-V in FIG. 3, and shows a state in which a connection bump is formed and a signal transmission unit is connected. FIG. 5B is an enlarged view of a main part of FIG. 5A, and FIG. 5C is an enlarged plan view of the vicinity of (a) of the flow path member and the piezoelectric actuator substrate piezoelectric.

液体吐出ヘッド本体13は、平板状の流路部材4と、流路部材4上に、液体吐出ヘッド用)圧電アクチュエータ基板21とを有している。圧電アクチュエータ基板21は台形形状を有しており、その台形の一対の平行対向辺が流路部材4の長手方向に平行になるように流路部材4の上面に配置されている。また、流路部材4の長手方向に平行な2本の仮想直線のそれぞれに沿って2つずつ、つまり合計4つの圧電アクチュエータ基板21が、全体として千鳥状に流路部材4上に配列されている。流路部材4上で隣接し合う圧電アクチュエータ基板21の斜辺同士は、流路部材4の短手方向について部分的にオーバーラップしている。このオーバーラップしている部分の圧電アクチェータ基板21を駆動することにより印刷される領域では、2つの圧電アクチュエータ基板21により吐出された液滴が混在して着弾することになる。   The liquid discharge head body 13 includes a flat plate-like flow path member 4 and a piezoelectric actuator substrate 21 for the liquid discharge head on the flow path member 4. The piezoelectric actuator substrate 21 has a trapezoidal shape, and is disposed on the upper surface of the flow path member 4 so that a pair of parallel opposing sides of the trapezoid is parallel to the longitudinal direction of the flow path member 4. In addition, two piezoelectric actuator substrates 21 are arranged on the flow path member 4 as a whole in a zigzag manner, two along each of the two virtual straight lines parallel to the longitudinal direction of the flow path member 4. Yes. The oblique sides of the piezoelectric actuator substrates 21 adjacent to each other on the flow path member 4 partially overlap in the short direction of the flow path member 4. In the area printed by driving the overlapping piezoelectric actuator substrate 21, the droplets ejected by the two piezoelectric actuator substrates 21 are mixed and landed.

流路部材4の内部には液体流路の一部であるマニホールド5が形成されている。マニホールド5は流路部材4の長手方向に沿って延び細長い形状を有しており、流路部材4の上面にはマニホールド5の開口5bが形成されている。開口5bは、流路部材4の長手方向に平行な2本の直線(仮想線)のそれぞれに沿って5個ずつ、合計10個形成されている。開口5bは、4つの圧電アクチュエータ基板21が配置された領域を避ける位置に形成されている。マニホールド5には開口5bを通じて図示されていない液体タンクから液体が供給されるようになっている。   A manifold 5 that is a part of the liquid flow path is formed inside the flow path member 4. The manifold 5 has an elongated shape extending along the longitudinal direction of the flow path member 4, and an opening 5 b of the manifold 5 is formed on the upper surface of the flow path member 4. A total of ten openings 5 b are formed along each of two straight lines (imaginary lines) parallel to the longitudinal direction of the flow path member 4. The opening 5b is formed at a position that avoids a region where the four piezoelectric actuator substrates 21 are disposed. The manifold 5 is supplied with liquid from a liquid tank (not shown) through the opening 5b.

流路部材4内に形成されたマニホールド5は、複数本に分岐している(分岐した部分のマニホールド5を副マニホールド5aということがある)。開口5bに繋がるマニホールド5は、圧電アクチュエータ基板21の斜辺に沿うように延在しており、流路部材4の長手方向と交差して配置されている。2つの圧電アクチュエータ基板21に挟まれた領域では、1つのマニホールド5が、隣接する圧電アクチュエータ基板21に共有されており、副マニホールド5aがマニホールド5の両側から分岐している。これらの副マニホールド5aは、流路部材4の内部の各圧電アクチュエータ基板21に対向する領域に互いに隣接して液体吐出ヘッド本体13の長手方向に延在している。   The manifold 5 formed in the flow path member 4 is branched into a plurality of branches (the manifold 5 at the branched portion may be referred to as a sub-manifold 5a). The manifold 5 connected to the opening 5 b extends along the oblique side of the piezoelectric actuator substrate 21 and is disposed so as to intersect with the longitudinal direction of the flow path member 4. In the region sandwiched between the two piezoelectric actuator substrates 21, one manifold 5 is shared by the adjacent piezoelectric actuator substrates 21, and the sub-manifold 5 a is branched from both sides of the manifold 5. These sub-manifolds 5 a extend in the longitudinal direction of the liquid discharge head main body 13 adjacent to each other in regions facing the piezoelectric actuator substrates 21 inside the flow path member 4.

流路部材4は、複数の加圧室10がマトリクス状(すなわち、2次元的かつ規則的)に形成されている4つの加圧室群9を有している。加圧室10は、角部にアールが施されたほぼ菱形の平面形状を有する中空の領域である。加圧室10は流路部材4の上面に開口するように形成されている。これらの加圧室10は、流路部材4の上面における圧電アクチュエータ基板21に対向する領域のほぼ全面にわたって配列されている。したがって、これらの加圧室10によって形成された各加圧室群9は圧電アクチュエータ基板21とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有している。また、圧電アクチュエータ基板21は複
数の加圧室10を覆うように積層されるので、各加圧室10の開口は、圧電アクチュエータ基板21で閉塞されている。
The flow path member 4 has four pressure chamber groups 9 in which a plurality of pressure chambers 10 are formed in a matrix (that is, two-dimensionally and regularly). The pressurizing chamber 10 is a hollow region having a substantially rhombic planar shape with rounded corners. The pressurizing chamber 10 is formed so as to open on the upper surface of the flow path member 4. These pressurizing chambers 10 are arranged over almost the entire surface of the upper surface of the flow path member 4 facing the piezoelectric actuator substrate 21. Therefore, each pressurizing chamber group 9 formed by these pressurizing chambers 10 occupies an area having almost the same size and shape as the piezoelectric actuator substrate 21. Further, since the piezoelectric actuator substrate 21 is laminated so as to cover the plurality of pressurizing chambers 10, the opening of each pressurizing chamber 10 is closed by the piezoelectric actuator substrate 21.

本実施形態では、図3に示されているように、マニホールド5は、流路部材4の短手方向に互いに平行に並んだ4列のE1〜E4の副マニホールド5aに分岐し、各副マニホールド5aに繋がった加圧室10は、等間隔に流路部材4の長手方向に並ぶ加圧室10の列を構成し、その列は、短手方向に互いに平行に4列配列されている。副マニホールド5aに繋がった加圧室10の並ぶ列は副マニホールド5aの両側に2列ずつ配列されている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the manifold 5 branches into four rows of E1-E4 sub-manifolds 5a arranged in parallel with each other in the short direction of the flow path member 4, and each sub-manifold The pressurizing chambers 10 connected to 5a constitute a row of the pressurizing chambers 10 arranged in the longitudinal direction of the flow path member 4 at equal intervals, and the four rows are arranged in parallel to each other in the lateral direction. Two rows of the pressure chambers 10 connected to the sub-manifold 5a are arranged on both sides of the sub-manifold 5a.

全体では、マニホールド5から繋がる加圧室10は、等間隔に流路部材4の長手方向に並ぶ加圧室10の列を構成し、その列は、短手方向に互いに平行に16列配列されている。各加圧室列に含まれる加圧室10の数は、圧電アクチュエータ基板21の外形形状に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。吐出孔8もこれと同様に配置されている。これによって、全体として長手方向に600dpiの解像度で画像形成が可能となっている。   As a whole, the pressurizing chambers 10 connected from the manifold 5 constitute rows of the pressurizing chambers 10 arranged in the longitudinal direction of the flow path member 4 at equal intervals, and the rows are arranged in 16 rows parallel to each other in the short side direction. ing. The number of pressurizing chambers 10 included in each pressurizing chamber row is arranged so as to gradually decrease from the long side toward the short side corresponding to the outer shape of the piezoelectric actuator substrate 21. The discharge holes 8 are also arranged in the same manner. As a result, it is possible to form an image with a resolution of 600 dpi in the longitudinal direction as a whole.

つまり、流路部材4の長手方向に平行な仮想直線に対して直交するように吐出孔8を投影すると、図3に示した仮想直線のRの範囲に、4つの副マニホールド5aに繋がっている4つの吐出孔8、つまり全部で16個の吐出孔8が600dpiの等間隔に配置されている。また、各副マニホールド5aには平均すれば150dpiに相当する間隔で個別流路32が接続されている。これは、600dpi分の吐出孔8を4つ列の副マニホールド5aに分けて繋ぐ設計をする際に、各副マニホールド5aに繋がる個別流路32が等しい間隔で繋がるとは限らないため、マニホールド5aの延在方向、すなわち主走査方向に平均170μm(150dpiならば25.4mm/150=169μm間隔である)以下の間隔で個別流路32が形成されているということである。   That is, when the discharge hole 8 is projected so as to be orthogonal to a virtual straight line parallel to the longitudinal direction of the flow path member 4, it is connected to the four sub-manifolds 5a in the range of R of the virtual straight line shown in FIG. Four discharge holes 8, that is, a total of 16 discharge holes 8 are arranged at equal intervals of 600 dpi. Moreover, the individual flow paths 32 are connected to the sub manifolds 5a at intervals corresponding to 150 dpi on average. This is because when the discharge holes 8 for 600 dpi are divided and connected to the four sub-manifolds 5a, the individual flow paths 32 connected to the sub-manifolds 5a are not always connected at equal intervals. In other words, the individual flow paths 32 are formed at intervals of an average of 170 μm (25.4 mm / 150 = 169 μm intervals if 150 dpi) in the main scanning direction.

圧電アクチュエータ基板21の上面における各加圧室10に重なる位置には個別電極35がそれぞれ形成されている。すなわち、個別電極35は、圧電アクチュエータ基板21の上面に、第1の方向および第1の方向とは異なる方向にわたって形成されている。個別電極(表面電極)35は、個別電極本体(表面電極本体)35aと個別電極35aから引き出された引出電極35bとを含む。個別電極本体35aは、加圧室10より一回り小さく、加圧室10とほぼ相似な形状を有しており、圧電アクチュエータ基板21の上面における加圧室10と対向する領域内に収まるように配置されている。   Individual electrodes 35 are formed on the upper surface of the piezoelectric actuator substrate 21 at positions overlapping the pressurizing chambers 10 respectively. That is, the individual electrode 35 is formed on the upper surface of the piezoelectric actuator substrate 21 in a direction different from the first direction and the first direction. The individual electrode (surface electrode) 35 includes an individual electrode main body (surface electrode main body) 35a and an extraction electrode 35b extracted from the individual electrode 35a. The individual electrode main body 35 a is slightly smaller than the pressurizing chamber 10 and has a shape substantially similar to the pressurizing chamber 10, so that the individual electrode main body 35 a fits in a region facing the pressurizing chamber 10 on the upper surface of the piezoelectric actuator substrate 21. Has been placed.

流路部材4の下面には多数の吐出孔8が形成されている。これらの吐出孔8は、流路部材4の下面側に配置された副マニホールド5aと対向する領域を避けた位置に配置されている。また、これらの吐出孔8は、流路部材4の下面側における圧電アクチュエータ基板21と対向する領域内に配置されている。これらの吐出孔群は圧電アクチュエータ基板21とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有しており、対応する圧電アクチュエータ基板21の変位素子50を変位させることにより吐出孔8から液滴が吐出できる。吐出孔8の配置については後で詳述する。そして、それぞれの領域内の吐出孔8は、流路部材4の長手方向に平行な複数の直線に沿って等間隔に配列されている。   A large number of discharge holes 8 are formed in the lower surface of the flow path member 4. These discharge holes 8 are arranged at positions avoiding the area facing the sub-manifold 5a arranged on the lower surface side of the flow path member 4. Further, these discharge holes 8 are arranged in a region facing the piezoelectric actuator substrate 21 on the lower surface side of the flow path member 4. These discharge hole groups occupy regions of almost the same size and shape as the piezoelectric actuator substrate 21, and droplets can be discharged from the discharge holes 8 by displacing the displacement elements 50 of the corresponding piezoelectric actuator substrate 21. . The arrangement of the discharge holes 8 will be described in detail later. The discharge holes 8 in each region are arranged at equal intervals along a plurality of straight lines parallel to the longitudinal direction of the flow path member 4.

液体吐出ヘッド本体13に含まれる流路部材4は、複数のプレートが積層された積層構造を有している。これらのプレートは、流路部材4の上面から順に、キャビティプレート22、ベースプレート23、アパーチャ(しぼり)プレート24、サプライプレート25、26、マニホールドプレート27、28、29、カバープレート30およびノズルプレート31である。これらのプレートには多数の孔が形成されている。各プレートは、これらの孔が互いに連通して個別流路32および副マニホールド5aを構成するように、位置合わせして積層されている。液体吐出ヘッド本体13は、図5に示されているように、加
圧室10は流路部材4の上面に、副マニホールド5aは内部の下面側に、吐出孔8は下面にと、個別流路32を構成する各部分が異なる位置に互いに近接して配設され、加圧室10を介して副マニホールド5aと吐出孔8とが繋がる構成を有している。
The flow path member 4 included in the liquid discharge head body 13 has a stacked structure in which a plurality of plates are stacked. These plates are a cavity plate 22, a base plate 23, an aperture (squeezing) plate 24, supply plates 25 and 26, manifold plates 27, 28 and 29, a cover plate 30 and a nozzle plate 31 in order from the upper surface of the flow path member 4. is there. A number of holes are formed in these plates. Each plate is aligned and laminated so that these holes communicate with each other to form the individual flow path 32 and the sub-manifold 5a. As shown in FIG. 5, the liquid discharge head body 13 is configured such that the pressurizing chamber 10 is on the upper surface of the flow path member 4, the sub-manifold 5 a is on the inner lower surface side, and the discharge holes 8 are on the lower surface. Each portion constituting the path 32 is disposed close to each other at different positions, and the sub-manifold 5 a and the discharge hole 8 are connected via the pressurizing chamber 10.

各プレートに形成された孔について説明する。これらの孔には、次のようなものがある。第1に、キャビティプレート22に形成された加圧室10である。第2に、加圧室10の一端から副マニホールド5aへと繋がる流路を構成する連通孔である。この連通孔は、ベースプレート23(詳細には加圧室10の入り口)からサプライプレート25(詳細には副マニホールド5aの出口)までの各プレートに形成されている。なお、この連通孔には、アパーチャプレート24に形成されたしぼり12と、サプライプレート25、26に形成された個別供給流路6とが含まれている。   The holes formed in each plate will be described. These holes include the following. First, the pressurizing chamber 10 formed in the cavity plate 22. Secondly, there is a communication hole that constitutes a flow path that connects from one end of the pressurizing chamber 10 to the sub-manifold 5a. This communication hole is formed in each plate from the base plate 23 (specifically, the inlet of the pressurizing chamber 10) to the supply plate 25 (specifically, the outlet of the sub-manifold 5a). The communication hole includes the aperture 12 formed in the aperture plate 24 and the individual supply flow path 6 formed in the supply plates 25 and 26.

第3に、加圧室10の他端から吐出孔8へと連通する流路を構成する連通孔であり、この連通孔は、以下の記載においてディセンダ(部分流路)と呼称される。ディセンダは、ベースプレート23(詳細には加圧室10の出口)からノズルプレート31(詳細には吐出孔8)までの各プレートに形成されている。第4に、副マニホールド5aを構成する連通孔である。この連通孔は、マニホールドプレート27〜29に形成されている。   Third, there is a communication hole constituting a flow path communicating from the other end of the pressurizing chamber 10 to the discharge hole 8, and this communication hole is referred to as a descender (partial flow path) in the following description. The descender is formed on each plate from the base plate 23 (specifically, the outlet of the pressurizing chamber 10) to the nozzle plate 31 (specifically, the discharge hole 8). Fourthly, there is a communication hole constituting the sub-manifold 5a. The communication holes are formed in the manifold plates 27 to 29.

このような連通孔が相互に繋がり、副マニホールド5aからの液体の流入口(副マニホールド5aの出口)から吐出孔8に至る個別流路32を構成している。副マニホールド5aに供給された液体は、以下の経路で吐出孔8から吐出される。まず、副マニホールド5aから上方向に向かって、個別供給流路6を通り、しぼり12の一端部に至る。次に、しぼり12の延在方向に沿って水平に進み、しぼり12の他端部に至る。そこから上方に向かって、加圧室10の一端部に至る。さらに、加圧室10の延在方向に沿って水平に進み、加圧室10の他端部に至る。そこから少しずつ水平方向に移動しながら、主に下方に向かい、下面に開口した吐出孔8へと進む。   Such communication holes are connected to each other to form an individual flow path 32 extending from the liquid inflow port (the outlet of the submanifold 5a) from the submanifold 5a to the discharge hole 8. The liquid supplied to the sub-manifold 5a is discharged from the discharge hole 8 through the following path. First, from the sub-manifold 5a, it passes through the individual supply flow path 6 and reaches one end of the aperture 12. Next, it proceeds horizontally along the extending direction of the aperture 12 and reaches the other end of the aperture 12. From there, it reaches one end of the pressurizing chamber 10 upward. Furthermore, it progresses horizontally along the extending direction of the pressurizing chamber 10 and reaches the other end of the pressurizing chamber 10. While moving little by little in the horizontal direction from there, it proceeds mainly downward and proceeds to the discharge hole 8 opened in the lower surface.

圧電アクチュエータ基板21は、図5(a)に示されるように、2枚の圧電セラミック層21a、21bからなる積層構造を有している。これらの圧電セラミック層21a、21bはそれぞれ20μm程度の厚さを有している。圧電アクチュエータ基板21の圧電セラミック層21a、21bの積層体(個別電極35を含み、接続バンプ46は形成されていたとしても含まない)の厚さは43μm程度であり、100μm以下であることにより、変位量を大きくすることができる。圧電アクチュエータ基板21は、流路部材4の加圧室10の開口している平面状の面に積層されており、圧電セラミック層21a、21bのいずれの層も複数の加圧室10を跨ぐように延在している(図3参照)。これらの圧電セラミック層21a、21bは、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)系のセラミックス材料からなる。   As shown in FIG. 5A, the piezoelectric actuator substrate 21 has a laminated structure composed of two piezoelectric ceramic layers 21a and 21b. Each of these piezoelectric ceramic layers 21a and 21b has a thickness of about 20 μm. The thickness of the laminate of piezoelectric ceramic layers 21a and 21b of the piezoelectric actuator substrate 21 (including the individual electrodes 35 and not including the connection bumps 46) is about 43 μm, and is 100 μm or less. The amount of displacement can be increased. The piezoelectric actuator substrate 21 is laminated on the planar surface of the flow path member 4 where the pressurizing chamber 10 is open, and the piezoelectric ceramic layers 21 a and 21 b straddle the plurality of pressurizing chambers 10. (See FIG. 3). The piezoelectric ceramic layers 21a and 21b are made of a lead zirconate titanate (PZT) ceramic material having ferroelectricity.

圧電アクチュエータ基板21は、Ag−Pd系などの金属材料からなる共通電極34、および個別電極35を有している。共通電極34および個別電極35の一対の電極は、その間に圧電体である圧電セラミック層21bが挟まれており、この圧電セラミック層21bは前記一対の電極間に電圧をかけることにより、面方向に伸縮(伸長および収縮のどちらか一方でもよい)して、変位素子50を撓み変形させる。詳細は後述するが、個別電極35には、制御部100からフレキシブル配線基板60を通じて駆動信号(駆動電圧)が供給される。駆動信号は、印刷媒体Pの搬送速度と同期して一定の周期で供給される。   The piezoelectric actuator substrate 21 has a common electrode 34 and individual electrodes 35 made of a metal material such as an Ag—Pd system. A pair of electrodes of the common electrode 34 and the individual electrode 35 has a piezoelectric ceramic layer 21b which is a piezoelectric body interposed therebetween, and the piezoelectric ceramic layer 21b is applied in a plane direction by applying a voltage between the pair of electrodes. The displacement element 50 is bent and deformed by expanding and contracting (which may be either expansion or contraction). Although details will be described later, a drive signal (drive voltage) is supplied from the control unit 100 to the individual electrode 35 through the flexible wiring board 60. The drive signal is supplied in a constant cycle in synchronization with the conveyance speed of the print medium P.

個別電極35は、圧電アクチュエータ基板21の上面における加圧室10と重なる位置に配置されている個別電極本体35aと、個別電極本体35aから加圧室10と重ならない位置まで引き出されている引出電極35bとを含んでいる。引出電極35bは隣り合う他の個別電極本体35aを超えない範囲まで引き出されている。個別電極35の厚さは、
0.5〜3μmである。100μm程度と薄い圧電アクチュエータ基板21であると、個別電極35の厚さが変位量に与える影響も大きく、平均厚みを3μm以下にする。また、導通の信頼性を高くするため、平均厚みは0.5μm以上であることが好ましい。平均厚みは、さらに1.5〜2.5μmであることが好ましい。個別電極本体35aの表面には、高さが3μm以上の突起35a−1が形成されている。
The individual electrode 35 is disposed at a position overlapping the pressurizing chamber 10 on the upper surface of the piezoelectric actuator substrate 21, and the extraction electrode is drawn from the individual electrode main body 35 a to a position not overlapping the pressurizing chamber 10. 35b. The extraction electrode 35b is extracted to a range that does not exceed another adjacent individual electrode body 35a. The thickness of the individual electrode 35 is
0.5-3 μm. When the piezoelectric actuator substrate 21 is as thin as about 100 μm, the influence of the thickness of the individual electrode 35 on the displacement amount is large, and the average thickness is set to 3 μm or less. In order to increase the reliability of conduction, the average thickness is preferably 0.5 μm or more. The average thickness is preferably 1.5 to 2.5 μm. A protrusion 35a-1 having a height of 3 μm or more is formed on the surface of the individual electrode body 35a.

圧電アクチュエータ基板21の引出電極35bの加圧室10のない位置には、接続バンプ46が形成されている。接続バンプ46は、例えば、銀粒子を含み、これらが樹脂で固められたものや、ガラスフリットを含む銀を焼き付けたものからなり、厚さが5〜50μm程度で凸状に形成されている。また、接続バンプ46は、圧電アクチュエータ基板21に沿って配置される信号伝達部であるフレキシブル配線基板60に設けられた配線60bと電気的に接合されている。フレキシブル配線基板60は、ベースフィルム(被覆層)60aおよびカバーフィルム60c(被覆層)で配線60bを覆っている構造を有しており、接続バンプ46はカバーフィルム60cを貫通して配線60bと接続している。600dpiの印刷をするのに用いられる圧電アクチュエータに対応するフレキシブル配線基板60は、配線60bの密度が高くなり、配線60bと接続バンプ46とが接続される個所も非常に多くなる。このような場合、カバーフィルム60cとして柔らかいものを用いるか、カバーフィルム60cを柔らかい状態(未硬化あるいは半硬化した状態)にしておいて、カバーフィルム60cを貫通させて、接続を行なうのが好ましい。配線60bと接続バンプ46との接続の保持は、柔らかい状態のカバーフィルム60cの粘着性、あるいは貫通後カバーフィルム60cを硬化させることで行なえる。   A connection bump 46 is formed at a position where the pressurizing chamber 10 of the extraction electrode 35b of the piezoelectric actuator substrate 21 is not present. The connection bumps 46 include, for example, silver particles that are hardened with a resin, or those that are baked with silver that contains glass frit, and are formed in a convex shape with a thickness of about 5 to 50 μm. In addition, the connection bumps 46 are electrically joined to the wiring 60 b provided on the flexible wiring board 60 that is a signal transmission unit disposed along the piezoelectric actuator substrate 21. The flexible wiring board 60 has a structure in which the wiring 60b is covered with a base film (covering layer) 60a and a cover film 60c (covering layer), and the connection bumps 46 penetrate the cover film 60c and connect to the wiring 60b. doing. In the flexible wiring board 60 corresponding to the piezoelectric actuator used for printing at 600 dpi, the density of the wiring 60b is high, and the number of places where the wiring 60b and the connection bumps 46 are connected is extremely large. In such a case, it is preferable to use a soft cover film 60c, or leave the cover film 60c soft (uncured or semi-cured) and pass through the cover film 60c for connection. The connection between the wiring 60b and the connection bump 46 can be maintained by the adhesiveness of the soft cover film 60c or by curing the cover film 60c after penetration.

このような場合、フレキシブル配線基板60と変位素子50とが接触した状態になったり、フレキシブル配線基板60と変位素子50とくっついてしまうことがある。変位素子50の変位が阻害されるため、そのようなことは好ましくない。そのため、個別電極本体35aの表面に、高さが3μm以上の突起35a−1を形成する。これにより、個別電極本体35aの表面とフレキシブル配線基板60の表面とが面同士で接触し難くなるので、個別電極本体35aとフレキシブル配線基板60とが接触した状態になることを抑制できる。なお、個別電極35の引出電極35b部分には、突起はあっても、なくてもどちらでもかまわない。   In such a case, the flexible wiring board 60 and the displacement element 50 may come into contact with each other, or the flexible wiring board 60 and the displacement element 50 may stick to each other. This is not preferable because the displacement of the displacement element 50 is hindered. Therefore, a protrusion 35a-1 having a height of 3 μm or more is formed on the surface of the individual electrode body 35a. Thereby, since the surface of the individual electrode main body 35a and the surface of the flexible wiring board 60 are difficult to contact each other, the individual electrode main body 35a and the flexible wiring board 60 can be prevented from coming into contact with each other. Note that the lead electrode 35b portion of the individual electrode 35 may or may not have a protrusion.

一つの個別電極本体35aにある突起35a−1の個数が10以上であることにより、表面電極本体35a内に、突起35a−1が広く分布して、フレキシブル配線基板60を付き難くできる。また、突起35a−1が100個以下であることにより、突起35a−1があることによる変位の低下少なくできる。突起35a−1の個数は、20〜80がより好ましい。   When the number of the protrusions 35a-1 in one individual electrode body 35a is 10 or more, the protrusions 35a-1 are widely distributed in the surface electrode body 35a, and the flexible wiring board 60 can be hardly attached. Further, since the number of the protrusions 35a-1 is 100 or less, a decrease in displacement due to the presence of the protrusions 35a-1 can be reduced. The number of protrusions 35a-1 is more preferably 20-80.

突起35a−1は、個別電極本体35aの周縁部より中央部に多く配置されていることにより、フレキシブル配線基板60と付いた場合に変位に影響度の大きい中央部にフレキシブル配線基板60を付き難くできる。図5(c)のにおいて仮想形Sは、個別電極本体35aと相似で、面積重心が一致し、個別電極本体35aの面積の半分の形状である。仮想形Sの内部を個別電極本体35aの中央部、それ以外を個別電極本体35aの周縁部として、中央部における突起35a−1の密度が、周縁部における突起35a−1の密度より高いことが好ましい。これにより少ない突起35a−1の個数で、効果的にフレキシブル配線基板60を付き難くできる。   Since the protrusions 35a-1 are arranged more in the center than the peripheral edge of the individual electrode main body 35a, it is difficult to attach the flexible wiring board 60 to the center having a large influence on displacement when attached to the flexible wiring board 60. it can. In FIG. 5C, the virtual shape S is similar to the individual electrode main body 35a, has the same area centroid, and is half the area of the individual electrode main body 35a. The density of the projections 35a-1 at the central portion is higher than the density of the projections 35a-1 at the peripheral portion, with the inside of the virtual shape S as the central portion of the individual electrode main body 35a and the other as the peripheral portion of the individual electrode main body 35a. preferable. Thus, the flexible wiring board 60 can be effectively prevented from being attached with a small number of protrusions 35a-1.

突起35a−1の高さhは、接続バンプ46の高さやカバーフィルム60cの厚さにもよるが、3〜10μmであるのが好ましい。あまり高くなると、フレキシブル配線基板60と突起35a−1との距離が短くなるので、少ないフレキシブル配線基板の変形でフレキシブル配線基板60と突起35a−1とが付き易くなってしまう。突起35a−1の高さは、接続バンプ46の高さより低いことが好ましい。さらに、突起35a−1の高さはカバーフィルム60cの厚さより小さくことが好ましい。これにより、突起35a−1がカバーフィルム60cに入り込んでも、当該変位素子と電気的に繋がらない配線60bと電気的に繋がってしまうことが抑制できる。
Although the height h of the protrusion 35a-1 depends on the height of the connection bump 46 and the thickness of the cover film 60c, it is preferably 3 to 10 μm. If the distance is too high, the distance between the flexible wiring board 60 and the protrusion 35a-1 is shortened, so that the flexible wiring board 60 and the protrusion 35a-1 are easily attached due to a small deformation of the flexible wiring board. The height of the protrusion 35 a-1 is preferably lower than the height of the connection bump 46. Further, the height of the projection 35a-1 is preferably small fence Ri by the thickness of the cover film 60c. Thereby, even if the protrusion 35a-1 enters the cover film 60c, it can be suppressed that the protrusion 35a-1 is electrically connected to the wiring 60b that is not electrically connected to the displacement element.

突起35a−1は、個別電極35を焼き付けで形成する場合などは、個別電極35となる導体ペーストに、粒径の大きな金属粒子を入れたり、粒径の大きなフィラーを入れたりすることで形成できる。粒径の大きな粒子は、細かい粒子が凝集などにより集まった2次粒子でもよい。粒径の大きな粒子は絶縁性であると、突起35a−1がカバーフィルム60cに入り込んでも導通するおそれが減るので、好ましい。絶縁性の粒子としては、セラミックスや、焼き付け温度より軟化点の高いガラス粒子が例示できる。粒径の大きな粒子として、突起35a−1を除いた個別電極本体35aより密度の低いものを使えば、突起35a−1が個別電極本体35aより飛び出した形状で形成できるので好ましい。また粒径の大きな粒子を密度の低いものにし、粘度の低い導体ペーストで印刷すると、表面張力により、粒径の大きな粒子が個別電極本体35aの中央部に近づき、中央部の突起35a−1の密度を、周縁部より高くできる。また、粒径の大きな粒子として、角部が尖ったものを用いると、突起35a−1がフレキシブル配線基板60に、より付き難くできる。
The protrusion 35a-1 can be formed by putting a metal particle having a large particle diameter or a filler having a large particle diameter into the conductor paste to be the individual electrode 35 when the individual electrode 35 is formed by baking. . The particles having a large particle size may be secondary particles in which fine particles are collected by aggregation or the like. It is preferable that particles having a large particle diameter are insulative because the possibility of conduction even if the protrusion 35a-1 enters the cover film 60c is reduced. As the insulating particles, ceramic or glass particles may be exemplified high softening point than the baking temperature. As large particles having a particle size, With those less dense than the individual electrode body 35a, except for the projections 35a-1, since the projections 35a-1 can be formed in a shape jumped out from the individual electrode body 35a preferably. Further , when particles having a large particle size are made to have a low density and printed with a conductive paste having a low viscosity, the particles having a large particle size approach the central portion of the individual electrode main body 35a due to surface tension, and the protrusion 35a-1 at the central portion. The density of can be made higher than the peripheral part. Further, when a particle having a large corner is used as a particle having a large particle diameter, the protrusion 35a-1 can be more difficult to attach to the flexible wiring board 60.

共通電極34は、圧電セラミック層21aと圧電セラミック層21bとの間の領域に面方向のほぼ全面にわたって形成されている。すなわち、共通電極34は、圧電アクチュエータ基板21に対向する領域内の全ての加圧室10を覆うように延在している。共通電極34の厚さは2μm程度である。共通電極34は図示しない領域において接地され、グランド電位に保持されている。本実施形態では、圧電セラミック層21b上において、個別電極35からなる電極群を避ける位置に個別電極35とは異なる表面電極(不図示)が形成されている。表面電極は、圧電セラミック層21bの内部に形成されたスルーホールを介して共通電極34と電気的に接続されているとともに、多数の個別電極35と同様に、外部配線内の別の電極と接続されている。   The common electrode 34 is formed over almost the entire surface in the area between the piezoelectric ceramic layer 21a and the piezoelectric ceramic layer 21b. That is, the common electrode 34 extends so as to cover all the pressurizing chambers 10 in the region facing the piezoelectric actuator substrate 21. The thickness of the common electrode 34 is about 2 μm. The common electrode 34 is grounded in a region not shown, and is held at the ground potential. In the present embodiment, a surface electrode (not shown) different from the individual electrode 35 is formed on the piezoelectric ceramic layer 21b at a position avoiding the electrode group composed of the individual electrodes 35. The surface electrode is electrically connected to the common electrode 34 through a through-hole formed in the piezoelectric ceramic layer 21b, and is connected to another electrode in the external wiring, like the large number of individual electrodes 35. Has been.

なお、以上は、圧電アクチュエータ基板21が2層の圧電セラミック層の場合の構造であるが、3相層以上の圧電セラミック層を積層して、個別電極35と共通電極34が交互になるように配置してもよい。   The above is the structure in the case where the piezoelectric actuator substrate 21 has two piezoelectric ceramic layers. However, the piezoelectric ceramic layers having three or more phases are laminated so that the individual electrodes 35 and the common electrodes 34 are alternately arranged. You may arrange.

図5に示されるように、共通電極34と個別電極35とは、最上層の圧電セラミック層21bのみを挟むように配置されている。圧電セラミック層21bにおける個別電極35と共通電極34とに挟まれた領域は活性部と呼称され、その部分の圧電セラミックスには厚み方向に分極が施されている。本実施形態の圧電アクチュエータ基板21においては、最上層の圧電セラミック層21bのみが活性部を含んでおり、圧電セラミック21aは活性部を含んでおらず、振動板として働く。この圧電アクチュエータ基板21はいわゆるユニモルフタイプの構成を有している。   As shown in FIG. 5, the common electrode 34 and the individual electrode 35 are disposed so as to sandwich only the uppermost piezoelectric ceramic layer 21b. A region sandwiched between the individual electrode 35 and the common electrode 34 in the piezoelectric ceramic layer 21b is called an active portion, and the piezoelectric ceramic in that portion is polarized in the thickness direction. In the piezoelectric actuator substrate 21 of the present embodiment, only the uppermost piezoelectric ceramic layer 21b includes an active portion, and the piezoelectric ceramic 21a does not include an active portion and functions as a diaphragm. The piezoelectric actuator substrate 21 has a so-called unimorph type configuration.

なお、後述のように、個別電極35に選択的に所定の駆動信号が供給されることにより、この個別電極35に対応する加圧室10内の液体に圧力が加えられる。これによって、個別流路32を通じて、対応する液体吐出口8から液滴が吐出される。すなわち、圧電アクチュエータ基板21における各加圧室10に対向する部分は、各加圧室10および液体吐出口8に対応する個別の変位素子50に相当する。つまり、2枚の圧電セラミック層からなる積層体中には、図5に示されているような構造を単位構造とする変位素子50が加圧室10毎に、加圧室10の直上に位置するセラミック振動板21a、共通電極34、圧電セラミック層21b、個別電極35により作り込まれており、圧電アクチュエータ基板21には変位素子50が複数含まれている。なお、本実施形態において1回の吐出動作に
よって液体吐出口8から吐出される液体の量は5〜7pL(ピコリットル)程度である。
As will be described later, when a predetermined drive signal is selectively supplied to the individual electrode 35, pressure is applied to the liquid in the pressurizing chamber 10 corresponding to the individual electrode 35. As a result, droplets are discharged from the corresponding liquid discharge ports 8 through the individual flow paths 32. That is, the portion of the piezoelectric actuator substrate 21 that faces each pressurizing chamber 10 corresponds to the individual displacement element 50 corresponding to each pressurizing chamber 10 and the liquid discharge port 8. That is, in the laminate composed of two piezoelectric ceramic layers, the displacement element 50 having a unit structure as shown in FIG. 5 is positioned immediately above the pressurizing chamber 10 for each pressurizing chamber 10. The ceramic diaphragm 21a, the common electrode 34, the piezoelectric ceramic layer 21b, and the individual electrode 35 are formed, and the piezoelectric actuator substrate 21 includes a plurality of displacement elements 50. In the present embodiment, the amount of liquid ejected from the liquid ejection port 8 by one ejection operation is about 5 to 7 pL (picoliter).

本実施形態における圧電アクチュエータ基板21の液体吐出時の駆動方法の一例を、個別電極35に供給される駆動電圧(駆動信号)に関して説明する。個別電極35を共通電極34と異なる電位にして圧電セラミック層21bに対してその分極方向に電界を印加したとき、この電界が印加された部分が、圧電効果により歪む活性部として働く。この時圧電セラミック層21bは、その厚み方向すなわち積層方向に伸長または収縮し、圧電横効果により積層方向と垂直な方向すなわち面方向には収縮または伸長しようとする。一方、残りの圧電セラミック層21aは、個別電極35と共通電極34とに挟まれた領域を持たない非活性層であるので、自発的に変形しない。つまり、圧電アクチュエータ基板21は、上側(つまり、加圧室10とは離れた側)の圧電セラミック層21bを、活性部を含む層とし、かつ下側(つまり、加圧室10に近い側)の圧電セラミック層21aを非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。   An example of a driving method at the time of liquid ejection of the piezoelectric actuator substrate 21 in the present embodiment will be described with respect to a driving voltage (drive signal) supplied to the individual electrode 35. When an electric field is applied to the piezoelectric ceramic layer 21b in the polarization direction by setting the individual electrode 35 to a potential different from that of the common electrode 34, the portion to which the electric field is applied functions as an active portion that is distorted by the piezoelectric effect. At this time, the piezoelectric ceramic layer 21b expands or contracts in the thickness direction, that is, the stacking direction, and tends to contract or extend in the direction perpendicular to the stacking direction, that is, the surface direction, due to the piezoelectric lateral effect. On the other hand, since the remaining piezoelectric ceramic layer 21a is an inactive layer that does not have a region sandwiched between the individual electrode 35 and the common electrode 34, it does not spontaneously deform. That is, the piezoelectric actuator substrate 21 has the piezoelectric ceramic layer 21b on the upper side (that is, the side away from the pressurizing chamber 10) as a layer including the active portion and the lower side (that is, the side close to the pressurizing chamber 10). This piezoceramic layer 21a is a so-called unimorph type structure having an inactive layer.

この構成において、電界と分極とが同方向となるように、アクチュエータ制御部により個別電極35を共通電極34に対して正または負の所定電位とすると、圧電セラミック層21bの電極に挟まれた部分(活性部)が、面方向に収縮する。一方、非活性層の圧電セラミック層21aは電界の影響を受けないため、自発的には縮むことがなく活性部の変形を規制しようとする。この結果、圧電セラミック層21bと圧電セラミック層21aとの間で分極方向への歪みに差が生じて、圧電セラミック層21bは加圧室10側へ凸となるように変形(ユニモルフ変形)する。   In this configuration, when the individual electrode 35 is set to a predetermined positive or negative potential with respect to the common electrode 34 by the actuator controller so that the electric field and the polarization are in the same direction, a portion sandwiched between the electrodes of the piezoelectric ceramic layer 21b. (Active part) contracts in the surface direction. On the other hand, the piezoelectric ceramic layer 21a, which is an inactive layer, is not affected by an electric field, so that it does not spontaneously shrink and tries to restrict deformation of the active portion. As a result, there is a difference in strain in the polarization direction between the piezoelectric ceramic layer 21b and the piezoelectric ceramic layer 21a, and the piezoelectric ceramic layer 21b is deformed so as to protrude toward the pressurizing chamber 10 (unimorph deformation).

本実施の形態における実際の駆動手順は、あらかじめ個別電極35を共通電極34より高い電位(以下高電位と称す)にしておき、吐出要求がある毎に個別電極35を共通電極34と一旦同じ電位(以下低電位と称す)とし、その後所定のタイミングで再び高電位とする。これにより、個別電極35が低電位になるタイミングで、圧電セラミック層21a、bが元の形状に戻り、加圧室10の容積が初期状態(両電極の電位が異なる状態)と比較して増加する。このとき、加圧室10内に負圧が与えられ、液体がマニホールド5側から加圧室10内に吸い込まれる。その後再び個別電極35を高電位にしたタイミングで、圧電セラミック層21a、bが加圧室10側へ凸となるように変形し、加圧室10の容積減少により加圧室10内の圧力が正圧となり液体への圧力が上昇し、液滴が吐出される。つまり、液滴を吐出させるため、高電位を基準とするパルスを含む駆動信号を個別電極35に供給することになる。このパルス幅は、圧力波がしぼり12から吐出孔8まで伝播する時間長さであるAL(Acoustic Length)が理想的である。これによると、加圧室10
内部が負圧状態から正圧状態に反転するときに両者の圧力が合わさり、より強い圧力で液滴を吐出させることができる。
In an actual driving procedure in the present embodiment, the individual electrode 35 is set to a potential higher than the common electrode 34 (hereinafter referred to as a high potential) in advance, and the individual electrode 35 is temporarily set to the same potential as the common electrode 34 every time there is a discharge request. (Hereinafter referred to as a low potential), and then set to a high potential again at a predetermined timing. As a result, the piezoelectric ceramic layers 21a and 21b return to their original shapes at the timing when the individual electrodes 35 become low potential, and the volume of the pressurizing chamber 10 increases compared to the initial state (the state where the potentials of both electrodes are different). To do. At this time, a negative pressure is applied to the pressurizing chamber 10 and the liquid is sucked into the pressurizing chamber 10 from the manifold 5 side. Thereafter, at the timing when the individual electrode 35 is set to a high potential again, the piezoelectric ceramic layers 21a and 21b are deformed so as to protrude toward the pressurizing chamber 10, and the pressure in the pressurizing chamber 10 is reduced due to the volume reduction of the pressurizing chamber 10. The pressure becomes positive and the pressure on the liquid rises, and droplets are ejected. That is, a drive signal including a pulse based on a high potential is supplied to the individual electrode 35 in order to eject a droplet. The ideal pulse width is AL (Acoustic Length), which is the length of time that the pressure wave propagates from the orifice 12 to the discharge hole 8. According to this, the pressure chamber 10
When the inside is reversed from the negative pressure state to the positive pressure state, both pressures are combined, and the liquid droplets can be ejected at a stronger pressure.

以上のような液体吐出ヘッド2は、例えば、以下のようにして作製する。ロールコータ法、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、圧電性セラミック粉末と有機組成物からなるテープの成形を行ない、焼成後に圧電セラミック層21a、21bとなる複数のグリーンシートを作製する。グリーンシートの一部には、その表面に共通電極34となる電極ペーストを印刷法等により形成する。また、必要に応じて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充填する。   The liquid discharge head 2 as described above is manufactured as follows, for example. A tape composed of a piezoelectric ceramic powder and an organic composition is formed by a general tape forming method such as a roll coater method or a slit coater method, and a plurality of green sheets that become piezoelectric ceramic layers 21a and 21b after firing are produced. . An electrode paste to be the common electrode 34 is formed on a part of the green sheet by a printing method or the like. Further, a via hole is formed in a part of the green sheet as necessary, and a via conductor is filled in the via hole.

ついで、各グリーンシートを積層して積層体を作製し、加圧密着を行なう。加圧密着後の積層体を高濃度酸素雰囲気下で焼成し、圧電アクチュエータ基体を作製した。その後、10μmのガラスフィラーを添加したAg−Pdペーストを用いて焼成体表面に個別電極35を印刷、焼成して、圧電アクチュエータ基板21を作製する。圧電アクチュエータ基板21の個別電極本体35aには、ガラスフィラーの突起35a−1が形成される。   Next, each green sheet is laminated to produce a laminate, and pressure adhesion is performed. The laminated body after pressure contact was fired in a high concentration oxygen atmosphere to produce a piezoelectric actuator substrate. Thereafter, the individual electrode 35 is printed and fired on the surface of the fired body using an Ag—Pd paste to which a glass filler of 10 μm is added, and the piezoelectric actuator substrate 21 is produced. A glass filler protrusion 35 a-1 is formed on the individual electrode body 35 a of the piezoelectric actuator substrate 21.

次に、流路部材4を、圧延法等により得られプレート22〜31を接着層を介して積層して作製する。プレート22〜31に、マニホールド5、個別供給流路6、液体加圧室10およびディセンダなどとなる孔を、エッチングにより所定の形状に加工する。   Next, the flow path member 4 is produced by laminating plates 22 to 31 obtained by a rolling method or the like via an adhesive layer. Holes to be the manifold 5, the individual supply flow path 6, the liquid pressurizing chamber 10, the descender, and the like are processed in the plates 22 to 31 into a predetermined shape by etching.

これらプレート22〜31は、Fe―Cr系、Fe−Ni系、WC−TiC系の群から選ばれる少なくとも1種の金属によって形成されていることが望ましく、特に液体としてインクを使用する場合にはインクに対する耐食性の優れた材質からなることが望ましため、Fe−Cr系がより好ましい。   These plates 22 to 31 are preferably formed of at least one metal selected from the group consisting of Fe—Cr, Fe—Ni, and WC—TiC, particularly when ink is used as a liquid. Since it is desired to be made of a material having excellent corrosion resistance against ink, Fe-Cr is more preferable.

圧電アクチュエータ基板21と流路部材4とは、例えば接着層を介して積層接着することができる。接着層としては、周知のものを使用することができるが、圧電アクチュエータ基板21や流路部材4への影響を及ぼさないために、熱硬化温度が100〜150℃のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂の群から選ばれる少なくとも1種の熱硬化性樹脂系の接着剤を用いるのがよい。このような接着層を用いて熱硬化温度にまで加熱することによって、圧電アクチュエータ基板21と流路部材4とを加熱接合することができる。   The piezoelectric actuator substrate 21 and the flow path member 4 can be laminated and bonded through, for example, an adhesive layer. As the adhesive layer, a known material can be used, but in order not to affect the piezoelectric actuator substrate 21 and the flow path member 4, an epoxy resin, phenol resin, polyphenylene having a thermosetting temperature of 100 to 150 ° C. It is preferable to use at least one thermosetting resin adhesive selected from the group of ether resins. By heating to the thermosetting temperature using such an adhesive layer, the piezoelectric actuator substrate 21 and the flow path member 4 can be heat-bonded.

その後、圧電アクチュエータ基板21の引出電極35b上に、樹脂を含むAgペーストを塗布、乾燥し、接続バンプ46を形成する。接続バンプ46が形成されていると、圧電アクチュエータユニット21と流路部材4との接合の際に加わる圧力が不均一になるので、接合後に形成するのが好ましい。配線60bが形成されたベースフィルム60a上に、カバーフィルム60cとなる樹脂を供給し、その樹脂が未硬化あるいは半硬化の状態で、配線60と接続バンプ46とを位置合わせして、圧電アクチュエータ基板21に接合する。接続バンプ46は、未硬化あるいは半硬化の樹脂を貫通して、配線60bに接続される。その後樹脂は硬化されて、配線60bと接続バンプ46との接続は強固になる。硬化された樹脂はカバーフィルム60cとなり、ベースフィルム60a、配線60b、およびカバーフィルム60cは、フレキシブル配線基板(信号伝達部)60となる。   Thereafter, an Ag paste containing a resin is applied and dried on the extraction electrode 35 b of the piezoelectric actuator substrate 21 to form the connection bumps 46. If the connection bumps 46 are formed, the pressure applied when the piezoelectric actuator unit 21 and the flow path member 4 are bonded becomes non-uniform. A resin to be the cover film 60c is supplied onto the base film 60a on which the wiring 60b is formed, and the wiring 60 and the connection bumps 46 are aligned in a state where the resin is uncured or semi-cured, and the piezoelectric actuator substrate 21. The connection bumps 46 pass through uncured or semi-cured resin and are connected to the wiring 60b. Thereafter, the resin is cured, and the connection between the wiring 60b and the connection bump 46 is strengthened. The cured resin becomes the cover film 60c, and the base film 60a, the wiring 60b, and the cover film 60c become the flexible wiring board (signal transmission unit) 60.

1・・・プリンタ
2・・・液体吐出ヘッド
4・・・流路部材
5・・・マニホールド
5a・・・副マニホールド
5b・・・マニホールドの開口
6・・・個別供給流路
8・・・吐出孔
9・・・加圧室群
10・・・加圧室
11a、b、c、d・・・加圧室列
12・・・しぼり
13・・・液体吐出ヘッド本体
15a、b、c、d・・・吐出孔列
21・・・(液体吐出ヘッド用)圧電アクチュエータ基板
21a・・・圧電セラミック層(セラミック振動板)
21b・・・圧電セラミック層
22〜31・・・プレート
32・・・個別流路
34・・・共通電極
35・・・個別電極(表面電極)
35a・・・個別電極本体(表面電極本体)
35a−1・・・(個別電極本体の)突起
35b・・・引出電極
46・・・接続バンプ
50・・・変位素子
60・・・フレキシブル配線基板(信号伝達部)
60a・・・ベースフィルム(被覆層)
60b・・・配線
60c・・・カバーフィルム(被覆層)
h・・・(個別電極本体の)突起の高さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Printer 2 ... Liquid discharge head 4 ... Flow path member 5 ... Manifold 5a ... Sub manifold 5b ... Manifold opening 6 ... Individual supply flow path 8 ... Discharge Hole 9 ... Pressurizing chamber group 10 ... Pressurizing chamber 11a, b, c, d ... Pressurizing chamber row 12 ... Squeezing 13 ... Liquid discharge head body 15a, b, c, d ... Discharge hole array 21 ... (for liquid discharge head) Piezoelectric actuator substrate 21a ... Piezoelectric ceramic layer (ceramic diaphragm)
21b ... Piezoelectric ceramic layer 22-31 ... Plate 32 ... Individual flow path 34 ... Common electrode 35 ... Individual electrode (surface electrode)
35a ... Individual electrode body (surface electrode body)
35a-1 ... projection of individual electrode body 35b ... extraction electrode 46 ... connection bump 50 ... displacement element 60 ... flexible wiring board (signal transmission unit)
60a ... Base film (coating layer)
60b ... Wiring 60c ... Cover film (coating layer)
h ... Height of protrusion (individual electrode body)

Claims (8)

振動板と、
該振動板の一方の主面に配置されている複数の変位素子と
フレキシブル配線基板と
を有している液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板であって、
前記複数の変位素子は、表面電極と撓み変形する圧電体とを有しており、
前記表面電極は前記液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板の表面に露出しているとともに、平均厚み3μm以下であり、
記表面電極の、撓み変形する部位にある表面電極本体の表面に、高さ3μm以上の突起があり、
前記フレキシブル配線基板は、前記表面電極と電気的に接続されているとともに、前記表面電極本体に面して配置されていることを特徴とする液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板。
A diaphragm,
A plurality of displacement elements arranged on one main surface of the diaphragm ;
With flexible wiring board
A piezoelectric actuator substrate for a liquid discharge head having
Wherein the plurality of displacement elements has a piezoelectric body that FLEXIBLE viewed deformed the surface electrode,
The surface electrodes, as well exposed on the surface of the piezoelectric actuator substrate for the liquid discharge head, the average thickness is below 3μm or less,
Before Symbol surface electrode, on the surface of the surface electrode the body in the region of the bending deformation, Ri height 3μm or more projections there,
The flexible wiring board, wherein with being surface electrodes electrically connected to said surface electrode liquid discharge piezoelectric actuator head substrate, characterized that you have been disposed facing the body.
一つの前記表面電極本体にある前記突起の個数が10〜100個であることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板。   2. The piezoelectric actuator substrate for a liquid discharge head according to claim 1, wherein the number of the protrusions on one surface electrode body is 10 to 100. 3. 前記表面電極本体の前記突起が、前記表面電極本体の周縁部より中央部に多く配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板。   3. The piezoelectric actuator substrate for a liquid discharge head according to claim 1, wherein the protrusions of the surface electrode main body are arranged more in the center than in the peripheral portion of the surface electrode main body. 前記突起の密度が前記突起以外の前記表面電極本体の密度より低いことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板。   The piezoelectric actuator substrate for a liquid discharge head according to claim 1, wherein the density of the protrusions is lower than the density of the surface electrode main body other than the protrusions. 前記表面電極と前記フレキシブル配線基板とは、前記表面電極に設けられている接続バンプを介して電気的に接続されているとともに、前記突起の高さが前記接続バンプの高さより低いことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板。 Wherein the surface electrode and the flexible wiring board, wherein with are electrically connected via the connection bumps provided on the surface electrode, the low Ikoto height of the projections Ri by the height of the connecting bumps The piezoelectric actuator substrate for a liquid ejection head according to claim 1, wherein the piezoelectric actuator substrate is a liquid ejection head. 請求項1〜5のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板と
複数の吐出孔、および該複数の吐出孔とそれぞれ繋がっている複数の加圧室を有しており、前記振動板が前記複数の加圧室を覆うとともに、複数の前記表面電極本体と前記複数の加圧室とがそれぞれ重なるように前記液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板に接合
されている流路部材とを有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
A piezoelectric actuator substrate for a liquid ejection head according to any one of claims 1 to 5 ,
A plurality of discharge holes, and has a plurality of pressurizing chambers are connected plurality of discharge holes and each together with the diaphragm covering the plurality of pressure chambers, a plurality of said surface electrode body and the front Stories a liquid discharge head characterized by having a flow path member and the pressurizing chamber of the multiple is bonded to the piezoelectric actuator substrate for a liquid discharge head so as to overlap respectively.
前記フレキシブル配線基板と前記液体吐出ヘッド用圧電アクチュエータ基板との間の距離が10〜50μmであることを特徴とする請求項6に記載の液体吐出ヘッド。   The liquid discharge head according to claim 6, wherein a distance between the flexible wiring substrate and the piezoelectric actuator substrate for the liquid discharge head is 10 to 50 μm. 請求項6または7に記載の液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドを制御する制御部とを備えていることを特徴とする記録装置。   8. A recording apparatus comprising: the liquid discharge head according to claim 6; a transport unit that transports a recording medium to the liquid discharge head; and a control unit that controls the liquid discharge head. .
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