JPH0445943A - On-demand type ink jet print head - Google Patents

On-demand type ink jet print head

Info

Publication number
JPH0445943A
JPH0445943A JP15436690A JP15436690A JPH0445943A JP H0445943 A JPH0445943 A JP H0445943A JP 15436690 A JP15436690 A JP 15436690A JP 15436690 A JP15436690 A JP 15436690A JP H0445943 A JPH0445943 A JP H0445943A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric element
print head
resin
piezoelectric
ink
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.)
Pending
Application number
JP15436690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Narita
成田 俊夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP15436690A priority Critical patent/JPH0445943A/en
Publication of JPH0445943A publication Critical patent/JPH0445943A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To generate ink drips having sufficient flying force with the lowest voltage possible by coating surfaces of piezoelectric devices with insulating resin material. CONSTITUTION:An insulating thin film 5 is applied to the whole surface of a piezoelectric device 4. As an applying material, there are plastic materials such as groups of polyimide resin, polyester resin, fluorine resin, silicone resin, epoxy resin, and their mixtures and rubber material group. Those resins and rubbers are diluted with solvents appropriate to each of them so that solutions are made. The piezoelectric device 4 is dipped in the solution with a face of the substrate 1 directing upward, dried, stuck fast so as to make the insulating film 5. Although the thinner the film thickness is, the better it is, about 3-15mum is preferable.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、印字データの入力を受けた時点で、液体状イ
ンクを液滴又はミストとして飛翔させ、このインク滴又
はミストにより記録用紙にドツトを形成させるオンデマ
ンド型インクジェット式印字ヘッドに関する。コンピュ
ータの出力端末や、カラープリンタ用として広く用いら
れている。
Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention causes liquid ink to fly as droplets or mist when print data is input, and the ink droplets or mist to create dots on recording paper. The present invention relates to an on-demand inkjet printhead that forms an inkjet printhead. Widely used as computer output terminals and color printers.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

オンデマンド型インクジェット式印字ヘッドは、大きく
分けて3種類のものがあり、第1のものはノズルの先端
にインクを瞬間的に気化させるヒータを設け、気化時の
膨張圧力によりインク滴を生成、飛翔させる、いわゆる
バブルジェット型であり、また第2のものはインク溜め
部を形成する容器に信号により変形する圧電素子を設け
、変形時に生じる圧力によりインクを液滴として飛翔さ
せるもの、さらに第3のものは、インク溜め部内にノズ
ルに対向させて圧電素子を配設し、この圧電素子の伸縮
によりノズル領域に動圧を生じさせてインク滴を飛翔さ
せるものである。
On-demand inkjet print heads can be broadly divided into three types.The first type is equipped with a heater that instantaneously vaporizes ink at the tip of the nozzle, and generates ink droplets by the expansion pressure during vaporization. The second type is a so-called bubble jet type in which the ink is ejected, and the second type is a type in which a piezoelectric element that deforms in response to a signal is provided in a container forming an ink reservoir, and the pressure generated during deformation causes ink to be ejected as droplets. In this method, a piezoelectric element is disposed in an ink reservoir so as to face a nozzle, and the expansion and contraction of this piezoelectric element generates dynamic pressure in the nozzle area, causing ink droplets to fly.

上記第3の形式のオンデマンド型インクジェット式印字
ヘッドは、日本特許公報特公昭60−8953号公報に
示されたように、インクタンクを構成する容器の壁面に
複数のノズル開口を形成するとともに、各ノズル開口に
対向するように伸縮方向を一致させて圧電素子を配設し
て構成されている。
The third type of on-demand inkjet printhead has a plurality of nozzle openings formed on the wall of a container constituting an ink tank, as shown in Japanese Patent Publication No. 8953/1989. A piezoelectric element is arranged so as to face each nozzle opening and extend and contract in the same direction.

この印字ヘッドは、印字信号を圧電素子に印加して圧電
素子を伸長させ、このときに発生するインクの動圧によ
りノズルからインク滴を飛出させて印刷用紙にドツトを
形成させるものである。
This print head applies a print signal to a piezoelectric element to cause the piezoelectric element to expand, and the dynamic pressure of the ink generated at this time causes ink droplets to fly out from a nozzle to form dots on printing paper.

このような形式の印字ヘッドにおいては、液滴の形成効
率や飛翔力が大きいことが望ましい。しかしながら、圧
電素子の単位長さ、及び単位電圧当りの伸縮率は極めて
小さいため、印字に要求される飛翔力を得るには高い電
圧を印加することが必要となり、駆動回路や電気絶縁対
策が複雑化するという問題がある。
In this type of print head, it is desirable that the droplet formation efficiency and flying force be high. However, since the expansion/contraction rate per unit length and unit voltage of piezoelectric elements is extremely small, it is necessary to apply a high voltage to obtain the flying force required for printing, which complicates the drive circuit and electrical insulation measures. There is a problem of becoming

このような問題を解消するため、日本特許公報特開昭6
3−295269号公報に示されているように、電極と
圧1料を交互にサンドイッチ状に積層したインクジェッ
ト印字ヘッド用の圧電素子が提案されている。この圧電
素子によれば電極間距離を可及的に小さくすることがで
きるため、駆動信号の電圧を下げることができるという
効果がある。
In order to solve such problems, Japanese Patent Publication No. 6
As shown in Japanese Patent No. 3-295269, a piezoelectric element for an inkjet print head has been proposed in which electrodes and piezoelectric materials are alternately laminated in a sandwich manner. According to this piezoelectric element, since the distance between the electrodes can be made as small as possible, there is an effect that the voltage of the drive signal can be lowered.

こうした特性を利用した特許はその後、数多く出されつ
つあるが、その利用法の1つに、インク中で圧電素子を
駆動し効果をさらに高めるものがある。
Since then, many patents have been issued that take advantage of these characteristics, and one way to use them is to drive a piezoelectric element in ink to further enhance the effect.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながらこの方式では、インクそのものに導電性が
ある場合、使用不能となるという問題点を有していた。
However, this method has a problem in that it cannot be used if the ink itself has conductivity.

本発明は、−に述した問題を解決することが目的であり
、可及的に低い電圧で十分な飛翔力を備えたインク滴を
発生させ、小型高密度化が可能で、安価かつ、導電性/
絶縁性両方のインクに対応可能な、オンデマンド型イン
クジェットヘッドを提供することにある。
The purpose of the present invention is to solve the problems described in (-) above, and it is possible to generate ink droplets with sufficient flying force at the lowest possible voltage, to enable miniaturization and high density, to be inexpensive, and to be electrically conductive. sex/
An object of the present invention is to provide an on-demand inkjet head that is compatible with both insulating and insulating inks.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明のオンデマンド型インクジェット式印字ヘッドは
、各圧電素子の表面に絶縁性樹脂材料を被覆されたこと
を特徴とする。また、各圧電素子列間には第1の仕切り
部材を有することを特徴とする。さらに、各圧電素子に
対向する第2の仕切り部材まで第1の仕切り部材が延設
されてなることを特徴とする。さらに、前記絶縁性樹脂
材料を?8解または溶融した瀉剤中にオンデマンド型イ
ンクジェット式印字ヘッドを浸漬、引上げ、乾燥させて
形成することを特徴どする。
The on-demand inkjet print head of the present invention is characterized in that the surface of each piezoelectric element is coated with an insulating resin material. Further, it is characterized in that a first partition member is provided between each row of piezoelectric elements. Furthermore, it is characterized in that the first partition member extends to the second partition member facing each piezoelectric element. Furthermore, what about the insulating resin material? It is characterized in that it is formed by dipping an on-demand inkjet print head into a 8-molten or molten diaphragm, pulling it up, and drying it.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は、本発明に於けるオンデマンド型・「ンクジエ
ッI〜式印字ヘッドの1例を示すものであって、第1図
(a)は断面図、第1図(b)はノズルプレート7をは
ずした状態で上部より見た図である。
FIG. 1 shows an example of an on-demand type print head according to the present invention, in which FIG. 1(a) is a sectional view, and FIG. 1(b) is a nozzle plate. 7 is a view seen from above with part 7 removed.

圧電素子4は強固な接着剤又はろう付け15によって基
板1及びハウシング2に固定されている。
The piezoelectric element 4 is fixed to the substrate 1 and the housing 2 by strong adhesive or brazing 15.

圧電素子はd33方向に縦振動するよう、内部電極が交
互にキャビティ11ど対向方向に形成されている。圧電
素子の外部電極は上下面に全面にわたって形成され、8
の接着剤又はろう付は材又は導′fIi、月を介して基
板」−に形成されたリード電極14と電気的に接続して
いる。さらに圧電素子列はそのすき間を、ヤング率が圧
電素子のヤング率より115以下である接着剤又は充填
剤で埋められている。又キャビティ部は圧電素子列のす
き間を埋めた材料と同等の材料で仕切られ、各素子毎に
独立したキャビティとなっている。キャビティの圧電素
子に対向する側面はセラミック又はプラスチック、ある
いは金属等の仕切りブロック3で形成され、基板1に固
着されている。前述の如き構成を成すオンデマンド型イ
ンクジェット式印字ヘッドについて製造プロセスを追い
ながら詳述する。
Internal electrodes are alternately formed in opposite directions to the cavity 11 so that the piezoelectric element vibrates longitudinally in the d33 direction. The external electrodes of the piezoelectric element are formed entirely on the upper and lower surfaces, and
The adhesive or braze is electrically connected to the lead electrode 14 formed on the substrate through the material or conductor. Furthermore, the gaps between the rows of piezoelectric elements are filled with an adhesive or filler whose Young's modulus is 115 or less than the Young's modulus of the piezoelectric elements. Further, the cavity portion is partitioned with a material similar to the material used to fill the gaps between the piezoelectric element rows, and each element has an independent cavity. The side surface of the cavity facing the piezoelectric element is formed of a partition block 3 made of ceramic, plastic, metal, etc., and is fixed to the substrate 1. The on-demand inkjet print head having the above-mentioned configuration will be described in detail following the manufacturing process.

第2図は、基板1である。同時に多数個取りできるよう
図中の破線aはそれぞれヘッドの1ユニツ)・を示して
いる。取り枚数は各ヘッドのノズル数及び製造装置の能
力によって決定される。この基板は絶縁性材料より成り
、アルミナ等のセラミック、あるいはガラス基板等が用
いられる。図で21はインク導入用のスルーホールでレ
ーザー又は型取りによって裏面と貫通している。22は
焼成により作成した導通電極用の導通ペーストで一般に
はAg/Pd系、A u / P d系、P t/P 
d系が用いられる。むろんその他の導通ペーストも用い
ることができ、厚さは3μm〜20μmまでが好ましい
。この上に(−1: tJリブロック3及び圧電素子の
ブロックを接着する。接着剤は、エポキシ系又はシリコ
ン系等の樹脂系接着剤、又はAgロウ等を用いる。
FIG. 2 shows the substrate 1. FIG. Each broken line a in the figure indicates one unit of the head so that a large number of pieces can be taken out at the same time. The number of sheets to be produced is determined by the number of nozzles in each head and the capacity of the manufacturing equipment. This substrate is made of an insulating material, such as a ceramic such as alumina, a glass substrate, or the like. In the figure, reference numeral 21 denotes a through hole for ink introduction, which is penetrated through the back surface by laser or molding. 22 is a conductive paste for conductive electrodes made by firing, and is generally Ag/Pd type, A u / P d type, P t / P
d system is used. Of course, other conductive pastes can also be used, and the thickness is preferably from 3 μm to 20 μm. On top of this, (-1: tJ rib block 3 and a piezoelectric element block are glued. As the adhesive, a resin adhesive such as epoxy or silicone adhesive, or Ag wax or the like is used.

第3図は、ユニット基板」二にブロック3と圧電素子ブ
ロック34を接着した図である。この時点で圧電素子3
4は各アレイには分割されておらずブロック状態である
。この圧電素子ブロックは上下面に夫々外部電極が表面
全体にカバーされている。
FIG. 3 shows a block 3 and a piezoelectric element block 34 bonded to a unit substrate. At this point, piezoelectric element 3
4 is not divided into each array and is in a block state. This piezoelectric element block has external electrodes covering the entire surface of the upper and lower surfaces, respectively.

又、図中31は、将来キャビティを形成する空隙である
。この空隙にはレジストフィルム等の、後で除去可(I
Fな膜が張すイ=Jけられている。あるいはフォトリソ
グラフィー用の1/シストを流し込み固化させて空間を
埋めていてもよい。圧電素子ブロックを基板に固定する
際、キャビティ側と反対側の自由端は、高強度−圧電素
子と同等のヤング率をもつ部材にて固定される必要があ
る。これにより、圧電素子の伸縮量はキャビティ側自山
端側に有効に作用できる。その為、本実施例では後述す
るハウジング(第1図2)をセラミック等の高ヤング率
材料どし、圧電素子の固定端に密着するように配置し、
基板1ど圧電素子及びハウジング2ど圧電素子間の第1
図の8の部分に高ヤング率の接着剤を使用した。例えば
ガラスフリット材、セラミック系ベースト祠等であり、
焼成により固着化している。
Further, numeral 31 in the figure is a void that will form a cavity in the future. This void is filled with a resist film, etc. that can be removed later (I
The F membrane is stretched = J is being kicked. Alternatively, 1/cyst for photolithography may be poured and solidified to fill the space. When fixing the piezoelectric element block to the substrate, the free end on the side opposite to the cavity side needs to be fixed with a member having high strength and a Young's modulus equivalent to that of the piezoelectric element. Thereby, the amount of expansion and contraction of the piezoelectric element can effectively act on the self-mounted end side on the cavity side. Therefore, in this embodiment, a housing (FIG. 1, 2), which will be described later, is made of a high Young's modulus material such as ceramic and is arranged so as to be in close contact with the fixed end of the piezoelectric element.
The first electrode between the piezoelectric element of the substrate 1 and the piezoelectric element of the housing 2
An adhesive with a high Young's modulus was used for the part 8 in the figure. For example, glass frit materials, ceramic base shrines, etc.
It is solidified by firing.

ここで圧電素子について詳述する。第3図(II)は圧
電素子ブロックを示すものであって図中符号40、 4
0. 40.  ・・・・・・は、それぞれ一方の電極
を構成する導電層であり、また42. 42. 42゜
・・・・・・は他方の電極を構成する導電層で、各導電
層は互いに平行となるように交互に圧電材料44゜44
、  ・・・・・・にサンドイッチ状に配設され、又一
方の電極30. 30. 30.  ・・・・・・とな
る導電層は一方の側面に露出され、また他方の電極42
,42゜42、・・・・・・となる導電層は他方の側面
に露出するように構成されている。これら電極の露出し
ている面は、導電層が形成されていて、多極となる導電
層が導電的に並列に接続され、各圧電素子はスリット4
6.46.46により分離する。
Here, the piezoelectric element will be explained in detail. FIG. 3 (II) shows a piezoelectric element block, with reference numerals 40 and 4 in the figure.
0. 40. . . . are conductive layers constituting one electrode, and 42. 42. 42゜... is a conductive layer constituting the other electrode, and each conductive layer is made of piezoelectric material 44゜44 alternately so as to be parallel to each other.
, . . . in a sandwich manner, and one electrode 30. 30. 30. . . . The conductive layer is exposed on one side, and the other electrode 42
, 42° 42, . . . are configured to be exposed on the other side. A conductive layer is formed on the exposed surface of these electrodes, and the multi-pole conductive layers are electrically conductively connected in parallel, and each piezoelectric element has a slit 4.
Separate according to 6.46.46.

このような層)I♂造は、適当な圧電素子材料、例えば
チタン酸・ジルコン酸鉛系複合ペロブスカイトセラミッ
クス材料をグリーンシート状どし、この表面に印刷法に
より内部71i極月料を印刷、このシートを交互に必要
枚数重ねてラミネートする。
Such a layer) I♂ structure is made by forming an appropriate piezoelectric element material, such as a composite perovskite ceramic material based on titanate/lead zirconate, into a green sheet, and printing an inner 71i polar layer on the surface of this green sheet using a printing method. Laminate the required number of sheets alternately.

こうして所定枚数を形成し、予備乾燥及びシンタリング
を行ない、焼結体とする。この状態が第4図(a)であ
る。この直方体状のものの内部電極42及び40が露出
している面に夫々導電材料47.48を塗布乾燥又は焼
成して第4図(b)となる。これが圧電素子ブロックで
あり、最終的にはスリット46を入れて各アレイに分割
し使用する。
In this way, a predetermined number of sheets are formed, and pre-drying and sintering are performed to obtain a sintered body. This state is shown in FIG. 4(a). Conductive materials 47 and 48 are respectively applied to the exposed surfaces of the rectangular parallelepiped and where the internal electrodes 42 and 40 are exposed, and then dried or fired to form the structure shown in FIG. 4(b). This is a piezoelectric element block, which is ultimately divided into arrays by making slits 46 for use.

このように構成した各素子の一方の電極を接続している
導電層47には、それぞれ独立のリード部材を接続し、
また他方の電極を接続している導電層48には共通のリ
ード部材を接続する。これにより、独立のリード部材と
共通のリード部材との間に電気信号を印加すると、独立
のリード部材により選択的に信号が印加された圧電素子
は、導電層を介して電極間に同一の電圧を同時に印加さ
れることになるから、電極間の圧電材料が同時に伸長し
、各層の変位が足し合わされて自由端側が軸方向へ変位
する。もとより、各導電層は極めて薄く形成されている
から、最大限の伸長を行わせるための電圧は極めて小さ
な値で済むことになる。
Independent lead members are connected to the conductive layer 47 connecting one electrode of each element configured in this way,
Further, a common lead member is connected to the conductive layer 48 connecting the other electrode. As a result, when an electric signal is applied between the independent lead members and the common lead member, the piezoelectric element to which the signal is selectively applied by the independent lead member will receive the same voltage between the electrodes via the conductive layer. are applied at the same time, the piezoelectric material between the electrodes simultaneously expands, the displacements of each layer are added up, and the free end side is displaced in the axial direction. Of course, since each conductive layer is formed extremely thin, an extremely small voltage is required to achieve maximum elongation.

この圧電素子ブロックは、導電剤により基板1上の電極
と導通している。導通方式は種々あるが、一般にはAg
ロウ拐や導電ペーストを用いる。又、金属ボウルを基板
と圧電素子の間で押しつぶして用いる場合もある。導電
スペースは電極面全体である必要はなく、ある部分がき
ちんと導通されていればよい。ただし前述したように圧
電素子ブロックはカッティングして使用される為、各ア
レイ毎に導通しているよう配慮する必要はある。
This piezoelectric element block is electrically connected to the electrode on the substrate 1 through a conductive agent. There are various conduction methods, but generally Ag
Use wax or conductive paste. Also, a metal bowl may be pressed between the substrate and the piezoelectric element. The conductive space does not need to be the entire electrode surface, it is sufficient that a certain portion is properly conductive. However, as mentioned above, since the piezoelectric element block is used by cutting, it is necessary to take care to ensure continuity for each array.

次に、この状態のものを第5図(a)の−点鎖線A−A
’の方向に、ダイシングソーやワイヤーソーを用いてス
リットを入れる。この時、基板表面電極22も分割され
る様、基板表面から10〜50μmの深さまでカッティ
ングを行なう。ピッチはむろん所望の数値で良い。例え
ば300DP工のヘッドを作るのであれば片側150D
PIで169.3μmピッチとなる。この時、実際のカ
ッティングは大型基板単位で行なう為、数10個分のヘ
ッドユニットが一度にカッティングできる。
Next, the thing in this state is
Cut a slit in the direction of ' using a dicing saw or wire saw. At this time, cutting is performed to a depth of 10 to 50 μm from the substrate surface so that the substrate surface electrode 22 is also divided. Of course, the pitch may be any desired value. For example, if you are making a 300DP head, one side will be 150D.
PI has a pitch of 169.3 μm. At this time, since the actual cutting is performed in units of large substrates, several dozen head units can be cut at once.

なおかつ切断ピッチさえ精度がでていれば良く、本方式
が安価になる大きなポイントがここにある。
Furthermore, it is only necessary that the cutting pitch be accurate, which is a major point in making this method inexpensive.

第5図(b)はカッティングの様子を上から見た図であ
り、A−A’がカッティングラインである。
FIG. 5(b) is a top view of the cutting process, and AA' is the cutting line.

図のDは圧電素子として利用しない最外側のダミーであ
る。このDがあることにより、圧電素子ブロック及び仕
切りブロックの基板に対する接着精度はさほど重要でな
くなる。この時点で、カットされた圧電素子の側面は、
内部電極がむき出しの状態になっている。この状態でイ
ンク中に浸した場合、インクが導電性の場合圧電素子は
駆動できないばかりでなく、漏電や破壊の危険性も発生
することになる。これを防止する為に、絶縁性の薄膜を
圧電素子」二全体に塗布する。塗布する材料は、ポリイ
ミド柿脂系、ポリエステル樹脂系、フッ素樹脂系、シリ
コン樹脂系、エポキシ樹脂系等のプラスチック材料やそ
の混合物及びゴム系材料がある。これらの樹脂又はゴム
をそれぞれに適合する溶剤にて希釈した温液中に、基板
面を上にして、圧電素子部分を浸漬し、乾燥して密着さ
せ絶縁膜を形成させる。膜厚はMい程好ましいが、信頼
性を確保する為には、3〜15μm程度が望ましい。
D in the figure is the outermost dummy that is not used as a piezoelectric element. Due to this D, the accuracy of bonding the piezoelectric element block and the partition block to the substrate is not so important. At this point, the sides of the cut piezoelectric element are
Internal electrodes are exposed. If the piezoelectric element is immersed in ink in this state, if the ink is conductive, not only will it not be possible to drive the piezoelectric element, but there will also be a risk of electrical leakage or destruction. To prevent this, an insulating thin film is applied to the entire piezoelectric element. The materials to be applied include plastic materials such as polyimide persimmon resin, polyester resin, fluororesin, silicone resin, and epoxy resin, mixtures thereof, and rubber materials. The piezoelectric element portion is immersed with the substrate side facing up in a hot solution prepared by diluting these resins or rubbers with a suitable solvent, and then dried and brought into close contact to form an insulating film. The film thickness is preferably as large as M, but in order to ensure reliability, it is preferably about 3 to 15 μm.

又、後述するように、圧電素子上面からは共通電極の取
り出しが必要な為、この部分は、テープやレジスト膜に
より保護し、絶縁膜形成後、剥離して導電性を確保する
必要がある。第6図のd部が、圧電素子電極上のその部
分に相当する。
Furthermore, as will be described later, since it is necessary to take out the common electrode from the top surface of the piezoelectric element, this part must be protected with tape or a resist film, and after the insulating film is formed, it must be peeled off to ensure conductivity. The portion d in FIG. 6 corresponds to that portion on the piezoelectric element electrode.

次に、ワイヤーソー等によりカッティングしてできたス
リット空間に樹脂系材料を充填し硬化する。樹脂系材料
はエポキシ系、シリコン系等が適当であるが、硬化膜が
適度な硬度と密着性及び強度をもっていればこれにこだ
わる必要はない。
Next, a resin material is filled into the slit space created by cutting with a wire saw or the like and hardened. Suitable resin materials include epoxy, silicone, etc., but there is no need to be particular about these as long as the cured film has appropriate hardness, adhesion, and strength.

次に、各圧電素子アレイ上面に形成されている電極を導
通させ共通1極を取り出す。既に基板側と各圧電素子ア
レイ下面の電極は個別リード電極として構成されており
、上面は例えばハウジング外壁を利用する等して基板側
共通電極端子に導通させる。第6図はその1例を示すも
のであり、ハウジング表面に導電ペーストで導電路を形
成している。図で61がハウジング表面導電路であり、
圧電素子アレイの」二面電極と34電ペースト62で導
通している。又、導電路61は基板上の共通電極13と
も導電ペースト63で導通している。この電気的接合方
式はいろいろとあり、例えばフレキシブルケーブルを利
用したり、ワイヤボンディングする等が可INFである
Next, the electrodes formed on the top surface of each piezoelectric element array are made conductive and one common pole is taken out. The electrodes on the substrate side and the lower surface of each piezoelectric element array are already configured as individual lead electrodes, and the upper surface is electrically connected to the common electrode terminal on the substrate side by using, for example, the outer wall of the housing. FIG. 6 shows one example, in which a conductive path is formed on the surface of the housing using conductive paste. In the figure, 61 is a housing surface conductive path,
It is electrically connected to the two-sided electrode of the piezoelectric element array through a 34-electrode paste 62. Further, the conductive path 61 is also electrically connected to the common electrode 13 on the substrate through a conductive paste 63. There are various methods of electrical connection, such as using a flexible cable or wire bonding.

次に、キャビティを形成する為に充填してあった(第2
図31のスペース)スペースの可溶性樹脂を除去する。
Next, it was filled to form a cavity (second
Space in Figure 31) Remove the soluble resin in the space.

ポジ系のフォトレジストであれば、アセトン又はアンモ
ニア水にて除去するのが好適であり、ネガ系フォトレジ
ストフィルムであれば強酸系の水溶液を加温して吹きつ
けて除去する。
If it is a positive type photoresist, it is suitable to remove it with acetone or aqueous ammonia, and if it is a negative type photoresist film, it can be removed by spraying a heated strong acid type aqueous solution.

これにより第7図に示す如きキャビティを形成すること
ができる。図ではスペーサーも圧電素子と同時にカッテ
ィングし、樹脂材料5をそのスペ−スに流してキャビテ
ィ71を形成した場合を示している。
As a result, a cavity as shown in FIG. 7 can be formed. The figure shows a case where a spacer is also cut at the same time as the piezoelectric element, and a cavity 71 is formed by pouring the resin material 5 into the space.

こうして形成したヘッドユニットの表面は、圧電素子の
上面まで樹脂材料5が被覆していても良い。しかし、こ
の状態では表面が凸凹となっており、上面にノズルプレ
ートをきっちりと固着することができない。従ってハウ
ジングも含んだ樹脂の上面を研削して平滑にする。研削
は表面研削盤やラッピング装置、又はダイシングソーを
用いて行なう。その後、ノズルプレートを樹脂材料面全
体及びスペーサ部6の表面に接着剤又は溶融接着で固定
する。むろん、キャビティ形成部の上部穴とノズルブ1
ノー↑・のノズルは1対1に対応している。
The surface of the head unit thus formed may be covered with the resin material 5 up to the top surface of the piezoelectric element. However, in this state, the surface is uneven and the nozzle plate cannot be firmly fixed to the upper surface. Therefore, the upper surface of the resin including the housing is ground to make it smooth. Grinding is performed using a surface grinder, lapping machine, or dicing saw. Thereafter, the nozzle plate is fixed to the entire resin material surface and the surface of the spacer portion 6 using adhesive or melt bonding. Of course, the upper hole of the cavity forming part and the nozzle 1
No ↑・ nozzles have a one-to-one correspondence.

本実施例では仕切りブロック3をはさんでキャビティを
対向させる方式について記述してきたが、むろんノズル
開L1は1列でも構わないし、あるいは4列化すること
も容易である。
Although this embodiment has described a method in which the cavities face each other with the partition block 3 in between, it goes without saying that the number of nozzle openings L1 may be in one row, or it is easy to have four rows.

このように構成された印字ヘッド(第1図)は、ケーブ
ル12を介して電気信号が圧電素子4に印加すると、圧
電素子4. 4. 4.  ・・・・・・は電極の積層
方向に伸長するから、圧電素子の自由端は前面のインク
をスペーサ6に向(・プて押出すことになる。
The print head (FIG. 1) configured in this manner is configured such that when an electrical signal is applied to the piezoelectric element 4 via the cable 12, the piezoelectric element 4. 4. 4. . . extends in the stacking direction of the electrodes, so the free end of the piezoelectric element pushes out the ink on the front surface toward the spacer 6.

これによりインクは、動圧を受けてノズル開口9に突入
し、インク滴となって外部空間を飛翔し、印刷用紙にド
ラI・を形成する。
As a result, the ink rushes into the nozzle opening 9 under dynamic pressure, becomes an ink droplet, flies in the external space, and forms a driver I on the printing paper.

電気信号の印加がなくなると、圧電素子は元の状態に縮
小し、スペーサ6と圧電素子4の間隙にインクが流入し
て次のインク滴発生に備えることになる。
When the electric signal is no longer applied, the piezoelectric element contracts to its original state, and ink flows into the gap between the spacer 6 and the piezoelectric element 4 in preparation for the generation of the next ink droplet.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

これまで述べてきたように、本発明の如き構成で、d3
3方向の振動を利用したヘッドは、十分な飛翔力を備え
、小型、高性能なヘッドを安価に供給することができ、
インクの導電性、絶縁性にかかわらず使用することがで
きる。この様にきわめて効果の大きい発明である。
As described above, with the configuration of the present invention, d3
A head that uses vibration in three directions has sufficient flying power, and can be supplied at a low cost with a small size and high performance.
It can be used regardless of whether the ink is conductive or insulative. In this way, it is an extremely effective invention.

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

第1図(a)、第1図(1つ)は、それぞれ本発明の第
1の実施例によるオンデマンド型インクジェット式印字
ヘッドの構成を示す断面図である。 第2図は第1図の装置に用いられている基板の実施例を
示す図である。 第3図は第1図装置に於ける製造過程を示す斜視図であ
る。 第4図(a)、  (b)は第1図装置に用いられてい
る圧電素子の製造方法及び使用方法を示す説明図である
。 第5図(aL  (b)は圧電素子列のカッティング方
法を示す説明図である。 第6図は圧電素子への電気的接続方法を示す実施例の説
明図であり、第7図はキャビティ付近の斜視図である。 4・・・圧電素子 5・・・樹脂材料 以  上 出願人 セイコーエプソン株式会社
FIG. 1(a) and FIG. 1 (one) are cross-sectional views showing the configuration of an on-demand inkjet print head according to a first embodiment of the present invention, respectively. FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of a substrate used in the apparatus of FIG. 1. FIG. 3 is a perspective view showing the manufacturing process of the device shown in FIG. 1. FIGS. 4(a) and 4(b) are explanatory diagrams showing a method for manufacturing and using a piezoelectric element used in the apparatus shown in FIG. 1. FIG. 5 (aL (b) is an explanatory diagram showing a method of cutting a row of piezoelectric elements. FIG. 6 is an explanatory diagram of an embodiment showing a method of electrically connecting to a piezoelectric element, and FIG. 7 is an explanatory diagram showing a method of cutting a row of piezoelectric elements. 4. Piezoelectric element 5. Resin material Applicant: Seiko Epson Corporation

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)圧電材料シート、又はペースト状材料と導電性材
料をそれぞれ層状に交互に積層して焼成した圧電素子列
を、一端を基台に固定し、又他端を自由端としてインク
溜めを形成する空間を設けて仕切り部材を対向させて配
置すると共に、前記空間に対向するようにノズル部を設
けて成るインクジェットヘッドに於いて、各圧電素子は
、その表面が絶縁性樹脂材料により被覆されていること
を特徴とするオンデマンド型インクジェット式印字ヘッ
ド。
(1) An ink reservoir is formed by fixing a piezoelectric material sheet, or a row of piezoelectric elements made by laminating paste materials and conductive materials alternately in layers and firing them, to a base and leaving the other end free. In an inkjet head, in which a space is provided and partition members are arranged to face each other, and a nozzle part is provided to face the space, each piezoelectric element has a surface covered with an insulating resin material. An on-demand inkjet print head that is characterized by
(2)各圧電素子列間には第1の仕切り部材が配置され
ていることを特徴とする請求項1記載のオンデマンド型
インクジェット式印字ヘッド。
(2) The on-demand inkjet print head according to claim 1, wherein a first partition member is disposed between each row of piezoelectric elements.
(3)各圧電素子列間の第1の仕切り部材が、インク溜
め空間も各圧電素子毎に対応するように、対向する第2
の仕切り部材まで延設されてなることを特徴とする請求
項1記載のオンデマンド型インクジェット式印字ヘッド
(3) The first partition member between each piezoelectric element row is connected to the opposing second partition member so that the ink reservoir space also corresponds to each piezoelectric element row.
2. The on-demand ink jet print head according to claim 1, wherein the print head extends to a partition member.
(4)前記絶縁性樹脂材料は、絶縁性樹脂を溶解又は溶
融した溶剤中にオンデマンド型インクジェット式印字ヘ
ッドを浸漬し、引き上げ後乾燥させて形成させることを
特徴とする請求項1記載のオンデマンド型インクジェッ
ト式印字ヘッド。
(4) The insulating resin material is formed by immersing an on-demand inkjet print head in a solvent in which the insulating resin is dissolved or melted, and then being pulled up and dried. Demand type inkjet print head.
JP15436690A 1990-06-13 1990-06-13 On-demand type ink jet print head Pending JPH0445943A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15436690A JPH0445943A (en) 1990-06-13 1990-06-13 On-demand type ink jet print head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15436690A JPH0445943A (en) 1990-06-13 1990-06-13 On-demand type ink jet print head

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0445943A true JPH0445943A (en) 1992-02-14

Family

ID=15582589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15436690A Pending JPH0445943A (en) 1990-06-13 1990-06-13 On-demand type ink jet print head

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0445943A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0713773A3 (en) * 1994-11-24 1997-04-16 Pelikan Produktions Ag Microdroplets generator in particular for ink jet printers

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0713773A3 (en) * 1994-11-24 1997-04-16 Pelikan Produktions Ag Microdroplets generator in particular for ink jet printers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7250553B2 (en) Manufacturing method of liquid ejection head
JP4129614B2 (en) Inkjet recording head and inkjet recording apparatus
JP2004090637A (en) Manufacturing method for silicon device, manufacturing method for liquid jet head, and liquid jet head
JP3185434B2 (en) Inkjet print head
JP2004154987A (en) Liquid injection head, its manufacturing process and liquid ejector
JPH0445943A (en) On-demand type ink jet print head
JP2959052B2 (en) Inkjet print head
JP3038806B2 (en) Ink jet print head and method of manufacturing the same
JP2959056B2 (en) Inkjet print head
JP2004130558A (en) Process for manufacturing liquid injection head
JP3595129B2 (en) Inkjet head
JP3160997B2 (en) Ink jet print head and method of manufacturing the same
JPH10315471A (en) Ink jet printer head and manufacture thereof
JP2000263781A (en) Ink jet recorder
JP3177657B2 (en) Inkjet print head
JPH10315460A (en) Ink jet printer head
JP2004224035A (en) Liquid ejecting head, method of producing the same, and liquid ejecting device
JP3298755B2 (en) Method of manufacturing inkjet head
JP2959051B2 (en) Inkjet print head
JP3384294B2 (en) Ink jet recording head
JP2959053B2 (en) Inkjet print head
JP2010012724A (en) Liquid droplet discharge head, image forming apparatus, and method for manufacturing liquid droplet discharge head
JPH11291493A (en) Ink jet type recording head
JP2993075B2 (en) Inkjet print head
JP3541638B2 (en) Ink jet recording head