JPH06198877A - Ink jet printing head and its production - Google Patents

Ink jet printing head and its production

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JPH06198877A
JPH06198877A JP66393A JP66393A JPH06198877A JP H06198877 A JPH06198877 A JP H06198877A JP 66393 A JP66393 A JP 66393A JP 66393 A JP66393 A JP 66393A JP H06198877 A JPH06198877 A JP H06198877A
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piezoelectric
nozzle
print head
ink jet
bulk
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Hideaki Sonehara
秀明 曽根原
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Seiko Epson Corp
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Abstract

PURPOSE:To obtain a multi-nozzle ink jet printing head having a high reliability and little variation in characteristics and realizing a high printing quality at a low cost. CONSTITUTION:In an ink jet printing head for delivering ink outside out of a nozzle opening 102 on a drive signal transmitted to a piezoelectric element 101, a plurality of nozzle openings 102 are arranged on a single continuous nozzle plate 105, piezoelectric elements 101 obtained by machining a plurality of bulk piezoelectric bodies are disposed correspondingly to the nozzle openings 102, and a machining area 303 is provided at a boundary 301 between adjacent bulk piezoelectric bodies. Furthermore, after the two or more bulk piezoelectric bodies are arranged in a nozzle arranging direction, nozzle surfaces of the bulk piezoelectric bodies are ground or lapped.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
ターに用いる印字ヘッド及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a print head used in an ink jet printer and a method for manufacturing the print head.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のインクジェット式印字ヘッドは、
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
すると共に、各ノズル開口と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。この印
字ヘッドは、駆動信号を圧電素子に印加して圧電素子を
伸縮させ、この時に発生するインクの動圧によりインク
滴をノズル開口から吐出させて印刷用紙にドットを形成
するものである。
2. Description of the Related Art A conventional ink jet print head is
As shown in Japanese Examined Patent Publication No. 60-8953, a plurality of nozzle openings are formed on the wall surface of a container constituting an ink tank, and piezoelectric elements are arranged so that the expansion and contraction directions are aligned so as to face each nozzle opening. It is constructed and set up. This print head applies a drive signal to a piezoelectric element to expand and contract the piezoelectric element, and the dynamic pressure of ink generated at this time causes ink droplets to be ejected from nozzle openings to form dots on printing paper.

【0003】このような形式の印字ヘッドに於いては、
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 a print head of this type,
It is desirable that droplet formation efficiency and flight force are large. However, since the unit length of the piezoelectric element and the expansion / contraction rate per unit voltage are extremely small, it is necessary to apply a high voltage in order to obtain the flying force required for printing, which complicates the drive circuit and electrical insulation measures. The problem is that

【0004】このような問題を解決するため、特開昭6
3−295269号公報に示されているように、電極と
圧電材料とを交互にサンドイッチ状に積層したインクジ
ェット式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
とが出来るため、駆動信号の電圧を下げることが出来る
という効果がある。
In order to solve such a problem, Japanese Patent Laid-Open No.
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-295269, there has been proposed a piezoelectric element for an inkjet print head in which electrodes and piezoelectric materials are alternately laminated in a sandwich shape. With this piezoelectric element, the distance between the electrodes can be made as small as possible, so that there is an effect that the voltage of the drive signal can be lowered.

【0005】しかしながら、いずれの圧電素子も焼成体
であり、特性バラツキ、焼成時のバルク状圧電体の反
り、うねり等の変形を考慮すると、焼成出来るバルク状
圧電体の長さは最大で30〜50mmが限界であり、バ
ルク状圧電体1枚で印字ヘッドを大型化(ラインヘッド
化)するのが困難であった。
However, any piezoelectric element is a fired body, and the length of the bulky piezoelectric body that can be fired is at most 30 to 30 in consideration of variations in characteristics, warpage of the bulky piezoelectric body during firing, and deformation such as waviness. The limit was 50 mm, and it was difficult to increase the size of the print head (line head) with one sheet of bulk piezoelectric material.

【0006】この様な問題を回避できる構造として、特
公平3−58917号公報に、ラインヘッドを複数のヘ
ッドユニットで構成する印字ヘッド構造が考えられる。
As a structure capable of avoiding such a problem, Japanese Patent Publication No. 3-58917 discloses a print head structure in which a line head is composed of a plurality of head units.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ヘッド
ユニットを複数個配列してラインヘッドを構成しようと
すると、ヘッドユニット間のノズル位置精度を確保する
ことが困難となり、ユニット間の継目で印刷物に縦スジ
等のムラが発生する要因となっていた。
However, when a plurality of head units are arranged to form a line head, it becomes difficult to secure the nozzle position accuracy between the head units, and the joints between the units make it possible to vertically print the printed matter. This was a factor causing unevenness such as stripes.

【0008】本発明の目的は、圧電素子を容易に高密度
に配列でき、特性バラツキの少ない高印字品質のインク
ジェット式印字ヘッドを安価に提供することにある。
An object of the present invention is to provide at low cost an ink jet type print head of high print quality, in which piezoelectric elements can be easily arranged in high density and variation in characteristics is small.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に於いては、圧電素子への駆動信号によりイン
クがノズル開口部から外部に放出されるようにしたイン
クジェット式印字ヘッドにおいて、前記ノズル開口部
は、1枚の連続したノズルプレート上に複数個配列され
ており、前記圧電素子は複数のバルク状圧電体を加工し
てノズル開口部に対応するように配置されており、隣接
する前記バルク状圧電体の境目は加工領域であることを
特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, an ink jet type print head in which ink is discharged to the outside from a nozzle opening by a drive signal to a piezoelectric element, A plurality of the nozzle openings are arranged on one continuous nozzle plate, and the piezoelectric elements are arranged so as to correspond to the nozzle openings by processing a plurality of bulk piezoelectric bodies. The boundary of the bulk piezoelectric body is a processed region.

【0010】更には、前記圧電素子は複数のバルク状圧
電体をノズル配列方向に配置した後に前記バルク状圧電
体のノズル面側を研削加工することを特徴とするインク
ジェット式印字ヘッドの製造方法であり、更には、前記
圧電素子は複数のバルク状圧電体をノズル配列方向に配
置した後に前記バルク状圧電体のノズル面側をラップ加
工することを特徴としている。
Furthermore, in the method of manufacturing an ink jet type print head, the piezoelectric element is characterized in that a plurality of bulk piezoelectric bodies are arranged in a nozzle array direction and then the nozzle surface side of the bulk piezoelectric bodies is ground. Further, the piezoelectric element is characterized in that a plurality of bulk-shaped piezoelectric bodies are arranged in the nozzle arrangement direction and then the nozzle surface side of the bulk-shaped piezoelectric bodies is lapped.

【0011】[0011]

【実施例】図1は本発明に於けるインクジェット式印字
ヘッドの上面図で、図2は、図1に於けるA−A断面
図、図3は、図2に於けるC部拡大図、図4は、図1に
於けるB−B断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a top view of an ink jet type print head according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of a portion C in FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along the line BB in FIG.

【0012】図1〜図4に於いて、インクはインク流路
板106に形成されたインク供給孔113よりインク流
路110を通って隔壁板104とノズルプレート105
と振動板103により構成された各インク室302に供
給される。
In FIG. 1 to FIG. 4, the ink passes through the ink flow passage 110 from the ink supply hole 113 formed in the ink flow passage plate 106, and the partition plate 104 and the nozzle plate 105.
And is supplied to each ink chamber 302 constituted by the vibration plate 103.

【0013】各インク室302に対応して圧電素子10
1と、インク開口部102が配置されており、圧電素子
101はベース板107上に配置され、FPC108を
介したプリンタ本体からの電気信号により伸縮運動を繰
り返しノズル開口部102よりインクを吐出する。
A piezoelectric element 10 is provided corresponding to each ink chamber 302.
1 and the ink opening 102 are arranged, the piezoelectric element 101 is arranged on the base plate 107, and the ink is ejected from the nozzle opening 102 by repeating the expansion and contraction motion by the electric signal from the printer main body via the FPC 108.

【0014】まず、圧電素子の製造方法を説明する。First, a method of manufacturing a piezoelectric element will be described.

【0015】図5に於て、定板501の上にグリーンシ
ート状、又は、ペースト状に調製したチタン酸ジルコン
酸鉛系複合ペロブスカイトセラミック等の圧電材料50
2を塗布して、図6に示すようにこれの表面に一方の電
極となる第1の内部電極材料601を、Ag、Pd等を
調整した導電ペーストを厚膜印刷法を用いて形成する。
さらに図7に於てこの内部電極材料層601の表面に圧
電材料502を塗布し、この上面に図8のように他方の
電極となる内部電極材料701を前記の方法で塗布す
る。後は、前記の方法で内部電極材料層と圧電材料を必
要な積層数だけ繰り返し塗布し、所望の厚みに積層した
状態、図9で乾燥させる。
In FIG. 5, a piezoelectric material 50, such as a lead zirconate titanate-based composite perovskite ceramic, prepared in the form of a green sheet or a paste on a plate 501.
2 is applied, and as shown in FIG. 6, a first internal electrode material 601 to be one of the electrodes is formed on the surface of the same by using a thick film printing method with a conductive paste in which Ag, Pd, etc. are adjusted.
Further, in FIG. 7, the piezoelectric material 502 is applied to the surface of the internal electrode material layer 601, and the internal electrode material 701 to be the other electrode is applied to the upper surface by the above method as shown in FIG. After that, the internal electrode material layer and the piezoelectric material are repeatedly applied by the above-mentioned method by the required number of layers, and the layers are dried in FIG.

【0016】これに圧力を加えた状態で焼成し、導電層
601、701が露出している面に図10に示す様に外
部電極1001を形成して乾燥することで、直方体状の
バルク状圧電体1101が形成される。ここでの外部電
極の形成方法は、厚膜プロセスでも薄膜プロセスでも良
いが、膜厚の均一性、密着強度の点で薄膜プロセスの方
が適している。又、ここで、印刷時厚み寸法は、焼成時
に収縮する為、予め収縮率を加味して各層を所望の寸法
より厚く印刷しなくてはならない。この収縮率は、選定
する内部電極材料、圧電材料、焼成条件により異なる
が、約10〜50%程度である。
This is fired under pressure, and external electrodes 1001 are formed on the surface where the conductive layers 601 and 701 are exposed as shown in FIG. 10 and dried to form a rectangular parallelepiped bulk piezoelectric material. A body 1101 is formed. The external electrode may be formed by either a thick film process or a thin film process, but the thin film process is more suitable in terms of film thickness uniformity and adhesion strength. Further, here, since the thickness dimension at the time of printing shrinks at the time of firing, it is necessary to print each layer thicker than a desired dimension in consideration of the shrinkage rate in advance. This shrinkage rate is about 10 to 50%, although it depends on the selected internal electrode material, piezoelectric material, and firing conditions.

【0017】ここで、バルク状圧電体1101は、焼成
時の収縮バラツキ等により反り、うねり等の変形が発生
してしまい次工程でベース板107に加圧、接着する際
の割れ、クラックの原因となる。この為、バルク状圧電
体1101の長さは30〜50mmが限界となる。本発
明では30〜50mmのバルク状圧電体1101を複数
個配列する事でラインヘッドを構成することを特徴とし
ている。
Here, the bulk piezoelectric body 1101 is deformed such as warped or undulated due to shrinkage variation during firing, etc., and causes cracks or cracks when pressing or adhering to the base plate 107 in the next step. Becomes Therefore, the length of the bulk piezoelectric body 1101 is limited to 30 to 50 mm. The present invention is characterized in that a line head is configured by arranging a plurality of bulk piezoelectric substances 1101 having a size of 30 to 50 mm.

【0018】以下、ラインヘッドの製造工程を説明す
る。
The manufacturing process of the line head will be described below.

【0019】上記の様にして製造したバルク状圧電体1
101は内部電極材料層601、701の印刷精度、焼
成バラツキ等で圧電定数等の特性にバラツキが生じる。
この為、予め静電容量等を測定し、クラス別に選別す
る。その後、図11、図12に示すように圧電素子10
1へプリンタ本体からの駆動信号を与える為の配線パタ
ーン1102をノズル開口部ピッチと同じピッチで形成
したベース板107上にバルク状圧電体1101を配
設、接着固定する。ここでの、ベース板107の材質
は、圧電素子101の振動特性を劣化させない材質、即
ち、材料のヤング率Eと材料の密度ρとの積の1/2乗
で表される固有音響インピーダンス (ρ×E)^1/2 が圧電素子の固有音響インピーダンスより大きい事が望
ましい。
Bulk-shaped piezoelectric body 1 manufactured as described above
101 has variations in characteristics such as piezoelectric constants due to variations in printing accuracy and firing variations of the internal electrode material layers 601 and 701.
For this reason, the capacitance and the like are measured in advance and sorted by class. Then, as shown in FIG. 11 and FIG.
A bulk-shaped piezoelectric material 1101 is arranged and adhered and fixed on a base plate 107 in which a wiring pattern 1102 for giving a drive signal from the printer body to 1 is formed at the same pitch as the nozzle opening pitch. Here, the material of the base plate 107 is a material that does not deteriorate the vibration characteristics of the piezoelectric element 101, that is, the specific acoustic impedance (1/2) of the product of the Young's modulus E of the material and the density ρ of the material. It is desirable that ρ × E) ^ 1/2 be larger than the intrinsic acoustic impedance of the piezoelectric element.

【0020】又、本実施例では、ヘッドの小型化、電気
回路の簡素化(遅延回路等を必要としない)を図る為に
ベース板107上にバルク状圧電体1101を1列に配
列した。
Further, in this embodiment, the bulk piezoelectric bodies 1101 are arranged in a line on the base plate 107 in order to downsize the head and simplify the electric circuit (no need for a delay circuit or the like).

【0021】又、この時のバルク状圧電体1101のノ
ズル配列方向の長さは、バルク状圧電体の境目1103
がバルク状圧電体1101をピッチ加工するときに無く
なる位置、即ち、バルク状圧電体1101の長さLは、
ノズル配列ピッチP、ノズル数nとすると、 L=P×n となるように設定しなくてはならない。これは、圧電素
子101の部分にバルク状圧電体1101を配列すると
きの境目が来てしまうと1圧電素子内で変位特性バラツ
キが生じてしまう。更に、変位特性が異なるために境目
に応力が集中し破壊する恐れがある為である。
The length of the bulk piezoelectric material 1101 in the nozzle array direction at this time is determined by the boundary 1103 of the bulk piezoelectric material.
Is lost when the bulk piezoelectric body 1101 is pitch-processed, that is, the length L of the bulk piezoelectric body 1101 is
When the nozzle arrangement pitch is P and the number of nozzles is n, it is necessary to set L = P × n. This means that if the boundary when arranging the bulk-shaped piezoelectric bodies 1101 at the portion of the piezoelectric element 101 comes, variation in displacement characteristics occurs within one piezoelectric element. Furthermore, since the displacement characteristics are different, stress concentrates at the boundary and there is a risk of destruction.

【0022】本実施例では、ノズルピッチ8/300イ
ンチ、512ノズルのラインヘッドを1バルク状圧電体
で64ノズルずつ8個配置した為、1バルク状圧電体の
長さLは、以下の通りとした。
In this embodiment, eight line heads each having a nozzle pitch of 8/300 inches and 512 nozzles are arranged with 64 nozzles each consisting of one bulk-shaped piezoelectric body. Therefore, the length L of one bulk-shaped piezoelectric body is as follows. And

【0023】L=8/300×25.4×64 =43.349(mm) ここで、バルク状圧電体の境目301の隙間は、切削す
る加工領域幅303によって管理しなくてはならない
が、加工歯側面がバルク状圧電体1101の側面に僅か
に触れる程度であるとバルク状圧電体1101の側面に
チッピングが発生してしまう。この為、バルク状圧電体
の境目301の隙間は加工領域幅303の1/4以下に
設定するのが望ましい。
L = 8/300 × 25.4 × 64 = 43.349 (mm) Here, the gap at the boundary 301 of the bulk piezoelectric body must be controlled by the processing region width 303 to be cut. If the side surface of the machined tooth slightly touches the side surface of the bulk piezoelectric body 1101, chipping occurs on the side surface of the bulk piezoelectric body 1101. For this reason, it is desirable to set the gap at the boundary 301 of the bulk piezoelectric material to be ¼ or less of the processing region width 303.

【0024】又、この時、ベース板107上の各バルク
状圧電体1101は接着時の接着層厚みバラツキ、初期
的なバルク状圧電体1101の厚みバラツキによりバル
ク間で高さバラツキが生じてしまう。この高さバラツキ
は、インクの飛翔特性を左右するノズル開口部102と
圧電素子101とのギャップがバラつくことになる。こ
の問題を回避する為に、本実施例では図11に示すよう
にバルク状圧電素子1101の上面をダイヤモンドブレ
ード1104を利用したダイシングソーで上面を研削し
高さを均一にした。他に、高さを均一にする方法として
は、上面研削の他に、上面ラッピングが有効である。
At this time, the bulk-shaped piezoelectric bodies 1101 on the base plate 107 have variations in height between the bulks due to variations in the thickness of the adhesive layer at the time of bonding and initial variations in the thickness of the bulk-shaped piezoelectric bodies 1101. . This height variation results in a variation in the gap between the nozzle opening 102 and the piezoelectric element 101, which affects the flight characteristics of the ink. In order to avoid this problem, in this embodiment, as shown in FIG. 11, the upper surface of the bulk piezoelectric element 1101 was ground with a dicing saw using a diamond blade 1104 to make the height uniform. In addition to top surface grinding, top surface lapping is effective as a method for making the height uniform.

【0025】ここで、積層型圧電素子の変位量は内部電
極1層にかかる電界強度に比例する為、低電圧で大きな
変位を得る為には、内部圧電材料層厚みを薄くすること
が有効である。しかしながら、最外層も内部電極層と同
様に薄くしていってしまうと各バルク状圧電素子の高さ
バラツキを最外層の厚み以下に抑えていないと上面研削
時に内部電極が露出してしまう。この為、この時のバル
ク状圧電素子1101は研削時、或は、ラッピング時に
内部電極601、701が露出しないように、予め高さ
バラツキ分以上を加味して図13に示すように、バルク
状圧電体1101のノズル開口部側(上部最外層)13
01を、或は、図14に示すようにバルク状圧電体11
01の上部最外層1301及び圧電素子固定部側140
1(下部最外層)を内部圧電材料層より厚くしておくこ
とが望ましい。
Here, since the displacement amount of the laminated piezoelectric element is proportional to the electric field strength applied to one layer of the internal electrode, it is effective to reduce the thickness of the internal piezoelectric material layer in order to obtain a large displacement at a low voltage. is there. However, if the outermost layer is also thinned similarly to the internal electrode layer, the internal electrode is exposed during the top surface grinding unless the height variation of each bulk piezoelectric element is suppressed to the thickness of the outermost layer or less. Therefore, the bulk-shaped piezoelectric element 1101 at this time has a height of the bulk-shaped piezoelectric element 1101 as shown in FIG. 13 in order to prevent the internal electrodes 601 and 701 from being exposed during grinding or lapping. Nozzle opening side of piezoelectric body 1101 (uppermost outermost layer) 13
01 or, as shown in FIG. 14, a bulk piezoelectric body 11
01 outermost layer 1301 and piezoelectric element fixing portion side 140
It is desirable to make 1 (lower outermost layer) thicker than the internal piezoelectric material layer.

【0026】本実施例では、内部の圧電材料502の厚
み35μmで、最外層上部1301及び、最外層下部1
401の厚みは35μmのグリーンシートを3枚積層し
105μmとした。この様にグリーンシート製造工程の
簡略化を図るため、内部の圧電材料502を積層する出
来る様に、最外層1301、及び、1401の厚みは内
部の圧電材料層厚みの整数倍に設定する事が望ましい。
In this embodiment, the inner piezoelectric material 502 has a thickness of 35 μm, the outermost layer upper portion 1301 and the outermost layer lower portion 1
The thickness of 401 was 105 μm by stacking three green sheets having a thickness of 35 μm. Thus, in order to simplify the green sheet manufacturing process, the thickness of the outermost layers 1301 and 1401 may be set to an integral multiple of the thickness of the internal piezoelectric material layer so that the internal piezoelectric material 502 can be laminated. desirable.

【0027】更に、図2に示すようにベース板の両端に
振動板103、隔壁板104、ノズルプレート105を
積層接着する時の位置合わせ時の基準とする柱114の
原料1501を図15、図16に示すように接着する。
この後、図17、図18に示すように、バルク状圧電体
1101の外部電極1001とベース板107上の配線
パターン1102、コモン電極1201とを銀ペースト
等の導電材料1701を塗布し導通を取る。この後、図
19、図20に示すように配線パターン1102に合わ
せてバルク状圧電体を加工して圧電素子101、ダミー
圧電素子115、基準柱114を形成する事でベース板
ユニット1901を得る。
Further, as shown in FIG. 2, the raw material 1501 of the pillar 114 which serves as a reference for alignment when laminating and adhering the vibrating plate 103, the partition plate 104 and the nozzle plate 105 to both ends of the base plate is shown in FIGS. Bond as shown in 16.
After that, as shown in FIGS. 17 and 18, a conductive material 1701 such as silver paste is applied to the external electrode 1001 of the bulk piezoelectric body 1101, the wiring pattern 1102 on the base plate 107, and the common electrode 1201 to establish conduction. . Thereafter, as shown in FIGS. 19 and 20, the bulk piezoelectric body is processed according to the wiring pattern 1102 to form the piezoelectric element 101, the dummy piezoelectric element 115, and the reference column 114, thereby obtaining the base plate unit 1901.

【0028】本実施例では、加工方法としてダイヤモン
ドブレードを利用したダイシングソーを使用した為、圧
電素子101の配列加工と基準柱114の形成加工を同
時に行うことで基準柱114に対する圧電素子101が
高精度に配列出来た。又、ベース板107を50〜10
0μm切り込むことで導電材料1701を完全に電気的
に分離する事が出来た。
In the present embodiment, since the dicing saw using the diamond blade is used as the processing method, the piezoelectric element 101 with respect to the reference pillar 114 is raised by simultaneously performing the arrangement processing of the piezoelectric elements 101 and the formation processing of the reference pillar 114. I was able to arrange it with accuracy. In addition, the base plate 107 is 50 to 10
It was possible to completely electrically separate the conductive material 1701 by cutting with 0 μm.

【0029】次に、図21に示すようにインク流路板1
06にベース板ユニット1901を挿入し接着剤111
で固定し流路板ユニット2102を得る。ここで、イン
ク流路板106上面と圧電素子111上面の平坦度を確
保する為、基台2101を使用した。
Next, as shown in FIG. 21, the ink flow path plate 1
Insert the base plate unit 1901 into the adhesive
And the flow path plate unit 2102 is obtained. Here, in order to secure the flatness of the upper surface of the ink flow path plate 106 and the upper surface of the piezoelectric element 111, the base 2101 is used.

【0030】次に、図22に示すように基台2201に
上面に接着剤を塗布した流路板ユニット2102を固定
し、基準柱114に振動板103に予め設けた基準穴を
挿入し位置合わせする。この後、重り2202で加圧し
必要に応じて高温雰囲気で接着固定する。ここで、ダミ
ー圧電素子115は隔壁板104の受けとして残してい
る。この作業を、隔壁板104、ノズル開口部102を
形成したノズルプレート101と繰り返し積層、接着す
る。その後、FPC108を実装し図1〜図4に示すイ
ンクジェット式印字ヘッドを得る。
Next, as shown in FIG. 22, the flow path plate unit 2102 having the upper surface coated with an adhesive is fixed to the base 2201, and the reference holes formed in the diaphragm 103 are inserted into the reference columns 114 for alignment. To do. After that, the weight 2202 is applied with pressure to bond and fix in a high temperature atmosphere as needed. Here, the dummy piezoelectric element 115 is left as a receiver for the partition plate 104. This work is repeatedly laminated and adhered to the partition plate 104 and the nozzle plate 101 having the nozzle openings 102. Then, the FPC 108 is mounted to obtain the ink jet type print head shown in FIGS.

【0031】ここで、プリンタ本体からのドライバ信号
を各圧電素子にFPC108を介して伝達しようとする
とFPC実装は多ピンの高密度実装が要求される。
Here, in order to transmit the driver signal from the printer main body to each piezoelectric element through the FPC 108, the FPC mounting is required to have a high density mounting with a large number of pins.

【0032】これを、回避する方式として図23に示す
ようにベース板にドライバーIC112を実装する構造
とした。これによれば、FPCはドライバーIC駆動用
の信号ラインだけで良くなりFPC実装が飛躍的に容易
になった。
As a method for avoiding this, as shown in FIG. 23, the driver IC 112 is mounted on the base plate. According to this, only the signal line for driving the driver IC is sufficient for the FPC, and the FPC mounting is dramatically facilitated.

【0033】本実施例では、圧電素子101は電界方向
と同じ方向の変位を利用したd33方向の積層型圧電素
子を使用した例を示したが、図24に示すように電界方
向と垂直方向の変位を利用したd31方向圧電素子24
01を使用しても良い。
In this embodiment, the piezoelectric element 101 is an example in which a laminated piezoelectric element in the d33 direction utilizing displacement in the same direction as the electric field direction is used, but as shown in FIG. D31 direction piezoelectric element 24 using displacement
01 may be used.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明してきたように、圧電素子への
駆動信号によりインクがノズル開口部から外部に放出さ
れるようにしたインクジェット式印字ヘッドにおいて、
前記ノズル開口部は、1枚の連続したノズルプレート上
に複数個配列し、前記圧電素子は複数のバルク状圧電体
を加工してノズル開口部に対応するように配置した。こ
の時の、隣接する前記バルク状圧電体の境目を加工領域
とする事で、圧電素子につなぎ目を無くし、かつ、複数
のバルク状圧電体をノズル配列方向に配置した後に、前
記バルク状圧電体のノズル面側を研削、或は、ラップ加
工してノズル開口部と圧電素子とのギャップを管理する
ことにより、多ノズルでも、信頼性が高く、特性バラツ
キの少ない高印字品質のインクジェット式印字ヘッドを
安価に提供出来る。
As described above, in the ink jet type print head in which the ink is discharged from the nozzle opening by the drive signal to the piezoelectric element,
A plurality of the nozzle openings are arranged on one continuous nozzle plate, and the piezoelectric elements are arranged so as to correspond to the nozzle openings by processing a plurality of bulk piezoelectric bodies. At this time, by making the boundary between the adjacent bulk-shaped piezoelectric bodies a processing region, the joint is eliminated in the piezoelectric element, and after the plurality of bulk-shaped piezoelectric bodies are arranged in the nozzle array direction, the bulk-shaped piezoelectric body is formed. By grinding or lapping the nozzle surface side of the nozzle, and managing the gap between the nozzle opening and the piezoelectric element, an inkjet print head with high print quality that is highly reliable and has few characteristic variations even with multiple nozzles. Can be provided at low cost.

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

【図1】本発明のインクジェット式印字ヘッドの構造を
示す上面図。
FIG. 1 is a top view showing the structure of an inkjet print head of the present invention.

【図2】本発明のインクジェット式印字ヘッドの構造を
示す図1のA−A断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 showing the structure of the inkjet print head of the present invention.

【図3】本発明のインクジェット式印字ヘッドの構造を
示す図2のC部拡大図。
FIG. 3 is an enlarged view of portion C in FIG. 2 showing the structure of the inkjet print head of the present invention.

【図4】本発明のインクジェット式印字ヘッドの構造を
示す図1のB−B断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1 showing the structure of the inkjet print head of the present invention.

【図5】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造工
程を示す断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the inkjet print head of the present invention.

【図6】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造工
程を示す断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the inkjet print head of the present invention.

【図7】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造工
程を示す断面図。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the inkjet print head of the present invention.

【図8】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造工
程を示す断面図。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the ink jet print head of the present invention.

【図9】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造工
程を示す断面図。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the ink jet print head of the present invention.

【図10】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造
工程を示す断面図。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the inkjet print head of the present invention.

【図11】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造
工程を示す図。
FIG. 11 is a view showing a manufacturing process of the ink jet print head of the present invention.

【図12】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造
工程を示す断面図。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the inkjet print head of the present invention.

【図13】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造
工程を示す断面図。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the inkjet print head of the present invention.

【図14】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造
工程を示す断面図。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the ink jet print head of the present invention.

【図15】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造
工程を示す図。
FIG. 15 is a diagram showing a manufacturing process of the inkjet print head of the present invention.

【図16】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造
工程を示す断面図。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the inkjet print head of the present invention.

【図17】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造
工程を示す図。
FIG. 17 is a diagram showing a manufacturing process of the inkjet print head of the present invention.

【図18】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造
工程を示す断面図。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the ink jet print head of the present invention.

【図19】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造
工程を示す図。
FIG. 19 is a diagram showing a manufacturing process of the ink jet type print head of the present invention.

【図20】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造
工程を示す断面図。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the inkjet print head of the present invention.

【図21】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造
工程を示す断面図。
FIG. 21 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the inkjet print head of the present invention.

【図22】本発明のインクジェット式印字ヘッドの製造
工程を示す断面図。
FIG. 22 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the inkjet print head of the present invention.

【図23】本発明のインクジェット式印字ヘッドの実施
例を示す断面図。
FIG. 23 is a cross-sectional view showing an embodiment of the ink jet print head of the present invention.

【図24】本発明のインクジェット式印字ヘッドの実施
例を示す断面図。
FIG. 24 is a cross-sectional view showing an embodiment of the ink jet print head of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 圧電素子 102 ノズル開口部 103 振動板 104 隔壁板 105 ノズルプレート 106 インク流路板 107 ベース板 108 FPC 109 電極 110 インク流路 301 バルク状圧電体の境目 302 インク室 303 加工領域 101 Piezoelectric element 102 Nozzle opening 103 Vibrating plate 104 Partition plate 105 Nozzle plate 106 Ink flow channel plate 107 Base plate 108 FPC 109 Electrode 110 Ink flow channel 301 Bulk piezoelectric boundary 302 Ink chamber 303 Processing area

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電素子への駆動信号によりインクがノ
ズル開口部から外部に放出されるようにしたインクジェ
ット式印字ヘッドにおいて、前記ノズル開口部は、1枚
の連続したノズルプレート上に複数個配列されており、
前記圧電素子は複数のバルク状圧電体を加工してノズル
開口部に対応するように配置されており、隣接する前記
バルク状圧電体の境目は加工領域であることを特徴とす
るインクジェット式印字ヘッド。
1. An ink jet print head in which ink is ejected to the outside from a nozzle opening by a drive signal to a piezoelectric element, the plurality of nozzle openings are arranged on one continuous nozzle plate. Has been done,
An ink jet print head characterized in that the piezoelectric element is arranged so as to process a plurality of bulk-shaped piezoelectric bodies so as to correspond to a nozzle opening, and a boundary between adjacent bulk-shaped piezoelectric bodies is a processing region. .
【請求項2】 前記圧電素子は積層型圧電素子であり、
ノズル開口部側の最外層圧電材料、或は、ノズル開口部
側及び圧電素子固定部側の両方の最外層圧電材料の厚み
が内部圧電材料層厚みより厚くなっていることを特徴と
する請求項1記載のインクジェット式印字ヘッド。
2. The piezoelectric element is a laminated piezoelectric element,
The outermost layer piezoelectric material on the nozzle opening side, or the outermost layer piezoelectric material on both the nozzle opening side and the piezoelectric element fixing portion side, is thicker than the internal piezoelectric material layer thickness. 1. The inkjet print head according to 1.
【請求項3】 前記積層型圧電素子の最外層圧電材料厚
みは、前記内部圧電材料層厚みの整数倍になっているこ
とを特徴とする請求項2記載のインクジェット式印字ヘ
ッド。
3. The ink jet print head according to claim 2, wherein the outermost layer piezoelectric material thickness of the laminated piezoelectric element is an integral multiple of the inner piezoelectric material layer thickness.
【請求項4】 圧電素子への駆動信号によりインクがノ
ズル開口部から外部に放出されるようにしたインクジェ
ット式印字ヘッドの製造方法において、前記ノズル開口
部は、1枚の連続したノズルプレート上に複数個配列さ
れており、前記圧電素子は複数のバルク状圧電体をノズ
ル配列方向に配置した後に前記バルク状圧電体のノズル
面側を研削加工することを特徴とするインクジェット式
印字ヘッドの製造方法。
4. A method for manufacturing an ink jet type print head, wherein ink is discharged to the outside from a nozzle opening by a drive signal to a piezoelectric element, wherein the nozzle opening is formed on one continuous nozzle plate. A method for manufacturing an ink jet print head, wherein a plurality of piezoelectric elements are arranged, and a plurality of bulk piezoelectric elements are arranged in a nozzle array direction, and then the nozzle surface side of the bulk piezoelectric elements is ground. .
【請求項5】 前記圧電素子は複数のバルク状圧電体を
ノズル配列方向に配置した後に前記バルク状圧電体のノ
ズル面側をラップ加工することを特徴とする請求項4記
載のインクジェット式印字ヘッドの製造方法。
5. The ink jet print head according to claim 4, wherein the piezoelectric element is formed by arranging a plurality of bulk piezoelectric elements in a nozzle array direction and then lapping the nozzle surface side of the bulk piezoelectric elements. Manufacturing method.
【請求項6】 前記インクジェット式印字ヘッドは、記
録媒体の記録幅とほぼ同じ長さを有するラインヘッドで
あることを特徴とする請求項1記載のインクジェット式
印字ヘッド。
6. The ink jet print head according to claim 1, wherein the ink jet print head is a line head having a length substantially equal to a recording width of a recording medium.
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