JPH10157109A - Ink jet head and method for forming it - Google Patents

Ink jet head and method for forming it

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JPH10157109A
JPH10157109A JP31793396A JP31793396A JPH10157109A JP H10157109 A JPH10157109 A JP H10157109A JP 31793396 A JP31793396 A JP 31793396A JP 31793396 A JP31793396 A JP 31793396A JP H10157109 A JPH10157109 A JP H10157109A
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ink
ink pressure
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet head of such type as an ink pressure chamber is provided on the piezoelectric element side in which no significant warp or waving takes place even when a laminate of piezoelectric elements is fired. SOLUTION: A cavity plate 6 comprises a laminate of six sheet-like piezoelectric elements 6a-6f where a common electrode 14 is provided on the upper surface of the sheet-like piezoelectric element 6a in the uppermost layer and an independent electrode 16 is provided at the common part on the lower surface of each sheet-like piezoelectric element 6a-6f. The part of independent electrode 16 of each sheet-like piezoelectric element 6a-6f is then trenched up to the second sheet-like piezoelectric element 6b from below thus forming an ink pressure chamber 4. A sheet-like cover member 10 is bonded to the cavity plate 6 on the opening side of the ink pressure chamber 4.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッドに関し、特に、インク圧力室と該インク圧力室に対
応する電極とが形成された圧電素子からなるキャビティ
プレートと、インク圧力室の開口部を被覆するように取
り付けられた板状体と、インク圧力室に連通するノズル
とを有し、電極に駆動電圧を印加してキャビティプレー
トを変形させることによりインク圧力室内に圧力振動を
生じさせてノズルからインクを吐出させるインクジェッ
トヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head, and more particularly, to a cavity plate composed of a piezoelectric element in which an ink pressure chamber and electrodes corresponding to the ink pressure chamber are formed, and an opening of the ink pressure chamber. And a nozzle communicating with the ink pressure chamber, and applying a drive voltage to the electrode to deform the cavity plate, thereby generating pressure vibration in the ink pressure chamber, and The present invention relates to an inkjet head that ejects ink.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のインクジェットヘッド150で
は、図9に示すように、インク圧力室152を設けたキ
ャビティプレート154と、外部電極156と内部電極
158とを設けて積層し焼成した圧電素子160とを貼
り付けていた。圧電素子160は、キャビティプレート
154のインク圧力室152の蓋になる部分であり、圧
電素子160が変形することによってインク圧力室15
2に圧力波を発生させ、インク滴をインク圧力室152
に連通するノズルから吐出させていた。
2. Description of the Related Art In a conventional ink jet head 150, as shown in FIG. 9, a cavity plate 154 provided with an ink pressure chamber 152, a piezoelectric element 160 provided with an external electrode 156 and an internal electrode 158 and laminated and fired are provided. Was pasted. The piezoelectric element 160 serves as a lid of the ink pressure chamber 152 of the cavity plate 154.
2, a pressure wave is generated, and the ink droplets are
Was discharged from a nozzle communicating with the nozzle.

【0003】このようなインクジェットヘッド150で
は、通常複数のインク圧力室152が設けられ、それぞ
れのインク圧力室152に連続するノズルからインクが
吐出されるが、印字品質の点からその吐出性能は均一で
あることが重要である。しかし、インク圧力室152
は、キャビティプレート154に、圧電素子160を、
インク圧力室152を仕切っている側壁153の各先端
面に接合することにより塞がれている。このように、イ
ンク圧力室152を形成しているキャビティプレート1
54と、圧電素子160とは元来別体のものが接合され
ている。したがって、その接合状態が圧電素子160の
変形特性に大きく関係し、接合部分の精度の均一性が各
ノズルの吐出性能の均一性に影響する。
In such an ink jet head 150, a plurality of ink pressure chambers 152 are usually provided, and ink is ejected from nozzles connected to each of the ink pressure chambers 152. In terms of print quality, the ejection performance is uniform. It is important that However, the ink pressure chamber 152
The piezoelectric element 160 is provided in the cavity plate 154,
The ink pressure chamber 152 is closed by being joined to each end surface of the side wall 153 that partitions the ink pressure chamber 152. Thus, the cavity plate 1 forming the ink pressure chamber 152
The piezoelectric element 160 and the piezoelectric element 160 are originally separated from each other. Therefore, the bonding state greatly affects the deformation characteristics of the piezoelectric element 160, and the uniformity of the accuracy of the bonded portion affects the uniformity of the ejection performance of each nozzle.

【0004】各接合部分の精度を均一にするには、側壁
153の各先端面と、圧電素子160側とに高い平面度
が要求される。更に、接着剤等による接合処理も各接合
部分において、均一な接合が行われることが要求され
る。しかし、全ての接合部分において、高い平面度と均
一な接合を達成することは困難であり、わずかな平面度
あるいは接合の不均一が、側壁153の先端面に支持さ
れている圧電素子160の変形特性を微妙に変化させ、
均一な吐出性能を全ノズルに与えることを困難なものと
していた。
[0004] In order to make the accuracy of each joint portion uniform, high flatness is required between each end face of the side wall 153 and the piezoelectric element 160 side. Furthermore, in the joining process using an adhesive or the like, it is required that uniform joining be performed at each joining portion. However, it is difficult to achieve high flatness and uniform bonding at all bonding portions, and slight flatness or uneven bonding may cause deformation of the piezoelectric element 160 supported on the tip end surface of the side wall 153. Change the characteristics slightly,
It has been difficult to provide uniform ejection performance to all nozzles.

【0005】この問題を解決するため、次のような構成
のインクジェットヘッド200が提案されている。これ
は、図10に示すように、外部電極206と内部電極2
08とをそれぞれ印刷したシート状の圧電素子210
a,210bを積層し焼成した後に、下側の圧電素子2
10bに溝加工を施すことによってインク圧力室202
を形成し、その後、平板204でインク圧力室202を
被覆するものである。
To solve this problem, an ink jet head 200 having the following configuration has been proposed. This is, as shown in FIG.
08 is printed on each of the sheet-like piezoelectric elements 210.
a and 210b are laminated and fired, and then the lower piezoelectric element 2
By subjecting the groove 10b to groove processing, the ink pressure chamber 202 is formed.
Then, the ink pressure chamber 202 is covered with the flat plate 204.

【0006】この構成では、シート状の圧電素子210
aが、下側の圧電素子210bのインク圧力室202が
開口している側でなく、その反対側の外面に積層されて
いる。この積層は、例えば、インク圧力室202を形成
してある下側の圧電素子210bに接着剤で接合した
り、未焼成のシート状圧電素子210aと未焼成の下側
の圧電素子210bとを真空プレス等で密着させた後に
焼成してインク圧力室を形成する等の方法により達成さ
れる。
In this configuration, the sheet-like piezoelectric element 210
a is laminated on the outer surface on the opposite side of the lower piezoelectric element 210b, not on the side where the ink pressure chamber 202 is open. This lamination is performed, for example, by bonding an adhesive to the lower piezoelectric element 210b in which the ink pressure chamber 202 is formed, or by applying a vacuum to the unsintered sheet-shaped piezoelectric element 210a and the unsintered lower piezoelectric element 210b. This is achieved by a method such as forming the ink pressure chamber by bringing it into close contact with a press or the like, followed by baking.

【0007】したがって、シート状圧電素子210aを
下側の圧電素子210bのインク圧力室202が開口し
ている側に接合していないので、インク圧力室202を
仕切っている側壁203の先端面に接合されることはな
く、一面から成る反対側の外面に積層されることにな
る。このようにシート状圧電素子210a側も、下側の
圧電素子210bも、それぞれ一面について、平面度や
接合についての均一性を達成すればよく、容易に全ての
圧力室に対して均一な積層を実現することができ、全ノ
ズルにおいて均一な吐出性能を得ることができた。
Accordingly, since the sheet-like piezoelectric element 210a is not joined to the lower piezoelectric element 210b on the side where the ink pressure chamber 202 is open, it is joined to the front end surface of the side wall 203 that partitions the ink pressure chamber 202. It will be laminated on the opposite outer surface consisting of one surface. As described above, the sheet-like piezoelectric element 210a and the lower piezoelectric element 210b need only achieve uniformity in flatness and bonding on one surface, and uniform lamination can be easily performed on all pressure chambers. As a result, uniform ejection performance was obtained for all nozzles.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法で
は、溝加工して設けるインク圧力室202の深さの分だ
け下側の1枚の圧電素子210bのシートを厚くしなく
てはならない。ところが、このような厚さが異なる圧電
素子同士を一体にした焼成では、そり、うねり等の変形
が避けられない。図9にて示した従来のインクジェット
ヘッド150では、厚さが同一なので、そり、うねり等
の変形は生じにくく、わずかに生じたとしても、焼成後
に圧電素子160の上下両面に研削加工を行つて平面度
を出すことができる。
However, in this method, the thickness of one lower piezoelectric element 210b must be increased by the depth of the ink pressure chamber 202 provided by groove processing. However, in firing such piezoelectric elements having different thicknesses integrally, deformation such as warpage or undulation is inevitable. In the conventional ink jet head 150 shown in FIG. 9, since the thickness is the same, deformation such as warpage and undulation is unlikely to occur, and even if slight, grinding is performed on both the upper and lower surfaces of the piezoelectric element 160 after firing. Flatness can be obtained.

【0009】しかし、図10に示したごとく、積層体2
10を構成する圧電素子が、上側のシート状圧電素子2
10aと下側の1枚の圧電素子210bとで厚さが異な
るので、大きなそり、うねりが発生し易く、インクジェ
ットヘッドとして使用が不可能な場合もあり、歩留まり
の低下のおそれがあった。
However, as shown in FIG.
The piezoelectric element constituting the upper sheet-like piezoelectric element 2
Since the thickness of the lower piezoelectric element 210a is different from that of the lower piezoelectric element 210b, large warpage and undulation are likely to occur, and it may not be possible to use the inkjet head as an ink-jet head.

【0010】本発明は、圧電素子側にインク圧力室を設
けるタイプにおいて、圧電素子の積層体を焼成しても大
きなそり、うねりが生じにくいインクジェットヘッドお
よびその形成方法を提供することを目的とするものであ
る。
An object of the present invention is to provide an ink jet head in which an ink pressure chamber is provided on the side of a piezoelectric element and in which a large warpage or undulation hardly occurs even when a laminate of piezoelectric elements is fired, and a method of forming the same. Things.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段及び発明の効果】ここに
は、1つまたはそれ以上の発明が記載され、それぞれ以
下に述べるような構成および効果を有する。本発明のイ
ンクジェットヘッドは、インク圧力室と該インク圧力室
に対応する電極とが形成された圧電素子からなるキャビ
ティプレートと、前記インク圧力室の開口部を被覆する
ように取り付けられた板状体と、前記インク圧力室に連
通するノズルとを有し、前記電極に駆動電圧を印加して
前記キャビティプレートを変形させることにより前記イ
ンク圧力室内に圧力振動を生じさせて前記ノズルからイ
ンクを吐出させるインクジェットヘッドであって、前記
キャビティプレートは、複数のシート状圧電素子を、該
シート状圧電素子の厚みの配列が厚み方向に対称となる
ように配置し、かつ前記シート状圧電素子間に電極を配
置して積層したものに前記インク圧力室を設けたもので
あることを特徴とする。
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention Here, one or more inventions are described, each having the structure and effect described below. An ink jet head according to the present invention includes a cavity plate formed of a piezoelectric element in which an ink pressure chamber and an electrode corresponding to the ink pressure chamber are formed, and a plate-like body attached so as to cover an opening of the ink pressure chamber. And a nozzle communicating with the ink pressure chamber, and applying a drive voltage to the electrode to deform the cavity plate, thereby causing pressure oscillation in the ink pressure chamber to eject ink from the nozzle. In the ink jet head, the cavity plate arranges a plurality of sheet-shaped piezoelectric elements such that an arrangement of the thickness of the sheet-shaped piezoelectric elements is symmetric in a thickness direction, and an electrode is provided between the sheet-shaped piezoelectric elements. The ink pressure chamber is provided in a stacked arrangement.

【0012】このように、積層されるシート状圧電素子
の厚み関係が厚み方向に対称となるように構成されたキ
ャビティプレートが用いられていることにより、これら
シート状圧電素子の積層体を焼成しても、大きなそり、
うねりは生じることはない。すなわち、焼成において発
生するセラミックスシートの縮み量は、厚さによって異
なるため、厚さの異なる2枚1組のセラミックスシート
では、そり、うねりは避けられないが、厚さ方向に対称
な2枚1組のセラミックスシートでは、焼成時に各組の
2枚のセラミックスシートに生じる縮み量は同程度であ
るため、各組毎に、そり、うねり等が相殺されて、焼成
後のキャビティプレートには、そり、うねり等がほとん
ど現れなくなる。
As described above, by using the cavity plate configured so that the thickness relationship of the laminated sheet-shaped piezoelectric elements is symmetric in the thickness direction, the laminated body of the sheet-shaped piezoelectric elements is fired. Even a big sled,
There is no swell. That is, since the amount of shrinkage of the ceramic sheet generated during firing varies depending on the thickness, in a set of two ceramic sheets having different thicknesses, warpage and undulation are unavoidable, but two sheets symmetrical in the thickness direction are inevitable. In the ceramic sheets of the set, the amount of shrinkage generated in the two ceramic sheets of each set during firing is substantially the same, so that the warpage, undulation, etc. are offset in each set, and the warped cavity plate is not warped. Swells and the like hardly appear.

【0013】したがって、インクジェットヘッドに使用
不能となるようなそり、うねり等が生じることはなく、
平面度を出せば、十分にインクジェットヘッドに使用で
きる。尚、電極は通常、圧電素子に比較して薄いことか
ら、電極の厚さの対称性を考慮しなくても、大きなそり
うねりは生じることはないが、そり、うねりを更に小さ
くするには、キャビティプレートにおいて、複数のシー
ト状圧電素子と電極とを、該シート状圧電素子および該
電極の厚みの配列が厚み方向に対称となるように配置し
て積層したものにインク圧力室を設けたものとしても良
い。
Therefore, there is no occurrence of a warp or swell that cannot be used in the ink jet head.
If the flatness is obtained, the ink jet head can be sufficiently used. In addition, since the electrode is usually thinner than the piezoelectric element, even if the symmetry of the thickness of the electrode is not considered, a large undulation does not occur, but in order to further reduce the undulation, A cavity plate in which a plurality of sheet-shaped piezoelectric elements and electrodes are arranged and stacked so that the thickness arrangement of the sheet-shaped piezoelectric elements and the electrodes is symmetric in the thickness direction, and ink pressure chambers are provided. It is good.

【0014】このようなインクジェットヘッドを形成す
る方法としては、例えば、少なくとも1枚は一面に電極
を設けた未焼成の複数のシート状圧電素子を、該シート
状圧電素子の厚みが厚み方向に対称となるようにかつ前
記電極が内部となるように配置して積層した後に、焼成
してプレートを形成し、該プレートに溝加工を施すこと
によって前記インク圧力室を設けて前記キャビティプレ
ートを形成し、該キャビティプレートのインク圧力室の
開口部を前記板状体で被覆する工程を有する形成方法と
すれば良い。
As a method of forming such an ink-jet head, for example, at least one of a plurality of unsintered sheet-shaped piezoelectric elements provided with electrodes on one surface is formed by symmetrically setting the thickness of the sheet-shaped piezoelectric elements in the thickness direction. After arranging and laminating so that the electrodes are inside, firing is performed to form a plate, and the plate is subjected to groove processing to provide the ink pressure chamber to form the cavity plate. The forming method may include a step of covering the opening of the ink pressure chamber of the cavity plate with the plate.

【0015】前記溝加工としては、例えば、ショットブ
ラスト加工が挙げられる。前記溝加工は、前記プレート
の内、前記電極が内部に積層されている位置に対して、
該電極の少なくとも1つを残すようにして実施されるこ
とにより、外部に設けた電極との間で、圧電素子を挟む
ことができ、この外部電極と内部電極との間に駆動電圧
を印加すれば、圧電素子を変形させてインク圧力室内の
インクをノズルから吐出させることができる。また、こ
の電極を利用して圧電素子に分極処理を施すこともでき
る。
Examples of the groove processing include shot blast processing. The groove processing, for the position of the plate, the electrode is laminated inside,
By performing so as to leave at least one of the electrodes, a piezoelectric element can be sandwiched between an externally provided electrode and a driving voltage applied between the external electrode and the internal electrode. By deforming the piezoelectric element, the ink in the ink pressure chamber can be discharged from the nozzle. In addition, a polarization process can be performed on the piezoelectric element using the electrode.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

[実施の形態1]図1(a)および図2は、上述した発
明のいくつかが適用されたインクジェットヘッド2の構
成を示し、図2はインク圧力室4の軸方向に沿って切断
した縦断面図を表し、図1(a)はインク圧力室4の軸
方向に直角(X−X)に切断した面の一部を拡大して示
す縦断面説明図である。
[Embodiment 1] FIGS. 1A and 2 show a configuration of an ink jet head 2 to which some of the above-described inventions are applied. FIG. 2 is a longitudinal section cut along the axial direction of an ink pressure chamber 4. FIG. FIG. 1A is a longitudinal sectional explanatory view showing a part of a plane cut at a right angle (XX) to the axial direction of the ink pressure chamber 4 in an enlarged manner.

【0017】インク圧力室4は、キャビティプレート6
の一面側に、側壁7により仕切られて、溝状に形成され
ている。キャビティプレート6のインク圧力室4が開口
している側は、側壁7の先端面8に接合したシート状カ
バー部材10にて覆われている。
The ink pressure chamber 4 has a cavity plate 6
Is formed in a groove shape on one side by a side wall 7. The side of the cavity plate 6 where the ink pressure chamber 4 is open is covered with a sheet-like cover member 10 joined to the front end face 8 of the side wall 7.

【0018】キャビティプレート6は、6枚のシート状
圧電素子6a,6b,6c,6d,6e,6fを積層し
て形成したものである。最上層のシート状圧電素子6a
の上面には、ほぼ全面に共通電極14が設けられてい
る。この共通電極14は、キャビティプレート6に形成
された全てのインク圧力室4に対応したマイナス側の電
極として共通に用いられる。
The cavity plate 6 is formed by laminating six sheet-like piezoelectric elements 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f. Uppermost sheet-shaped piezoelectric element 6a
The common electrode 14 is provided on almost the entire surface of the substrate. The common electrode 14 is commonly used as a negative electrode corresponding to all the ink pressure chambers 4 formed in the cavity plate 6.

【0019】また、最上層のシート状圧電素子6aとそ
の下のシート状圧電素子6bとの界面には、個々のイン
ク圧力室4に対応してそれぞれ独立したプラス側の独立
電極16が形成されている。最上層のシート状圧電素子
6aは図示矢印のごとく、シート状圧電素子6aの厚み
方向に、インク圧力室4とは反対側に向かって分極処理
がなされている。このため、共通電極14と独立電極1
6との間に駆動電圧を印加させることにより、最上層の
シート状圧電素子6aの内、駆動電圧が印加された共通
電極14と独立電極16とに挟まれた部分18が図1
(a)に示す矢印F方向、すなわちシート状圧電素子6
aの面内方向で収縮する。
At the interface between the uppermost sheet-shaped piezoelectric element 6a and the sheet-shaped piezoelectric element 6b therebelow, independent positive electrodes 16 are formed corresponding to the individual ink pressure chambers 4, respectively. ing. The uppermost sheet-shaped piezoelectric element 6a is polarized in the thickness direction of the sheet-shaped piezoelectric element 6a toward the side opposite to the ink pressure chamber 4, as indicated by the arrow in the figure. Therefore, the common electrode 14 and the independent electrode 1
6, a portion 18 sandwiched between the common electrode 14 and the independent electrode 16 to which the drive voltage has been applied, of the uppermost sheet-like piezoelectric element 6a, is formed as shown in FIG.
The direction of the arrow F shown in FIG.
It contracts in the in-plane direction of a.

【0020】このようにインク圧力室4の中央に位置す
る最上層のシート状圧電素子6aの一部が収縮すると、
最上層のシート状圧電素子6aの下に積層しているシー
ト状圧電素子6bは収縮しないため、下のシート状圧電
素子6b側を凸側、最上層のシート状圧電素子6a側を
凹側として、図1(b)に示すごとく、インク圧力室4
の中心付近がインク圧力室4内部に向かって突出する。
このことにより、インク圧力室4の容積が減少して、イ
ンクの圧力が高まり、ノズル22からインクが外部に吐
出される。
When a part of the uppermost sheet-like piezoelectric element 6a located at the center of the ink pressure chamber 4 contracts as described above,
Since the sheet-like piezoelectric element 6b laminated below the uppermost sheet-like piezoelectric element 6a does not shrink, the lower sheet-like piezoelectric element 6b side is a convex side, and the uppermost sheet-like piezoelectric element 6a side is a concave side. As shown in FIG. 1B, the ink pressure chamber 4
Is projected toward the inside of the ink pressure chamber 4.
As a result, the volume of the ink pressure chamber 4 decreases, the pressure of the ink increases, and the ink is ejected from the nozzle 22 to the outside.

【0021】続いて共通電極14と独立電極16との間
の駆動電圧印加を停止すると、図1(b)の状態から図
1(a)の状態に戻り、インク圧力室4の容積が元に戻
って、インク圧力室4内のインクの圧力が低下し、イン
ク室20からインクをインク圧力室4内に吸引する。
Subsequently, when the application of the drive voltage between the common electrode 14 and the independent electrode 16 is stopped, the state returns to the state of FIG. 1A from the state of FIG. Returning, the pressure of the ink in the ink pressure chamber 4 decreases, and the ink is sucked from the ink chamber 20 into the ink pressure chamber 4.

【0022】このインクジェットヘッド2の組立ては、
次のような工程でなされる。まず、図3(a)に示すご
とく、一面側に導電性ペーストを独立電極16のパター
ン25に印刷した同一厚さの6枚の未焼成のPZT(チ
タン酸ジルコン酸鉛)系セラミックスシート24a,2
4b,24c,24d,24e,24fを用意し、セラ
ミックスシート24a〜24fを重ねた状態で真空プレ
スを行って、6枚の未焼成のPZT系セラミックスシー
ト24a〜24fを密着させる。
The assembly of the ink jet head 2 is as follows.
The following steps are performed. First, as shown in FIG. 3A, six unfired PZT (lead zirconate titanate) ceramic sheets 24a having the same thickness and having a conductive paste printed on the pattern 25 of the independent electrode 16 on one surface side, 2
4b, 24c, 24d, 24e, and 24f are prepared, and vacuum pressing is performed in a state where the ceramic sheets 24a to 24f are stacked, so that the six unfired PZT-based ceramic sheets 24a to 24f are adhered to each other.

【0023】これを焼成して、図3(b)に示すごと
く、キャビティプレート6を形成する。そして、二点鎖
線で示す部分を切削する溝加工を行う。この溝加工は、
ショットブラスト加工によりなされる。ショットブラス
ト加工は、例えば、次のようにして行われる。
This is fired to form a cavity plate 6 as shown in FIG. Then, a groove processing for cutting a portion indicated by a two-dot chain line is performed. This groove processing,
This is performed by shot blasting. The shot blast processing is performed, for example, as follows.

【0024】すなわち、側壁7として残す部分の先端面
8に、レジストマスクを形成し、セラミックス粉体によ
るショットブラストにより、インク圧力室4を溝状に形
成し、側壁7の先端面8のレジストマスクを除去するこ
とにより行われる。尚、溝は、最下層のシート状圧電素
子6fから2番目のシート状圧電素子6bまでの独立電
極16をすべて削除し、2番目のシート状圧電素子6b
を部分的に残すようにしてなされる。このことにより、
独立電極16は最上層のシート状圧電素子6aと2番目
のシート状圧電素子6bに挟まれたもののみとなる。
That is, a resist mask is formed on the front end face 8 of a portion to be left as the side wall 7, and the ink pressure chamber 4 is formed in a groove shape by shot blasting with ceramic powder, and the resist mask on the front end face 8 of the side wall 7 is formed. Is carried out. In addition, the groove removes all the independent electrodes 16 from the lowermost sheet-shaped piezoelectric element 6f to the second sheet-shaped piezoelectric element 6b, and removes the second sheet-shaped piezoelectric element 6b.
Is made to leave partially. This allows
The independent electrodes 16 are only those sandwiched between the uppermost sheet-shaped piezoelectric element 6a and the second sheet-shaped piezoelectric element 6b.

【0025】そして、最上層のシート状圧電素子6aの
上面と、側壁7の先端面8とを研磨して平面度を出して
仕上げ、図3(c)のごとく、最上層のシート状圧電素
子6aの上面に共通電極14を印刷する。次いで、側壁
7の先端面8にシート状カバー部材10を接着剤にて接
合して、図1(a)に示すごとくのインクジェットヘッ
ド2を形成する。
Then, the upper surface of the uppermost sheet-like piezoelectric element 6a and the front end face 8 of the side wall 7 are polished to obtain a flatness and finished. As shown in FIG. The common electrode 14 is printed on the upper surface of 6a. Next, the sheet-shaped cover member 10 is bonded to the tip end surface 8 of the side wall 7 with an adhesive to form the ink jet head 2 as shown in FIG.

【0026】本実施の形態1では、全く同一形状に形成
されている6枚の未焼成のPZT系セラミックスシート
24a〜24fを積層して焼成している。すなわち、キ
ャビティプレート6は、6枚のシート状圧電素子6a〜
6fを、シート状圧電素子6a〜6fの厚みの配列が厚
み方向に対称(シート状圧電素子6cとシート状圧電素
子6dとの界面を中心として上下に対称)となるように
配置し、シート状圧電素子6a〜6f間に独立電極16
を配置して積層したものとして形成し、更にインク圧力
室4を設けたものである。
In the first embodiment, six unfired PZT ceramic sheets 24a to 24f formed in exactly the same shape are laminated and fired. That is, the cavity plate 6 includes six sheet-shaped piezoelectric elements 6a to 6a.
6f are arranged such that the arrangement of the thicknesses of the sheet-shaped piezoelectric elements 6a to 6f is symmetric in the thickness direction (vertically symmetric with respect to the interface between the sheet-shaped piezoelectric element 6c and the sheet-shaped piezoelectric element 6d). Independent electrodes 16 between the piezoelectric elements 6a to 6f
Are arranged and laminated, and an ink pressure chamber 4 is further provided.

【0027】シート状圧電素子6a〜6fの厚さは、す
べて同一の厚さであるので、焼成時には、すべてのセラ
ミックスシート24a〜24fで同程度に縮む。したが
って、焼成されたキャビティプレート6には、そり、う
ねり等がほとんど現れなくなる。
Since the thicknesses of the sheet-like piezoelectric elements 6a to 6f are all the same, all the ceramic sheets 24a to 24f shrink to the same degree during firing. Therefore, warpage, undulation, and the like hardly appear in the fired cavity plate 6.

【0028】このように、本実施の形態1のインクジェ
ットヘッド2によれば、そり、うねり等を十分に抑制で
き、インクジェットヘッド2の製造の歩留まりを十分に
挙げることができる。尚、本実施の形態1のインクジェ
ットヘッド2では、圧電素子として駆動電圧にて変形す
る最上層のシート状圧電素子6aは、キャビティプレー
ト6と一体に焼成されていることから接着剤等による接
合面が存在せず、接合面の平面度や接合状態の不均一が
生じることはなく、全ノズル22において均一な吐出性
能を得ることができる。
As described above, according to the inkjet head 2 of the first embodiment, warpage and undulation can be sufficiently suppressed, and the production yield of the inkjet head 2 can be sufficiently increased. In the ink jet head 2 of the first embodiment, the uppermost sheet-like piezoelectric element 6a that is deformed by the driving voltage as the piezoelectric element is integrally fired with the cavity plate 6, so that the bonding surface using an adhesive or the like is used. Does not exist, and non-uniformity of the flatness of the bonding surface and the bonding state does not occur, and uniform discharge performance can be obtained in all the nozzles 22.

【0029】更に、最上層のシート状圧電素子6aは、
インク圧力室4のすべてに対応する一枚のシートである
ことから、一層性能の均一性を高めることができ、すべ
てのノズル22において、一層均一な吐出性能を得るこ
とができる。なお、インク圧力室4が開口したキャビテ
ィプレート6の下面は、シート状カバー部材10により
覆われているが、このシート状カバー部材10による接
合面の平面度や接合が少々不均一でも、シート状カバー
部材10側では、インク圧力室4の容積を変化させる何
等の変形も行われないので、吐出性能には問題となるよ
うな影響が出ることはない。
Furthermore, the uppermost sheet-like piezoelectric element 6a is
Since it is a single sheet corresponding to all of the ink pressure chambers 4, the uniformity of performance can be further improved, and more uniform ejection performance can be obtained in all the nozzles 22. Although the lower surface of the cavity plate 6 in which the ink pressure chamber 4 is opened is covered by the sheet-shaped cover member 10, even if the flatness and the joint of the joining surface by the sheet-shaped cover member 10 are slightly uneven, On the cover member 10 side, no deformation that changes the volume of the ink pressure chamber 4 is performed, so that there is no adverse effect on the ejection performance.

【0030】またキャビティプレート6を構成している
全シート状圧電素子6a〜6fは、すべて同質の材料か
ら成るので、全シート状圧電素子6a〜6fの親和性が
高く、最上層のシート状圧電素子6aのみが変形される
構成であっても、耐久性の極めて高いインクジェットヘ
ッド2を形成することができる。
Further, since all the sheet-shaped piezoelectric elements 6a to 6f constituting the cavity plate 6 are made of the same material, the affinity of all the sheet-shaped piezoelectric elements 6a to 6f is high, and the uppermost sheet-shaped piezoelectric element 6a to 6f is used. Even with a configuration in which only the element 6a is deformed, the inkjet head 2 with extremely high durability can be formed.

【0031】また、分極処理も共通電極14と独立電極
16とをそのまま利用してできるので、特別な分極装置
を用いる必要が無く、効率的であり、製造コストも低く
て済む。なお、本実施の形態1は、駆動電圧によって発
生する電界の向きと圧電素子の分極方向とが一致してい
るタイプ、いわゆるユニモルフタイプであり、駆動電圧
の電界の向きと圧電素子の分極方向とが直交しているシ
ェアモードではないので、特に、電極を細かく分けて、
シート状圧電素子6a〜6fに印刷する必要が無く、精
度的にも製造効率的にも好ましいものである。
Also, since the polarization process can be performed using the common electrode 14 and the independent electrode 16 as they are, there is no need to use a special polarization device, the efficiency is high, and the manufacturing cost is low. Note that the first embodiment is a so-called unimorph type in which the direction of the electric field generated by the drive voltage matches the polarization direction of the piezoelectric element, and the direction of the electric field of the drive voltage and the polarization direction of the piezoelectric element are different from each other. Are not in the orthogonal share mode, so, in particular,
There is no need to print on the sheet-shaped piezoelectric elements 6a to 6f, which is preferable in terms of accuracy and manufacturing efficiency.

【0032】また、インク圧力室4は、ショットブラス
ト加工によりキャビティプレート6に形成されるので、
容易にかつキャビティプレート6に歪みを生じることな
くインク圧力室4を形成でき、より一層均一な吐出性能
を得ることができる。 [実施の形態2]図4の縦断面説明図に、実施の形態2
のインクジェットヘッド32の一部を拡大して示す。な
お、図4は、実施の形態1の図1(b)に対応する図で
ある。
Since the ink pressure chamber 4 is formed in the cavity plate 6 by shot blasting,
The ink pressure chamber 4 can be formed easily and without causing distortion in the cavity plate 6, and more uniform ejection performance can be obtained. [Embodiment 2] FIG.
Of the inkjet head 32 of FIG. FIG. 4 is a diagram corresponding to FIG. 1B of the first embodiment.

【0033】実施の形態1と異なる点は、同一シート状
圧電素子36a,36b,36c,36d,36e,3
6fにおける独立電極46の間の位置にも補助電極47
が設けられている点である。インク圧力室34、シート
状カバー部材40、共通電極44および独立電極46
は、実施の形態1と同様に形成されている。
The difference from the first embodiment is that the same sheet-like piezoelectric elements 36a, 36b, 36c, 36d, 36e, 3
The auxiliary electrode 47 is also provided at a position between the independent electrodes 46 in 6f.
Is provided. Ink pressure chamber 34, sheet-shaped cover member 40, common electrode 44, and independent electrode 46
Are formed in the same manner as in the first embodiment.

【0034】キャビティプレート36の最上層のシート
状圧電素子36aは、図示矢印のごとく、シート状圧電
素子36aの厚み方向に、インク圧力室34とは反対側
に向かって分極処理がなされている。このため、共通電
極44と独立電極46との間に駆動電圧を印加させるこ
とにより、最上層のシート状圧電素子36aの内、駆動
電圧が印加された共通電極44と独立電極46とに挟ま
れた部分48が、実施の形態1の場合と同様に、シート
状圧電素子36aの面内方向で収縮する。このように前
記部分48が収縮すると、最上層のシート状圧電素子3
6aの下に積層しているシート状圧電素子36bは収縮
しないため、下のシート状圧電素子36b側を凸側、最
上層のシート状圧電素子36a側を凹側として、図4に
示すごとく、インク圧力室34の中心付近がインク圧力
室34内部に向かって突出する。
The uppermost sheet-shaped piezoelectric element 36a of the cavity plate 36 is polarized in the thickness direction of the sheet-shaped piezoelectric element 36a toward the side opposite to the ink pressure chamber 34, as indicated by the arrow in the drawing. Therefore, by applying a drive voltage between the common electrode 44 and the independent electrode 46, the topmost sheet-like piezoelectric element 36a is sandwiched between the common electrode 44 and the independent electrode 46 to which the drive voltage is applied. The contracted portion 48 contracts in the in-plane direction of the sheet-like piezoelectric element 36a as in the first embodiment. When the portion 48 contracts in this manner, the uppermost sheet-like piezoelectric element 3
Since the sheet-like piezoelectric element 36b stacked below 6a does not shrink, the lower sheet-like piezoelectric element 36b side is a convex side and the uppermost sheet-like piezoelectric element 36a side is a concave side, as shown in FIG. The vicinity of the center of the ink pressure chamber 34 protrudes toward the inside of the ink pressure chamber 34.

【0035】更に、この独立電極46の両側に存在する
2つの補助電極47には、独立電極46との間で、独立
電極46から補助電極47に向かって電界が生じるよう
に、第2の駆動電圧を印加する。このことにより、シェ
アモードの変形が前記部分48の両側で生じ、前記部分
48を更にインク圧力室34側へ移動させるように作用
する。
Further, the second driving electrode is provided between the two auxiliary electrodes 47 on both sides of the independent electrode 46 such that an electric field is generated from the independent electrode 46 toward the auxiliary electrode 47 between the two auxiliary electrodes 47. Apply voltage. As a result, the shear mode is deformed on both sides of the portion 48, and acts to move the portion 48 further to the ink pressure chamber 34 side.

【0036】このことにより、実施の形態1の場合より
も、インク圧力室34の容積が大きく減少して、インク
の圧力が、より高まり、ノズルからインクが、より大量
に外部に噴射される。続いて共通電極44と独立電極4
6との間の駆動電圧印加を停止し、かつ独立電極46と
両側の2つの補助電極47との間の駆動電圧印加を停止
すると、シート状圧電素子36a,36bが、図4の状
態から平板状態に戻り、インク圧力室34の容積が元に
戻って、インク圧力室34内のインクの圧力が低下し、
インク室からインクをインク圧力室34内に吸引する。
As a result, the volume of the ink pressure chamber 34 is greatly reduced as compared with the first embodiment, the pressure of the ink is increased, and a larger amount of ink is ejected from the nozzles to the outside. Subsequently, the common electrode 44 and the independent electrode 4
When the application of the driving voltage between the independent electrodes 46 and the two auxiliary electrodes 47 on both sides is stopped, the sheet-like piezoelectric elements 36a and 36b are moved from the state shown in FIG. Returning to the state, the volume of the ink pressure chamber 34 returns to the original state, the pressure of the ink in the ink pressure chamber 34 decreases,
The ink is sucked into the ink pressure chamber 34 from the ink chamber.

【0037】このインクジェットヘッド32の組立て
は、次のような工程でなされる。まず、図5(a)に示
すごとく、一面側に、導電性ペーストを独立電極46の
パターン56に、更に導電性ペーストを補助電極47の
パターン57に印刷した同一形状の6枚の未焼成のPZ
T(チタン酸ジルコン酸鉛)系セラミックスシート54
a,54b,54c,54d,54e,54fを用意
し、セラミックスシート54a〜54fを重ねた状態で
真空プレスを行って、6枚の未焼成のPZT系セラミッ
クスシート54a〜54fを密着させる。
The assembly of the ink jet head 32 is performed in the following steps. First, as shown in FIG. 5 (a), six unfired pieces of the same shape in which a conductive paste is printed on the pattern 56 of the independent electrode 46 and a conductive paste is further printed on the pattern 57 of the auxiliary electrode 47 on one surface side. PZ
T (lead zirconate titanate) ceramic sheet 54
a, 54b, 54c, 54d, 54e, and 54f are prepared, and vacuum pressing is performed in a state where the ceramic sheets 54a to 54f are stacked, so that the six unfired PZT-based ceramic sheets 54a to 54f are adhered to each other.

【0038】これを焼成して、図5(b)に示すごと
く、キャビティプレート36を形成する。そして、二点
鎖線で示す部分を切削する溝加工を行う。この溝加工
は、実施の形態1と同様なショットブラスト加工により
なされる。尚、溝は、最下層のシート状圧電素子36f
から2番目のシート状圧電素子36bまでの独立電極4
6をすべて削除し、2番目のシート状圧電素子36bを
部分的に残すようにしてなされる。このことにより、独
立電極46は最上層のシート状圧電素子36aと2番目
のシート状圧電素子36bに挟まれたもののみとなる。
ただ、補助電極47は、側壁37の部分に残っている。
This is fired to form a cavity plate 36 as shown in FIG. Then, a groove processing for cutting a portion indicated by a two-dot chain line is performed. This groove processing is performed by the same shot blast processing as in the first embodiment. The groove is formed in the lowermost sheet-like piezoelectric element 36f.
Independent electrodes 4 from the second to the second sheet-like piezoelectric element 36b
6, and the second sheet-like piezoelectric element 36b is partially left. Thus, the independent electrode 46 is only the one sandwiched between the uppermost sheet-shaped piezoelectric element 36a and the second sheet-shaped piezoelectric element 36b.
However, the auxiliary electrode 47 remains on the side wall 37.

【0039】そして、最上層のシート状圧電素子36a
の上面を研磨して平面度を出し、更に側壁37の先端面
38にある補助電極47を研磨して除去するとともに平
面度を出して仕上げ、図5(c)のごとく、最上層のシ
ート状圧電素子36aの上面には共通電極44が印刷さ
れる。
Then, the uppermost sheet-like piezoelectric element 36a
Is polished to obtain a flatness, and the auxiliary electrode 47 on the tip end surface 38 of the side wall 37 is polished and removed, and the flatness is obtained and finished. As shown in FIG. A common electrode 44 is printed on the upper surface of the piezoelectric element 36a.

【0040】次いで、側壁37の先端面38にシート状
カバー部材40が接着剤にて接合されて、図4に示すご
とくのインクジェットヘッド32が形成される。本実施
の形態2では、全く同一形状に形成されている6枚の未
焼成のPZT系セラミックスシート54a〜54fを積
層して焼成しているので、実施の形態1と同様な効果を
生じ、焼成されたキャビティプレート36には、そり、
うねり等が、ほとんど現れなくなる。したがって、本実
施の形態2のインクジェットヘッド32によれば、そ
り、うねり等を十分に抑制でき、インクジェットヘッド
32の製造の歩留まりを十分に挙げることができる。
Next, the sheet-like cover member 40 is joined to the tip end surface 38 of the side wall 37 with an adhesive to form the ink jet head 32 as shown in FIG. In the second embodiment, since six unsintered PZT-based ceramic sheets 54a to 54f formed in exactly the same shape are stacked and fired, the same effect as in the first embodiment is obtained. The cavity plate 36 has a sled,
Swells and the like hardly appear. Therefore, according to the inkjet head 32 of the second embodiment, warpage, undulation, and the like can be sufficiently suppressed, and the production yield of the inkjet head 32 can be sufficiently increased.

【0041】また、分極処理は共通電極44と独立電極
46とをそのまま利用してできるので、特別な分極装置
を用いる必要が無く、効率的であり、製造コストも低く
て済む。なお、本実施の形態2は、駆動電圧によって発
生する電界の向きと圧電素子の分極方向とが一致してい
るユニモルフタイプと、駆動電圧によって発生する電界
の向きと圧電素子の分極方向とが直交しているシェアモ
ードタイプとの組み合わせなので、一層大きな変形量を
得られ、インク吐出量を大きくすることができる。
Since the polarization process can be performed using the common electrode 44 and the independent electrode 46 as they are, there is no need to use a special polarization device, and the process is efficient and the production cost can be reduced. In the second embodiment, the unimorph type in which the direction of the electric field generated by the drive voltage matches the polarization direction of the piezoelectric element, and the direction of the electric field generated by the drive voltage and the polarization direction of the piezoelectric element are orthogonal to each other. Because of the combination with the shared mode type, a larger deformation amount can be obtained, and the ink ejection amount can be increased.

【0042】尚、シート状圧電素子(セラミックスシー
ト)は奇数枚でも良い。 [実施の形態3]図6の縦断面説明図に、実施の形態3
のインクジェットヘッド62の一部を拡大して示す。な
お、図6は、実施の形態2の図4に対応する図である。
Incidentally, the number of sheet-like piezoelectric elements (ceramic sheets) may be an odd number. [Embodiment 3] FIG.
A part of the inkjet head 62 of FIG. FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 4 of the second embodiment.

【0043】実施の形態2と異なる点は、共通電極の代
りに、各シート状圧電素子66a〜66fの下面に設け
られた独立電極76および補助電極77とおなじ独立電
極76および補助電極77が設けられている点である。
他の独立電極76、他の補助電極77、インク圧力室6
4およびシート状カバー部材70は、実施の形態2と同
様に形成されている。
The difference from the second embodiment is that an independent electrode 76 and an auxiliary electrode 77 which are the same as the independent electrode 76 and the auxiliary electrode 77 provided on the lower surface of each of the sheet-shaped piezoelectric elements 66a to 66f are provided instead of the common electrode. It is a point that is.
Other independent electrode 76, other auxiliary electrode 77, ink pressure chamber 6
4 and the sheet-shaped cover member 70 are formed in the same manner as in the second embodiment.

【0044】キャビティプレート66の最上層のシート
状圧電素子66aは図示矢印のごとく、シート状圧電素
子66aの厚み方向に、インク圧力室64とは反対側に
向かって分極処理がなされている。このため、最上層の
シート状圧電素子66aの上下両面に設けられた2つの
独立電極76と、この独立電極76の両側に存在する4
つの補助電極77との間に駆動電圧を印加させることに
より、最上層のシート状圧電素子66aの内、駆動電圧
が印加された独立電極76と補助電極77とに両側が挟
まれた部分78a,78bが、シェアモードの変形を生
じる。
The uppermost sheet-shaped piezoelectric element 66a of the cavity plate 66 is polarized in the thickness direction of the sheet-shaped piezoelectric element 66a toward the side opposite to the ink pressure chamber 64, as indicated by the arrow in the figure. For this reason, two independent electrodes 76 provided on the upper and lower surfaces of the uppermost sheet-shaped piezoelectric element 66a, and four independent electrodes 76 on both sides of the independent electrode 76 are provided.
By applying a drive voltage between the two auxiliary electrodes 77, portions 78 a, both sides of which are sandwiched between the independent electrode 76 to which the drive voltage is applied and the auxiliary electrode 77, of the uppermost sheet-shaped piezoelectric element 66 a 78b causes a deformation of the share mode.

【0045】このため、下のシート状圧電素子66b側
を凸側、最上層のシート状圧電素子66a側を凹側とし
て、図6に示すごとく、インク圧力室64の中心付近が
インク圧力室64内部に向かって突出する。このことに
より、インク圧力室64の容積が大きく減少して、イン
クの圧力が、より高まり、ノズルからインクが、より大
量に外部に噴射される。
For this reason, as shown in FIG. 6, the center of the ink pressure chamber 64 is located near the center of the ink pressure chamber 64, with the lower sheet-shaped piezoelectric element 66b side being the convex side and the uppermost sheet-shaped piezoelectric element 66a side being the concave side. Protruding toward the inside. As a result, the volume of the ink pressure chamber 64 is greatly reduced, the pressure of the ink is further increased, and a larger amount of ink is ejected from the nozzles to the outside.

【0046】続いて独立電極76と補助電極77との間
の駆動電圧印加を停止すると、シート状圧電素子66
a,66bが、図6の状態から平板状態に戻り、インク
圧力室64の容積が元に戻って、インク圧力室64内の
インクの圧力が低下し、インク室からインクをインク圧
力室64内に吸引する。
Subsequently, when the application of the driving voltage between the independent electrode 76 and the auxiliary electrode 77 is stopped, the sheet-like piezoelectric element 66
a and 66b return from the state of FIG. 6 to the flat state, the volume of the ink pressure chamber 64 returns to its original state, the pressure of the ink in the ink pressure chamber 64 decreases, and the ink is moved from the ink chamber into the ink pressure chamber 64. Suction.

【0047】このインクジェットヘッド62の組立て
は、次のような工程でなされる。まず、図7(a)に示
すごとく、一面側に、導電性ペーストを独立電極76の
パターン86に、更に導電性ペーストを補助電極77の
パターン87に印刷した同一の5枚の未焼成のPZT
(チタン酸ジルコン酸鉛)系セラミックスシート84
b,84c,84d,84e,84fと、両面側にパタ
ーン86,87を印刷した点が他のセラミックスシート
84b〜84fと異なる1枚の未焼成のPZT(チタン
酸ジルコン酸鉛)系セラミックスシート84aを用意
し、セラミックスシート84a〜84fを重ねた状態で
真空プレスを行って、6枚の未焼成のPZT系セラミッ
クスシート84a〜84fを密着させる。
The assembly of the ink jet head 62 is performed in the following steps. First, as shown in FIG. 7 (a), the same five unbaked PZTs in which the conductive paste is printed on the pattern 86 of the independent electrode 76 and the conductive paste is printed on the pattern 87 of the auxiliary electrode 77 are formed on one surface side.
(Lead zirconate titanate) ceramic sheet 84
b, 84c, 84d, 84e, 84f and one unfired PZT (lead zirconate titanate) -based ceramic sheet 84a which is different from the other ceramic sheets 84b to 84f in that the patterns 86, 87 are printed on both sides. Is prepared, and vacuum pressing is performed in a state where the ceramic sheets 84a to 84f are overlapped, so that the six unfired PZT-based ceramic sheets 84a to 84f are adhered to each other.

【0048】これを焼成して、図7(b)に示すごと
く、キャビティプレート66を形成する。そして、二点
鎖線で示す部分を切削する溝加工を行う。この溝加工
は、実施の形態1と同様なショットブラスト加工により
なされる。尚、溝は、最下層のシート状圧電素子66f
から2番目のシート状圧電素子66bまでの独立電極7
6をすべて削除し、2番目のシート状圧電素子66bを
部分的に残すようにしてなされる。このことにより、独
立電極76は最上層のシート状圧電素子66aを挟んで
いる2つのみとなる。ただ、補助電極77は、側壁67
の部分に残っている。
This is fired to form a cavity plate 66 as shown in FIG. Then, a groove processing for cutting a portion indicated by a two-dot chain line is performed. This groove processing is performed by the same shot blast processing as in the first embodiment. The groove is formed in the lowermost sheet-like piezoelectric element 66f.
Independent electrodes 7 from the first sheet-shaped piezoelectric element 66b to the second sheet-shaped piezoelectric element 66b
6, and the second sheet-shaped piezoelectric element 66b is partially left. Thus, only two independent electrodes 76 sandwich the uppermost sheet-shaped piezoelectric element 66a. However, the auxiliary electrode 77 is
Is left in the part.

【0049】そして、側壁67の先端面68にある補助
電極77を研磨して除去するとともに平面度を出して仕
上げる。次いで、側壁67の先端面68にシート状カバ
ー部材70が接着剤にて接合されて、図6に示すごとく
のインクジェットヘッド62が形成される。
Then, the auxiliary electrode 77 on the distal end surface 68 of the side wall 67 is polished and removed, and is finished with flatness. Next, the sheet-shaped cover member 70 is bonded to the tip end surface 68 of the side wall 67 with an adhesive, thereby forming the ink jet head 62 as shown in FIG.

【0050】本実施の形態3では、全く同一形状に形成
されている5枚のセラミックスシート84b〜84f
と、最上層には両面側にパターン86,87を印刷した
点が異なる1枚のセラミックスシート84aを積層して
焼成しているので、実施の形態1と同様な効果を生じ、
焼成されたキャビティプレート66には、そり、うねり
等が、ほとんど現れなくなる。したがって、本実施の形
態3のインクジェットヘッド62によれば、そり、うね
り等を十分に抑制でき、インクジェットヘッド62の製
造の歩留まりを十分に挙げることができる。
In the third embodiment, five ceramic sheets 84b to 84f formed in exactly the same shape are used.
In addition, since the uppermost layer is laminated and fired with one ceramic sheet 84a having different patterns 86 and 87 printed on both sides, the same effect as in the first embodiment is obtained.
Warpage, undulation, etc. hardly appear in the fired cavity plate 66. Therefore, according to the inkjet head 62 of the third embodiment, warpage, undulation, and the like can be sufficiently suppressed, and the production yield of the inkjet head 62 can be sufficiently increased.

【0051】更に、独立電極76(パターン86)およ
び補助電極77(パターン87)も、厚さ方向に対称に
配置されているので、一層、そり、うねり等が現れなく
なる。尚、シート状圧電素子(セラミックスシート)は
奇数枚でも良い。
Furthermore, since the independent electrode 76 (pattern 86) and the auxiliary electrode 77 (pattern 87) are also arranged symmetrically in the thickness direction, warpage, undulation, etc. do not appear further. Note that an odd number of sheet-shaped piezoelectric elements (ceramic sheets) may be used.

【0052】[その他]前記実施の形態3では、シェア
モードで駆動されるのは、最上層のシート状圧電素子6
6aのみであったが、例えば、図8に示すごとく、一面
側にのみ導電性ペーストを独立電極106のパターン
に、更に導電性ペーストを補助電極107のパターンに
印刷した同一の未焼成のPZT(チタン酸ジルコン酸
鉛)系セラミックスシートの枚数を増加して、ここでは
7枚用いてシート状圧電素子96b〜96hを形成し、
最上層のシート状圧電素子96aとで合計8枚のキャビ
ティプレート96を形成している。
[Others] In the third embodiment, the uppermost sheet-shaped piezoelectric element 6 is driven in the share mode.
For example, as shown in FIG. 8, the same unfired PZT (FIG. 8) in which the conductive paste is printed on the pattern of the independent electrode 106 and the conductive paste is printed on the pattern of the auxiliary electrode 107 only on one surface side. By increasing the number of lead zirconate titanate) -based ceramic sheets, seven sheet-shaped piezoelectric elements 96b to 96h are formed here,
A total of eight cavity plates 96 are formed with the uppermost sheet-shaped piezoelectric element 96a.

【0053】そして、上から3層のシート状圧電素子9
6a,96b,96cの両面に存在する独立電極106
および補助電極107を残すことにより、シェアモード
で駆動される枚数を3枚とする。このように増加するこ
とにより、上から4層のシート状圧電素子96a,96
b,96c,96dの変形量を大きくすることができ
る。他の効果は実施の形態3と同じである。
Then, the three-layered sheet-like piezoelectric element 9 from the top
6a, 96b, 96c independent electrodes 106 on both sides
By leaving the auxiliary electrode 107, the number of sheets driven in the share mode is set to three. By increasing in this manner, four layers of sheet-like piezoelectric elements 96a, 96
The deformation amounts of b, 96c, and 96d can be increased. Other effects are the same as those of the third embodiment.

【0054】前記各実施の形態では、各シート状圧電素
子6a〜6f,36a〜36f,66a〜66f,96
a〜96hは、それぞれ同じ厚さであったが、厚みの配
列が厚み方向に対称となるように配置されていれば良い
ので、各組の間では厚さは同一でなくても良く、組にさ
れているシート状圧電素子同士が同じ厚さであれば良
い。
In the above embodiments, each of the sheet-like piezoelectric elements 6a to 6f, 36a to 36f, 66a to 66f, 96
a to 96h have the same thickness, but the thicknesses may be arranged so as to be symmetric in the thickness direction. It is sufficient that the sheet-shaped piezoelectric elements described above have the same thickness.

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

【図1】 実施の形態1としてのインクジェットヘッド
の構成および動作の説明図であり、(a)は圧力室の軸
方向に直角(図2におけるX−X)に切断した面の一部
を拡大して示す縦断面図であり、(b)は駆動電圧印加
時の動作説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a configuration and an operation of an ink jet head according to a first embodiment. FIG. 1A is an enlarged view of a part of a surface cut at a right angle (XX in FIG. 2) in an axial direction of a pressure chamber. FIG. 4B is a vertical sectional view, and FIG. 4B is an operation explanatory diagram when a driving voltage is applied.

【図2】 実施の形態1としてのインクジェットヘッド
における圧力室の軸方向に沿って切断した縦断面図であ
る。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the ink jet head according to the first embodiment, taken along an axial direction of a pressure chamber.

【図3】 実施の形態1のインクジェットヘッドの製造
工程説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the inkjet head according to the first embodiment.

【図4】 実施の形態2としてのインクジェットヘッド
の構成説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a configuration of an inkjet head according to a second embodiment.

【図5】 実施の形態2のインクジェットヘッドの製造
工程説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the ink jet head according to the second embodiment.

【図6】 実施の形態3としてのインクジェットヘッド
の構成説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a configuration of an inkjet head according to a third embodiment.

【図7】 実施の形態3のインクジェットヘッドの製造
工程説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the inkjet head according to the third embodiment.

【図8】 他の例のインクジェットヘッドの構成説明図
である。
FIG. 8 is a diagram illustrating the configuration of another example of an inkjet head.

【図9】 従来技術としてのインクジェットヘッドの構
成説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a configuration of an ink jet head as a conventional technique.

【図10】 比較技術としてのインクジェットヘッドの
構成説明図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating the configuration of an inkjet head as a comparative technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…インクジェットヘッド 4…インク圧力室 6…キャビティプレート 6a,6b,6c,6d,6e,6f…シート状圧電素
子 7…側壁 8…先端面 10…シート状カバー部
材 14…共通電極 16…プラスの独立電極 16…
独立電極 20…インク室 22…ノズル 24a,24b,24c,24d,24e,24f…未
焼成のPZT系セラミックスシート 25…パターン 32…インクジェットヘッド 3
4…インク圧力室 36…キャビティプレート 36a,36b,36c,36d,36e,36f…シ
ート状圧電素子 37…側壁 38…先端面 40…シート状カバー
部材 44…共通電極 46…独立電極 47…補助電極 54a,54b,54c,54d,54e,54f…未
焼成のPZT系セラミックスシート 56…パターン 57…パターン 62…インクジ
ェットヘッド 64…インク圧力室 66…キャビティプレート 66a,66b,66c,66d,66e,66f…シ
ート状圧電素子 67…側壁 68…先端面 70…シート状カバー
部材 76…独立電極 77…補助電極 84a,84b,84c,84d,84e,84f…未
焼成のPZT系セラミックスシート 86…パターン 87…パターン 96…キャビテ
ィプレート 96a,96b,96c,96d,96e,96f,9
6g,96h…シート状圧電素子 106…独立電極 107…補助電極
2 Inkjet head 4 Ink pressure chamber 6 Cavity plate 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f Sheet-like piezoelectric element 7 Side wall 8 Tip surface 10 Sheet-like cover member 14 Common electrode 16 Plus Independent electrodes 16 ...
Independent electrode 20 Ink chamber 22 Nozzle 24a, 24b, 24c, 24d, 24e, 24f Unfired PZT-based ceramic sheet 25 Pattern 32 Ink jet head 3
4 ink pressure chamber 36 cavity plate 36a, 36b, 36c, 36d, 36e, 36f sheet-like piezoelectric element 37 side wall 38 tip surface 40 sheet-like cover member 44 common electrode 46 independent electrode 47 auxiliary electrode 54a, 54b, 54c, 54d, 54e, 54f Unfired PZT-based ceramic sheet 56 ... Pattern 57 ... Pattern 62 ... Inkjet head 64 ... Ink pressure chamber 66 ... Cavity plate 66a, 66b, 66c, 66d, 66e, 66f ... Sheet-shaped piezoelectric element 67 ... Side wall 68 ... Tip surface 70 ... Sheet-shaped cover member 76 ... Independent electrode 77 ... Auxiliary electrode 84a, 84b, 84c, 84d, 84e, 84f ... Unfired PZT-based ceramic sheet 86 ... Pattern 87 ... Pattern 96 ... cavity plate 96a, 96b, 96c, 96d, 96e, 96f, 9
6g, 96h: sheet-like piezoelectric element 106: independent electrode 107: auxiliary electrode

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】インク圧力室と該インク圧力室に対応する
電極とが形成された圧電素子からなるキャビティプレー
トと、前記インク圧力室の開口部を被覆するように取り
付けられた板状体と、前記インク圧力室に連通するノズ
ルとを有し、前記電極に駆動電圧を印加して前記キャビ
ティプレートを変形させることにより前記インク圧力室
内に圧力振動を生じさせて前記ノズルからインクを吐出
させるインクジェットヘッドであって、 前記キャビティプレートは、複数のシート状圧電素子
を、該シート状圧電素子の厚みの配列が厚み方向に対称
となるように配置し、かつ前記シート状圧電素子間に電
極を配置して積層したものに前記インク圧力室を設けた
ものであることを特徴とするインクジェットヘッド。
A cavity plate comprising a piezoelectric element in which an ink pressure chamber and electrodes corresponding to the ink pressure chamber are formed; a plate-like body attached so as to cover an opening of the ink pressure chamber; A nozzle communicating with the ink pressure chamber, and applying a drive voltage to the electrode to deform the cavity plate, thereby generating pressure vibration in the ink pressure chamber and discharging ink from the nozzle. In the cavity plate, a plurality of sheet-shaped piezoelectric elements are arranged so that the thickness arrangement of the sheet-shaped piezoelectric elements is symmetric in a thickness direction, and electrodes are arranged between the sheet-shaped piezoelectric elements. An ink jet head characterized in that the ink pressure chambers are provided in a stacked structure.
【請求項2】インク圧力室と該インク圧力室に対応する
電極とが形成された圧電素子からなるキャビティプレー
トと、前記インク圧力室の開口部を被覆するように取り
付けられた板状体と、前記インク圧力室に連通するノズ
ルとを有し、前記電極に駆動電圧を印加して前記キャビ
ティプレートを変形させることにより前記インク圧力室
内に圧力振動を生じさせて前記ノズルからインクを吐出
させるインクジェットヘッドであって、 前記キャビティプレートは、複数のシート状圧電素子と
電極とを、該シート状圧電素子および該電極の厚みの配
列が厚み方向に対称となるように配置して積層したもの
に前記インク圧力室を設けたものであることを特徴とす
るインクジェットヘッド。
2. A cavity plate comprising a piezoelectric element in which an ink pressure chamber and electrodes corresponding to the ink pressure chamber are formed, a plate-like body attached so as to cover an opening of the ink pressure chamber, A nozzle communicating with the ink pressure chamber, and applying a drive voltage to the electrode to deform the cavity plate, thereby generating pressure vibration in the ink pressure chamber and discharging ink from the nozzle. In the ink, the cavity plate is formed by laminating a plurality of sheet-shaped piezoelectric elements and electrodes such that an arrangement of the thicknesses of the sheet-shaped piezoelectric elements and the electrodes is symmetric in a thickness direction. An ink jet head comprising a pressure chamber.
【請求項3】インク圧力室と該インク圧力室に対応する
電極とが形成された圧電素子からなるキャビティプレー
トと、前記インク圧力室の開口部を被覆するように取り
付けられた板状体と、前記インク圧力室に連通するノズ
ルとを有し、前記電極に駆動電圧を印加して前記キャビ
ティプレートを変形させることにより前記インク圧力室
内に圧力振動を生じさせて前記ノズルからインクを吐出
させるインクジェットヘッドの形成方法であって、 少なくとも1枚は一面に電極を設けた未焼成の複数のシ
ート状圧電素子を、該シート状圧電素子の厚みが厚み方
向に対称となるようにかつ前記電極が内部となるように
配置して積層した後に、焼成してプレートを形成し、該
プレートに溝加工を施すことによって前記インク圧力室
を設けて前記キャビティプレートを形成し、該キャビテ
ィプレートのインク圧力室の開口部を前記板状体で被覆
する工程を有することを特徴とするインクジェットヘッ
ド形成方法。
3. A cavity plate comprising a piezoelectric element in which an ink pressure chamber and an electrode corresponding to the ink pressure chamber are formed, a plate-like body attached so as to cover an opening of the ink pressure chamber, A nozzle communicating with the ink pressure chamber, and applying a drive voltage to the electrode to deform the cavity plate, thereby generating pressure vibration in the ink pressure chamber and discharging ink from the nozzle. Wherein at least one of the plurality of unsintered sheet-shaped piezoelectric elements provided with electrodes on one surface is formed such that the thickness of the sheet-shaped piezoelectric elements is symmetric in the thickness direction, and the electrodes are formed inside and outside. After arranging and laminating, a plate is formed by baking, and the plate is subjected to groove processing to provide the ink pressure chamber, thereby forming the cavity. Forming an ink plate, and covering an opening of the ink pressure chamber of the cavity plate with the plate-like body.
【請求項4】前記溝加工は、ショットブラスト加工によ
り行われることを特徴とする請求項3記載のインクジェ
ットヘッド形成方法。
4. The method according to claim 3, wherein said groove processing is performed by shot blast processing.
【請求項5】前記溝加工は、前記プレートの内、前記電
極が内部に積層されている位置に対して、該電極の少な
くとも1つを残すようにして実施されることを特徴とす
る請求項4記載のインクジェットヘッド形成方法。
5. The method according to claim 1, wherein the groove processing is performed such that at least one of the electrodes is left at a position in the plate where the electrodes are laminated. 5. The method for forming an inkjet head according to item 4.
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