JPH11179920A - Ink jet head - Google Patents

Ink jet head

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Publication number
JPH11179920A
JPH11179920A JP35484497A JP35484497A JPH11179920A JP H11179920 A JPH11179920 A JP H11179920A JP 35484497 A JP35484497 A JP 35484497A JP 35484497 A JP35484497 A JP 35484497A JP H11179920 A JPH11179920 A JP H11179920A
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JP
Japan
Prior art keywords
ink
piezoelectric
flat plate
diameter
actuator
Prior art date
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Pending
Application number
JP35484497A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Santo
康博 山東
Masaharu Sakai
雅治 酒井
Original Assignee
Minolta Co Ltd
ミノルタ株式会社
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 Minolta Co Ltd, ミノルタ株式会社 filed Critical Minolta Co Ltd
Priority to JP35484497A priority Critical patent/JPH11179920A/en
Publication of JPH11179920A publication Critical patent/JPH11179920A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet head which can be reduced in size while eliminating machining of a piezoelectric actuator. SOLUTION: An ink jet head comprises a first ink chamber array 36 of a plurality of ink chambers 34 containing ink respectively, a second ink chamber array 42 of a plurality of ink chambers 40 arranged contiguously to the first ink chamber array 36 in parallel therewith while containing ink respectively, and a plurality of actuator parts corresponding to respective ink chambers 34, 40 of respective arrays 36, 42 for flying ink in the ink chamber by applying a pressure through deformation upon application of a voltage wherein these actuator parts comprises a plurality of active parts formed by subjecting a sheet of piezoelectric plate 50 partially to polarization.

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、画像情報に応じて
飛翔させたインク滴を記録紙に付着させて画像を記録す
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 for recording an image by adhering ink droplets flying according to image information to recording paper.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、インクジェット方式の記録装置に
おいて、電圧印加時の圧電部材の変形によりインク室内
のインクを加圧して、ノズルからインク滴を飛翔させる
タイプのインクジェットヘッドが知られている。このタ
イプのインクジェットヘッドには、ノズルプレートに大
径ノズル列と小径ノズル列とが平行に形成されているも
のがある。この場合には、通常、各ノズル列のノズルに
対応して各々独立した複数のインク室がそれぞれ連通し
て形成されるとともに、各インク室に対応して複数の圧
電部材が基板上に設けられている。各圧電部材には、画
像情報に応じて電圧を印加するための個別電極および共
通電極が設けられており、これが電極間に駆動電圧が印
加されると圧電部材が変形するようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an ink jet type recording apparatus, there is known an ink jet head of a type in which ink in an ink chamber is pressurized by deformation of a piezoelectric member when a voltage is applied to cause ink droplets to fly from nozzles. Some ink jet heads of this type have a nozzle plate in which a large-diameter nozzle row and a small-diameter nozzle row are formed in parallel. In this case, usually, a plurality of independent ink chambers are respectively formed in communication with each other corresponding to the nozzles of each nozzle row, and a plurality of piezoelectric members are provided on the substrate corresponding to the respective ink chambers. ing. Each piezoelectric member is provided with an individual electrode and a common electrode for applying a voltage in accordance with image information, and the piezoelectric member is deformed when a driving voltage is applied between the electrodes.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記イ
ンクジェットヘッドでは、各ノズル列のインク室に対応
する圧電部材を形成する場合、基板上にそれぞれ大きさ
が異なる大径ノズル列用および小径ノズル列用の2枚の
圧電プレートを接着固定した後、ダイサー加工でセパレ
ート溝を形成して各圧電部材を分割形成していたため、
2種類の圧電プレートを用意しておく必要があるととも
に、加工に手間と時間がかかり生産性が悪かった。
However, in the above-described ink jet head, when the piezoelectric members corresponding to the ink chambers of each nozzle row are formed, the piezoelectric members for the large-diameter nozzle row and the small-diameter nozzle row having different sizes are formed on the substrate. After the two piezoelectric plates were bonded and fixed, a separate groove was formed by dicer processing to separate and form each piezoelectric member.
It was necessary to prepare two types of piezoelectric plates, and processing was troublesome and time-consuming, resulting in poor productivity.

【0004】また、大径ノズル列に対応する各圧電部材
の共通電極と、小径ノズル列に対応する各圧電部材の共
通電極とを基板上において別々に引き出す必要があり、
ヘッドサイズが大きくなる原因となっていた。さらに、
圧電部材が複数の圧電層を積層してなる積層型圧電部材
である場合には、駆動時の自己破壊(層間剥離)を防止
するために、電圧印加時にも変形を生じない非活性領域
を各圧電部材の長手方向両端部に設けておく必要があ
り、この非活性領域の存在によってもヘッドサイズが大
きくなっていた。
In addition, a common electrode of each piezoelectric member corresponding to the large-diameter nozzle row and a common electrode of each piezoelectric member corresponding to the small-diameter nozzle row need to be separately drawn out on the substrate.
This caused the head size to increase. further,
In the case where the piezoelectric member is a laminated piezoelectric member in which a plurality of piezoelectric layers are laminated, in order to prevent self-destruction (delamination) during driving, an inactive region which does not deform even when voltage is applied is formed. The head must be provided at both ends in the longitudinal direction of the piezoelectric member, and the size of the head is increased due to the presence of the inactive region.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】そこで、上記問題を解決
するために本発明のインクジェットヘッドは、インクを
それぞれ収容する複数のインク室を配列してなる第1の
インク室列と、この第1のインク室列に隣接して設けら
れ、インクをそれぞれ収容する複数のインク室を上記第
1のインク室列の配列方向と平行に配列してなる第2の
インク室列と、各列のインク室にそれぞれ対応して設け
られ、電圧印加時の変形により上記インク室内のインク
を加圧して飛翔させる複数のアクチュエータ部とを備
え、これらアクチュエータ部は1枚の圧電平板を部分的
に分極処理して形成された複数の活性部からなるものと
した。
In order to solve the above-mentioned problems, an ink-jet head according to the present invention comprises a first row of ink chambers in which a plurality of ink chambers each containing ink are arranged, A second ink chamber row in which a plurality of ink chambers, each of which is provided adjacent to the first ink chamber row and which stores ink, are arranged in parallel with the direction in which the first ink chamber row is arranged; A plurality of actuators provided corresponding to the respective chambers and pressurizing and flying the ink in the ink chambers by the deformation at the time of voltage application, and these actuators partially polarize one piezoelectric flat plate. And a plurality of active portions formed as described above.

【0006】このインクジェットヘッドでは、圧電平板
が複数の圧電層を積層してなる積層型圧電平板であって
もよい。この場合、圧電平板の各圧電層間に、各アクチ
ュエータ部に対応してそれぞれパターン形成された複数
の個別電極と、すべてのアクチュエータ部に延びて形成
され、かつ上記圧電平板の側面に露出するように設けら
れた複数の共通電極とを交互に配置してもよい。また、
上記圧電平板の各圧電層間に、各アクチュエータ部に対
応してそれぞれパターン形成された複数の個別電極と、
すべてのアクチュエータ部に延びて形成され複数の共通
電極とを交互に配置し、この圧電平板の共通電極のみが
存在する部分に各共通電極を分断する溝を形成し、この
溝に導電性接着剤を充填してもよい。
In this ink jet head, the piezoelectric flat plate may be a laminated piezoelectric flat plate in which a plurality of piezoelectric layers are stacked. In this case, between the respective piezoelectric layers of the piezoelectric flat plate, a plurality of individual electrodes respectively patterned corresponding to the respective actuator portions, and formed so as to extend to all the actuator portions and to be exposed on the side surfaces of the piezoelectric flat plate. A plurality of provided common electrodes may be arranged alternately. Also,
Between each piezoelectric layer of the piezoelectric flat plate, a plurality of individual electrodes pattern-formed corresponding to each actuator unit,
A plurality of common electrodes formed so as to extend in all the actuator portions are alternately arranged, and a groove for dividing each common electrode is formed in a portion of the piezoelectric plate where only the common electrode exists, and a conductive adhesive is formed in this groove. May be filled.

【0007】[0007]

【発明の効果】本発明のインクジェットヘッドでは、1
枚の圧電平板を部分的に分極処理して形成された複数の
活性部が各インク室をそれぞれ加圧するアクチュエータ
部となっているので、各インク室にそれぞれ個別に対応
するように複数の圧電部材をダイサー加工等で分割形成
する必要がなく、製造工程を簡略化でき生産性が向上す
る。また、1枚の圧電平板で第1および第2のインク室
列の各インク室に対応するアクチュエータ部を賄うこと
ができるので、従来のように第1および第2のインク室
列用にそれぞれ大きさが異なる2種類の圧電プレートを
用意する必要がなく、部品の種類およびコストを削減で
きるとともに、組立時に2枚の圧電プレートの位置合わ
せが不要となり組み立てが容易になる。
According to the ink jet head of the present invention, 1
Since a plurality of active portions formed by partially polarizing a plurality of piezoelectric flat plates are actuator portions for pressurizing the respective ink chambers, a plurality of piezoelectric members are provided so as to individually correspond to the respective ink chambers. Need not be divided by dicer processing or the like, the manufacturing process can be simplified, and productivity can be improved. Also, since one piezoelectric flat plate can cover the actuator portions corresponding to the respective ink chambers of the first and second ink chamber rows, the size of the actuator section corresponding to each of the first and second ink chamber rows can be increased. It is not necessary to prepare two types of piezoelectric plates having different sizes, the type and cost of parts can be reduced, and the alignment of the two piezoelectric plates is not required at the time of assembling, which facilitates the assembling.

【0008】また、複数の圧電層を積層してなる積層型
圧電平板を用いた場合、各インク室に対応するアクチュ
エータ部のみが分極処理された活性部であり、それ以外
の領域はすべて分極されていない非活性領域であるた
め、第1のインク室列に対応するアクチュエータ部と第
2のインク室列に対応するアクチュエータ部との間の非
活性領域をそれほど大きくとらなくても駆動時の自己破
壊を防止できる。これにより、各列のインク室ごとに分
割された圧電部材を設ける場合に比べてヘッドを小型化
できる。
In the case of using a laminated piezoelectric flat plate formed by laminating a plurality of piezoelectric layers, only the actuator portion corresponding to each ink chamber is a polarized active portion, and all other regions are polarized. Since the non-active area is not a non-active area, the self-operation during driving can be performed without increasing the inactive area between the actuator section corresponding to the first ink chamber row and the actuator section corresponding to the second ink chamber row. Destruction can be prevented. Thus, the size of the head can be reduced as compared with the case where the divided piezoelectric members are provided for each row of ink chambers.

【0009】さらに、積層型圧電平板の各圧電層間に、
各アクチュエータ部に対応してそれぞれパターン形成さ
れた複数の個別電極と、すべてのアクチュエータ部に延
びて形成され、かつ上記圧電平板の側面に露出するよう
に設けられた複数の共通電極とを交互に配置した場合に
は、共通電極が露出した側面に例えば金めっき等の外部
電極を設ければ、この外部電極からすべてのアクチュエ
ータ部の共通電極についての電気的接続をとることがで
きる。これにより、第1のインク室列に対応する各圧電
部材と第2のインク室列に対応する各圧電部材とから共
通電極用の配線を基板上において別々に引き出していた
場合に必要であったスペースを節約でき、これによって
もまたヘッドの小型化を図れる。
Further, between each piezoelectric layer of the laminated piezoelectric flat plate,
A plurality of individual electrodes, each of which is patterned in correspondence with each actuator, and a plurality of common electrodes, which are formed to extend to all the actuators and are provided so as to be exposed on the side surfaces of the piezoelectric flat plate, are alternately arranged. In this case, if an external electrode such as gold plating is provided on the side surface where the common electrode is exposed, it is possible to electrically connect the common electrode of all actuator units from the external electrode. This is necessary when the wiring for the common electrode is separately drawn out on the substrate from each piezoelectric member corresponding to the first ink chamber row and each piezoelectric member corresponding to the second ink chamber row. Space can be saved, which can also reduce the size of the head.

【0010】さらにまた、積層型圧電平板の各圧電層間
に、各アクチュエータ部に対応してそれぞれパターン形
成された複数の個別電極と、すべてのアクチュエータ部
に延びて形成され複数の共通電極とを交互に配置し、こ
の圧電平板の共通電極のみが存在する部分に溝を形成
し、この溝に導電性接着剤を充填した場合には、この溝
の存在によって第1のインク室列側のアクチュエータ部
と第2のインク室列側のアクチュエータ部との間で互い
の振動が影響し合って連動変位するのを抑えることがで
きる。加えて、その溝に充填された導電性接着剤からす
べてのアクチュエータ部に延びる共通電極の電気的接続
をとることができ、省スペース化によるヘッドの小型化
が図れるとともに、接着剤の接着力によって溝部におけ
る圧電平板の自己破壊を防止することができる。
[0010] Further, between each piezoelectric layer of the laminated piezoelectric flat plate, a plurality of individual electrodes, each of which is patterned corresponding to each actuator section, and a plurality of common electrodes formed extending to all the actuator sections are alternately arranged. When a groove is formed in a portion of the piezoelectric plate where only the common electrode is present, and the groove is filled with a conductive adhesive, the presence of the groove causes the actuator portion on the first ink chamber row side to be formed. It is possible to suppress the interlocking displacement due to the mutual influence of the vibration between the actuator and the actuator section on the second ink chamber row side. In addition, the common electrode extending to all the actuators can be electrically connected from the conductive adhesive filled in the groove, so that the head can be downsized by saving space and the adhesive force of the adhesive can be used. Self-destruction of the piezoelectric flat plate in the groove can be prevented.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。図1は、記録紙Pの通
紙方向(矢印a方向)に沿ってイエロー(Y)、マゼン
タ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のイン
クにそれぞれ対応する4つのインクジェットヘッド1
0、12、14、16を配置した状態を示す。これらイ
ンクジェットヘッド10、12、14、16はそれぞれ
通紙方向と直交する方向に延びて、記録紙Pの全幅をカ
バーする長さに形成されたライン型ヘッドである。各ヘ
ッドの構成は同一であるため、イエロー用インクジェッ
トヘッド10について以下に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows four inkjet heads respectively corresponding to inks of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) along a paper passing direction (direction of arrow a) of the recording paper P. 1
This shows a state where 0, 12, 14, and 16 are arranged. These inkjet heads 10, 12, 14, 16 are line type heads each extending in a direction perpendicular to the paper passing direction and formed to have a length covering the entire width of the recording paper P. Since the configuration of each head is the same, the inkjet head 10 for yellow will be described below.

【0012】インクジェットヘッド10の記録紙対向部
には、図2に示すようなノズルプレート18が固定され
ている。ノズルプレート18には、数個の大径ノズル2
0(例えば内径32μm)を直線上に配列してなる大径
ノズル列22がノズルプレート18の長手方向に沿って
千鳥状に形成されている。また、ノズルプレート18に
は、数個の小径ノズル24(例えば内径23μm)を直
線上に配列してなる小径ノズル列26がノズルプレート
18の長手方向に沿う両側縁部近傍に各大径ノズル列2
2にそれぞれ対応して千鳥状に形成されている。
A nozzle plate 18 as shown in FIG. 2 is fixed to a portion of the ink jet head 10 facing the recording paper. The nozzle plate 18 has several large-diameter nozzles 2
Large-diameter nozzle rows 22 in which 0 (for example, an inner diameter of 32 μm) are arranged in a straight line are formed in a staggered manner along the longitudinal direction of the nozzle plate 18. The nozzle plate 18 has small-diameter nozzle rows 26 in which several small-diameter nozzles 24 (for example, an inner diameter of 23 μm) are arranged in a straight line. Each large-diameter nozzle row is located near both side edges along the longitudinal direction of the nozzle plate 18. 2
2 are formed in a staggered manner.

【0013】図3に示すように、ノズルプレート18に
はインク流路プレート28が接着固定されている。イン
ク流路プレート28には、ノズルプレート18によって
覆われた複数の溝状凹部が形成されている。これら凹部
のうち、図示しないインクカートリッジからインクが流
れ込むインク供給口30を起点に二方向に分岐して延び
る溝状凹部がインク供給室32になっている。また、大
径ノズル20にそれぞれ対応してインク供給室32の内
側に形成された複数の細溝状凹部が大径用インク室34
になっている。大径ノズル列22に対応する数個の大径
用インク室34は互いに平行に配列されて大径用インク
室列(第1のインク室列)36を形成している。各大径
用インク室34は対応するインレット溝38を介してイ
ンク供給室32にそれぞれ連通するとともに、インレッ
ト溝38とは反対側の大径用インク室34の端部近傍に
おいて大径ノズル20にそれぞれ連通している。
As shown in FIG. 3, an ink flow path plate 28 is adhered and fixed to the nozzle plate 18. A plurality of groove-shaped recesses covered by the nozzle plate 18 are formed in the ink flow path plate 28. Of these recesses, a groove-like recess extending in two directions starting from an ink supply port 30 into which ink flows from an ink cartridge (not shown) serves as an ink supply chamber 32. A plurality of narrow groove-shaped recesses formed inside the ink supply chamber 32 corresponding to the large-diameter nozzles 20 respectively form the large-diameter ink chambers 34.
It has become. Several large-diameter ink chambers 34 corresponding to the large-diameter nozzle row 22 are arranged in parallel with each other to form a large-diameter ink chamber row (first ink chamber row) 36. Each large-diameter ink chamber 34 communicates with the ink supply chamber 32 through a corresponding inlet groove 38, and is connected to the large-diameter nozzle 20 near the end of the large-diameter ink chamber 34 opposite to the inlet groove 38. Each is in communication.

【0014】さらに、小径ノズル24にそれぞれ対応し
てインク供給室32の外側に形成された複数の細溝状凹
部が小径用インク室40になっている。小径ノズル列2
6に対応する数個の小径用インク室40は、上記大径用
インク室列36の配列方向と平行に配列されて小径用イ
ンク室列(第2のインク室列)42を形成している。こ
の小径インク室列42は、インク供給室32を挟んで大
径インク室列36に隣接して設けられている。小径用イ
ンク室40の長さは大径用インク室34よりも短く形成
されている。また、各小径用インク室40は、対応する
インレット溝38を介してインク供給室32にそれぞれ
連通するとともに、インレット溝38とは反対側の小径
用インク室40の端部近傍において小径ノズル24にそ
れぞれ連通している。
Further, a plurality of narrow groove-shaped recesses formed outside the ink supply chamber 32 corresponding to the small diameter nozzles 24 are ink chambers 40 for small diameter. Small diameter nozzle row 2
The small-diameter ink chambers 40 corresponding to 6 are arranged in parallel with the arrangement direction of the large-diameter ink chamber rows 36 to form a small-diameter ink chamber row (second ink chamber row) 42. . The small-diameter ink chamber row 42 is provided adjacent to the large-diameter ink chamber row 36 with the ink supply chamber 32 interposed therebetween. The length of the small diameter ink chamber 40 is shorter than the length of the large diameter ink chamber 34. Each small-diameter ink chamber 40 communicates with the ink supply chamber 32 via a corresponding inlet groove 38, and is connected to the small-diameter nozzle 24 near the end of the small-diameter ink chamber 40 opposite to the inlet groove 38. Each is in communication.

【0015】インク流路プレート28に裏面には、対向
する一対の大径用および小径用インク室列36、42に
それぞれ対応して一枚物の圧電平板50が複数接着され
ている。各圧電平板50は、ホルダ52によって保持さ
れたセラミック製基板54上に接着固定されている。図
4に、圧電平板50が基板54上に配置された状態を示
す。基板54の中央部には、基板54の長手方向に延び
る溝56が形成されており、各圧電平板50はその溝5
6を挟んで両側に千鳥状に配置されている。
A plurality of single piezoelectric flat plates 50 are adhered to the back surface of the ink flow path plate 28 so as to correspond to a pair of large-diameter and small-diameter ink chamber rows 36 and 42, respectively. Each piezoelectric flat plate 50 is bonded and fixed on a ceramic substrate 54 held by a holder 52. FIG. 4 shows a state where the piezoelectric flat plate 50 is arranged on the substrate 54. A groove 56 extending in the longitudinal direction of the substrate 54 is formed at the center of the substrate 54, and each piezoelectric flat plate 50
6 are arranged in a zigzag on both sides.

【0016】上記圧電平板50は複数の圧電層を積層し
てなる積層型圧電平板であり、図5に示すようにして製
造される。まず、第1層目となる圧電材料(例えば、P
ZT)のグリーンシート60の表面に個別電極58a、
58bをスパッタリングやめっき等により上記各インク
室34、40に対応して予めパターン形成しておく。大
径用インク室34に対応する個別電極58aはグリーン
シート60の一方の縁部から延びる短冊状にそれぞれ形
成され、小径用インク室40に対応する個別電極58b
はグリーンシート60の他方の縁部から延びる短冊状に
それぞれ形成されている。各インク室34、40の長さ
の違いに対応して、個別電極58aは個別電極58bよ
りも長く形成されている。グリーンシート60のほぼ中
央部には、電極が形成されていない領域62が残されて
いる。
The piezoelectric flat plate 50 is a laminated piezoelectric flat plate formed by laminating a plurality of piezoelectric layers, and is manufactured as shown in FIG. First, a piezoelectric material (for example, P
ZT) on the surface of the green sheet 60, the individual electrodes 58a,
A pattern 58b is formed in advance by sputtering, plating, or the like, corresponding to each of the ink chambers 34 and 40. The individual electrodes 58a corresponding to the large-diameter ink chamber 34 are formed in strips extending from one edge of the green sheet 60, and the individual electrodes 58b corresponding to the small-diameter ink chamber 40 are formed.
Are formed in strips extending from the other edge of the green sheet 60, respectively. The individual electrode 58a is formed longer than the individual electrode 58b corresponding to the difference in the length of each of the ink chambers 34 and 40. At a substantially central portion of the green sheet 60, a region 62 where no electrode is formed is left.

【0017】次に、第1層目のグリーンシート60の上
に、同じ圧電材料からなる第2層目のグリーンシート6
4を積層する。このグリーンシート64の上面には、両
端部近傍の帯状部分65を残してほぼ全面に共通電極6
6をスパッタリングやめっき等により予め形成してお
く。その後、第1層目と同じグリーンシートを第2層目
のグリーンシート64の上に第3層目として積層し、そ
の上に第2層目と同じグリーンシートを第4層目として
積層するという工程を繰り返してグリーンシートを所定
枚数(例えば20層)積層した後、最後に電極が形成さ
れていないグリーンシート68を積層し、上部から加圧
して各層のグリーンシートを密着させる。
Next, a second-layer green sheet 6 made of the same piezoelectric material is placed on the first-layer green sheet 60.
4 is laminated. On the upper surface of the green sheet 64, the common electrode 6 is formed on almost the entire surface of the green sheet 64, except for the strip portions 65 near both ends.
6 is formed in advance by sputtering or plating. Thereafter, the same green sheet as the first layer is laminated as a third layer on the second layer green sheet 64, and the same green sheet as the second layer is laminated as a fourth layer thereon. After repeating the process and laminating a predetermined number of green sheets (for example, 20 layers), a green sheet 68 on which no electrode is formed is finally laminated, and the green sheets of each layer are brought into close contact with each other by pressing from above.

【0018】その後、図6に示すように、各層の個別電
極58bを導通させる外部電極70を例えば金めっき等
によりそれぞれ形成する。他方の個別電極58aについ
ても同様に外部電極(図示せず)を形成する。また、外
部電極70を形成した側面と直交する両側面に露出する
ように設けられた各層の共通電極66を導通させる外部
電極72(一方のみ図示)を例えば金めっき等により両
側面にそれぞれに形成する。そして、この積層体を焼成
することにより圧電平板50が出来上がる。
Thereafter, as shown in FIG. 6, external electrodes 70 for conducting the individual electrodes 58b of each layer are formed by, for example, gold plating. Similarly, an external electrode (not shown) is formed for the other individual electrode 58a. Further, external electrodes 72 (only one is shown) for conducting the common electrode 66 of each layer provided to be exposed on both side surfaces orthogonal to the side surface on which the external electrode 70 is formed are formed on both side surfaces by, for example, gold plating. I do. Then, by firing this laminate, a piezoelectric flat plate 50 is completed.

【0019】続いて、高温下で個別電極58a、58b
と共通電極66間に高電圧を印加して圧電平板50を部
分的に分極処理する。これにより、図7に示すように、
圧電平板50のうち個別電極58a、58bと共通電極
66とがオーバーラップする領域がそれぞれ活性部とな
り、外部電極70、72を介して個別電極58a、58
bと共通電極66間に駆動電圧を印加したときに変形を
生じるアクチュエータ部74、76となる。一方、アク
チュエータ部74と76の間は、共通電極66のみが存
在する未分極状態の非活性部78となる。
Subsequently, the individual electrodes 58a, 58b
And a common electrode 66 is applied with a high voltage to partially polarize the piezoelectric flat plate 50. Thereby, as shown in FIG.
Areas of the piezoelectric flat plate 50 where the individual electrodes 58a and 58b and the common electrode 66 overlap each other become active portions, and the individual electrodes 58a and 58 via the external electrodes 70 and 72, respectively.
Actuators 74 and 76 that are deformed when a drive voltage is applied between b and common electrode 66. On the other hand, between the actuator parts 74 and 76 is a non-polarized inactive part 78 in which only the common electrode 66 exists.

【0020】このように、積層された複数のグリーンシ
ートが焼成されてなる各圧電層間には、各アクチュエー
タ部74、76に対応してそれぞれパターン形成された
複数の個別電極58a、58bと、すべてのアクチュエ
ータ部74、76に延びて形成され、かつ圧電平板50
の側面に露出するように設けられた複数の共通電極66
とが交互に配置されている。また、圧電平板50におい
ては、各アクチュエータ部74が大径用インク室列36
の各インク室34にそれぞれ対応して設けられ、各アク
チュエータ部76が小径用インク室列42の各インク室
40にそれぞれ対応して設けられている。なお、個別電
極58a、58bの長さの違いに対応して、アクチュエ
ータ部74の長さはアクチュエータ部76よりも長くな
っている。
As described above, a plurality of individual electrodes 58a and 58b each having a pattern formed corresponding to each of the actuators 74 and 76 are provided between the piezoelectric layers formed by firing the stacked green sheets. Of the piezoelectric flat plate 50
Common electrodes 66 provided to be exposed on the side surfaces of
And are alternately arranged. Further, in the piezoelectric flat plate 50, each actuator section 74 is provided with the large-diameter ink chamber row 36.
The actuator sections 76 are provided corresponding to the respective ink chambers 40 of the small-diameter ink chamber row 42. The length of the actuator 74 is longer than that of the actuator 76 in accordance with the difference in the length of the individual electrodes 58a and 58b.

【0021】図4に示すように、基板54上には各圧電
平板50の外部電極72にそれぞれ導通する引き出し配
線73がパターン形成されており、この引き出し配線7
3を介して各圧電平板50の共通電極66がアースに接
続されている。一方、基板54の側面には、各圧電平板
50の側面に形成した外部電極70にそれぞれ導通する
引き出し配線71が形成されており、これら引き出し配
線71に接続されるフレキシブル配線を介して各圧電平
板50の個別電極58a、58bが駆動電圧印加用ドラ
イバ(図示せず)にそれぞれ接続されている。
As shown in FIG. 4, on the substrate 54, lead wires 73 electrically connected to the external electrodes 72 of the respective piezoelectric flat plates 50 are formed in a pattern.
The common electrode 66 of each of the piezoelectric flat plates 50 is connected to the ground via the third. On the other hand, on the side surface of the substrate 54, there are formed lead-out lines 71 which are respectively connected to the external electrodes 70 formed on the side surfaces of the respective piezoelectric flat plates 50. Fifty individual electrodes 58a and 58b are connected to a drive voltage application driver (not shown), respectively.

【0022】以上の構成からなるインクジェットヘッド
10では、図示しないインクカートリッジからインク供
給室32に供給されたインクが対応するインレット溝3
8を介して各大径用および小径用インク室34、40に
それぞれ収容されている。この状態で、画像情報に応じ
てドライバから圧電平板50の個別電極58a、58b
と共通電極66間に駆動電圧が印加されると、各アクチ
ュエータ部74、76が厚み方向に瞬時に変形して対応
する各インク室34、40内のインクを加圧し、これに
より大径ノズル20、小径ノズル24からそれぞれ大き
さの異なるインク滴が飛翔する。これらインク滴が記録
紙上に付着してそれぞれ大きさの異なるドットが形成さ
れ、これらドットの集合により画像が記録される。
In the ink jet head 10 having the above-described structure, the ink supplied from the ink cartridge (not shown) to the ink supply chamber 32 is supplied to the corresponding inlet groove 3.
8 are accommodated in the large-diameter and small-diameter ink chambers 34 and 40, respectively. In this state, the individual electrodes 58a and 58b of the piezoelectric flat plate 50 are supplied from the driver according to the image information.
When a drive voltage is applied between the actuator and the common electrode 66, the actuators 74 and 76 are instantaneously deformed in the thickness direction and pressurize the ink in the corresponding ink chambers 34 and 40. Ink droplets having different sizes fly from the small-diameter nozzle 24. These ink droplets adhere to the recording paper to form dots of different sizes, and an image is recorded by a set of these dots.

【0023】以上に説明したように本実施形態のインク
ジェットヘッド10では、1枚の圧電平板50を部分的
に分極処理して形成された複数の活性部が各インク室3
4、40をそれぞれ加圧するアクチュエータ部74、7
6となっているので、各インク室34、40にそれぞれ
対応するようにダイサー加工等によって圧電部材を分割
形成する必要がなく、製造工程を簡略化でき生産性が向
上する。また、1枚の圧電平板50で大径用および小径
用インク室列36、42の各インク室34、40に対応
するアクチュエータ部74、76を賄うことができるの
で、従来のように大径用および小径用インク室列のため
にそれぞれ大きさが異なる2種類の圧電プレートを用意
する必要がなく、部品の種類およびコストを削減できる
とともに、組立時に2枚の圧電プレートの位置合わせが
不要となり組み立てが容易になる。なお、これらの効果
は圧電平板50が積層型でなく単層のものであっても得
られる。
As described above, in the ink-jet head 10 of the present embodiment, a plurality of active portions formed by partially polarizing one piezoelectric flat plate 50 are formed in each of the ink chambers 3.
Actuator parts 74 and 7 for pressing the pressures 4 and 40, respectively
Since it is 6, it is not necessary to separately form the piezoelectric member by dicer processing or the like so as to correspond to each of the ink chambers 34 and 40, and the manufacturing process can be simplified and the productivity is improved. In addition, one piezoelectric flat plate 50 can cover the actuator sections 74 and 76 corresponding to the ink chambers 34 and 40 of the large-diameter and small-diameter ink chamber rows 36 and 42, respectively. It is not necessary to prepare two types of piezoelectric plates having different sizes for the row of ink chambers for small diameters, which can reduce the types and costs of parts, and eliminate the need to align the two piezoelectric plates during assembly, thus assembling. Becomes easier. Note that these effects can be obtained even when the piezoelectric flat plate 50 is not of a laminated type but of a single layer.

【0024】また、複数の圧電層を積層してなる積層型
圧電平板50においては、各インク室34、40に対応
するアクチュエータ部74、76のみが分極処理された
活性部であり、それ以外の領域はすべて分極されていな
い非活性領域であるため、大径用インク室列36に対応
するアクチュエータ部74と小径用インク室列42に対
応するアクチュエータ部76との間の非活性部78をそ
れほど大きくとらなくても駆動時の自己破壊(層間剥
離)を防止できる。これにより、各インク室列36、4
2のインク室34、40ごとに分割された圧電部材を設
ける場合に比べてヘッドを小型化できる。
Further, in the laminated piezoelectric flat plate 50 in which a plurality of piezoelectric layers are laminated, only the actuator portions 74 and 76 corresponding to the ink chambers 34 and 40 are polarized active portions. Since all the regions are inactive regions that are not polarized, the inactive portion 78 between the actuator portion 74 corresponding to the large-diameter ink chamber row 36 and the actuator section 76 corresponding to the small-diameter ink chamber row 42 is not so much. Self-destruction (delamination) during driving can be prevented without taking a large value. Thereby, each of the ink chamber rows 36, 4
The size of the head can be reduced as compared with the case where the piezoelectric members divided for the two ink chambers 34 and 40 are provided.

【0025】さらに、積層型圧電平板50の各圧電層間
に、各アクチュエータ部74、76に対応してそれぞれ
パターン形成された複数の個別電極58a、58bと、
すべてのアクチュエータ部74、76に延びて形成さ
れ、かつ上記圧電平板50の側面に露出するように設け
られた複数の共通電極66とを交互に配置してあるた
め、共通電極66が露出した側面に例えば金めっき等の
外部電極72を設けることにより、外部電極72からす
べてのアクチュエータ部74、76の共通電極66につ
いての電気的接続をとることができる。これにより、大
径用インク室列36に対応する各圧電部材と小径用イン
ク室列42に対応する各圧電部材とから共通電極用の配
線を基板上において別々に引き出していた場合に必要で
あったスペースを節約でき、これによってもまたヘッド
の小型化を図れる。
Further, a plurality of individual electrodes 58a and 58b each having a pattern corresponding to each of the actuator portions 74 and 76 are provided between the respective piezoelectric layers of the laminated piezoelectric flat plate 50.
Since the plurality of common electrodes 66 formed so as to extend to all the actuator portions 74 and 76 and provided so as to be exposed on the side surfaces of the piezoelectric flat plate 50 are alternately arranged, the side surfaces on which the common electrodes 66 are exposed are provided. By providing an external electrode 72 made of, for example, gold plating, the external electrode 72 can be electrically connected to the common electrode 66 of all the actuator units 74 and 76. This is necessary when the wiring for the common electrode is separately drawn out from the piezoelectric members corresponding to the large-diameter ink chamber row 36 and the piezoelectric members corresponding to the small-diameter ink chamber row 42 on the substrate. Space can be saved, which can also reduce the size of the head.

【0026】ところで、上記インクジェットヘッド10
では、上記圧電平板50に代えて図8に示す圧電平板8
0を使用してもよい。この圧電平板80は、上記圧電平
板50について共通電極66のみが存在する部分である
非活性部に各共通電極66を分断する溝82をダイサー
加工等で形成し、この溝82に導電性接着剤84を充填
したものである。この圧電平板80を用いた場合には、
溝82の存在によって大径用インク室列36側のアクチ
ュエータ部74と小径用インク室列42側のアクチュエ
ータ部76との間で互いの振動が影響し合って連動変位
するのを抑えることができる。加えて、その溝82に充
填された導電性接着剤84からすべてのアクチュエータ
部74、76に延びる共通電極66の電気的接続をとる
ことができ、上記圧電平板50の場合と同様にスペース
節約によるヘッドの小型化が図れるとともに、接着剤8
4の接着力によって溝部82における圧電平板80の自
己破壊(層間剥離)を防止することができる。この圧電
平板80では、導電性接着剤84から各共通電極66の
電気的接続をとることができるので、上記圧電平板50
のように側面に金めっき等による外部電極72を設ける
必要がない。
By the way, the ink jet head 10
Then, the piezoelectric flat plate 8 shown in FIG.
0 may be used. In the piezoelectric flat plate 80, a groove 82 for dividing each common electrode 66 is formed in a non-active portion where only the common electrode 66 is present in the piezoelectric flat plate 50 by a dicer process or the like. 84. When this piezoelectric flat plate 80 is used,
Due to the presence of the groove 82, it is possible to suppress the interlocking displacement caused by the mutual influence between the actuator section 74 on the large-diameter ink chamber row 36 side and the actuator section 76 on the small-diameter ink chamber row 42 side. . In addition, the electrical connection of the common electrode 66 extending from the conductive adhesive 84 filled in the groove 82 to all the actuator portions 74 and 76 can be made, and the space can be saved as in the case of the piezoelectric plate 50 described above. The head can be miniaturized and the adhesive 8
The self-destruction (delamination) of the piezoelectric flat plate 80 in the groove 82 can be prevented by the adhesive force of No. 4. In the piezoelectric flat plate 80, since the electrical connection of each common electrode 66 can be made from the conductive adhesive 84, the piezoelectric flat plate 50 can be electrically connected.
It is not necessary to provide the external electrode 72 by gold plating or the like on the side surface.

【0027】以上に説明した上記インクジェットヘッド
10では、ノズル20、24の径、インク室34、40
の長さ、およびアクチュエータ部74、76の長さを異
ならせて大小インク滴を吐出させるようにしてあるが、
本発明はこれらノズル径、インク室長さおよびアクチュ
エータ部長さを同一に形成した場合にも適用できる。
In the above described ink jet head 10, the diameters of the nozzles 20, 24, the ink chambers 34, 40
And large and small ink droplets are ejected by making the lengths of the actuator portions 74 and 76 different.
The present invention can be applied to a case where the nozzle diameter, the ink chamber length, and the actuator section length are the same.

【0028】また、上記インクジェットヘッド10はラ
イン型ヘッドとして説明したが、本発明はキャリッジに
取り付けられて記録紙に対してスキャンするタイプのイ
ンクジェットヘッドにも適用できる。
Although the ink jet head 10 has been described as a line type head, the present invention can also be applied to an ink jet head mounted on a carriage and scanning a recording sheet.

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

【図1】 記録紙の通紙方向に沿って4つのライン型イ
ンクジェットヘッドを配置した状態を示す斜視図。
FIG. 1 is a perspective view showing a state in which four line-type inkjet heads are arranged along a recording paper passing direction.

【図2】 ライン型インクジェットヘッドのノズル面を
示す平面図。
FIG. 2 is a plan view showing a nozzle surface of the line type inkjet head.

【図3】 インクジェットヘッドの内部構成を示す一部
切欠き斜視図。
FIG. 3 is a partially cutaway perspective view showing the internal configuration of the ink jet head.

【図4】 基板上に複数の圧電平板を配置した状態を示
す部分斜視図。
FIG. 4 is a partial perspective view showing a state where a plurality of piezoelectric flat plates are arranged on a substrate.

【図5】 圧電平板の積層状態を説明するため斜視図。FIG. 5 is a perspective view for explaining a laminated state of the piezoelectric flat plates.

【図6】 圧電平板の斜視図。FIG. 6 is a perspective view of a piezoelectric flat plate.

【図7】 図6の圧電平板のVII−VII線断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view of the piezoelectric flat plate of FIG. 6, taken along line VII-VII.

【図8】 別の形態の圧電平板を示す斜視図。FIG. 8 is a perspective view showing another form of a piezoelectric flat plate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…インクジェットヘッド、34…大径用インク室、
36…大径用インク室列(第1のインク室列)、40…
小径用インク室、42…小径用インク室列(第2のイン
ク室列)、50…圧電平板、74,76…アクチュエー
タ部。
10: inkjet head, 34: large-diameter ink chamber,
36 ... large-diameter ink chamber row (first ink chamber row), 40 ...
Small-diameter ink chamber, 42: Small-diameter ink chamber row (second ink chamber row), 50: Piezoelectric flat plate, 74, 76: Actuator section.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インクをそれぞれ収容する複数のインク
室を配列してなる第1のインク室列と、この第1のイン
ク室列に隣接して設けられ、インクをそれぞれ収容する
複数のインク室を上記第1のインク室列の配列方向と平
行に配列してなる第2のインク室列と、上記各列のイン
ク室にそれぞれ対応して設けられ、電圧印加時の変形に
より上記インク室内のインクを加圧して飛翔させる複数
のアクチュエータ部とを備え、これらアクチュエータ部
は1枚の圧電平板を部分的に分極処理して形成された複
数の活性部からなるインクジェットヘッド。
1. A first ink chamber row in which a plurality of ink chambers respectively storing ink are arranged, and a plurality of ink chambers provided adjacent to the first ink chamber row and each storing ink. Are provided corresponding to the second ink chamber row arranged in parallel with the arrangement direction of the first ink chamber row, and the ink chambers of each row, and the inside of the ink chamber is deformed by voltage application. An ink jet head comprising a plurality of actuators for pressurizing and flying ink, the actuators comprising a plurality of active portions formed by partially polarizing one piezoelectric flat plate;
【請求項2】 上記圧電平板は複数の圧電層を積層して
なる積層型圧電平板であることを特徴とする請求項1に
記載のインクジェットヘッド。
2. The ink jet head according to claim 1, wherein the piezoelectric flat plate is a laminated piezoelectric flat plate formed by stacking a plurality of piezoelectric layers.
【請求項3】 上記圧電平板の各圧電層間に、各アクチ
ュエータ部に対応してそれぞれパターン形成された複数
の個別電極と、すべてのアクチュエータ部に延びて形成
され、かつ上記圧電平板の側面に露出するように設けら
れた複数の共通電極とを交互に配置したことを特徴とす
る請求項2に記載のインクジェットヘッド。
3. A plurality of individual electrodes which are respectively formed in a pattern corresponding to each actuator portion between each piezoelectric layer of the piezoelectric flat plate, and are formed so as to extend to all the actuator portions and are exposed on side surfaces of the piezoelectric flat plate. 3. The ink jet head according to claim 2, wherein a plurality of common electrodes provided so as to be alternately arranged.
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