JP2001322275A - Ink jet head - Google Patents
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Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電極に電圧を印加
してインクチャネルを変形させてインクを吐出するイン
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 discharging ink by applying a voltage to an electrode to deform an ink channel.
【0002】[0002]
【従来の技術】インクジェットヘッドには、第1の圧電
性材料基板と第2の圧電性材料基板とを積層し、第1の
圧電性材料基板の第1の隔壁と第2の圧電性材料基板の
第2の隔壁とでインクチャネルを区画し、第1の隔壁及
び第2の隔壁に電極を設け、第2の圧電性材料基板にカ
バー基板を積層し、電極に電圧を印加してインクチャネ
ルを変形させてインクを吐出するものがある。2. Description of the Related Art In an ink jet head, a first piezoelectric material substrate and a second piezoelectric material substrate are laminated, and a first partition of the first piezoelectric material substrate and a second piezoelectric material substrate are provided. An ink channel is defined by the second partition wall, electrodes are provided on the first partition wall and the second partition wall, a cover substrate is laminated on the second piezoelectric material substrate, and a voltage is applied to the electrodes to form the ink channel. Is deformed to eject ink.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このようなインクジェ
ットヘッドは印字装置等に備えられるが、仕様によって
インクジェットヘッドの大きさを変えることなくインク
の吐出量を変えることが必要になる場合がある。Although such an ink jet head is provided in a printing apparatus or the like, it may be necessary to change the ink discharge amount without changing the size of the ink jet head depending on the specification.
【0004】また、インクジェットヘッドは、第1の圧
電性材料基板と第2の圧電性材料基板とを積層し、さら
に第2の圧電性材料基板にカバー基板を積層し、この積
層は接着層を介して行なわれることから、接着層の特性
によってインクジェットヘッドの生産安定性が異なるこ
とがある。[0004] Further, the ink jet head has a structure in which a first piezoelectric material substrate and a second piezoelectric material substrate are laminated, and further, a cover substrate is laminated on the second piezoelectric material substrate. Therefore, the production stability of the inkjet head may vary depending on the characteristics of the adhesive layer.
【0005】また、インクジェットヘッドは、駆動のた
めにコンデンサを充放電させ、このときエネルギーの大
部分は回路中でジュール熱として、一部はアクチュエー
タの電極で、一部は駆動ICで発熱し、これらの発熱が
接着層の特性を変化させることがある。In addition, the ink-jet head charges and discharges a capacitor for driving. At this time, most of the energy is generated as Joule heat in a circuit, a part is generated by an electrode of an actuator, and a part is generated by a drive IC. These heats may change the properties of the adhesive layer.
【0006】また、インクチャネルのインクが接着層に
触れることから、接着層の特性によってインクジェット
ヘッドの駆動性能が変化したり、耐久性が異なることが
ある。Further, since the ink in the ink channel comes into contact with the adhesive layer, the driving performance of the ink jet head may change or the durability may differ depending on the characteristics of the adhesive layer.
【0007】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
で、仕様によってインクジェットヘッドの大きさを変え
ることなくインクの吐出量を変えることが可能であり、
また生産安定性、駆動性能及び耐久性が向上するインク
ジェットヘッドを提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above point, and it is possible to change the ink discharge amount without changing the size of the ink jet head depending on the specification.
It is another object of the present invention to provide an ink jet head having improved production stability, drive performance and durability.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決し、かつ
目的を達成するために、本発明は、以下のように構成し
た。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems and achieve the object, the present invention has the following constitution.
【0009】請求項1に記載の発明は、『基板の厚さ方
向に分極されていて、その分極方向に互いに対向する第
1の圧電性材料基板と第2の圧電性材料基板との間に接
着層を介在して積層し、前記第1の圧電性材料基板の第
1の隔壁と前記第2の圧電性材料基板の第2の隔壁とで
インクチャネルを区画し、前記第1の隔壁及び第2の隔
壁に設けた電極に電圧を印加して前記インクチャネルを
変形させてインクを吐出するインクジェットヘッドであ
り、前記第1の隔壁の積層方向の長さと、第2の隔壁の
積層方向の長さとを異なる長さにしたことを特徴とする
インクジェットヘッド。』である。According to the first aspect of the present invention, there is provided a method wherein “a substrate is polarized in a thickness direction of a substrate and a first piezoelectric material substrate and a second piezoelectric material substrate are opposed to each other in the polarization direction. Laminating with an adhesive layer interposed therebetween, an ink channel is partitioned by a first partition of the first piezoelectric material substrate and a second partition of the second piezoelectric material substrate, and the first partition and the An ink jet head for applying a voltage to an electrode provided on a second partition to deform the ink channel to discharge ink, wherein the length of the first partition in the stacking direction and the length of the second partition in the stacking direction are different. An ink jet head characterized in that the length is different from the length. ].
【0010】請求項1に記載の発明によれば、インクチ
ャネルを区画する第1の隔壁の積層方向の長さと、第2
の隔壁の積層方向の長さとを異なる長さにすることで、
インクジェットヘッドの大きさを変えることなくインク
の吐出量を簡単な構造で自由に変えることが可能であ
る。According to the first aspect of the present invention, the length of the first partition for partitioning the ink channel in the stacking direction and the length of the second partition are determined.
By making the length of the partition walls different from the length in the stacking direction,
The ink ejection amount can be freely changed with a simple structure without changing the size of the inkjet head.
【0011】請求項2に記載の発明は、『基板の厚さ方
向に分極されていて、その分極方向に互いに対向する第
1の圧電性材料基板と第2の圧電性材料基板との間に第
1の接着層を介在して積層し、前記第1の圧電性材料基
板の第1の隔壁と前記第2の圧電性材料基板の第2の隔
壁とでインクチャネルを区画し、前記第1の隔壁及び第
2の隔壁に電極を設け、第2の圧電性材料基板とカバー
基板との間に第2の接着層を介在して積層し、前記電極
に電圧を印加して前記インクチャネルを変形させてイン
クを吐出するインクジェットヘッドであり、前記第1の
接着層及び前記第2の接着層の厚さが10μm以下であ
ることを特徴とするインクジェットヘッド。』である。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method as described below, wherein "the first piezoelectric material substrate and the second piezoelectric material substrate which are polarized in the thickness direction of the substrate and face each other in the polarization direction. The first adhesive layer is interposed and laminated, and an ink channel is defined by a first partition of the first piezoelectric material substrate and a second partition of the second piezoelectric material substrate. An electrode is provided on the partition wall and the second partition wall, a second adhesive layer is interposed between the second piezoelectric material substrate and the cover substrate, and the ink channel is formed by applying a voltage to the electrode. An ink jet head for discharging ink by being deformed, wherein the thickness of the first adhesive layer and the second adhesive layer is 10 μm or less. ].
【0012】請求項2に記載の発明によれば、第1の接
着層及び第2の接着層の厚さが10μm以下であり、イ
ンクチャネル側に第1の接着層及び第2の接着層がはみ
出すことなく強固に接着することができる。According to the second aspect of the invention, the thickness of the first adhesive layer and the second adhesive layer is 10 μm or less, and the first adhesive layer and the second adhesive layer are provided on the ink channel side. It can be firmly bonded without protruding.
【0013】請求項3に記載の発明は、『前記第1の接
着層及び前記第2の接着層の熱膨張係数が100ppm
/deg以下である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。』である。According to a third aspect of the present invention, there is provided the method as described above, wherein the first adhesive layer and the second adhesive layer have a thermal expansion coefficient of 100 ppm.
3. The inkjet head according to claim 2, wherein the ratio is not more than / deg. ].
【0014】請求項3に記載の発明によれば、第1の接
着層及び第2の接着層の熱膨張係数が100ppm/d
eg以下であり、インクジェットヘッド1の駆動によっ
て熱が生じるが、この熱の影響によって膨張することが
少なく、駆動性能が損なわれることがない。According to the third aspect of the present invention, the first adhesive layer and the second adhesive layer have a coefficient of thermal expansion of 100 ppm / d.
EG or less, and heat is generated by driving the ink jet head 1, but the expansion is small due to the influence of the heat, and the driving performance is not impaired.
【0015】請求項4に記載の発明は、『前記第1の接
着層及び前記第2の接着層の硬さが60度以上であるこ
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。』である。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the ink jet head according to the second aspect, wherein the first adhesive layer and the second adhesive layer have a hardness of 60 degrees or more. ].
【0016】請求項4に記載の発明によれば、第1の接
着層及び第2の接着層の硬さが60度以上であり、イン
クジェットヘッドの耐久性が向上する。According to the fourth aspect of the present invention, the hardness of the first adhesive layer and the second adhesive layer is 60 degrees or more, and the durability of the ink jet head is improved.
【0017】請求項5に記載の発明は、『前記第1の接
着層及び前記第2の接着層の引っ張り剪断強度が10N
/mm2以上である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。』である。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method as set forth above, wherein the first adhesive layer and the second adhesive layer have a tensile shear strength of 10N.
The inkjet head according to claim 2, characterized in that at / mm 2 or more. ].
【0018】請求項5に記載の発明によれば、第1の接
着層及び第2の接着層の引っ張り剪断強度が10N/m
m2以上であり、インクジェットヘッドの耐久性が向上
する。According to the fifth aspect of the present invention, the first adhesive layer and the second adhesive layer have a tensile shear strength of 10 N / m.
m 2 or more, and the durability of the inkjet head is improved.
【0019】請求項6に記載の発明は、『前記第1の接
着層及び前記第2の接着層の吸水率が5%以下であるこ
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。』である。According to a sixth aspect of the invention, there is provided an ink jet head according to the second aspect, wherein the first and second adhesive layers have a water absorption of 5% or less. ].
【0020】請求項6に記載の発明によれば、第1の接
着層及び第2の接着層の吸水率が5%以下であり、イン
クに触れることがあっても接着強度が低下することなく
耐久性が向上する。According to the sixth aspect of the present invention, the first and second adhesive layers have a water absorption of 5% or less, and the adhesive strength does not decrease even if they come into contact with ink. The durability is improved.
【0021】請求項7に記載の発明は、『前記第1の接
着層及び前記第2の接着層の吸油率が5%以下であるこ
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。』である。According to a seventh aspect of the invention, there is provided an ink jet head according to the second aspect, wherein the first and second adhesive layers have an oil absorption of 5% or less. ].
【0022】請求項7に記載の発明によれば、第1の接
着層及び第2の接着層の吸油率が5%以下であり、イン
クに触れることがあっても接着強度が低下することなく
耐久性が向上する。According to the seventh aspect of the present invention, the first and second adhesive layers have an oil absorption of 5% or less, and the adhesive strength does not decrease even if they come into contact with ink. The durability is improved.
【0023】請求項8に記載の発明は、『前記第1の接
着層及び前記第2の接着層が、2液性エポシキ樹脂であ
る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。』である。According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an ink jet head according to the second aspect, wherein the first adhesive layer and the second adhesive layer are two-part epoxy resins. ].
【0024】請求項8に記載の発明によれば、第1の接
着層及び第2の接着層が、2液性エポシキ樹脂であり、
短時間にかつ強固に接着することができ、生産性及び耐
久性が向上する。According to the invention described in claim 8, the first adhesive layer and the second adhesive layer are two-part epoxy resins,
It can be firmly bonded in a short time, and productivity and durability are improved.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】以下、本発明のインクジェットヘ
ッドの実施の形態を挙げて説明するが、本発明の態様は
これに限定されない。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the ink jet head according to the present invention will be described, but embodiments of the present invention are not limited thereto.
【0026】図1はインクジェットヘッドを示す図であ
る。図2乃至図4はインクジェットヘッドの製造を示す
もので、図2は第1の圧電性材料基板と第2の圧電性材
料基板との積層を示す図、図3はインクチャネルの形成
を示す図、図4はカバー基板の積層したインクジェット
ヘッドの構成を示す図である。FIG. 1 shows an ink jet head. 2 to 4 show the manufacture of the ink jet head, FIG. 2 shows a lamination of a first piezoelectric material substrate and a second piezoelectric material substrate, and FIG. 3 shows the formation of an ink channel. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an ink jet head in which a cover substrate is laminated.
【0027】この実施の形態のインクジェットヘッド1
は、第1の圧電性材料基板2と第2の圧電性材料基板3
との間に第1の接着層4を介在して積層する(図2)。
この積層された第1の圧電性材料基板2と第2の圧電性
材料基板3に、第2の圧電性材料基板3側から溝を所定
間隔で加工し、第1の圧電性材料基板2の第1の隔壁2
aと第2の圧電性材料基板3の第2の隔壁3aとでイン
クチャネル5を区画する(図3)。The ink jet head 1 according to this embodiment
Are a first piezoelectric material substrate 2 and a second piezoelectric material substrate 3
Are laminated with a first adhesive layer 4 interposed therebetween (FIG. 2).
Grooves are formed in the laminated first piezoelectric material substrate 2 and second piezoelectric material substrate 3 at predetermined intervals from the second piezoelectric material substrate 3 side. First partition 2
a and the second partition 3a of the second piezoelectric material substrate 3 define the ink channel 5 (FIG. 3).
【0028】第1の隔壁2a及び第2の隔壁3aに蒸着
により電極6を設け、第2の圧電性材料基板3とカバー
基板7との間に第2の接着層8を介在して積層する(図
4)。カバー基板7には、インクチャネル5にインクを
供給するインク供給口7aが形成されている。また、第
1の圧電性材料基板2、第2の圧電性材料基板3及びカ
バー基板7の端部に、ノズル孔9aを有するノズルプレ
ート9が設けられている。Electrodes 6 are provided on the first partition 2a and the second partition 3a by vapor deposition, and are laminated between the second piezoelectric material substrate 3 and the cover substrate 7 with a second adhesive layer 8 interposed therebetween. (FIG. 4). An ink supply port 7 a for supplying ink to the ink channel 5 is formed in the cover substrate 7. A nozzle plate 9 having a nozzle hole 9 a is provided at an end of the first piezoelectric material substrate 2, the second piezoelectric material substrate 3, and the cover substrate 7.
【0029】第2の圧電性材料基板3には、配線パター
ン20が電極6に接続するように設けられている。配線
パターン20に、配線21が接続され、この配線21か
ら第1の隔壁2a及び第2の隔壁3aに設けた電極6に
電圧を印加してインクチャネル5を変形させてインクを
吐出するようになっている。A wiring pattern 20 is provided on the second piezoelectric material substrate 3 so as to be connected to the electrode 6. A wiring 21 is connected to the wiring pattern 20, and a voltage is applied from the wiring 21 to the electrodes 6 provided on the first partition 2 a and the second partition 3 a to deform the ink channel 5 and discharge ink. Has become.
【0030】第1の圧電性材料基板2及び第2の圧電性
材料基板3の圧電性材料は、電圧を加えることにより応
力変化を生じるものであれば特に限定されず、公知のも
のが用いられ、有機材料からなる基板であっても良い
が、圧電性非金属材料からなる基板が好ましく、この圧
電性非金属材料からなる基板として、例えば成形、焼成
等の工程を経て形成されるセラミックス基板、又は成
形、焼成を必要としないで形成される基板等がある。有
機材料としては、有機ポリマー、有機ポリマーと無機物
とのハイブリッド材料が挙げられる。The piezoelectric material of the first piezoelectric material substrate 2 and the second piezoelectric material substrate 3 is not particularly limited as long as it causes a stress change when a voltage is applied, and known materials are used. A substrate made of an organic material may be used, but a substrate made of a piezoelectric nonmetal material is preferable.As the substrate made of this piezoelectric nonmetal material, for example, a ceramic substrate formed through a process such as molding and firing, Alternatively, there is a substrate formed without the need for molding and firing. Examples of the organic material include an organic polymer and a hybrid material of an organic polymer and an inorganic substance.
【0031】セラミックス基板としては、PZT(Pb
ZrO3−PbTiO3、第三成分添加PZTがあり、第
三成分としてはPb(Mg1/2Nb2/3)O3、Pb(M
n1/3Sb2/3)O3、Pb(Co1/3Nb2/3)O3等があ
り、さらにBaTiO3、ZnO、LiNbO3、LiT
aO3等を用いて形成することができる。As a ceramic substrate, PZT (Pb
There are ZrO 3 -PbTiO 3 and PZT with a third component added, and Pb (Mg 1/2 Nb 2/3 ) O 3 and Pb (M
n 1/3 Sb 2/3 ) O 3 , Pb (Co 1/3 Nb 2/3 ) O 3 and the like, and further, BaTiO 3 , ZnO, LiNbO 3 , LiT
It can be formed using aO 3 or the like.
【0032】また、成形、焼成を必要としないで形成さ
れる基板として、例えば、ゾルゲール法、積層基板コー
ティング等で形成することができる。ゾルゲール法によ
れば、ゾルは所定の化学組成を持つ均質な溶液に、水、
酸あるいはアルカリを添加し、加水分解等の化学変化を
起こさせることによって調整される。さらに、溶媒の蒸
発や冷却等の処理を加えることによって、目的組成の微
粒子あるいは非金属無機微粒子の前躯体を分散したゾル
が作成され、基板とすることができる。異種元素の微量
添加も含めて、化学組成の均一な化合物を得ることがで
き、出発原料には一般にケイ酸ナトリウム等の水に可溶
な金属塩あるいは金属アルコキシドが用いられ、金属ア
ルコキシドは、一般式M(OR)nで表される化合物
で、OR基が強い塩基性を持つため容易に加水分解さ
れ、有機高分子のような縮合過程を経て、金属酸化物あ
るいはその水和物に変化する。The substrate formed without the need for molding and firing can be formed, for example, by the Solgel method, coating of a laminated substrate, or the like. According to the Solgel method, a sol is converted into a homogeneous solution having a predetermined chemical composition, water,
It is adjusted by adding an acid or an alkali to cause a chemical change such as hydrolysis. Further, by performing a treatment such as evaporation or cooling of the solvent, a sol in which a precursor of fine particles of a desired composition or a non-metallic inorganic fine particle is dispersed is prepared and can be used as a substrate. A compound having a uniform chemical composition can be obtained, including the addition of a small amount of a different element, and a water-soluble metal salt or metal alkoxide such as sodium silicate is generally used as a starting material. A compound represented by the formula M (OR) n, in which the OR group has a strong basic property, is easily hydrolyzed, and changes into a metal oxide or a hydrate thereof through a condensation process like an organic polymer. .
【0033】また、積層基板コーティングとして、気相
から蒸着させる方法があり、気相からセラミックの基板
を作成する方法には、物理的手段による蒸着方法と、気
相あるいは基板表面の化学反応による製法の二通りに分
類され、さらに、物理蒸着方(PVD)は、真空蒸着
法、スパッター法、イオンプレーティング法等に細分さ
れ、また化学的方法にも気相化学反応法(CVD)、プ
ラズマCVD法などがある。物理蒸着法(PVD)とし
ての真空蒸着法は、真空中で対象とする物質を加熱して
蒸発させ、その蒸気を基板上に付着させる方法で、スパ
ッター法は目的物質(ターゲット)に高エネルギー粒子
を衝突させ、ターゲット表面の原子・分子が衝突粒子と
運動量を交換して、表面からはじきだされるスパッタリ
ング現象を利用する方法である。またイオンプレーティ
ング法は、イオン化したガス雰囲気中で蒸着を行う方法
である。また、CVD法では、膜を構成する原子・分子
あるいはイオンを含む化合物を気相状態にしたのち、適
当なキャリヤーガスで反応部に導き、加熱した基板上で
反応あるいは反応析出させることによって膜を形成し、
プラズマCVD法はプラズマエネルギーで気相状態を発
成させ、400℃〜500℃までの比較的低い温度範囲
の気相化学反応で、膜を析出させる。As a method of coating a laminated substrate, there is a method of vapor deposition from a vapor phase. A method of forming a ceramic substrate from a vapor phase includes a vapor deposition method by physical means and a production method by a chemical reaction of the vapor phase or the substrate surface. The physical vapor deposition method (PVD) is further subdivided into a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, and the like, and the chemical method is a gas phase chemical reaction method (CVD) and a plasma CVD method. There are laws. Vacuum evaporation as physical vapor deposition (PVD) is a method in which a target substance is heated and evaporated in a vacuum, and the vapor is deposited on a substrate. Sputtering is a method in which high-energy particles are applied to a target substance (target). This method utilizes the sputtering phenomenon, in which atoms and molecules on the target surface exchange momentum with the colliding particles, and are repelled from the surface. Further, the ion plating method is a method of performing deposition in an ionized gas atmosphere. Further, in the CVD method, a compound containing atoms, molecules or ions constituting the film is made into a gaseous phase, and then guided to a reaction section with an appropriate carrier gas, and the film is reacted or deposited on a heated substrate to form a film. Forming
In the plasma CVD method, a gas phase is generated by plasma energy, and a film is deposited by a gas phase chemical reaction in a relatively low temperature range from 400 ° C. to 500 ° C.
【0034】カバー基板7の材料は、特に限定されず、
有機材料からなる基板であっても良いが、非圧電性非金
属材料からなる基板が好ましく、この非圧電性非金属材
料からなる基板として、アルミナ、窒化アルミニウム、
ジルコニア、シリコン、窒化シリコン、シリコンカーバ
イド、石英の少なくとも1つから選ばれることが好まし
い。The material of the cover substrate 7 is not particularly limited.
Although a substrate made of an organic material may be used, a substrate made of a non-piezoelectric non-metallic material is preferable. As a substrate made of this non-piezoelectric non-metallic material, alumina, aluminum nitride,
It is preferable to be selected from at least one of zirconia, silicon, silicon nitride, silicon carbide, and quartz.
【0035】この非圧電性材料基板は、例えば成形、焼
成等の工程をへて形成されるセラミックス基板、又は成
形、焼成を必要としないで形成される基板等があり、焼
成等の工程をへて形成されるセラミックス基板として、
例えばAl2O3、SiO2、それらの混合、混融体、さ
らにZrO2、BeO、AeN、SiC等を用いること
ができる。有機材料としては、有機ポリマー、有機ポリ
マーと有機物とのハイブリッド材料が挙げられる。This non-piezoelectric material substrate includes, for example, a ceramic substrate formed by steps such as molding and firing, and a substrate formed without the need for forming and firing. As a ceramic substrate formed by
For example, Al 2 O 3 , SiO 2 , a mixture thereof, a mixed melt thereof, ZrO 2 , BeO, AeN, SiC or the like can be used. Examples of the organic material include an organic polymer and a hybrid material of an organic polymer and an organic substance.
【0036】電極6となる金属は、金、銀、アルミニウ
ム、パラジウム、ニッケル、タンタル、チタンを用いる
ことができ、特に、電気的特性、加工性の点から、金、
アルミニウムが良く、メッキ、蒸着、スパッタで形成さ
れる。As the metal that forms the electrode 6, gold, silver, aluminum, palladium, nickel, tantalum, and titanium can be used.
Aluminum is good and is formed by plating, vapor deposition and sputtering.
【0037】本発明の実施の形態は、図4に示すよう
に、第1の隔壁2aと第2の隔壁3aによるインクチャ
ネル5の積層方向の長さをhとし、第1の隔壁2aの積
層方向の長さをaとし、第2の隔壁3aの積層方向の長
さをbとし、インクチャネル5の幅をWcとし、第1の
隔壁2aと第2の隔壁3aの幅をWwとし、第1の接着
層4の厚さをdsとし、第2の接着層8の厚さをdcと
すると、実施例1及び実施例2を以下のように構成し
た。In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, the length of the first partition wall 2a and the second partition wall 3a in the laminating direction of the ink channel 5 is h, and the lamination of the first partition wall 2a is h. The length of the second partition 3a in the stacking direction is b, the width of the ink channel 5 is Wc, the width of the first partition 2a and the second partition 3a is Ww, Assuming that the thickness of the first adhesive layer 4 is ds and the thickness of the second adhesive layer 8 is dc, Examples 1 and 2 were configured as follows.
【0038】実施例1 インクチャネル5の積層方向の長さhを310μm、第
1の隔壁2aの積層方向の長さaを150μm、第2の
隔壁3aの積層方向の長さbを160μm、インクチャ
ネル5の幅Wcを80μm、第1の隔壁2aと第2の隔
壁3aの幅Wwを60μm、第1の接着層4の厚さds
を3μm、第2の接着層8の厚さdcを3μmとした。Example 1 The length h of the ink channel 5 in the stacking direction was 310 μm, the length a of the first partition 2a in the stacking direction was 150 μm, the length b of the second partition 3a in the stacking direction was 160 μm, and The width Wc of the channel 5 is 80 μm, the width Ww of the first partition 2 a and the second partition 3 a is 60 μm, and the thickness ds of the first adhesive layer 4.
Was set to 3 μm, and the thickness dc of the second adhesive layer 8 was set to 3 μm.
【0039】実施例2 インクチャネル5の積層方向の長さhを360μm、第
1の隔壁2aの積層方向の長さaを200μm、第2の
隔壁3aの積層方向の長さbを160μmとし、インク
チャネル5の幅Wc、第1の隔壁2aと第2の隔壁3a
の幅Ww、第1の接着層4の厚さds、第2の接着層8
の厚さdcは実施例1と同様にした。Example 2 The length h of the ink channel 5 in the stacking direction was 360 μm, the length a of the first partition 2a in the stacking direction was 200 μm, and the length b of the second partition 3a in the stacking direction was 160 μm. The width Wc of the ink channel 5, the first partition 2a and the second partition 3a
, The thickness ds of the first adhesive layer 4 and the second adhesive layer 8
Was the same as in Example 1.
【0040】このように、インクチャネル5を区画する
第1の隔壁2aの積層方向の長さaと、第2の隔壁3a
の積層方向の長さbとを異なる長さにすることで、イン
クジェットヘッド1の大きさを変えることなくインクの
吐出量を簡単な構造で自由に変えることが可能である。
第1の隔壁2aの積層方向の長さaと、第2の隔壁3a
の積層方向の長さbとは、a=bでは、必ずしも最大効
率の電気機械変形を与えないが、a>bでは、硬い動き
をする第1の隔壁2aの変位量が大きくなり効率が向上
するし、またa<bでは動きやすい第2の隔壁3aの変
位量が大きくなり効率が向上する。As described above, the length a in the stacking direction of the first partition 2a for partitioning the ink channel 5 and the second partition 3a
Is different from the length b in the stacking direction of the ink jet head, it is possible to freely change the ink discharge amount with a simple structure without changing the size of the inkjet head 1.
The length a of the first partition 2a in the stacking direction and the second partition 3a
The length b in the stacking direction is such that when a = b, the electromechanical deformation of the maximum efficiency is not necessarily given, but when a> b, the displacement amount of the first partition 2a that moves hardly increases and the efficiency improves. In addition, when a <b, the amount of displacement of the second partition 3a, which is easy to move, is increased, and the efficiency is improved.
【0041】また、本発明の実施の形態は、第1の接着
層4及び第2の接着層8の厚さds,dcが10μm以
下であり、好ましくは5μm以下であり、これによりイ
ンクチャネル側に第1の接着層4及び第2の接着層8が
はみ出すことなく強固に接着することができる。Also, in the embodiment of the present invention, the thickness ds, dc of the first adhesive layer 4 and the second adhesive layer 8 is 10 μm or less, preferably 5 μm or less. Thus, the first adhesive layer 4 and the second adhesive layer 8 can be firmly bonded without protruding.
【0042】また、インクジェットヘッド1は、駆動の
ためにコンデンサを充放電させ、このときエネルギーの
大部分は回路中でジュール熱として、一部は電極6で、
一部は図示しない駆動ICで発熱し、これらの発熱が接
着層の特性を変化させることがあるが、この実施の形態
では、第1の接着層4及び第2の接着層8の熱膨張係数
が100ppm/deg以下であり、好ましくは50p
pm/deg以下であり、これによりインクジェットヘ
ッド1の駆動によって熱が生じるが、この熱の影響によ
って膨張することが少なく、駆動性能が損なわれること
がない。The inkjet head 1 charges and discharges a capacitor for driving. At this time, most of the energy is converted into Joule heat in a circuit, and part of the energy
A part of the heat is generated by the drive IC (not shown), and the heat may change the characteristics of the adhesive layer. In this embodiment, however, the thermal expansion coefficients of the first adhesive layer 4 and the second adhesive layer 8 are different. Is not more than 100 ppm / deg, preferably 50p / deg.
pm / deg or less, whereby heat is generated by driving the ink-jet head 1. However, the heat is less likely to expand and the driving performance is not impaired.
【0043】また、第1の接着層4及び第2の接着層8
の硬さが60度以上であり、好ましくは80度以上であ
り、これにより第1の圧電性材料基板2、第2の圧電性
材料基板3、カバー基板7の位置ずれがなく、インクジ
ェットヘッド1の耐久性が向上する。Further, the first adhesive layer 4 and the second adhesive layer 8
Is not less than 60 degrees, and preferably not less than 80 degrees, so that the first piezoelectric material substrate 2, the second piezoelectric material substrate 3, and the cover substrate 7 are not displaced. Durability is improved.
【0044】また、第1の接着層4及び第2の接着層8
の引っ張り剪断強度が10N/mm 2以上であり、好ま
しくは20N/mm2以上であり、これにより第1の圧
電性材料基板2、第2の圧電性材料基板3、カバー基板
7の接続が強固であり、インクジェットヘッド1の耐久
性が向上する。Further, the first adhesive layer 4 and the second adhesive layer 8
Has a tensile shear strength of 10 N / mm TwoOver and preferred
Or 20 N / mmTwoThis is the first pressure.
Electrically conductive material substrate 2, second piezoelectric material substrate 3, cover substrate
7 is strong and the inkjet head 1 is durable.
The performance is improved.
【0045】また、第1の接着層4及び第2の接着層8
の吸水率が5%以下であり、好ましくは2%以下であ
り、インクに触れることがあっても水分を吸い込むこと
が少なく接着強度が低下することなく耐久性が向上す
る。The first adhesive layer 4 and the second adhesive layer 8
Has a water absorption of 5% or less, and preferably 2% or less, so that even if it touches the ink, it absorbs little water and the durability is improved without lowering the adhesive strength.
【0046】また、第1の接着層4及び第2の接着層8
の吸油率が5%以下であり、好ましくは2%以下であ
り、インクに触れることがあっても油分を吸い込むこと
が少なく接着強度が低下することなく耐久性が向上す
る。The first adhesive layer 4 and the second adhesive layer 8
Has an oil absorption of 5% or less, and preferably 2% or less. Even if the ink comes into contact with the ink, the oil is less absorbed and the durability is improved without lowering the adhesive strength.
【0047】また、第1の接着層4及び第2の接着層8
が、2液性エポシキ樹脂であり、短時間にかつ強固に接
着することができ、生産性及び耐久性が向上する。Further, the first adhesive layer 4 and the second adhesive layer 8
However, since it is a two-part epoxy resin, it can be firmly adhered in a short time, and productivity and durability are improved.
【0048】[0048]
【発明の効果】前記したように、請求項1に記載の発明
では、インクチャネルを区画する第1の隔壁の積層方向
の長さと、第2の隔壁の積層方向の長さとを異なる長さ
にすることで、インクジェットヘッドの大きさを変える
ことなくインクの吐出量を簡単な構造で自由に変えるこ
とが可能である。As described above, according to the first aspect of the present invention, the length of the first partition that partitions the ink channel in the stacking direction and the length of the second partition in the stacking direction are set to different lengths. By doing so, it is possible to freely change the ink ejection amount with a simple structure without changing the size of the ink jet head.
【0049】請求項2に記載の発明では、第1の接着層
及び第2の接着層の厚さが10μm以下であり、インク
チャネル側に第1の接着層及び第2の接着層がはみ出す
ことなく強固に接着することができる。According to the second aspect of the present invention, the thickness of the first adhesive layer and the second adhesive layer is 10 μm or less, and the first adhesive layer and the second adhesive layer protrude toward the ink channel side. It can be firmly bonded without any.
【0050】請求項3に記載の発明では、第1の接着層
及び第2の接着層の熱膨張係数が100ppm/deg
以下であり、インクジェットヘッド1の駆動によって熱
が生じるが、この熱の影響によって膨張することが少な
く、駆動性能が損なわれることがない。According to the third aspect of the present invention, the first adhesive layer and the second adhesive layer have a thermal expansion coefficient of 100 ppm / deg.
In the following, heat is generated by driving the ink-jet head 1, but the heat is less likely to expand due to the influence of the heat, and the driving performance is not impaired.
【0051】請求項4に記載の発明では、第1の接着層
及び第2の接着層の硬さが60度以上であり、インクジ
ェットヘッドの耐久性が向上する。According to the fourth aspect of the invention, the hardness of the first adhesive layer and the second adhesive layer is 60 degrees or more, and the durability of the ink jet head is improved.
【0052】請求項5に記載の発明では、第1の接着層
及び第2の接着層の引っ張り剪断強度が10N/mm2
以上であり、インクジェットヘッドの耐久性が向上す
る。According to the fifth aspect of the present invention, the first adhesive layer and the second adhesive layer have a tensile shear strength of 10 N / mm 2.
As described above, the durability of the inkjet head is improved.
【0053】請求項6に記載の発明では、第1の接着層
及び第2の接着層の吸水率が5%以下であり、インクに
触れることがあっても接着強度が低下することなく耐久
性が向上する。According to the present invention, the first adhesive layer and the second adhesive layer have a water absorption of 5% or less, so that even if they come into contact with ink, the adhesive strength is not reduced and the durability is low. Is improved.
【0054】請求項7に記載の発明では、第1の接着層
及び第2の接着層の吸油率が5%以下であり、インクに
触れることがあっても接着強度が低下することなく耐久
性が向上する。According to the seventh aspect of the present invention, the first and second adhesive layers have an oil absorption of 5% or less, so that even if they come into contact with ink, the adhesive strength is not reduced and the durability is low. Is improved.
【0055】請求項8に記載の発明では、第1の接着層
及び第2の接着層が、2液性エポシキ樹脂であり、短時
間にかつ強固に接着することができ、生産性及び耐久性
が向上する。According to the present invention, the first adhesive layer and the second adhesive layer are two-part epoxy resins, can be firmly adhered in a short time, and have high productivity and durability. Is improved.
【図1】インクジェットヘッドを示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an inkjet head.
【図2】第1の圧電性材料基板と第2の圧電性材料基板
との積層を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating lamination of a first piezoelectric material substrate and a second piezoelectric material substrate.
【図3】インクチャネルの形成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating formation of an ink channel.
【図4】カバー基板の積層したインクジェットヘッドの
構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of an inkjet head in which cover substrates are stacked.
1 インクジェットヘッド 2 第1の圧電性材料基板 2a 第1の隔壁 3 第2の圧電性材料基板 3a 第2の隔壁 4 第1の接着層 5 インクチャネル 6 電極 7 カバー基板 8 第2の接着層 Reference Signs List 1 inkjet head 2 first piezoelectric material substrate 2a first partition 3 second piezoelectric material substrate 3a second partition 4 first adhesive layer 5 ink channel 6 electrode 7 cover substrate 8 second adhesive layer
Claims (8)
極方向に互いに対向する第1の圧電性材料基板と第2の
圧電性材料基板との間に接着層を介在して積層し、前記
第1の圧電性材料基板の第1の隔壁と前記第2の圧電性
材料基板の第2の隔壁とでインクチャネルを区画し、前
記第1の隔壁及び第2の隔壁に設けた電極に電圧を印加
して前記インクチャネルを変形させてインクを吐出する
インクジェットヘッドであり、 前記第1の隔壁の積層方向の長さと、第2の隔壁の積層
方向の長さとを異なる長さにしたことを特徴とするイン
クジェットヘッド。A first piezoelectric material substrate and a second piezoelectric material substrate which are polarized in a thickness direction of the substrate and are opposed to each other in the polarization direction; An ink channel defined by a first partition of the first piezoelectric material substrate and a second partition of the second piezoelectric material substrate, and electrodes provided on the first and second partitions. An ink jet head that applies a voltage to the ink channel to discharge the ink by deforming the ink channel, wherein the length of the first partition in the stacking direction and the length of the second partition in the stacking direction are set to different lengths. An ink jet head, characterized in that:
極方向に互いに対向する第1の圧電性材料基板と第2の
圧電性材料基板との間に第1の接着層を介在して積層
し、前記第1の圧電性材料基板の第1の隔壁と前記第2
の圧電性材料基板の第2の隔壁とでインクチャネルを区
画し、前記第1の隔壁及び第2の隔壁に電極を設け、第
2の圧電性材料基板とカバー基板との間に第2の接着層
を介在して積層し、前記電極に電圧を印加して前記イン
クチャネルを変形させてインクを吐出するインクジェッ
トヘッドであり、 前記第1の接着層及び前記第2の接着層の厚さが10μ
m以下であることを特徴とするインクジェットヘッド。2. A first adhesive layer is interposed between a first piezoelectric material substrate and a second piezoelectric material substrate which are polarized in the thickness direction of the substrate and are opposed to each other in the polarization direction. The first partition wall of the first piezoelectric material substrate and the second partition wall.
An ink channel is defined by the second partition of the piezoelectric material substrate, electrodes are provided on the first partition and the second partition, and a second electrode is provided between the second piezoelectric material substrate and the cover substrate. An ink jet head that is stacked with an adhesive layer interposed therebetween, applies a voltage to the electrode, deforms the ink channel, and discharges ink. The thickness of the first adhesive layer and the second adhesive layer is 10μ
m or less.
熱膨張係数が100ppm/deg以下であることを特
徴とする請求項2に記載のインクジェットヘッド。3. The ink jet head according to claim 2, wherein the first adhesive layer and the second adhesive layer have a coefficient of thermal expansion of 100 ppm / deg or less.
硬さが60度以上である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。4. The ink jet head according to claim 2, wherein the first and second adhesive layers have a hardness of 60 degrees or more.
引っ張り剪断強度が10N/mm2以上であることを特
徴とする請求項2に記載のインクジェットヘッド。5. The ink jet head according to claim 2, wherein the first adhesive layer and the second adhesive layer have a tensile shear strength of 10 N / mm 2 or more.
吸水率が5%以下である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。6. The ink jet head according to claim 2, wherein the first adhesive layer and the second adhesive layer have a water absorption of 5% or less.
吸油率が5%以下である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。7. The ink jet head according to claim 2, wherein said first adhesive layer and said second adhesive layer have an oil absorption of 5% or less.
が、2液性エポシキ樹脂である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。8. An ink jet head according to claim 2, wherein said first adhesive layer and said second adhesive layer are two-part epoxy resins.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000146071A JP2001322275A (en) | 2000-05-18 | 2000-05-18 | Ink jet head |
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JP2000146071A Pending JP2001322275A (en) | 2000-05-18 | 2000-05-18 | Ink jet head |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1990385A1 (en) | 2007-05-07 | 2008-11-12 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Ink for ink-jet recording |
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JP2000108349A (en) * | 1998-10-06 | 2000-04-18 | Brother Ind Ltd | Ink jet head and its production |
-
2000
- 2000-05-18 JP JP2000146071A patent/JP2001322275A/en active Pending
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