JP2004223804A

JP2004223804A - Method of manufacturing inkjet head, inkjet head, and inkjet recorder

Info

Publication number: JP2004223804A
Application number: JP2003012431A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sogami; 淳曽我美; Kazuo Nishimura; 和夫西村; Masaichiro Tachikawa; 雅一郎立川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-01-21
Filing date: 2003-01-21
Publication date: 2004-08-12

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a uniform ink-ejection performance over all the nozzle holes in an inkjet head. <P>SOLUTION: A material for forming a pressure chamber member is processed by a plurality of identical patterns by using a plurality of laser beams which are obtained by dividing a laser light radiated from the laser generating device 51 in a laser processing device 50 by using a diffraction optical device 57 to form the pressure chamber member. A piezoelectric material layer and two electrode layers are laminated such that the piezoelectric material layer is nipped by the electrode layers to form a laminated material, and then the laminated material is bonded to the pressure chamber member. After the bonding is carried out, the electrode layer of the laminated material at the opposite side of at least the piezoelectric material layer and the pressure chamber member is processed by a plurality of identical patterns by using the plurality of laser beams from the same laser processing device 50 as used in the process of forming the pressure chamber member to form an actuator. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【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の製造方法並びにインクジェットヘッド及びインクジェット式記録装置に関し、特に圧力室やノズル孔を高密度配置したものの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、インクジェット式記録装置に用いられるインクジェットヘッドはよく知られており、このインクジェットヘッドは、所定のピッチで並ぶように設けられかつインクが充填される複数の圧力室を構成するための圧力室部材と、上記複数の圧力室にそれぞれ連通しかつ圧力室と同じピッチで並ぶように設けられた複数のノズル孔を有するノズル板と、上記各圧力室内の容積が減少するように変形して、該圧力室内のインクを上記ノズル孔より吐出させるアクチュエータとを備えている。このアクチュエータは、圧電体層と該圧電体層の両面に設けられた２つの電極層とを有し、この圧電体層及び圧力室部材と反対側の電極層は、上記各圧力室に対応位置するように個別化されている。この個別化された電極層は個別電極層を構成し、他の電極層は個別化されてはおらず、共通電極層を構成する。尚、アクチュエータの共通電極層側の面には振動板層が設けられるが、上記共通電極層を振動板層と兼用したものもある。
【０００３】
そして、上記個別及び共通電極層間に電圧が印加されると、該両電極間の圧電体層が厚み方向と垂直な方向に伸縮し、この伸縮が上記振動板層に拘束されることでアクチュエータ（電圧が印加された個別電極に対応する部分）が圧力室側に凸状に撓んで変形し、この変位により圧力室内に圧力が生じ、この圧力で圧力室内のインクがノズル孔より外部へ吐出される。
【０００４】
上記のようなインクジェットヘッドを製造する方法として、例えば特許文献１には、以下のような方法が開示されている。
【０００５】
すなわち、圧力室部材を形成するための基板上に振動板層を形成し、この振動板層上に下部電極層、圧電体層及び上部電極層を順に形成する。その後、上記上部電極層及び圧電体層をエッチングによりパターニングするとともに、上記基板に対しエッチングを行って圧力室用孔を形成する。次いで、予めノズル孔を形成しておいたノズル板を、上記圧力室用孔を形成した基板（圧力室部材）に接合することで、インクジェットヘッドを製造する。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−７８００９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記圧力室、ノズル孔及び個別化された圧電体層の各ピッチは完全に同じであることが望ましい。すなわち、上記各ピッチが完全に同じであれば、各ノズル孔から同じ条件でインクが吐出され、このことで、インクの吐出量や吐出速度が全てのノズル孔で同じになるが、例えば圧力室と圧電体層とのピッチがずれていると、インクジェットヘッドの中央部では圧電体層を圧力室の中央上に配置できたとしても、ヘッド端部では、ピッチの累積誤差により圧電体層が圧力室の中央上に位置しなくなり、この結果、アクチュエータの変形量がヘッド中央部に比べて小さくなって、ノズル孔より吐出されるインクの吐出量や吐出速度が小さくなる。このようなピッチずれの影響は、圧力室やノズル孔が高密度に配置されてピッチがかなり小さい場合に顕著になる。
【０００８】
しかしながら、通常は、上記圧力室及びノズル孔の形成方法並びに圧電体層の個別化方法が互いに異なるため、ピッチずれがどうしても生じてしまう。また、上記特許文献１のように、圧力室の形成と圧電体層の個別化とをエッチングにより行うようにしても、両者のマスクパターンが互いに異なるためにエッチング時には異なるマスクを使用する必要があり、この結果、ピッチずれをなくすことは困難となる。
【０００９】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上記のようなピッチずれが生じるのを出来る限り抑制して、全てのノズル孔に亘って均一なインク吐出性能が得られるようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明では、少なくとも圧力室部材及びアクチュエータの形成を、同じレーザ加工装置を用いて行うようにした。
【００１１】
具体的には、請求項１の発明では、インクが充填される複数の圧力室を構成するための圧力室部材と、該圧力室部材に接合され、圧電体層と該圧電体層の両面にそれぞれ設けられた２つの電極層とを有し、上記各圧力室の容積が減少するように変形して各圧力室内のインクを吐出させるアクチュエータとを備えたインクジェットヘッドの製造方法を対象とする。
【００１２】
そして、上記圧力室部材を形成するための素材に対し、少なくともレーザ発生装置、回折光学素子及びレンズを有するレーザ加工装置を用いて、上記レーザ発生装置から出力されたレーザ光を上記回折光学素子によって分割して得られる複数のレーザビームにより複数の同じパターンで加工を施すことで、圧力室部材を形成する圧力室部材形成工程と、圧電体層と２つの電極層とを、該圧電体層が２つの電極層間に介在するように積層する積層工程と、上記圧力室部材形成工程で形成した圧力室部材に、上記積層工程で積層した積層物を接合する接合工程と、上記接合工程後に、上記積層物の少なくとも圧電体層及び上記圧力室部材と反対側の電極層に対し、上記圧力室部材形成工程と同じレーザ加工装置を用いて、レーザ発生装置から出力されたレーザ光を回折光学素子によって分割して得られる複数のレーザビームにより複数の同じパターンで加工を施すことで、アクチュエータを形成するアクチュエータ形成工程とを含むものとする。
【００１３】
このことにより、圧力室部材を形成するための素材に対し、レーザ加工装置を用いて、そのレーザ加工装置の回折光学素子によって分割された複数のレーザビームにより複数の同じパターンで加工を施す。つまり、各レーザビームにより所定ピッチ（相隣接する２つのレーザビームの間隔）で同じ形状の複数の圧力室用孔を同時に加工し、このことで圧力室部材を形成する。次いで、積層物の少なくとも圧電体層及び圧力室部材と反対側の電極層に対し、上記圧力室部材形成時と同じレーザ加工装置を用いて、複数のレーザビームにより複数の同じパターンで加工を施す。つまり、各レーザビームにより同じ形状に個別化することでアクチュエータを形成する。そして、上記レーザ加工装置の回折光学素子によって分割された複数のレーザビームの位置精度は、回折光学素子やレンズ（各レーザビームが被加工物上に焦点を結ぶように集光するレンズ）等によって決まるが、圧力室部材の形成時とアクチュエータの形成時とで同じレーザ加工装置を用いるので、それらの加工パターンが異なっても、圧力室用孔（圧力室）と個別化された圧電体層とのピッチはかなり高精度に一致し、それらのピッチずれを極小化することができる。よって、複数のノズル孔間でインク吐出速度や吐出量といったインク吐出性能が異なるようなことはなく、全てのノズル孔に亘って均一なインク吐出性能が得られる。
【００１４】
請求項２の発明では、インクが充填される複数の圧力室を構成するための圧力室部材と、該圧力室部材に接合され、上記複数の圧力室にそれぞれ連通する複数のノズル孔を有するノズル板と、上記圧力室部材の上記ノズル板とは反対側に接合され、圧電体層と該圧電体層の両面にそれぞれ設けられた２つの電極層とを有し、上記各圧力室の容積が減少するように変形して各圧力室内のインクを上記ノズル孔より吐出させるアクチュエータとを備えたインクジェットヘッドの製造方法を対象とする。
【００１５】
そして、上記圧力室部材を形成するための素材に対し、少なくともレーザ発生装置、回折光学素子及びレンズを有するレーザ加工装置を用いて、上記レーザ発生装置から出力されたレーザ光を上記回折光学素子によって分割して得られる複数のレーザビームにより複数の同じパターンで加工を施すことで、圧力室部材を形成する圧力室部材形成工程と、上記ノズル板を形成するための板材に対し、上記圧力室部材形成工程と同じレーザ加工装置を用いて、レーザ発生装置から出力されたレーザ光を回折光学素子によって分割して得られる複数のレーザビームにより複数の同じパターンで加工を施すことで、ノズル板を形成するノズル板形成工程と、圧電体層と２つの電極層とを、該圧電体層が２つの電極層間に介在するように積層する積層工程と、上記圧力室部材形成工程で形成した圧力室部材に、上記積層工程で積層した積層物を接合する積層物接合工程と、上記圧力室部材形成工程で形成した圧力室部材に、上記ノズル板形成工程で形成したノズル板を接合するノズル板接合工程と、上記積層物接合工程後に、上記積層物の少なくとも圧電体層及び上記圧力室部材と反対側の電極に対し、上記圧力室部材形成工程と同じレーザ加工装置を用いて、レーザ発生装置から出力されたレーザ光を回折光学素子によって分割して得られる複数のレーザビームにより複数の同じパターンで加工を施すことで、アクチュエータを形成するアクチュエータ形成工程とを含むものとする。
【００１６】
このことで、請求項１の発明と同様に圧力室部材及びアクチュエータを形成するとともに、圧力室部材形成時と同じレーザ加工装置を用いて、複数のレーザビームにより複数の同じパターンで加工を施す。つまり、各レーザビームにより同じ形状のノズル孔を同時に加工し、このことでノズル板を形成する。したがって、圧力室部材及びアクチュエータの形成に加えて、ノズル板の形成をも、同じレーザ加工装置を用いて行うので、圧力室、個別化された圧電体層及びノズル孔の各ピッチをかなり高精度に揃えることができる。よって、インク吐出性能の均一性をより一層向上させることができる。
【００１７】
請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、レーザ加工装置のレーザ発生装置から出力されたレーザ光のパルス幅が１ｐｓ以上１００ｐｓ以下であるものとする。
【００１８】
このようなパルス幅のレーザ（ピコ秒レーザ）を用いることで、微細加工を効率良くかつ容易に行うことができるとともに、被加工物の材料の選択範囲が広くて圧電体層の個別化をも容易に行うことができる。ここで、レーザ光のパルス幅は、１ｐｓよりも小さいと、帯域幅が広くなりすぎて端部に位置するレーザビームのビーム径に広がりが生じ加工精度が悪化する一方、１００ｐｓよりも大きいと、微細加工が困難になるので、１ｐｓ以上１００ｐｓ以下とすることが好ましい。
【００１９】
請求項４の発明は、インクが充填される複数の圧力室を構成するための圧力室部材と、該圧力室部材に接合され、上記複数の圧力室にそれぞれ連通する複数のノズル孔を有するノズル板と、上記圧力室部材の上記ノズル板とは反対側に接合され、圧電体層と該圧電体層の両面にそれぞれ設けられた２つの電極層とを有し、上記各圧力室の容積が減少するように変形して各圧力室内のインクを上記ノズル孔より吐出させるアクチュエータとを備えたインクジェットヘッドの発明である。
【００２０】
そして、この発明では、上記圧力室部材は、該圧力室部材を形成するための素材に対し、少なくともレーザ発生装置、回折光学素子及びレンズを有するレーザ加工装置を用いて、上記レーザ発生装置から出力されたレーザ光を上記回折光学素子によって分割して得られる複数のレーザビームにより複数の同じパターンで加工を施すことで、形成したものであり、上記アクチュエータは、圧電体層と２つの電極層とを、該圧電体層が２つの電極層間に介在するように積層した積層物における少なくとも圧電体層及び上記圧力室部材と反対側の電極に対し、上記圧力室部材を形成したときと同じレーザ加工装置を用いて、レーザ発生装置から出力されたレーザ光を回折光学素子によって分割して得られる複数のレーザビームにより複数の同じパターンで加工を施すことで、形成したものであるとする。
【００２１】
この発明により、請求項１の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００２２】
請求項５の発明では、インクが充填される複数の圧力室を構成するための圧力室部材と、該圧力室部材に接合され、上記複数の圧力室にそれぞれ連通する複数のノズル孔を有するノズル板と、上記圧力室部材の上記ノズル板とは反対側に接合され、圧電体層と該圧電体層の両面にそれぞれ設けられた２つの電極層とを有し、上記各圧力室の容積が減少するように変形して各圧力室内のインクを上記ノズル孔より吐出させるアクチュエータとを備えたインクジェットヘッドを対象とする。
【００２３】
そして、上記圧力室部材は、該圧力室部材を形成するための素材に対し、少なくともレーザ発生装置、回折光学素子及びレンズを有するレーザ加工装置を用いて、上記レーザ発生装置から出力されたレーザ光を上記回折光学素子によって分割して得られる複数のレーザビームにより複数の同じパターンで加工を施すことで、形成したものであり、上記ノズル板は、該ノズル板を形成するための板材に対し、上記圧力室部材を形成したときと同じレーザ加工装置を用いて、レーザ発生装置から出力されたレーザ光を回折光学素子によって分割して得られる複数のレーザビームにより複数の同じパターンで加工を施すことで、形成したものであり、上記アクチュエータは、圧電体層と２つの電極層とを、該圧電体層が２つの電極層間に介在するように積層した積層物における少なくとも圧電体層及び上記圧力室部材と反対側の電極に対し、上記圧力室部材を形成したときと同じレーザ加工装置を用いて、レーザ発生装置から出力されたレーザ光を回折光学素子によって分割して得られる複数のレーザビームにより複数の同じパターンで加工を施すことで、形成したものであるとする。
【００２４】
このことにより、請求項２の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００２５】
請求項６の発明は、インクジェット式記録装置の発明であり、この発明では、請求項４又は５記載のインクジェットヘッドと、上記インクジェットヘッドと記録媒体とを相対移動させる相対移動手段とを備え、上記相対移動手段によりインクジェットヘッドが記録媒体に対して相対移動しているときに、該インクジェットヘッドのノズル孔から圧力室内のインクを記録媒体に吐出させて記録を行うように構成されているものとする。このことで、印字性能が極めて良好な記録装置が容易に得られる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係るインクジェット式記録装置を概略的に示す。この記録装置は、インクを後述の如く記録媒体としての記録紙４１に吐出するインクジェットヘッド１を備えており、このインクジェットヘッド１の上面には、上記インクを収容するインクカートリッジ３５が装着されている。このインクジェットヘッド１はキャリッジ３１に支持固定され、このキャリッジ３１には、図示を省略するキャリッジモータが設けられ、このキャリッジモータにより上記インクジェットヘッド１及びキャリッジ３１が主走査方向（図１及び図２に示すＸ方向）に延びるキャリッジ軸３２にガイドされてその方向に往復動するようになっている。このキャリッジ３１、キャリッジ軸３２及びキャリッジモータにより、インクジェットヘッド１と記録紙４１とを主走査方向に相対移動させる相対移動手段が構成されている。
【００２７】
上記記録紙４１は、図示を省略する搬送モータによって回転駆動される２つの搬送ローラ４２に挟まれていて、この搬送モータ及び各搬送ローラ４２により、上記インクジェットヘッド１の下側において上記主走査方向と垂直な副走査方向（図１及び図２に示すＹ方向）に搬送されるようになっている。この搬送モータ及び各搬送ローラ４２により、インクジェットヘッド１と記録紙４１とを副走査方向に相対移動させる相対移動手段が構成されている。
【００２８】
上記インクジェットヘッド１は、図３及び図４に示すように、その上下方向略中央部にステンレス鋼板からなる圧力室部材２を備えている。この圧力室部材２には、図５に示すように、複数（図では簡略化のために７つしか記載していないが、この実施形態では、後述の回折光学素子５７（図１１参照）によるレーザ光の分割数と同じ４００個ある）の圧力室用孔２ａが該圧力室部材２の厚み方向両面（上下面）にそれぞれ開口するように形成されている。この各圧力室用孔２ａは、上記主走査方向に延びる長孔形状をなしていて、上記副走査方向に所定ピッチｐで並設されている。
【００２９】
上記圧力室部材２の厚み方向一方の面（下面）には、インク流路部材３を介してノズル板１８が接着により接合されている一方、他方の面（上面）には、圧電アクチュエータ２２が接着により接合されている。そして、上記圧力室部材２の複数の圧力室用孔２ａの上下開口が、上記インク流路部材３及び圧電アクチュエータ２２により覆われることで、インクが充填される複数の圧力室１１がそれぞれ構成されることになる。
【００３０】
上記インク流路部材３は、１つの第１部材４と１つの第２部材５と３つの第３部材６とがこの順に重ね合わされて構成されたものであり、これら第１〜第３部材４〜６はステンレス鋼板からなっており、第２部材５の板厚は第１及び第３部材４，６よりも薄くなっている。このインク流路部材３内には、上記圧力室部材２の各圧力室用孔２ａにおける下側の開口にそれぞれ接続された複数のインク供給通路１２及びインク吐出通路１３と、この各インク供給通路１２とそれぞれ接続された複数のインク供給口１４と、この各インク供給口１４とそれぞれ接続されかつ上記副走査方向に延びる１つの共通インク室１５とが形成されている。この共通インク室１５は、図示は省略するが、上記インクカートリッジ３５と接続されており、このインクカートリッジ３５より共通インク室１５内にインクが供給されるようになっている。
【００３１】
上記インク流路部材３の第１部材４には、図６に示すように、上記各インク供給通路１２を構成するための複数の供給通路用孔４ａと、上記各インク吐出通路１３を構成するための複数の吐出通路用孔４ｂとが形成されている。また、上記第２部材５には、図７に示すように、上記各インク供給口１４を構成するための供給口用孔５ａと、上記各インク吐出通路１３を構成するための複数の吐出通路用孔５ｂとが形成されている。さらに、上記第３部材６には、上記各インク吐出通路１３を構成するための複数の吐出通路用孔６ａが形成されているとともに、共通インク室１５に相当する部分が取り除かれている。そして、第１部材４の供給通路用孔４ａ及び吐出通路用孔４ｂ、第２部材５の供給口用孔５ａ及び吐出通路用孔５ｂ並びに第３部材６の吐出通路用孔６ａは、各々、上記圧力室部材２の圧力室用孔２ａと同様に、上記副走査方向に所定ピッチｐで並設されている。
【００３２】
上記ノズル板１８は、ステンレス鋼板からなっていて、上記インク流路部材３内の各インク吐出通路１３とそれぞれ接続された複数のノズル孔１８ａを有している。すなわち、この各ノズル孔１８ａは上記各圧力室１１にそれぞれ連通しており、上記圧電アクチュエータ２２の作動によって圧力室１１内のインクが各ノズル孔１８ａより記録紙４１に吐出されるようになっている。そして、上記各ノズル孔１８ａは、ノズル径がノズル先端側（下側）に向かって小さくなるテーパ部１８ｂと、該テーパ部１８ｂのノズル先端側に設けられたストレート部１８ｃとからなっているとともに、図９に示すように、上記圧力室部材２の圧力室用孔２ａと同様に、上記副走査方向に所定ピッチｐで並設されている。
【００３３】
上記圧電アクチュエータ２２は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる厚さ２〜３μｍの圧電体層２３と、この圧電体層２３の上記圧力室部材２と反対側の面に設けられたＰｔからなる厚さ０．１μｍ程度の上部電極層２４と、圧電体層２３の圧力室部材２側の面に設けられたＣｒからなる厚さ５μｍ程度の下部電極層２５とを有している。
【００３４】
上記圧電体層２３及び上部電極層２４は、図２に示す形状にパターン化されて個別化され、上部電極層２４は個別電極層を構成している。つまり、複数（この実施形態では、４００）の個別化された圧電体層２３及び上部電極層２４が、上記各圧力室１１上にそれぞれ対応位置して上記副走査方向に所定ピッチｐで並ぶようになされている。上記個別化された上部電極層２４において、各圧力室１１上に対応位置する部分は駆動部２７とされ、この駆動部２７の端部から上記主走査方向に延びる部分は配線部２８とされ、この配線部２８の駆動部２７と反対側の端部に設けられた部分は端子部２９とされている。この各端子部２９は、駆動回路を有するドライバＩＣの各端子とそれぞれ接続されており、このドライバＩＣより端子部２９及び配線部２８を介して駆動部２７に電圧が印加されるようになっている。
【００３５】
一方、上記下部電極層２５は、パターン化されてはおらず、共通電極を構成しているとともに、振動板層としての役割をも果たしている。
【００３６】
上記圧電アクチュエータ２２は、上記個別化された上部電極層２４（駆動部２７）及び下部電極層２５間に電圧を印加することで、各圧力室１１の容積が減少するように変形して各圧力室１１内のインクをインク吐出通路１３を介してノズル孔１８ａより吐出させるようになっている。すなわち、上部電極層２４及び下部電極層２５間にパルス状の電圧を印加すると、そのパルス電圧の立ち上がりにより圧電体層２３が圧電効果によりその厚み方向と垂直な幅方向に収縮するのに対し、両電極層２４，２５は収縮しないので、いわゆるバイメタル効果により圧電アクチュエータ２２の圧力室１１に対応する部分が圧力室１１側へ凸状に撓んで変形する。この撓み変形により圧力室１１内に圧力が生じ、この圧力で圧力室１１内のインクがインク吐出通路１３を経由してノズル孔１８ａよりインク滴として記録紙４１へ吐出されて、該記録紙４１上にドット状に付着することとなる。そして、上記パルス電圧の立ち下がりにより圧電体層２３が伸長して圧電アクチュエータ２２の圧力室１１に対応する部分が元の状態に復帰し、このとき、圧力室１１内には上記共通インク室１５よりインク供給口１４及びインク供給通路１２を介してインクが充填される。
【００３７】
上記圧電クチュエータ２２への駆動電圧の印加は、インクジェットヘッド１及びキャリッジ３１を主走査方向において記録紙４１の一端から他端まで略一定速度で移動させているときに所定時間（例えば５０μｓ程度：駆動周波数２０ｋＨｚ）毎に行われ（但し、インクジェットヘッド１が記録紙４１においてインク滴を着弾させない箇所に達したときには電圧が印加されない）、このことで、記録紙４１の所定位置にインク滴を着弾させる。そして、１走査分の記録が終了すると、搬送モータ及び各搬送ローラ４２により記録紙４１を副走査方向に所定量搬送し、再度、インクジェットヘッド１及びキャリッジ３１を主走査方向に移動させながらインク滴を吐出させて、新たな１走査分の記録を行う。この動作を繰り返すことによって、記録紙４１全体に所望の画像が形成される。
【００３８】
次に、上記インクジェットヘッド１の製造方法の概略手順について、図１０により説明する。
【００３９】
先ず、図１０（ａ）に示すように、成膜基板４５上に、上部電極層２４、圧電体層２３及び下部電極層２５をこの順にスパッタ法により形成することで、圧電体層２３が上部電極層２４及び下部電極層２５間に介在した積層物４６を形成する。尚、上記各層２３〜２５の形成は、スパッタ法に限らず、他の方法（例えばゾル−ゲル法等）を用いて行ってもよい。
【００４０】
一方、上記積層物４６の形成とは別個に、後述の方法で圧力室部材２、インク流路部材３及びノズル板１８を形成する。
【００４１】
続いて、図１０（ｂ）に示すように、上記形成した圧力室部材２の一方の面に、上記積層物４６の下部電極層２５を接着により接合し、その後、図１０（ｃ）に示すように、上記成膜基板４５をエッチングにより除去する。
【００４２】
次いで、図１０（ｄ）に示すように、上記積層物４６の圧電体層２３及び上部電極層２４（圧力室部材２と反対側の電極層）を、後述の方法で個別化する。
【００４３】
続いて、図１０（ｅ）に示すように、上記形成した圧力室部材２の他方の面に、アライメントを行って、上記形成したインク流路部材３を接着により接合し、その後、図１０（ｆ）に示すように、そのインク流路部材３の圧力室部材２と反対側の面に、アライメントを行って、上記形成したノズル板１８を接着により接合することで、インクジェットヘッド１が完成する。
【００４４】
尚、予めインク流路部材３とノズル板１８とを接合しておいて、このノズル板１８を接合したインク流路部材３を、圧力室部材２に接合するようにしてもよい。また、上記積層物４６の圧電体層２３及び上部電極層２４の個別化は、圧力室部材２にインク流路部材３（予めノズル板１８を接合したものであってもよい）を接合した後に行ってもよい。
【００４５】
ここで、上記圧力室部材２、インク流路部材３及びノズル板１８の形成並びに積層物４６の圧電体層２３及び上部電極層２４の個別化の方法について詳述する。
【００４６】
先ず、圧力室部材２の形成方法について説明するに、この圧力室部材２の形成には、図１１に示すようなレーザ加工装置５０を用いる。このレーザ加工装置５０は、超短パルス幅のレーザ光を出力するレーザ発生装置５１を有している。このレーザ発生装置５１から出力されるレーザ光のパルス幅は、１ｐｓ以上１００ｐｓ以下であることが好ましい。これは、１ｐｓよりも小さいと、帯域幅が広くなりすぎて、後述の回折光学素子５７により分割される複数のレーザビームのうち端部に位置するレーザビームのビーム径に広がり生じ加工精度が悪化する一方、１００ｐｓよりも大きいと、微細加工が困難になるからである。この実施形態では、レーザ発生装置５１は、Ｎｄ：ＹＬＦレーザ媒質を有していて、波長１０５３ｎｍ、パルス幅１６ｐｓのレーザ光を１ｋＨｚの繰り返し周波数で出力するようにしている。
【００４７】
図１１において、５２は、レーザ光の向きを変える反射鏡であり、２つ設けられている。５３は、レーザ光の透過及び遮断を制御するシャッターである。このシャッターは、加工開始までは閉じていて、レーザ光を完全に遮断している。５４は、レーザ光の透過量を制御して加工に最適な光量に調節するアテネータであり、５５は、複数のレンズからなりレーザ光のビーム径を拡大する（この実施形態では、φ１ｍｍからφ１０ｍｍに拡大する）ビームエキスパンダである。５６は、ＰＺＴを駆動源としてミラーの角度を変化させてレーザ光の反射方向を制御するスキャンミラーである。５７は、入力レーザ光を複数（この実施形態では、４００）のレーザビームに分割（分散）して出力する回折光学素子（回折格子）であり、５８は、この回折光学素子５７によって分割された各レーザビームが被加工物５９上で焦点を結ぶように集光する集光レンズ群である。この被加工物５９は、２軸のＸＹステージ（図示せず）上に保持されており、このＸＹステージによって、被加工物に当たるレーザビームと略垂直な平面上を自在に移動可能になされている。
【００４８】
上記レーザ加工装置５０において、レーザ発生装置５１から出力されたレーザ光は、反射鏡５２によって反射されて向きを変えた後、シャッター５３を通過して、アテネータ５４により光量が調節され、続いて、別の反射鏡５２によって反射されて向きを変えた後、ビームエキスパンダ５５によりビーム径が拡大され、次いで、スキャンミラー５６によって反射されて向きを変え、その後、回折光学素子５７によって分割されて複数のレーザビームとなり、この各レーザビームが集光レンズ群５８によって被加工物５９上に焦点を結ぶ。
【００４９】
上記レーザ加工装置５１を用いて圧力室部材２を形成するには、先ず、上記ＸＹステージ上に、被加工物として、圧力室部材２と同じ厚み及び形状（矩形状）を有するステンレス鋼板（圧力室部材２を形成するための素材）を載せ、その後にシャッター５３を開く。すると、レーザ発生装置５１から出力されたレーザ光が回折光学素子５７によって分割されて４００個のレーザビームとなり、この各レーザビームが集光レンズ群５８によって、上記ステンレス鋼板上に焦点を結ぶ。そして、スキャンミラー５６を駆動するとともに、ＸＹステージによってステンレス鋼板を平面上で移動させる（スキャンミラー５６を駆動するだけでもよく、ＸＹステージによってステンレス鋼板を平面上で移動させるだけでもよい）ことで、４００個のレーザビームにより４００個の同じパターンで加工を施す。すなわち、スキャンミラー５６の駆動及びＸＹステージによるステンレス鋼板の移動により、各レーザビームのステンレス鋼板に対する当接位置の軌跡を任意に描くことができ、その軌跡に沿った加工を複数個同時に行う。ここでは、各レーザビームの軌跡を長孔形状にして圧力室用孔２ａを加工する。こうして４００個の圧力室用孔２ａを同じパターンで同時に加工し、このことで、圧力室部材２を形成する。この圧力室部材２の圧力室用孔２ａのピッチは、相隣接する２つのレーザビームの間隔と同じであり、上記所定ピッチｐとなるようになっている。
【００５０】
上記ノズル板１８の形成も、上記圧力室部材２の形成と同様であり、ノズル板１８と同じ厚み及び形状（矩形状）を有するステンレス鋼板（ノズル板１８を形成するための板材）に対して、上記圧力室部材２を形成したときと同じレーザ加工装置５０を用いて、レーザ発生装置５１から出力されたレーザ光を回折光学素子５７によって分割して得られる複数のレーザビームにより複数の同じパターンで加工を施す。つまり４００個のノズル孔１８ａを同じパターンで同時に加工し、このことで、ノズル板１８を形成する。
【００５１】
上記ノズル孔１８ａの加工は、ミリング加工により行う。具体的には、或る径を出発として径を減少させながら中心に向かってらせん状に描くと所定深さの層が除去され、最外径を徐々に小さくしながら一層一層加工するとテーパ形状となり、テーパ部１８ｂが得られる。そして、最後に所望の径で円周上に加工すると、ストレート部１８ｃが得られる。
【００５２】
上記ノズル板１８のノズル孔１８ａのピッチは、上記圧力室部材２を形成したときと同じレーザ加工装置５０を用いたので、圧力室用孔２ａのピッチと同じであり、しかも、各レーザビームの位置精度は回折光学素子５７や集光レンズ群５８によって決まるが、これら回折光学素子５７や集光レンズ群５８は、上記圧力室部材２を形成したときと同じであるので、圧力室部材２の形成時とノズル板１８の形成時とで加工パターンは異なっても、圧力室用孔２ａとノズル孔１８ａとのピッチはかなり高精度に一致する。
【００５３】
また、上記圧力室部材２の形成と同様にして、該圧力室部材２を形成したときと同じレーザ加工装置５０を用いて、インク流路部材３の第１〜第３部材４〜６をそれぞれ形成し、これら第１〜第３部材４〜６を、アライメントを行って互いに接着により接合することで、インク流路部材３を形成することができる。
【００５４】
次に、上記圧力室部材２と接合された積層物４６の圧電体層２３及び上部電極層２４の個別化方法について説明する。
【００５５】
先ず、圧力室部材２と接合された積層物４６を、該積層物４６が上側になるようにＸＹステージ上に載せる。このとき、ＸＹステージに対して、積層物４６を、上記圧力室部材２を形成したときと同じ位置になるように位置合わせをする。
そして、その積層物４６の最も上側の層、つまり上部電極層２４に対して、上記圧力室部材２を形成したときと同じレーザ加工装置５０を用いて、レーザ発生装置５１から出力されたレーザ光を回折光学素子５７によって分割して得られる複数のレーザビームにより複数の同じパターンで加工を施す。つまり、駆動部２７、配線部２８及び端子部２９となる部分の周囲を溝状に加工して上部電極層２４を個別化する。
【００５６】
続いて、上記上部電極層２４と同様に、その下側の圧電体層２３に対して、上記圧力室部材２を形成したときと同じレーザ加工装置５０を用いて、複数の同じパターンで加工を施す。つまり、上部電極層２４と同じ部分を溝状に加工して圧電体層２３を個別化し、このことで、圧電体層２３及び上部電極層２４が個別化された圧電アクチュエータ２２を形成する。こうして得られた圧電アクチュエータ２２の個別化された圧電体層２３及び上部電極層２４のピッチは、圧力室用孔２ａのピッチとかなり高精度に一致する。尚、圧電体層２３と上部電極層２４とを同時に個別化するようにしてもよい。
【００５７】
したがって、上記実施形態では、圧力室部材２、インク流路部材３及びノズル板１８の形成並びに積層物４６の圧電体層２３及び上部電極層２４の個別化を、同じレーザ加工装置５０を用いて行うようにしたので、圧力室用孔２ａ（圧力室１１）、インク供給通路１２、インク吐出通路１３、インク供給口、ノズル孔１８ａ及び個別化された圧電体層２３の各ピッチをかなり高精度に揃えることができ、それらのピッチずれを極小化することができる。この結果、圧電アクチュエータ２２、圧力室部材２、インク流路部材３及びノズル板１８を互いに接合した状態で、個別化された圧電体層２３、圧力室１１、ノズル孔１８ａ等の互いの位置関係を、インクジェットヘッド１の副走査方向中央部においても端部においても同じにすることができる。よって、複数のノズル孔１８ａ間でインク吐出速度や吐出量といったインク吐出性能が異なるようなことはなく、全てのノズル孔１８ａに亘って均一なインク吐出性能が得られる。また、上記ピッチずれの影響は、ピッチが小さくなる程、大きくなるので、特に圧力室１１やノズル孔１８ａを高密度配置したものに有効となる。
【００５８】
尚、上記実施形態では、圧力室部材２、インク流路部材３、ノズル板１８及び圧電アクチュエータ２２の形成を、同じレーザ加工装置５０を用いて行ったが、圧力室部材２及び圧電アクチュエータ２２の形成のみを同じレーザ加工装置５０を用いて行うようにしても、インク吐出性能の均一性をかなり向上させることができる。また、圧力室部材２及び圧電アクチュエータ２２の形成に加えて、ノズル板１８の形成をも同じレーザ加工装置５０を用いて行えば、上記実施形態と略同じ程度の均一性が得られる。
【００５９】
また、上記実施形態では、下部電極層２５を振動板層と兼用したが、下部電極層２５の圧力室部材２側に振動層を別途に設けるようにしてもよい。この場合は、圧電体層２３及び上部電極層２４に加えて、下部電極層２５を個別化するようにしてもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、少なくとも圧力室部材及びアクチュエータの形成を、同じレーザ加工装置を用いて行うようにしたことにより、全てのノズル孔に亘って均一なインク吐出性能が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェット式記録装置を示す概略斜視図である。
【図２】インクジェットヘッドを示す平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】圧力室部材を示す平面図である。
【図６】インク流路部材の第１部材を示す平面図である。
【図７】インク流路部材の第２部材を示す平面図である。
【図８】インク流路部材の第３部材を示す平面図である。
【図９】ノズル板を示す平面図である。
【図１０】インクジェットヘッドの製造方法を概略的に示す図である。
【図１１】レーザ加工装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１インクジェットヘッド
２圧力室部材
１１圧力室
１８ノズル板
２２圧電アクチュエータ
２３圧電体層
２４上部電極層（圧力室部材と反対側の電極層）
２５下部電極層
３１キャリッジ（相対移動手段）
３２キャリッジ軸（相対移動手段）
４１記録紙（記録媒体）
４６積層物
５０レーザ加工装置
５１レーザ発生装置
５７回折光学素子
５８集光レンズ群[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an ink jet head, an ink jet head, and an ink jet recording apparatus, and particularly to the technical field of high density arrangement of pressure chambers and nozzle holes.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an ink jet head used in an ink jet type recording apparatus is well known, and the ink jet head is provided so as to be arranged at a predetermined pitch and is a pressure chamber for forming a plurality of pressure chambers filled with ink. The member, a nozzle plate having a plurality of nozzle holes communicated with the plurality of pressure chambers and provided so as to be arranged at the same pitch as the pressure chambers, and deformed so that the volume of each of the pressure chambers is reduced, An actuator for discharging the ink in the pressure chamber from the nozzle hole. This actuator has a piezoelectric layer and two electrode layers provided on both sides of the piezoelectric layer, and the electrode layer on the opposite side to the piezoelectric layer and the pressure chamber member is located at a position corresponding to each of the pressure chambers. It is personalized to be. The individualized electrode layers constitute individual electrode layers, and the other electrode layers are not individualized and constitute common electrode layers. Although a diaphragm layer is provided on the surface of the actuator on the side of the common electrode layer, there is a type in which the above-mentioned common electrode layer is also used as the diaphragm layer.
[0003]
Then, when a voltage is applied between the individual and common electrode layers, the piezoelectric layer between the two electrodes expands and contracts in a direction perpendicular to the thickness direction, and the expansion and contraction is restrained by the diaphragm layer. The portion corresponding to the individual electrode to which the voltage is applied) is bent and deformed in a convex manner toward the pressure chamber, and this displacement generates a pressure in the pressure chamber, and the ink in the pressure chamber is ejected from the nozzle hole to the outside by this pressure. You.
[0004]
As a method of manufacturing the above-described inkjet head, for example, Patent Document 1 discloses the following method.
[0005]
That is, a diaphragm layer is formed on a substrate for forming a pressure chamber member, and a lower electrode layer, a piezoelectric layer, and an upper electrode layer are sequentially formed on the diaphragm layer. Thereafter, the upper electrode layer and the piezoelectric layer are patterned by etching, and the substrate is etched to form a pressure chamber hole. Subsequently, an ink jet head is manufactured by joining the nozzle plate in which the nozzle holes are formed in advance to the substrate (pressure chamber member) in which the pressure chamber holes are formed.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-11-78009
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, it is desirable that the pitches of the pressure chambers, the nozzle holes, and the individualized piezoelectric layers are completely the same. That is, if the above-mentioned pitches are completely the same, ink is ejected from each nozzle hole under the same conditions. As a result, the amount and speed of ink ejection become the same for all nozzle holes. If the pitch between the piezoelectric layer and the piezoelectric layer is shifted, even if the piezoelectric layer can be arranged at the center of the pressure chamber at the center of the ink jet head, the piezoelectric layer may be pressurized at the end of the head due to the accumulated pitch error. As a result, the amount of deformation of the actuator becomes smaller than that of the center of the head, so that the amount and speed of ink ejected from the nozzle holes become smaller. The effect of such a pitch shift becomes remarkable when the pressure chambers and nozzle holes are arranged at high density and the pitch is considerably small.
[0008]
However, usually, since the method of forming the pressure chamber and the nozzle hole and the method of individualizing the piezoelectric layer are different from each other, a pitch shift is inevitably generated. Further, even if the formation of the pressure chamber and the individualization of the piezoelectric layer are performed by etching as in Patent Document 1, it is necessary to use different masks at the time of etching because the mask patterns of the two are different from each other. As a result, it is difficult to eliminate the pitch shift.
[0009]
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to minimize the occurrence of the above-described pitch shift and to achieve uniform ink ejection performance over all nozzle holes. Is to be obtained.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, at least the pressure chamber member and the actuator are formed using the same laser processing apparatus.
[0011]
Specifically, in the invention of claim 1, a pressure chamber member for forming a plurality of pressure chambers filled with ink, and a pressure chamber member joined to the pressure chamber member, and a piezoelectric layer and both surfaces of the piezoelectric layer The present invention is directed to a method for manufacturing an ink jet head having two electrode layers respectively provided, and an actuator which is deformed so as to reduce the volume of each pressure chamber and discharges ink in each pressure chamber.
[0012]
Then, with respect to the material for forming the pressure chamber member, using a laser processing device having at least a laser generator, a diffractive optical element and a lens, the laser light output from the laser generator is diffracted by the diffractive optical element. A plurality of laser beams obtained by the division are processed in a plurality of the same patterns to form a pressure chamber member forming step of forming a pressure chamber member, and a piezoelectric layer and two electrode layers are formed. A laminating step of laminating so as to be interposed between the two electrode layers, a joining step of joining the laminate laminated in the laminating step to the pressure chamber member formed in the pressure chamber member forming step, and At least the piezoelectric layer of the laminate and the electrode layer on the side opposite to the pressure chamber member are output from the laser generator using the same laser processing apparatus as in the pressure chamber member forming step. A plurality of laser beams obtained the laser light is split by a diffractive optical element by performing processing in a plurality of the same patterns, it shall include an actuator forming step of forming an actuator.
[0013]
As a result, the material for forming the pressure chamber member is processed in a plurality of same patterns by using a laser processing apparatus with a plurality of laser beams divided by a diffractive optical element of the laser processing apparatus. In other words, a plurality of pressure chamber holes having the same shape are simultaneously processed at a predetermined pitch (interval between two adjacent laser beams) by each laser beam, thereby forming a pressure chamber member. Next, at least the piezoelectric layer and the electrode layer on the side opposite to the pressure chamber member of the laminate are processed in a plurality of same patterns by a plurality of laser beams using the same laser processing apparatus as that used for forming the pressure chamber member. . That is, the actuator is formed by individualizing each laser beam into the same shape. The positional accuracy of the plurality of laser beams divided by the diffractive optical element of the laser processing apparatus is determined by a diffractive optical element, a lens (a lens that condenses each laser beam so as to focus on the workpiece), or the like. Although the same laser processing device is used for forming the pressure chamber member and for forming the actuator, even if the processing patterns are different, the pressure chamber holes (pressure chambers) and the individualized piezoelectric layer The pitches of the pitches coincide with a very high degree of accuracy, and their pitch deviation can be minimized. Therefore, the ink discharge performance such as the ink discharge speed and the discharge amount does not differ among the plurality of nozzle holes, and uniform ink discharge performance can be obtained over all the nozzle holes.
[0014]
According to the second aspect of the present invention, a nozzle having a plurality of pressure chambers for forming a plurality of pressure chambers filled with ink and a plurality of nozzle holes joined to the pressure chamber members and communicating with the plurality of pressure chambers, respectively. Plate, the pressure chamber member is joined to the opposite side of the nozzle plate, and has a piezoelectric layer and two electrode layers respectively provided on both surfaces of the piezoelectric layer. The present invention is directed to a method of manufacturing an ink jet head including an actuator which is deformed so as to decrease and discharges ink in each pressure chamber from the nozzle hole.
[0015]
Then, with respect to the material for forming the pressure chamber member, using a laser processing device having at least a laser generator, a diffractive optical element and a lens, the laser light output from the laser generator is diffracted by the diffractive optical element. A pressure chamber member forming step of forming a pressure chamber member by processing a plurality of laser beams obtained by division in a plurality of the same patterns, and a pressure chamber member for a plate material for forming the nozzle plate. Using the same laser processing device as in the forming process, the nozzle plate is formed by processing the laser light output from the laser generator in multiple identical patterns with multiple laser beams obtained by splitting with a diffractive optical element. Forming a nozzle plate, and laminating a piezoelectric layer and two electrode layers such that the piezoelectric layer is interposed between the two electrode layers. A laminate joining step of joining the laminate laminated in the laminating step to the pressure chamber member formed in the pressure chamber member forming step; and a nozzle plate in the pressure chamber member formed in the pressure chamber member forming step. A nozzle plate joining step of joining the nozzle plates formed in the forming step, and after the laminate joining step, the pressure chamber member forming step is performed on at least the piezoelectric layer of the laminate and the electrode opposite to the pressure chamber member. Using the same laser processing device as above, the laser beam output from the laser generator is processed by a plurality of laser beams obtained by dividing the laser light by a diffractive optical element in a plurality of the same patterns, thereby forming an actuator. And a process.
[0016]
Thus, the pressure chamber member and the actuator are formed in the same manner as in the first aspect of the present invention, and processing is performed in a plurality of same patterns by a plurality of laser beams using the same laser processing apparatus used when forming the pressure chamber member. That is, nozzle holes of the same shape are simultaneously processed by each laser beam, thereby forming a nozzle plate. Therefore, in addition to the formation of the pressure chamber member and the actuator, the nozzle plate is also formed using the same laser processing apparatus, so that the pitch of the pressure chamber, the individualized piezoelectric layer, and the pitch of the nozzle hole can be considerably high. Can be aligned. Therefore, the uniformity of the ink ejection performance can be further improved.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the pulse width of the laser light output from the laser generator of the laser processing apparatus is 1 ps or more and 100 ps or less.
[0018]
By using a laser having such a pulse width (picosecond laser), fine processing can be performed efficiently and easily, and the selection range of the material of the workpiece is wide, so that individualization of the piezoelectric layer is also possible. It can be done easily. Here, if the pulse width of the laser beam is smaller than 1 ps, the bandwidth becomes too wide and the beam diameter of the laser beam located at the end is widened to deteriorate the processing accuracy. Since fine processing becomes difficult, it is preferable to set it to 1 ps or more and 100 ps or less.
[0019]
The invention according to claim 4 is a nozzle having a plurality of pressure chambers for forming a plurality of pressure chambers filled with ink, and a plurality of nozzle holes joined to the pressure chamber members and communicating with the plurality of pressure chambers, respectively. Plate, the pressure chamber member is joined to the opposite side of the nozzle plate, and has a piezoelectric layer and two electrode layers respectively provided on both surfaces of the piezoelectric layer. An ink jet head comprising an actuator which is deformed so as to decrease and discharges ink in each pressure chamber from the nozzle hole.
[0020]
According to the present invention, the pressure chamber member outputs the material for forming the pressure chamber member from the laser generator using at least a laser processing device having a laser generator, a diffractive optical element, and a lens. The laser beam is formed by processing a plurality of laser beams obtained by dividing the laser beam by the diffractive optical element in a plurality of the same patterns, and the actuator has a piezoelectric layer and two electrode layers. The same laser processing as when forming the pressure chamber member is performed on at least the piezoelectric layer and the electrode on the side opposite to the pressure chamber member in a laminate in which the piezoelectric layer is interposed between two electrode layers. A plurality of laser beams output from a laser generator by a diffractive optical element. By performing the processing in emissions, and is obtained by forming.
[0021]
According to the present invention, the same function and effect as those of the first aspect can be obtained.
[0022]
According to the fifth aspect of the present invention, there is provided a nozzle having a plurality of pressure chambers for forming a plurality of pressure chambers filled with ink, and a plurality of nozzle holes joined to the pressure chamber members and communicating with the plurality of pressure chambers. Plate, the pressure chamber member is joined to the opposite side of the nozzle plate, and has a piezoelectric layer and two electrode layers respectively provided on both surfaces of the piezoelectric layer. The present invention is directed to an inkjet head including an actuator that is deformed so as to decrease and discharges ink in each pressure chamber from the nozzle hole.
[0023]
The pressure chamber member is formed on a material for forming the pressure chamber member by using a laser processing device having at least a laser generator, a diffractive optical element, and a lens, and a laser beam output from the laser generator. Is processed by a plurality of same patterns by a plurality of laser beams obtained by dividing by the diffractive optical element, and the nozzle plate is formed with respect to a plate material for forming the nozzle plate. Using the same laser processing apparatus as when forming the pressure chamber member, performing processing in a plurality of same patterns with a plurality of laser beams obtained by dividing a laser beam output from the laser generator by a diffractive optical element. In the actuator, the piezoelectric layer and the two electrode layers are arranged such that the piezoelectric layer is interposed between the two electrode layers. For at least the piezoelectric layer and the electrode on the opposite side of the pressure chamber member in the laminated product, using the same laser processing apparatus as when forming the pressure chamber member, the laser light output from the laser generator It is assumed that the laser beam is formed by processing a plurality of same patterns with a plurality of laser beams obtained by division by a diffractive optical element.
[0024]
Thus, the same function and effect as the second aspect of the invention can be obtained.
[0025]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an inkjet recording apparatus. In the present invention, the inkjet head includes the inkjet head according to the fourth or fifth aspect, and a relative moving unit that relatively moves the inkjet head and a recording medium. When the ink jet head is relatively moved with respect to the recording medium by the relative moving means, the ink is ejected from the nozzle holes of the ink jet head to the recording medium to perform recording. . This makes it easy to obtain a recording apparatus with extremely good printing performance.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows an ink jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention. This recording apparatus includes an ink jet head 1 for discharging ink onto a recording paper 41 as a recording medium as described later, and an ink cartridge 35 containing the ink is mounted on an upper surface of the ink jet head 1. . The inkjet head 1 is supported and fixed to a carriage 31. The carriage 31 is provided with a carriage motor (not shown). The carriage motor causes the inkjet head 1 and the carriage 31 to move in the main scanning direction (see FIGS. 1 and 2). (In the X direction shown), and is guided by a carriage shaft 32 which reciprocates in that direction. The carriage 31, the carriage shaft 32, and the carriage motor constitute a relative moving unit that relatively moves the inkjet head 1 and the recording paper 41 in the main scanning direction.
[0027]
The recording paper 41 is sandwiched between two transport rollers 42 that are driven to rotate by a transport motor (not shown). The transport motor and the transport rollers 42 allow the recording paper 41 to be moved below the inkjet head 1 in the main scanning direction. Are transported in a sub-scanning direction (Y direction shown in FIGS. 1 and 2) perpendicular to the vertical direction. The transport motor and the transport rollers 42 constitute a relative moving unit that relatively moves the inkjet head 1 and the recording paper 41 in the sub-scanning direction.
[0028]
As shown in FIGS. 3 and 4, the ink jet head 1 includes a pressure chamber member 2 made of a stainless steel plate at a substantially central portion in the vertical direction. As shown in FIG. 5, a plurality of the pressure chamber members 2 (only seven are shown for simplification) are shown in FIG. 5, but in this embodiment, a diffractive optical element 57 (see FIG. 11) described later is used. Pressure chamber holes 2a of the same number as the number of laser beam divisions (400) are formed so as to open on both sides (upper and lower surfaces) in the thickness direction of the pressure chamber member 2. Each of the pressure chamber holes 2a has a long hole shape extending in the main scanning direction, and is arranged side by side at a predetermined pitch p in the sub scanning direction.
[0029]
A nozzle plate 18 is bonded to one surface (lower surface) of the pressure chamber member 2 in the thickness direction via an ink flow path member 3 by bonding, and a piezoelectric actuator 22 is mounted on the other surface (upper surface). They are joined by adhesion. The upper and lower openings of the plurality of pressure chamber holes 2 a of the pressure chamber member 2 are covered with the ink flow path member 3 and the piezoelectric actuator 22, thereby forming a plurality of pressure chambers 11 filled with ink. Will be.
[0030]
The ink flow path member 3 includes one first member 4, one second member 5, and three third members 6 stacked in this order, and the first to third members 4. 6 are made of a stainless steel plate, and the thickness of the second member 5 is smaller than that of the first and third members 4 and 6. A plurality of ink supply passages 12 and ink discharge passages 13 respectively connected to the lower openings of the pressure chamber holes 2 a of the pressure chamber member 2, A plurality of ink supply ports 14 connected to the respective ink supply ports 12 and one common ink chamber 15 connected to the respective ink supply ports 14 and extending in the sub-scanning direction are formed. Although not shown, the common ink chamber 15 is connected to the ink cartridge 35 so that ink is supplied from the ink cartridge 35 into the common ink chamber 15.
[0031]
In the first member 4 of the ink flow path member 3, as shown in FIG. 6, a plurality of supply passage holes 4a for forming the ink supply passages 12 and the ink discharge passages 13 are formed. And a plurality of discharge passage holes 4b. As shown in FIG. 7, the second member 5 has a supply port hole 5 a for forming each of the ink supply ports 14 and a plurality of discharge paths for forming each of the ink discharge paths 13. Hole 5b is formed. Further, the third member 6 has a plurality of discharge passage holes 6a for forming the respective ink discharge passages 13, and a portion corresponding to the common ink chamber 15 is removed. The supply passage hole 4a and the discharge passage hole 4b of the first member 4, the supply port hole 5a and the discharge passage hole 5b of the second member 5, and the discharge passage hole 6a of the third member 6, respectively. Like the pressure chamber holes 2 a of the pressure chamber member 2, they are arranged side by side at a predetermined pitch p in the sub-scanning direction.
[0032]
The nozzle plate 18 is made of a stainless steel plate, and has a plurality of nozzle holes 18 a connected to the respective ink discharge passages 13 in the ink flow path member 3. That is, each of the nozzle holes 18a communicates with each of the pressure chambers 11, and the ink in the pressure chamber 11 is ejected from each of the nozzle holes 18a onto the recording paper 41 by the operation of the piezoelectric actuator 22. I have. Each of the nozzle holes 18a includes a tapered portion 18b whose nozzle diameter decreases toward the nozzle tip side (downward), and a straight portion 18c provided on the nozzle tip side of the tapered portion 18b. As shown in FIG. 9, like the pressure chamber holes 2a of the pressure chamber member 2, the pressure chamber members 2 are arranged side by side at a predetermined pitch p in the sub-scanning direction.
[0033]
The piezoelectric actuator 22 includes a piezoelectric layer 23 of lead zirconate titanate (PZT) having a thickness of 2 to 3 μm and Pt provided on a surface of the piezoelectric layer 23 opposite to the pressure chamber member 2. An upper electrode layer 24 having a thickness of about 0.1 μm and a lower electrode layer 25 of about 5 μm made of Cr provided on the surface of the piezoelectric layer 23 on the side of the pressure chamber member 2.
[0034]
The piezoelectric layer 23 and the upper electrode layer 24 are patterned and individualized as shown in FIG. 2, and the upper electrode layer 24 forms an individual electrode layer. In other words, a plurality of (in this embodiment, 400) individualized piezoelectric layers 23 and upper electrode layers 24 are arranged at predetermined positions p in the sub-scanning direction at corresponding positions on the respective pressure chambers 11. It has been made. In the individualized upper electrode layer 24, a portion corresponding to each pressure chamber 11 is a drive unit 27, and a portion extending from the end of the drive unit 27 in the main scanning direction is a wiring unit 28. A portion provided at an end of the wiring portion 28 opposite to the drive portion 27 is a terminal portion 29. Each terminal unit 29 is connected to each terminal of a driver IC having a drive circuit, and a voltage is applied from this driver IC to the drive unit 27 via the terminal unit 29 and the wiring unit 28. I have.
[0035]
On the other hand, the lower electrode layer 25 is not patterned, constitutes a common electrode, and also plays a role as a diaphragm layer.
[0036]
The piezoelectric actuator 22 is deformed so that the volume of each pressure chamber 11 is reduced by applying a voltage between the individualized upper electrode layer 24 (driving unit 27) and lower electrode layer 25, so that the pressure of each pressure chamber 11 is reduced. The ink in the chamber 11 is ejected from the nozzle hole 18a through the ink ejection passage 13. That is, when a pulse voltage is applied between the upper electrode layer 24 and the lower electrode layer 25, the rising of the pulse voltage causes the piezoelectric layer 23 to contract in the width direction perpendicular to the thickness direction due to the piezoelectric effect, Since the two electrode layers 24 and 25 do not shrink, the portion corresponding to the pressure chamber 11 of the piezoelectric actuator 22 is deformed in a convex shape toward the pressure chamber 11 due to a so-called bimetal effect. Due to this bending deformation, a pressure is generated in the pressure chamber 11, and the ink in the pressure chamber 11 is discharged as ink droplets from the nozzle holes 18 a through the ink discharge passage 13 to the recording paper 41 by this pressure, and It will adhere to the top in the form of dots. Then, the piezoelectric layer 23 expands due to the fall of the pulse voltage, and the portion corresponding to the pressure chamber 11 of the piezoelectric actuator 22 returns to the original state. At this time, the common ink chamber 15 The ink is further filled through the ink supply port 14 and the ink supply passage 12.
[0037]
The drive voltage is applied to the piezoelectric actuator 22 for a predetermined time (for example, about 50 μs: drive) when the inkjet head 1 and the carriage 31 are moved from one end to the other end of the recording paper 41 in the main scanning direction at a substantially constant speed. This is performed every frequency (20 kHz) (however, no voltage is applied when the ink-jet head 1 reaches a position where the ink droplets do not land on the recording paper 41), whereby the ink droplets land at a predetermined position on the recording paper 41. . When printing for one scan is completed, the recording paper 41 is conveyed by a predetermined amount in the sub-scanning direction by the conveying motor and the respective conveying rollers 42, and the ink droplets are again moved while the inkjet head 1 and the carriage 31 are moved in the main scanning direction. Is ejected to perform printing for a new scan. By repeating this operation, a desired image is formed on the entire recording paper 41.
[0038]
Next, a schematic procedure of the method of manufacturing the ink jet head 1 will be described with reference to FIG.
[0039]
First, as shown in FIG. 10A, an upper electrode layer 24, a piezoelectric layer 23, and a lower electrode layer 25 are formed on a film forming substrate 45 in this order by a sputtering method, so that the piezoelectric layer 23 A laminate 46 interposed between the electrode layer 24 and the lower electrode layer 25 is formed. Note that the formation of each of the layers 23 to 25 is not limited to the sputtering method, and may be performed using another method (for example, a sol-gel method).
[0040]
On the other hand, separately from the formation of the laminate 46, the pressure chamber member 2, the ink flow path member 3, and the nozzle plate 18 are formed by a method described later.
[0041]
Subsequently, as shown in FIG. 10B, the lower electrode layer 25 of the laminate 46 is bonded to one surface of the formed pressure chamber member 2 by bonding, and thereafter, as shown in FIG. As described above, the film forming substrate 45 is removed by etching.
[0042]
Next, as shown in FIG. 10D, the piezoelectric layer 23 and the upper electrode layer 24 (the electrode layer on the side opposite to the pressure chamber member 2) of the laminate 46 are individualized by a method described later.
[0043]
Subsequently, as shown in FIG. 10 (e), alignment is performed on the other surface of the formed pressure chamber member 2, and the formed ink flow path member 3 is bonded by bonding. As shown in f), the ink jet head 1 is completed by performing alignment on the surface of the ink flow path member 3 opposite to the pressure chamber member 2 and joining the formed nozzle plate 18 by bonding. .
[0044]
The ink flow path member 3 and the nozzle plate 18 may be joined in advance, and the ink flow path member 3 joined with the nozzle plate 18 may be joined to the pressure chamber member 2. In addition, the individualization of the piezoelectric layer 23 and the upper electrode layer 24 of the laminate 46 is performed after the ink passage member 3 (the nozzle plate 18 may be joined in advance) to the pressure chamber member 2. May go.
[0045]
Here, a method of forming the pressure chamber member 2, the ink flow path member 3, and the nozzle plate 18 and individualizing the piezoelectric layer 23 and the upper electrode layer 24 of the laminate 46 will be described in detail.
[0046]
First, a method of forming the pressure chamber member 2 will be described. A laser processing apparatus 50 as shown in FIG. The laser processing device 50 has a laser generator 51 that outputs a laser beam having an ultrashort pulse width. The pulse width of the laser beam output from the laser generator 51 is preferably 1 ps or more and 100 ps or less. This is because if it is smaller than 1 ps, the bandwidth becomes too wide, and the beam diameter of the laser beam located at the end of a plurality of laser beams split by the diffractive optical element 57 described later spreads, resulting in deterioration of processing accuracy. On the other hand, if it is larger than 100 ps, fine processing becomes difficult. In this embodiment, the laser generator 51 has a Nd: YLF laser medium, and outputs a laser beam having a wavelength of 1053 nm and a pulse width of 16 ps at a repetition frequency of 1 kHz.
[0047]
In FIG. 11, reference numeral 52 denotes two reflecting mirrors for changing the direction of the laser beam. Reference numeral 53 denotes a shutter for controlling transmission and cutoff of a laser beam. This shutter is closed until the start of processing, and completely blocks laser light. Reference numeral 54 denotes an attenuator for controlling the amount of transmission of laser light to adjust the amount of light to be optimal for processing. Reference numeral 55 denotes a plurality of lenses for expanding the beam diameter of laser light (in this embodiment, from φ1 mm to φ10 mm). Beam expander). Reference numeral 56 denotes a scan mirror that controls the reflection direction of laser light by changing the angle of the mirror using PZT as a driving source. Reference numeral 57 denotes a diffractive optical element (diffraction grating) that divides (disperses) input laser light into a plurality (400 in this embodiment) of laser beams and outputs the divided laser beam. 58 is divided by the diffractive optical element 57 This is a condenser lens group that condenses each laser beam so as to focus on the workpiece 59. The workpiece 59 is held on a biaxial XY stage (not shown), and is freely movable on a plane substantially perpendicular to the laser beam impinging on the workpiece by the XY stage. .
[0048]
In the laser processing device 50, the laser light output from the laser generator 51 is reflected by the reflecting mirror 52, changes its direction, passes through the shutter 53, and the light amount is adjusted by the attenuator 54. After being changed in direction by being reflected by another reflecting mirror 52, the beam diameter is expanded by a beam expander 55 and then changed in direction by being reflected by a scan mirror 56. The respective laser beams are focused on the workpiece 59 by the condenser lens group 58.
[0049]
To form the pressure chamber member 2 using the laser processing apparatus 51, first, a stainless steel plate (pressure) having the same thickness and shape (rectangular shape) as the pressure chamber member 2 is formed on the XY stage as a workpiece. The material for forming the chamber member 2) is placed thereon, and then the shutter 53 is opened. Then, the laser light output from the laser generator 51 is split by the diffractive optical element 57 into 400 laser beams, and these laser beams are focused on the stainless steel plate by the condenser lens group 58. By driving the scan mirror 56 and moving the stainless steel plate on the plane by the XY stage (only the scan mirror 56 may be driven, or the stainless steel plate may be moved on the plane by the XY stage). Processing is performed in 400 same patterns by using 400 laser beams. That is, by driving the scan mirror 56 and moving the stainless steel plate by the XY stage, the trajectory of the contact position of each laser beam with respect to the stainless steel plate can be arbitrarily drawn, and a plurality of processes along the trajectory are performed simultaneously. Here, the trajectory of each laser beam is formed into a long hole shape, and the pressure chamber hole 2a is processed. Thus, 400 pressure chamber holes 2a are simultaneously processed in the same pattern, thereby forming the pressure chamber member 2. The pitch of the pressure chamber holes 2a of the pressure chamber member 2 is the same as the interval between two adjacent laser beams, and is equal to the predetermined pitch p.
[0050]
The formation of the nozzle plate 18 is the same as the formation of the pressure chamber member 2, and is performed on a stainless steel plate (a plate material for forming the nozzle plate 18) having the same thickness and shape (rectangular shape) as the nozzle plate 18. Using the same laser processing device 50 as when the pressure chamber member 2 is formed, a plurality of the same patterns are formed by a plurality of laser beams obtained by dividing the laser beam output from the laser generator 51 by the diffractive optical element 57. Process with. That is, the 400 nozzle holes 18a are simultaneously processed in the same pattern, whereby the nozzle plate 18 is formed.
[0051]
The processing of the nozzle hole 18a is performed by milling. Specifically, a layer having a predetermined depth is removed by drawing spirally toward the center while reducing the diameter starting from a certain diameter, and a taper shape is obtained by further processing while gradually reducing the outermost diameter. , A tapered portion 18b is obtained. And finally, when processing is performed on the circumference with a desired diameter, a straight portion 18c is obtained.
[0052]
The pitch of the nozzle holes 18a of the nozzle plate 18 is the same as the pitch of the pressure chamber holes 2a because the same laser processing device 50 as used when forming the pressure chamber member 2 is used. Although the positional accuracy is determined by the diffractive optical element 57 and the condenser lens group 58, since the diffractive optical element 57 and the condenser lens group 58 are the same as when the pressure chamber member 2 is formed, Even if the processing patterns are different between the time of forming and the time of forming the nozzle plate 18, the pitch between the pressure chamber hole 2a and the nozzle hole 18a coincides with quite high accuracy.
[0053]
Further, in the same manner as the formation of the pressure chamber member 2, the first to third members 4 to 6 of the ink flow path member 3 are respectively formed using the same laser processing device 50 as when the pressure chamber member 2 was formed. The ink flow path member 3 can be formed by forming the first to third members 4 to 6 and then bonding them together by bonding.
[0054]
Next, a method of individualizing the piezoelectric layer 23 and the upper electrode layer 24 of the laminate 46 bonded to the pressure chamber member 2 will be described.
[0055]
First, the laminate 46 joined to the pressure chamber member 2 is placed on an XY stage such that the laminate 46 faces upward. At this time, the laminate 46 is positioned with respect to the XY stage so as to be at the same position as when the pressure chamber member 2 was formed.
Then, the laser beam output from the laser generator 51 to the uppermost layer of the laminate 46, that is, the upper electrode layer 24, using the same laser processing device 50 as when the pressure chamber member 2 was formed. Are processed in a plurality of same patterns by a plurality of laser beams obtained by dividing the laser beam by the diffractive optical element 57. In other words, the upper electrode layer 24 is individualized by processing the periphery of the portion to be the driving portion 27, the wiring portion 28, and the terminal portion 29 into a groove shape.
[0056]
Subsequently, similarly to the upper electrode layer 24, the lower piezoelectric layer 23 is processed in a plurality of same patterns by using the same laser processing apparatus 50 as when the pressure chamber member 2 is formed. Apply. That is, the same portion as the upper electrode layer 24 is processed into a groove shape to separate the piezoelectric layer 23, thereby forming the piezoelectric actuator 22 in which the piezoelectric layer 23 and the upper electrode layer 24 are separated. The pitch of the individualized piezoelectric layer 23 and upper electrode layer 24 of the piezoelectric actuator 22 obtained in this way matches the pitch of the pressure chamber holes 2a with considerably high accuracy. Note that the piezoelectric layer 23 and the upper electrode layer 24 may be simultaneously individualized.
[0057]
Therefore, in the above embodiment, the formation of the pressure chamber member 2, the ink flow path member 3, and the nozzle plate 18, and the individualization of the piezoelectric layer 23 and the upper electrode layer 24 of the laminate 46 are performed using the same laser processing apparatus 50. The pitches of the pressure chamber holes 2a (pressure chambers 11), the ink supply passages 12, the ink discharge passages 13, the ink supply ports, the nozzle holes 18a, and the individual pitches of the individualized piezoelectric layers 23 can be adjusted with extremely high precision. , And the pitch deviation can be minimized. As a result, in a state where the piezoelectric actuator 22, the pressure chamber member 2, the ink flow path member 3, and the nozzle plate 18 are joined to each other, the positional relationship between the individualized piezoelectric layer 23, the pressure chamber 11, the nozzle hole 18a, and the like is obtained. Can be the same at both the center and the end of the inkjet head 1 in the sub-scanning direction. Therefore, the ink discharge performance such as the ink discharge speed and the discharge amount does not differ among the plurality of nozzle holes 18a, and uniform ink discharge performance can be obtained over all the nozzle holes 18a. In addition, the influence of the pitch shift increases as the pitch decreases, which is particularly effective in the case where the pressure chambers 11 and the nozzle holes 18a are arranged at high density.
[0058]
In the above embodiment, the pressure chamber member 2, the ink flow path member 3, the nozzle plate 18, and the piezoelectric actuator 22 are formed using the same laser processing device 50. Even if only the formation is performed using the same laser processing apparatus 50, the uniformity of the ink discharge performance can be considerably improved. Further, if the same laser processing apparatus 50 is used to form the nozzle plate 18 in addition to the formation of the pressure chamber member 2 and the piezoelectric actuator 22, substantially the same degree of uniformity as in the above embodiment can be obtained.
[0059]
In the above-described embodiment, the lower electrode layer 25 is also used as the diaphragm layer. However, a vibration layer may be separately provided on the lower electrode layer 25 on the pressure chamber member 2 side. In this case, the lower electrode layer 25 may be individualized in addition to the piezoelectric layer 23 and the upper electrode layer 24.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, at least the formation of the pressure chamber member and the actuator is performed using the same laser processing apparatus, so that uniform ink ejection performance can be obtained over all the nozzle holes. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an ink jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing an inkjet head.
FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 2;
FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 2;
FIG. 5 is a plan view showing a pressure chamber member.
FIG. 6 is a plan view showing a first member of the ink flow path member.
FIG. 7 is a plan view illustrating a second member of the ink flow path member.
FIG. 8 is a plan view showing a third member of the ink flow path member.
FIG. 9 is a plan view showing a nozzle plate.
FIG. 10 is a view schematically showing a method for manufacturing an ink jet head.
FIG. 11 is a schematic configuration diagram illustrating a laser processing apparatus.
[Explanation of symbols]
1 inkjet head
2 Pressure chamber members
11 pressure chamber
18 Nozzle plate
22 Piezoelectric actuator
23 Piezoelectric layer
24 Upper electrode layer (electrode layer opposite to pressure chamber member)
25 Lower electrode layer
31 Carriage (relative moving means)
32 Carriage shaft (relative moving means)
41 Recording paper (recording medium)
46 Laminate
50 Laser processing equipment
51 Laser generator
57 Diffractive optical element
58 Condensing lens group

Claims

A pressure chamber member for forming a plurality of pressure chambers filled with ink; and a piezoelectric layer joined to the pressure chamber member, and two electrode layers provided on both surfaces of the piezoelectric layer, respectively. An actuator for ejecting ink in each pressure chamber, which is deformed so that the volume of each pressure chamber is reduced, and
For the material for forming the pressure chamber member, at least a laser generator, a laser processing apparatus having a diffractive optical element and a lens, and the laser light output from the laser generator is divided by the diffractive optical element. Pressure chamber member forming step of forming a pressure chamber member by processing in a plurality of the same pattern by a plurality of laser beams obtained by
A laminating step of laminating a piezoelectric layer and two electrode layers such that the piezoelectric layer is interposed between the two electrode layers;
A joining step of joining the laminate laminated in the laminating step to the pressure chamber member formed in the pressure chamber member forming step;
After the bonding step, at least the piezoelectric layer of the laminate and the electrode layer opposite to the pressure chamber member, using the same laser processing apparatus as in the pressure chamber member forming step, a laser output from a laser generator. An actuator forming step of forming an actuator by processing in a plurality of same patterns with a plurality of laser beams obtained by dividing light by a diffractive optical element.

A pressure chamber member for forming a plurality of pressure chambers filled with ink, a nozzle plate joined to the pressure chamber member and having a plurality of nozzle holes respectively communicating with the plurality of pressure chambers, and the pressure chamber member Having a piezoelectric layer and two electrode layers respectively provided on both sides of the piezoelectric layer, and deformed so that the volume of each pressure chamber is reduced. An actuator for ejecting ink in each pressure chamber from the nozzle hole, comprising:
For the material for forming the pressure chamber member, at least a laser generator, a laser processing apparatus having a diffractive optical element and a lens, and the laser light output from the laser generator is divided by the diffractive optical element. Pressure chamber member forming step of forming a pressure chamber member by processing in a plurality of the same pattern by a plurality of laser beams obtained by
For a plate material for forming the nozzle plate, a plurality of laser beams obtained by dividing a laser beam output from a laser generator by a diffractive optical element using the same laser processing device as in the pressure chamber member forming step. A nozzle plate forming step of forming a nozzle plate by performing processing with a plurality of the same patterns,
A laminating step of laminating a piezoelectric layer and two electrode layers such that the piezoelectric layer is interposed between the two electrode layers;
A pressure chamber member formed in the pressure chamber member forming step, a laminate joining step of joining the laminate laminated in the lamination step,
A nozzle plate joining step of joining the nozzle plate formed in the nozzle plate forming step to the pressure chamber member formed in the pressure chamber member forming step;
After the laminate bonding step, at least the piezoelectric layer of the laminate and the electrode on the side opposite to the pressure chamber member were output from a laser generator using the same laser processing apparatus as in the pressure chamber member formation step. An actuator forming step of forming an actuator by processing a plurality of laser beams obtained by dividing a laser beam by a diffractive optical element in a plurality of the same patterns.

The method for manufacturing an inkjet head according to claim 1 or 2,
A method for manufacturing an ink jet head, wherein a pulse width of a laser beam output from a laser generator of a laser processing apparatus is 1 ps or more and 100 ps or less.

A pressure chamber member for forming a plurality of pressure chambers filled with ink, a nozzle plate joined to the pressure chamber member and having a plurality of nozzle holes respectively communicating with the plurality of pressure chambers, and the pressure chamber member Having a piezoelectric layer and two electrode layers respectively provided on both sides of the piezoelectric layer, and deformed so that the volume of each pressure chamber is reduced. An ink jet head comprising an actuator for discharging ink in each pressure chamber from the nozzle hole,
The pressure chamber member uses a laser processing device having at least a laser generator, a diffractive optical element, and a lens for a material for forming the pressure chamber member, and outputs the laser beam output from the laser generator. It is formed by processing a plurality of same patterns with a plurality of laser beams obtained by dividing by a diffractive optical element,
The actuator is configured such that a piezoelectric layer and two electrode layers are stacked at least on the piezoelectric layer and the electrode on the side opposite to the pressure chamber member in a laminate in which the piezoelectric layer is stacked between the two electrode layers. Using the same laser processing apparatus as when the pressure chamber member is formed, the laser beam output from the laser generator is processed in a plurality of same patterns by a plurality of laser beams obtained by dividing the laser light by a diffractive optical element. An inkjet head characterized in that the inkjet head is formed.

A pressure chamber member for forming a plurality of pressure chambers filled with ink, a nozzle plate joined to the pressure chamber member and having a plurality of nozzle holes respectively communicating with the plurality of pressure chambers, and the pressure chamber member Having a piezoelectric layer and two electrode layers respectively provided on both sides of the piezoelectric layer, and deformed so that the volume of each pressure chamber is reduced. An ink jet head comprising an actuator for discharging ink in each pressure chamber from the nozzle hole,
The pressure chamber member uses a laser processing device having at least a laser generator, a diffractive optical element, and a lens for a material for forming the pressure chamber member, and outputs the laser beam output from the laser generator. It is formed by processing a plurality of same patterns with a plurality of laser beams obtained by dividing by a diffractive optical element,
The above-mentioned nozzle plate divides the laser beam output from the laser generator by a diffractive optical element using the same laser processing device as that used to form the above-mentioned pressure chamber member, for a plate material for forming the nozzle plate. It is formed by processing a plurality of same patterns with a plurality of laser beams obtained by
The actuator is configured such that a piezoelectric layer and two electrode layers are stacked at least on the piezoelectric layer and the electrode on the side opposite to the pressure chamber member in a laminate in which the piezoelectric layer is stacked between the two electrode layers. Using the same laser processing apparatus as when the pressure chamber member is formed, the laser beam output from the laser generator is processed in a plurality of same patterns by a plurality of laser beams obtained by dividing the laser light by a diffractive optical element. An inkjet head characterized in that the inkjet head is formed.

An inkjet head according to claim 4 or 5,
Comprising a relative moving means for relatively moving the inkjet head and the recording medium,
When the ink jet head is relatively moved with respect to the recording medium by the relative moving means, the ink is ejected from the nozzle holes of the ink jet head to the recording medium to perform recording. Characteristic ink jet recording apparatus.