JP6049322B2 - Liquid discharge head and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、インクの吐出によって記録動作を行うインクジェット記録装置に設けられた液体吐出ヘッド及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid discharge head provided in an ink jet recording apparatus that performs a recording operation by discharging ink and a method for manufacturing the same.
圧電材料から成る筒状のインク吐出部(圧電素子)によって構成され、駆動電圧の印加によってインク吐出部が変形することで容積が収縮可能な圧力室を有する液体吐出ヘッドの構成と製造方法が、特許文献1に開示されている。
A configuration and a manufacturing method of a liquid discharge head including a pressure chamber that is configured by a cylindrical ink discharge portion (piezoelectric element) made of a piezoelectric material and whose volume can be contracted by deformation of the ink discharge portion by application of a drive voltage. It is disclosed in
液体吐出ヘッドは、ユニット積層体(圧電素子基板)によって構成されており、四角筒状で内部に貫通する空洞が形成され、高密度に配置された複数のインク吐出部を有している。インク吐出部に電気信号が供給されると、板厚方向に貫通する圧力室を構成する四つの壁部がそれぞれ樽形状に膨張することで圧力室の容積を収縮し、圧力室に溜まったインクを吐出する。インク吐出部が高密度に配置されていることによって、解像度の高い記録が実現されている。 The liquid discharge head is composed of a unit laminate (piezoelectric element substrate), has a square cylindrical shape with a cavity penetrating inside, and has a plurality of ink discharge portions arranged at high density. When an electric signal is supplied to the ink ejection part, the four wall parts constituting the pressure chamber penetrating in the plate thickness direction expand into a barrel shape, thereby reducing the volume of the pressure chamber, and the ink accumulated in the pressure chamber Is discharged. High-resolution recording is realized by arranging the ink discharge portions at high density.
各圧力室の周囲には、それぞれの圧力室を取り囲むように圧力室分離溝が設けられていることで、実質的にそれぞれ分離された圧力室を含む筒状の複数のインク吐出部が形成されている。圧力室の四つの壁部が樽形状に膨張しても、圧力室分離溝が設けられているために、隣り合う圧力室に壁部の膨張が伝達せず、クロストークが低減される。 Around each pressure chamber, a pressure chamber separation groove is provided so as to surround each pressure chamber, thereby forming a plurality of cylindrical ink discharge portions including substantially separate pressure chambers. ing. Even if the four wall portions of the pressure chamber expand into a barrel shape, since the pressure chamber separation groove is provided, the expansion of the wall portion is not transmitted to the adjacent pressure chamber, and crosstalk is reduced.
圧電材料(圧電体)から成る溝状の圧力室(インクチャネル)を有し、駆動電圧の印加によって圧力室を収縮させてインクを吐出する構成を有する液体吐出ヘッドの構成と製造方法が、特許文献2に開示されている。
Patent application title: STRUCTURE AND MANUFACTURING METHOD OF A LIQUID DISCHARGE HEAD HAVING A GROOVE-TYPE PRESSURE CHAMBER (INK CHANNEL) COMPRISING A PIEZOELECTRIC MATERIAL (PIEZOELECTRIC) AND CONTAINING A STRUCTURE OF DISCHARGING INK BY PRESSURE CONDUCT It is disclosed in
圧力室は、圧電材料プレート(圧電性素材の基板)の表面に構成された溝から成り、この溝をトッププレートとノズルプレートで塞ぐことで構成されている。圧力室と交互して、圧電材料プレートに圧力室分離溝(ダミーチャネル)が設けられており、圧力室と圧力室分離溝の間の部分が側壁になっている。圧電材料プレートに電気信号が供給されると側壁が変形し、圧力室の容積を収縮させて、インクをノズルプレートの吐出口(ノズル)から吐出する。圧力室分離溝が設けられているために、圧力室と圧力室分離溝の間の側壁が変形しても、隣り合う圧力室に側壁の変形が伝達しないので、クロストークが低減される。 The pressure chamber is formed by a groove formed on the surface of a piezoelectric material plate (piezoelectric material substrate), and is configured by closing the groove with a top plate and a nozzle plate. Alternating with the pressure chamber, a pressure chamber separation groove (dummy channel) is provided in the piezoelectric material plate, and a portion between the pressure chamber and the pressure chamber separation groove is a side wall. When an electric signal is supplied to the piezoelectric material plate, the side wall is deformed, the volume of the pressure chamber is contracted, and ink is ejected from the ejection port (nozzle) of the nozzle plate. Since the pressure chamber separation groove is provided, even if the side wall between the pressure chamber and the pressure chamber separation groove is deformed, the deformation of the side wall is not transmitted to the adjacent pressure chamber, so that crosstalk is reduced.
しかしながら、特許文献1に開示された発明では、個々のインク吐出部が実質的に独立した四角筒状に形成されているため、インク吐出部の外周面から内周面(圧力室内面)までの壁部の厚さが薄く、インク吐出部の耐久性が低い。高画質な記録のために高い粘度のインクを吐出する場合には、圧力室のインクの吐出力を高める必要があり、それには圧力室の長さを長くしなければならない。しかし、圧力室の長さを長くするためには、インク吐出部の長さを長くする必要があり、空洞を備えた四角筒状のインク吐出部の薄い壁部の長さを長くすることで、インク吐出部の耐久性が更に低くなる。そのため、記録媒体への文字や画像の記録の際に発生する振動や、高粘度のインクを吐出するために繰り返されるインク吐出部の収縮によって、インク吐出部の壁部が破損してインクを吐出することができなくなってしまうおそれがある。そのため、高粘度のインクを吐出することのできる耐久性を有したインク吐出部が必要である。
However, in the invention disclosed in
特許文献2に開示された発明では、圧電材料プレートに圧力室が溝状に構成されており、ノズルプレートが圧電材料プレートの溝に対して直交した方向に接合しているため、一枚の圧電材料プレートに対して形成することのできるインクの吐出口は一列のみである。記録媒体へ解像度の高い記録を行うためには、インクの吐出口が高密度に配置されている必要があり、一列では十分でないため、複数の圧電材料プレートを積層しなければならない。しかし、圧電材料プレートの上面には、インクを貯留する共通液室を構成する部材(インクプール)が設けられているため平坦でなく、複数の圧電材料プレートを容易に積層することができない。
In the invention disclosed in
そこで本発明の目的は、前記した問題を解決して、高粘度のインクを吐出できる耐久性を備え、高密度に配置され、クロストークを低減するインク吐出部が設けられたユニット積層体を有する液体吐出ヘッドを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and has a unit laminate body that is provided with an ink discharge portion that is arranged at a high density and has a durability capable of discharging high-viscosity ink and that reduces crosstalk. The object is to provide a liquid discharge head.
前記した目的を達成するために、本発明は、記録液を吐出する複数の吐出口を備えた表面プレートと、溝状の複数の開口部と記録液を吐出口へ供給する溝状の複数の圧力室とを備えた記録液吐出体と、記録液吐出体に設けられ、複数の圧力室及び複数の開口部に沿って延び、複数の圧力室同士の間かつ複数の開口部同士の間に備えられた複数の圧力室分離溝と、を有し、記録液吐出体は、第一の圧電材料プレートと第二の圧電材料プレートを交互に積層することで形成され、圧力室と開口部は、第一の圧電材料プレートと第二の圧電材料プレートの積層方向にみて交互に設けられるとともに積層方向にみて重なり合う位置に設けられ、圧力室分離溝は、積層された複数の第一の圧電材料プレートと複数の第二の圧電材料プレートを積層方向に沿って貫通するように設けられていることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the present invention provides a surface plate having a plurality of ejection openings for ejecting recording liquid, a plurality of groove-shaped openings, and a plurality of groove-shaped openings for supplying recording liquid to the ejection openings. a recording liquid discharging body having a pressure chamber provided in record liquid discharge member extends along a plurality of pressure chambers and a plurality of openings, between the plurality of openings between and between the adjacent plurality of pressure chambers A plurality of pressure chamber separation grooves provided in the recording liquid discharge body, wherein the recording liquid discharger is formed by alternately laminating a first piezoelectric material plate and a second piezoelectric material plate, and the pressure chamber and the opening is provided overlap each other seen in Rutotomoni laminating direction provided alternately as viewed in the stacking direction of the first piezoelectric material plate and a second piezoelectric material plate position, the pressure chamber separation grooves, a plurality of first stacked Piezoelectric material plate and multiple second piezoelectric material plates in the stacking direction And it is provided so as to penetrate me.
本発明によれば、インク吐出部が、実質的に独立した筒状に構成されているのではなく、積層しているインク吐出部の壁部同士が積層方向に沿って繋がって構成されていることによって、インク吐出部の耐久性を向上させることができる。また、インク吐出部が、インク吐出部の内周面を構成する圧電材料プレートを積層して構成されていることから、圧電材料プレートに溝状に構成されている状態に比べて、インク吐出部を重なり合う状態に配置することができる。よって、インク吐出部が高密度に配置される。さらに、水平方向に隣り合うインク吐出部の間に、圧力室分離溝を設けたことによって、インク吐出部の圧電効果による変形が、隣り合うインク吐出部に伝達しないためにクロストークが低減される。 According to the present invention, the ink discharge portion is not configured in a substantially independent cylindrical shape, but the wall portions of the stacked ink discharge portions are connected in the stacking direction. As a result, the durability of the ink discharge portion can be improved. In addition, since the ink discharge unit is configured by stacking the piezoelectric material plates constituting the inner peripheral surface of the ink discharge unit, the ink discharge unit is compared with a state in which the piezoelectric material plate is configured in a groove shape. Can be arranged in an overlapping state. Therefore, the ink discharge portions are arranged with high density. Further, by providing the pressure chamber separation groove between the ink discharge portions adjacent in the horizontal direction, the crosstalk is reduced because the deformation due to the piezoelectric effect of the ink discharge portion is not transmitted to the adjacent ink discharge portions. .
従って、液体吐出ヘッドは、耐久性が高く、高密度に配置され、クロストークが発生しないインク吐出部によって、解像度が高く、高画質な記録を実現することができる。 Therefore, the liquid ejection head has high durability, is arranged with high density, and can achieve high-resolution and high-quality recording by an ink ejection unit that does not generate crosstalk.
以下、発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
記録媒体へ記録液であるインクを吐出することで文字や画像を記録するインクジェット記録装置は、インクが貯留されているインクタンクと、インクを吐出するノズルが備えられている液体吐出ヘッドと、液体吐出ヘッドを保持するキャリッジを有している。インクジェット記録装置が記録媒体へ文字や画像を記録する際には、キャリッジが記録媒体上を往復運動しながら、液体吐出ヘッドが、各色のインクを適切な量だけ記録媒体の適切な位置に吐出していく。キャリッジの往復運動にあわせて、記録媒体が所定のピッチで順次送られることで、記録媒体におけるインクの吐出位置がずれていく。このようにキャリッジと記録媒体が動くことによって、記録媒体に画像データが記録される。
(First embodiment)
An ink jet recording apparatus that records characters and images by ejecting ink, which is a recording liquid, onto a recording medium, an ink tank that stores ink, a liquid ejecting head that includes a nozzle that ejects ink, and a liquid A carriage holding the discharge head is provided. When an ink jet recording apparatus records characters or images on a recording medium, the liquid ejection head ejects an appropriate amount of each color ink to an appropriate position on the recording medium while the carriage reciprocates on the recording medium. To go. As the recording medium is sequentially fed at a predetermined pitch in accordance with the reciprocation of the carriage, the ink ejection position on the recording medium is shifted. As the carriage and the recording medium move in this manner, image data is recorded on the recording medium.
図1は、本発明の実施形態に用いる液体吐出ヘッドの斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view of a liquid discharge head used in an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本発明の実施形態の液体吐出ヘッドは、インク吐出ブロック(記録液吐出体)5と、後方絞りプレート6と、ノズルプレート(表面プレート)8を有している。後方絞りプレート6は、インク吐出ブロック5の背面に接合されており、不図示の共通液室からインクをインク吐出ブロック5に送る不図示の複数の絞り孔を有している。ノズルプレート8は、インク吐出ブロック5の前面に接合されており、高密度に配置されたインクを吐出するための複数の吐出口7を有している。
As shown in FIG. 1, the liquid discharge head according to the embodiment of the present invention includes an ink discharge block (recording liquid discharge body) 5, a rear diaphragm plate 6, and a nozzle plate (surface plate) 8. The rear diaphragm plate 6 is joined to the back surface of the
インク吐出ブロック5は、図2(a)と(b)に示すように、複数の第一の圧電材料プレート1と複数の第二の圧電材料プレート2を積層して構成されている。最上面と最下面には非圧電材料プレート11が設けられ、さらに積層方向に沿って上面から下面に向けて圧力室分離溝15が形成されている。インク吐出ブロック5の前面には、インクを吐出する吐出部である溝状の複数の圧力室3と、溝状の複数の開口部4が、圧力室分離溝15同士の間に配置されている。圧力室3の内周面には第一の電極12が設けられ、開口部4の内周面の少なくとも一部には第三の電極14が設けられている。圧力室3と開口部4は、圧力室分離溝15と平行な方向に沿って平面的にみて交互に一列に重なり合うように設けられている。圧力室分離溝15を形成する側壁の第一の圧電材料プレート1が露出している露出面には、内周面に第二の電極13が設けられた凹部9が形成されている。凹部9は、圧力室分離溝15と直交する方向に、圧力室3の両側に配置されている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
図3(a)と(b)に示すように、第一の圧電材料プレート1の表面には、インクを送り出す圧力室3の内周面を構成する溝(第一の溝)と、凹部9の内周面を構成する溝(第三の溝)が、第一の圧電材料プレート1の表面に交互に並列に設けられている。圧力室3の内周面を構成する溝には第一の電極12aが、凹部9の内周面を構成する溝には第二の電極13が、それぞれ配置されている。また、図3(d)に示すように、第一の圧電材料プレート1の裏面には、第三の電極14bが配置されている。図4(a)と(b)に示すように、第二の圧電材料プレート2の表面には、開口部4の内周面を構成する溝(第二の溝)が、並列に配置されている。開口部4の内周面を構成する溝の底部には、第三の電極14aが配置されている。また、図4(d)に示すように、第二の圧電材料プレート2の裏面の、第三の電極14aに対向する位置に、第一の電極12bが配置されている。尚、第一の圧電材料プレート1及び第二の圧電材料プレート2は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)などの圧電材料を用い、非圧電材料プレート11は、セラミック材料等の圧電材料以外を用いるのが望ましい。
As shown in FIGS. 3A and 3B, on the surface of the first
以上に説明した構成のインクを吐出する液体吐出ヘッドによって、インクが吐出する作用について説明する。 The operation of ejecting ink by the liquid ejection head that ejects ink having the configuration described above will be described.
記録媒体へインクを吐出するために、不図示の共通液室体から供給されたインクは、後方絞りプレート6の不図示の絞り孔を通って、インク吐出ブロック5の圧力室3に流入し、ノズルプレート8の吐出口7まで流入して、充填完了となる。この状態で、受信した記録データ通りに記録媒体へインクを吐出するために、液体吐出ヘッドが電気信号を受け取る。液体吐出ヘッドが電気信号を受け取ると駆動電圧が印加され、第一の電極12及び第二の電極13及び第三の電極14を介して、圧力室3を構成している第一の圧電材料プレート1及び第二の圧電材料プレート2に電界が発生し、圧電効果が生じる。圧電効果が生じると、圧力室3を構成している周囲の圧電材料が膨張し、この結果として圧力室3が収縮される。圧力室3の内部にはインクが充填されているため、圧力室3が収縮することで減少した容積の分のインクが、吐出口7から吐出される。このような、圧力室自体を圧電材料によって形成し、圧電効果による圧電材料の変形によって圧力室を収縮させるグールドタイプの液体吐出ヘッドは、インクの吐出力に優れているため、高粘度のインクを吐出することができる。
In order to discharge ink to the recording medium, the ink supplied from the common liquid chamber body (not shown) flows into the
インクが吐出口7より吐出されると、駆動電圧の印加がストップし、圧電材料の電界が放電される。圧電材料の電界が放電されると、圧電効果がなくなって、圧電材料の膨張が解消され、圧力室3は初期状態の形状に戻る。圧力室3に充填されていたインクは、圧力室3の収縮によって吐出されたため、圧力室3の内部には吐出されたインクの体積分のスペースができる。このスペースに、不図示の共通液室に貯留されているインクが、後方絞りプレート6の不図示の絞り孔を通って、インク吐出ブロック5の圧力室3に流入して充填される。尚、インクの液面は、メニスカスの復帰力によって、ノズルプレート8の吐出口7まで到達する。インクの液面が、吐出口7まで到達するとインクの圧力室3への再充填が完了となる。
When the ink is ejected from the ejection port 7, the application of the driving voltage is stopped and the electric field of the piezoelectric material is discharged. When the electric field of the piezoelectric material is discharged, the piezoelectric effect is lost, the expansion of the piezoelectric material is eliminated, and the
以上のように、圧力室3の収縮によるインクの吐出と、圧力室3の不図示の共通液室からのインクの供給を繰り返すことによって、記録媒体へインクを吐出して、受信した記録データに基づいた文字や画像を記録媒体へ形成する。
As described above, the ink is ejected to the recording medium by repeating the ejection of the ink due to the contraction of the
本実施形態では、隣り合う圧力室分離溝15同士の間に圧力室3と開口部4が配置され、さらに圧力室3と開口部4が圧力室分離溝15と平行な方向に沿って交互に複数重なり合うように形成されている。従って、重なり合う圧力室3と開口部4を構成する壁同士が圧電材料プレートの積層方向に沿って繋がっている。このため、実質的に分離した四角筒状に構成されている特許文献1のインク吐出部に比べて、本実施形態のインク吐出部の剛性が向上している。そのため、記録媒体への文字や画像の記録の際に発生する振動や、高粘度のインクを吐出するために繰り返されるインク吐出部の収縮による疲労破壊に対する耐久性が増している。これによって、インク吐出部の壁部が破損して、インクが吐出できなくなるというおそれがなくなる。
In the present embodiment, the
また、インク吐出ブロック5が、圧力室3の内周面を構成する溝を有する第一の圧電材料プレート1を積層して構成されていることから、少なくとも特許文献1と同程度にインクの吐出口7を高密度に配置することができる。
In addition, since the
一方で、隣り合う圧力室3同士の間に圧力室分離溝15が設けられていることで、各圧力室3の変形が隣の圧力室3に伝達することはない。さらに、圧力室分離溝15と平行な方向に積層されている圧力室3同士は、接着剤を介して積み重なっているため、各圧力室3の変形は伝達することがない。よって、クロストークの発生が低減される構造を有している。
On the other hand, since the pressure
(第1の実施形態の製造方法)
ここで、以上に説明した液体吐出ヘッド製造方法を説明する。
(Manufacturing method of the first embodiment)
Here, the manufacturing method of the liquid discharge head described above will be described.
図3(a)と(b)に示すように、第一の圧電材料プレート1の表面に、圧力室3の内周面を構成する複数の溝と、凹部9の内周面を構成する複数の溝が研削加工によって設けられている。その後、それぞれの溝に、選択めっきによって第一の電極12a及び第二の電極13が形成される。尚、圧力室3の内周面を構成する複数の溝と凹部9の内周面を構成する複数の溝は、第一の圧電材料プレート1の表面に交互に配列されている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, a plurality of grooves constituting the inner peripheral surface of the
一方で、図4(a)〜(d)に示すように、第二の圧電材料プレート2の表面に、開口部4の内周面を構成する溝を研削加工によって複数設け、開口部4の内周面を構成する溝の底部に、選択めっきによって第三の電極14aを形成する。この第二の圧電材料プレート2の表面に非圧電材料プレート11を接合した後に、第二の圧電材料プレート2の裏面の、第三の電極14aに対向する位置に選択めっきを施し、第一の電極12bが形成される。
On the other hand, as shown in FIGS. 4A to 4D, a plurality of grooves constituting the inner peripheral surface of the
その後、図3(c)〜(e)に示すように、図4(d)に示す非圧電材料プレート11に接合された第二の圧電材料プレート2の裏面に、圧力室3の内周面を構成する溝と第一の電極12bが一致するように、第一の圧電材料プレート1が接合される。第一の圧電材料プレート1を接合した後に、第一の圧電材料プレート1の裏面全面にめっきを施し、第三の電極14bが形成される。そして、図4(d)に示す非圧電材料プレート11が接合されていない状態の他の第二の圧電材料プレート2が、ユニットに接合された第一の圧電材料プレート1の裏面の圧力室3に対向する位置に、開口部4の内周面を構成する溝が整列するように接合される。
Thereafter, as shown in FIGS. 3C to 3E, the inner peripheral surface of the
さらに、他の第一の圧電材料プレート1と非圧電材料プレート11が接合されていない他の第二の圧電材料プレート2を積層、接合していき、所定の数を積層した後に、もう一枚の非圧電材料プレート11を最下面の第二の圧電材料プレート2の裏面に接合する。こうして、図5に示すように、ユニット積層体10が形成される。
Furthermore, another first
ユニット積層体10が形成されると、圧電効果を発生させるための分極処理が行われる。分極処理は、シリコンオイル等の絶縁体液体にインク吐出ブロック5を浸し、加熱(例えば200℃)し、形成された電極間に1〜2kV/mm程度の電界を印加させる処理である。
When the unit laminated
図2(a)と(b)に示すように、それぞれ隣り合う圧力室3を分離するための圧力室分離溝15が、ユニット積層体10の上面から下面に向かって、圧力室同士の間かつ開口部同士の間を圧力室3の積層方向に平行に研削加工によって形成される。すなわち、第一の圧電材料プレートの隣り合う第一の溝同士の間かつ隣り合う第二の溝同士の間に形成される。圧力室分離溝15は、凹部9の内周面を構成する溝を分断し、凹部9を構成している側壁と、開口部4の内周面に及ばないように形成されなければならない。さらに、この圧力室分離溝15は、ユニット積層体10の上面から下面に向かって貫通しているが、ユニット積層体10の前面から背面に向かって貫通せずに、圧力室分離溝15が背面まで形成されないように形成される。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the pressure
ユニット積層体10に圧力室分離溝15が形成されると、インク吐出ブロック5が完成する。
When the pressure
以上のようにしてインク吐出ブロック5が完成した後、圧力室3と吐出口7が整列するように、インク吐出ブロック5の前面にノズルプレート8が接合される。一方、インク吐出ブロック5の背面に、圧力室3と不図示の絞り孔が整列するように、後方絞りプレート6が接合される。
After the
以上の工程を経て、液体吐出ヘッドが製造される。 The liquid discharge head is manufactured through the above steps.
(第2の実施形態)
図6(b)は、本発明の第二の実施形態を示すインク吐出ブロック25の斜視図である。尚、インク吐出ブロック25の前面と背面には、第一の実施形態と同じくノズルプレートと後方絞りプレートが接合される。
(Second Embodiment)
FIG. 6B is a perspective view of the
インク吐出ブロック25は、図6(a)と(b)に示すように、第一の圧電材料プレート21と第二の圧電材料プレート22を積層して構成され、上面と下面に非圧電材料プレート31が設けられ、さらに上面から下面に向けて圧力室分離溝35が形成されている。さらに、インク吐出ブロック25の前面には、複数の圧力室23と、複数の開口部24が、圧力室分離溝35同士の間に配置されている。圧力室23の内周面には第一の電極32が設けられ、開口部24の内周面の少なくとも一部には第三の電極34が設けられている。圧力室23と開口部24は、圧力室分離溝35と並列になるように交互に一列に積層されている。それぞれの圧力室分離溝35に、第二の電極33が形成されている。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the
図7(b)に示すように、第一の圧電材料プレート21の表面には、インクを送り出す圧力室23の内周面を構成する溝が、並列に配置されている圧力室23の内周面を構成する溝には第一の電極32aが配置されている。また、図7(d)に示すように、第一の圧電材料プレート21の裏面には、第三の電極34bが配置されている。図8(b)に示すように、第二の圧電材料プレート22の表面には、開口部24の内周面を構成する溝が、並列に配置されている。開口部24の内周面を構成する溝の底部には、第三の電極34aが配置されている。また、図8(d)に示すように、第二の圧電材料プレート22の裏面の、第三の電極34aに対向する位置に、第一の電極32bが配置されている。尚、第一の圧電材料プレート21及び第二の圧電材料プレート22は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)などの圧電材料を用い、非圧電材料プレート31は、セラミック材料等の圧電材料以外を用いるのが望ましい。
As shown in FIG. 7B, a groove constituting the inner peripheral surface of the
以上に説明した構成のインクを吐出する液体吐出ヘッドによって、インクが吐出する作用については、第一の実施形態と同様のため省略する。 Since the operation of ejecting ink by the liquid ejection head that ejects ink having the configuration described above is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
(第2の実施形態の製造方法)
ここで、以上に説明した液体吐出ヘッドの製造方法を説明する。
(Manufacturing method of the second embodiment)
Here, a manufacturing method of the liquid discharge head described above will be described.
図8(a)〜(d)に示すように、第二の圧電材料プレート22の表面に、開口部24の内周面を構成する溝を研削加工によって設け、開口部24の内周面を構成する溝の底部に、選択めっきによって第三の電極34aを形成する。第二の圧電材料プレート22の表面に非圧電材料プレート31を接合した後に、第二の圧電材料プレート22の裏面の、第三の電極34aに対向する位置に選択めっきを施し、第一の電極32bが形成される。
As shown in FIGS. 8A to 8D, grooves constituting the inner peripheral surface of the
次に、図7(a)〜(d)に示すように、第一の圧電材料プレート21の表面に、圧力室23の内周面を構成する溝を研削加工によって設け、選択めっきによって第一の電極32aが形成される。その後に、非圧電材料プレート31に接合されたユニットの第二の圧電材料プレート22の裏面に、圧力室23の内周面を構成する溝と第二の圧電材料プレート22の裏面に形成された第一の電極32bが一致するように、第一の圧電材料プレート21が接合される。第一の圧電材料プレート21を接合した後に、第一の圧電材料プレート21の裏面全面にめっきを施し、第三の電極34bが形成される。第三の電極34bが形成されたら、前述した第三の電極34aが形成された第二の圧電材料プレート22が、ユニットに接合された第一の圧電材料プレート21の裏面の圧力室23に対向する位置に、開口部24の内周面を構成する溝が整列するように接合される。
Next, as shown in FIGS. 7A to 7D, a groove constituting the inner peripheral surface of the
このようにして第一の圧電材料プレート21と第二の圧電材料プレート22を積層、接合していき、所定の数を積層した後に、非圧電材料プレート31を第二の圧電材料プレート22の裏面に接合する。すると、図9に示すように、ユニット積層体30が形成される。
In this way, the first
ユニット積層体30が形成されると、圧電効果を発生させるための分極処理が行われる。分極処理は、第一の実施形態と同様である。
When the unit laminated
図6(a)と(b)に示すように、それぞれ隣り合う圧力室23を分離するための圧力室分離溝35が、ユニット積層体30の上面から下面に向かって、圧力室23同士の間を圧力室23の積層方向に平行に研削加工によって形成される。圧力室分離溝35は、開口部4の内周面に及ばないように形成されなければならない。さらに、この圧力室分離溝35は、ユニット積層体30の上面から下面に向かって貫通しているが、ユニット積層体30の前面から背面に向かって貫通せずに、圧力室分離溝35が背面まで形成されないように形成される。
As shown in FIGS. 6A and 6B, pressure
最後に圧力室分離溝35にめっきを施し、第二の電極33が形成されると、インク吐出ブロック25が完成する。
Finally, when the
以上のようにしてインク吐出ブロック25が完成した後に、前面にノズルプレート8が、背面に後方絞りプレート6が接合される。
After the
以上の工程を経て、液体吐出ヘッドが製造される。 The liquid discharge head is manufactured through the above steps.
1、21 第一の圧電材料プレート
2、22 第二の圧電材料プレート
3、23 圧力室
4、24 開口部
5、25 インク吐出ブロック
6 後方絞りプレート
7 吐出口
8 ノズルプレート
9 凹部
10、30 ユニット積層体
11、31 非圧電材料プレート
12、32 第一の電極
13、33 第二の電極
14、34 第三の電極
15、35 圧力室分離溝
1, 21 First
Claims (7)
溝状の複数の開口部と記録液を前記吐出口へ供給する溝状の複数の圧力室とを備えた記録液吐出体と、
前記記録液吐出体に設けられ、前記複数の圧力室及び前記複数の開口部に沿って延び、前記複数の圧力室同士の間かつ前記複数の開口部同士の間に備えられた複数の圧力室分離溝と、を有し、
前記記録液吐出体は、第一の圧電材料プレートと第二の圧電材料プレートを交互に積層することで形成され、前記圧力室と前記開口部は、前記第一の圧電材料プレートと前記第二の圧電材料プレートの積層方向にみて交互に設けられるとともに前記積層方向にみて重なり合う位置に設けられ、前記圧力室分離溝は、積層された複数の前記第一の圧電材料プレートと複数の前記第二の圧電材料プレートを積層方向に沿って貫通するように設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 A surface plate having a plurality of ejection openings for ejecting recording liquid;
A recording liquid discharging body a groove-like plurality of openings and the recording liquid and a plurality of pressure chambers grooved supplied to the discharge port,
Provided in front type recording solution discharge member, said plurality of extending along the pressure chambers and the plurality of openings, a plurality of pressure provided between the adjacent and the plurality of openings between each other said plurality of pressure chambers A chamber separation groove,
The recording liquid ejection body is formed by alternately laminating a first piezoelectric material plate and a second piezoelectric material plate, and the pressure chamber and the opening are formed by the first piezoelectric material plate and the second piezoelectric material plate. the viewed in the stacking direction of the piezoelectric material plate provided in a position overlapping when viewed in Rutotomoni the stacking direction are provided alternately, the pressure chamber separation grooves, a plurality of said first piezoelectric material plate which are stacked and a plurality of said first A liquid discharge head, characterized in that the liquid discharge head is provided so as to penetrate the two piezoelectric material plates along the stacking direction.
前記複数の第一の溝に第一の電極を形成する工程と、
圧電材料で構成された第二の圧電材料プレートの表面に、開口部を構成するための複数の第二の溝を形成する工程と、
前記複数の第二の溝の少なくとも一部に第二の電極を形成する工程と、
前記第二の圧電材料プレートの裏面に、前記第一の電極を形成する工程と、
前記第二の圧電材料プレートの裏面に、前記第一の圧電材料プレートの表面を接合してユニットを形成する工程と、
前記ユニットに接合された前記第一の圧電材料プレートの裏面に、第三の電極を形成する工程と、
前記ユニットに接合された前記第一の圧電材料プレートの裏面に、複数の前記第二の圧電材料プレートと前記第一の圧電材料プレートを、交互に接合してユニット積層体を形成する工程と、
前記ユニット積層体の隣り合う前記第一の溝同士の間かつ隣り合う前記第二の溝同士の間に、積層された複数の前記第一の圧電材料プレートと複数の前記第二の圧電材料プレートを積層方向に沿って貫通するように複数の圧力室分離溝を形成する工程と、
から成る液体吐出ヘッド製造方法。 Forming a plurality of first grooves on the surface of the first piezoelectric material plate made of a piezoelectric material to form a pressure chamber that supplies a discharge port for discharging the recording liquid;
Forming a first electrode in the plurality of first grooves;
Forming a plurality of second grooves for forming an opening on a surface of a second piezoelectric material plate made of a piezoelectric material;
Forming a second electrode in at least a part of the plurality of second grooves;
Forming the first electrode on the back surface of the second piezoelectric material plate;
Forming a unit by bonding the surface of the first piezoelectric material plate to the back surface of the second piezoelectric material plate;
Forming a third electrode on the back surface of the first piezoelectric material plate joined to the unit;
A plurality of the second piezoelectric material plates and the first piezoelectric material plates are alternately joined to the back surface of the first piezoelectric material plate joined to the unit to form a unit laminate;
The plurality of first piezoelectric material plates and the plurality of second piezoelectric material plates stacked between the adjacent first grooves and between the adjacent second grooves of the unit laminate. Forming a plurality of pressure chamber separation grooves so as to penetrate through the stacking direction;
A liquid discharge head manufacturing method comprising:
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