JPH11227200A - Head for forming fine ink droplets and method of manufacturing the same - Google Patents

Head for forming fine ink droplets and method of manufacturing the same

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JPH11227200A
JPH11227200A JP3631598A JP3631598A JPH11227200A JP H11227200 A JPH11227200 A JP H11227200A JP 3631598 A JP3631598 A JP 3631598A JP 3631598 A JP3631598 A JP 3631598A JP H11227200 A JPH11227200 A JP H11227200A
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JP
Japan
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layer
ink
piezoelectric
forming
electrode
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Application number
JP3631598A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuharu Hida
勝春 肥田
Koji Omote
孝司 表
Yoshihiko Imanaka
佳彦 今中
Kazuaki Kurihara
和明 栗原
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドット対応の駆動部間の干渉を低減させ、印
字特性を向上させることができるインクの微細液滴形成
用ヘッドを提供する。 【解決手段】 各々インクの微細液滴を飛翔させるため
の孔が設けられた複数のインク室が設けられている。各
インク室を画定する壁の一部が変形して、対応するイン
ク室の容積を変化させることができる。複数のインク室
の壁の変形する部分に対向するように、対向面側から順
番に、第1の電極層、圧電体層、第2の電極層、高剛性
層、及び支持層が積層されている。対向面側に、高剛性
層よりも深い位置まで達する複数の溝が形成され、この
溝によって第1の電極層から高剛性層までの積層構造が
分離される。分離された各個別積層部がインク室の各々
に対応するように配置される。各個別積層部の圧電体層
を変形させることにより、対応するインク室の壁の一部
を変形させて該インク室の容積を変化させる。
(57) Abstract: Provided is a head for forming fine droplets of ink which can reduce interference between driving units corresponding to dots and improve printing characteristics. SOLUTION: There are provided a plurality of ink chambers each provided with a hole for ejecting a fine droplet of ink. A portion of the wall defining each ink chamber can be deformed to change the volume of the corresponding ink chamber. A first electrode layer, a piezoelectric layer, a second electrode layer, a high-stiffness layer, and a support layer are sequentially stacked from the facing surface side so as to face the deformed portions of the walls of the plurality of ink chambers. I have. A plurality of grooves reaching the position deeper than the high-rigidity layer are formed on the opposing surface side, and the grooves separate the laminated structure from the first electrode layer to the high-rigidity layer. Each of the separated individual laminated portions is arranged so as to correspond to each of the ink chambers. By deforming the piezoelectric layer of each individual laminated portion, a part of the wall of the corresponding ink chamber is deformed to change the volume of the ink chamber.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インクの微細液滴
形成用ヘッド及びその製造方法に関し、特にインクの微
細液滴を紙面上に飛翔させて印字を行うプリンタに用い
られるヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a head for forming fine droplets of ink and a method of manufacturing the same, and more particularly to a head used for a printer which performs printing by flying fine droplets of ink on paper.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクの微細液滴を飛翔させて印字を行
うインクジェットプリンタのインク飛翔方式として、発
熱体を用いたバブルジェット方式と圧電体を用いたイン
パクト方式(圧電方式)とが知られている。圧電方式
は、圧電体の変形によりドット対応のインク室の容積を
減少させて、インク室に設けられた孔からインクの微細
液滴を飛翔させる方式である。複数のインク室が直線状
に配列し、各インク室に対応して圧電体を含む駆動部が
配置される。
2. Description of the Related Art As an ink jetting method of an ink jet printer which performs printing by flying fine droplets of ink, a bubble jet method using a heating element and an impact method (piezoelectric method) using a piezoelectric material are known. I have. The piezoelectric method is a method in which the volume of an ink chamber corresponding to a dot is reduced by deformation of a piezoelectric body, and fine droplets of ink fly from a hole provided in the ink chamber. A plurality of ink chambers are linearly arranged, and a drive unit including a piezoelectric body is arranged corresponding to each ink chamber.

【0003】複数の駆動部の圧電体同士が並列に結合し
ていると、圧電体間の相互作用により、圧電体の変位特
性が影響を受け、インクの飛翔特性が低下する場合があ
る。この相互作用を低減させるために、相互に隣接する
圧電体間に溝が設けられる。
If the piezoelectric bodies of a plurality of driving units are connected in parallel, the displacement characteristics of the piezoelectric bodies may be affected by the interaction between the piezoelectric bodies, and the flying characteristics of the ink may be reduced. To reduce this interaction, grooves are provided between adjacent piezoelectric bodies.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】相互に隣接する圧電体
間に溝を形成することにより、駆動部間の干渉を低減さ
せることができるが、これのみでは十分ではない。印字
特性を向上させるためには、駆動部間の干渉をより低減
させる必要がある。
By forming a groove between piezoelectric bodies adjacent to each other, it is possible to reduce interference between the driving units, but this is not sufficient. In order to improve the printing characteristics, it is necessary to further reduce the interference between the driving units.

【0005】本発明の目的は、ドット対応の駆動部間の
干渉を低減させ、印字特性を向上させることができるイ
ンクの微細液滴形成用ヘッドを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a head for forming fine droplets of ink which can reduce interference between driving units corresponding to dots and improve printing characteristics.

【0006】本発明の他の目的は、ドット対応の駆動部
間の干渉を低減させ、印字特性を向上させることができ
るインクの微細液滴形成用ヘッドの製造方法を提供する
ことである。
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a head for forming fine droplets of ink, which can reduce interference between driving units corresponding to dots and improve printing characteristics.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、各々インクの微細液滴を飛翔させるための孔が設け
られた複数のインク室であって、該インク室を画定する
壁の一部が変形して、対応するインク室の容積を変化さ
せることができる前記複数のインク室と、前記複数のイ
ンク室の壁の変形する部分に対向するように配置され、
該変形する部分に対向する対向面側から順番に、第1の
電極層、圧電体層、第2の電極層、該圧電体層よりも高
い剛性を有する材料からなる高剛性層、及び支持層が積
層され、前記対向面側に、前記高剛性層よりも深い位置
まで達する複数の溝が形成され、該溝によって相互に分
離された個別積層部が設けられ、各個別積層部が前記イ
ンク室の各々に対応するように配置され、各個別積層部
の圧電体層を変形させることにより、対応するインク室
の壁の一部を変形させて該インク室の容積を変化させる
ように構成された圧電積層部材とを有するインクの微細
液滴形成用ヘッドが提供される。
According to one aspect of the present invention, there are provided a plurality of ink chambers each provided with a hole for ejecting a fine droplet of ink, and one of the walls defining the ink chamber. The portion is deformed, the plurality of ink chambers capable of changing the volume of the corresponding ink chamber, and arranged to face a deformed portion of the wall of the plurality of ink chambers,
A first electrode layer, a piezoelectric layer, a second electrode layer, a high-stiffness layer made of a material having higher rigidity than the piezoelectric layer, and a support layer in this order from the facing surface side facing the deformed portion. A plurality of grooves reaching the position deeper than the high-rigidity layer are formed on the facing surface side, and individual laminated portions separated from each other by the grooves are provided. Are arranged so as to correspond to each of them, and by deforming the piezoelectric layer of each individual laminated portion, a part of the wall of the corresponding ink chamber is deformed to change the volume of the ink chamber. A head for forming fine droplets of ink having a piezoelectric laminated member is provided.

【0008】各個別積層部の圧電体層が圧電歪を生じて
対応するインク室の容積を減少させる。インク室内のイ
ンクが、孔を通って外部に飛翔する。各個別積層部に高
剛性層が配置されているため、個別積層部間の歪の干渉
を低減することができる。
[0008] The piezoelectric layer of each individual laminated portion generates piezoelectric strain and reduces the volume of the corresponding ink chamber. Ink in the ink chamber flies outside through the holes. Since the high rigidity layer is arranged in each individual laminated portion, interference of distortion between the individual laminated portions can be reduced.

【0009】本発明の他の観点によると、圧電材料の粉
末をバインダ樹脂中に分散させて形成された圧電膜の一
方の表面上に、該圧電膜の材料よりも高い剛性を有する
材料からなる電極層を形成した電極付圧電膜を複数枚準
備する工程と、電極付圧電膜を、その電極層側の面が同
じ方向を向くように、少なくとも3枚積層して貼り合わ
せ、積層膜を形成する工程と、前記積層膜に、その電極
層側の面から、相互に平行で、かつ少なくとも3層目の
電極層よりも深い位置まで達する溝を形成し、該溝によ
り相互に分離された少なくとも3層の電極層を含む複数
の個別積層部を形成する工程と、前記個別積層部の各々
の頭頂部に、各個別積層部の変形によって容積を変化さ
せるインク室を結合する工程と、前記個別積層部の各々
の頭頂部側の2層の電極層の間に電圧を印加するための
電源配線を形成する工程であって、前記個別積層部の最
も深い位置にある電極層は、前記電源配線と絶縁状態を
保つように前記電源配線を形成する工程とを有するイン
クの微細液滴形成用ヘッドの製造方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, on one surface of a piezoelectric film formed by dispersing a powder of a piezoelectric material in a binder resin, a material having higher rigidity than the material of the piezoelectric film is formed. A step of preparing a plurality of piezoelectric films with electrodes on which electrode layers are formed, and laminating and bonding at least three piezoelectric films with electrodes so that the surface on the electrode layer side faces in the same direction; And forming a groove in the laminated film from the surface on the electrode layer side thereof to be parallel to each other and reaching a position deeper than at least the third electrode layer, and at least separated from each other by the groove. Forming a plurality of individual laminated portions including three electrode layers, coupling an ink chamber whose volume is changed by deformation of each individual laminated portion to the top of each of the individual laminated portions, Two layers on the top side of each of the laminates Forming a power supply line for applying a voltage between the electrode layers, wherein the electrode layer at the deepest position of the individual laminated portion forms the power supply line so as to maintain an insulation state with the power supply line. And a method for manufacturing a head for forming fine droplets of ink.

【0010】電源配線と絶縁状態を保つ電極層が、高剛
性層として作用する。このため、個別積層部間の歪の干
渉を低減することができる。
[0010] The electrode layer, which is kept insulated from the power supply wiring, acts as a highly rigid layer. For this reason, it is possible to reduce distortion interference between the individual laminated portions.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施例によるイ
ンクジェットプリンタ用ヘッドの断面図を示す。図1
(A)は、インクの飛翔方向に対して垂直な断面図を示
し、図1(B)は、図1(A)の一点鎖線B1−B1に
おける断面図を示す。
FIG. 1 is a sectional view of an ink jet printer head according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 1A is a cross-sectional view perpendicular to the ink flight direction, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along a dashed-dotted line B1-B1 in FIG.

【0012】図1(A)に示すように、インクジェット
プリンタ用ヘッドは、圧電積層部材1と圧力室板2と
を、接着層3で貼り合わせて構成されている。圧力室板
2は、例えばステンレス若しくは樹脂等の剛性の高い材
料で形成される。接着層3は、例えばドライフィルムで
ある。圧力室板2の対向面には、複数の溝状の凹部4が
形成され、各凹部4と接着層3とにより、インク室5が
画定される。各インク室5を画定する接着層3を、イン
ク室5側に押圧して接着層3を変形させることにより、
対応するインク室5の容積を変化させることができる。
As shown in FIG. 1A, an ink jet printer head is configured by bonding a piezoelectric laminated member 1 and a pressure chamber plate 2 with an adhesive layer 3. The pressure chamber plate 2 is formed of a highly rigid material such as stainless steel or resin. The adhesive layer 3 is, for example, a dry film. A plurality of groove-shaped recesses 4 are formed on the opposing surface of the pressure chamber plate 2, and the ink chambers 5 are defined by the recesses 4 and the adhesive layer 3. By pressing the adhesive layer 3 defining each ink chamber 5 toward the ink chamber 5 to deform the adhesive layer 3,
The volume of the corresponding ink chamber 5 can be changed.

【0013】圧電積層部材1のインク室5に対応する領
域には、圧力室板2に対向する面側から、圧電体層8
A、第1の電極層9A、圧電体層8B、第2の電極層9
B、圧電体層8C、第3の電極層9C、圧電体層8D、
高剛性層10A、圧電体層8E、高剛性層10B、圧電
体層8F、高剛性層10C、及び支持層11が、この順
番に積層されている。
In a region corresponding to the ink chamber 5 of the piezoelectric laminated member 1, the piezoelectric layer 8 is formed from the side facing the pressure chamber plate 2.
A, first electrode layer 9A, piezoelectric layer 8B, second electrode layer 9
B, piezoelectric layer 8C, third electrode layer 9C, piezoelectric layer 8D,
The high-rigid layer 10A, the piezoelectric layer 8E, the high-rigid layer 10B, the piezoelectric layer 8F, the high-rigid layer 10C, and the support layer 11 are laminated in this order.

【0014】各圧電体層8A〜8F及び支持層11は、
例えば可塑剤を含んだバインダ樹脂中に圧電セラミック
ス粉末を分散させたグリーンシートと呼ばれる1枚もし
くは複数枚の膜により形成される。1枚のグリーンシー
トの厚さは、50〜100μmである。圧電セラミック
ス粉末は、例えば0.5Pb(Ni1/3 Nb2/3 )O 3
−0.35PbTiO3 −0.15PbZrO3 (PN
N)であり、バインダ樹脂は、例えばポリビニルブチラ
ールであり、可塑剤は、例えばフタル酸ジブチルであ
る。
Each of the piezoelectric layers 8A to 8F and the support layer 11
For example, piezoelectric ceramic in binder resin containing plasticizer
Green sheet in which powder is dispersed
Or a plurality of films. One green sea
The thickness of the sheet is 50 to 100 μm. Piezoelectric ceramic
Powder is, for example, 0.5 Pb (Ni1/3Nb2/3) O Three
-0.35PbTiOThree-0.15PbZrOThree(PN
N), and the binder resin is, for example, polyvinyl butyral.
And the plasticizer is, for example, dibutyl phthalate.
You.

【0015】電極層9A〜9C、及び高剛性層10A〜
10Cは、例えばAgPdペーストを用いた印刷法によ
り形成される。
The electrode layers 9A to 9C and the high-rigidity layers 10A to 10A
10C is formed by, for example, a printing method using an AgPd paste.

【0016】圧電積層部材1の接着層3側の面には、高
剛性層10Bよりも深い位置まで達する複数の溝15が
形成されている。溝15によって、圧電体層8Aから高
剛性層10Bまでの積層構造が複数の個別積層部16に
分離されている。各個別積層部16は、インク室5の各
々に対応するように配置されている。
A plurality of grooves 15 are formed on the surface of the piezoelectric laminated member 1 on the side of the adhesive layer 3 so as to reach a position deeper than the high rigidity layer 10B. The groove 15 divides the laminated structure from the piezoelectric layer 8A to the high-rigidity layer 10B into a plurality of individual laminated portions 16. Each individual laminating part 16 is arranged so as to correspond to each of the ink chambers 5.

【0017】第2の電極層9Bと、その上下の第1及び
第3の電極層9A、9Cとの間に電圧を印加すると、圧
電体層8B及び8Cに圧電歪が生ずる。各個別積層部1
6の圧電体層8B及び8Cを変形させることにより、対
応するインク室5を画定している接着層3を変形させて
当該インク室5の容積を変化させることができる。
When a voltage is applied between the second electrode layer 9B and the first and third electrode layers 9A and 9C above and below the second electrode layer 9B, piezoelectric strain occurs in the piezoelectric layers 8B and 8C. Each individual laminated part 1
By deforming the 6 piezoelectric layers 8B and 8C, the adhesive layer 3 defining the corresponding ink chamber 5 can be deformed, and the volume of the ink chamber 5 can be changed.

【0018】図1(B)に示すように、第1の電極層9
A及び第3の電極層9Cは、圧電積層部材1の図の左側
の端面(前端面)まで延在しており、第2の電極層9B
は、図の右側の端面(後端面)まで延在している。高剛
性層10A〜10Cの両端は、前端面及び後端面に表出
していない。
As shown in FIG. 1B, the first electrode layer 9
A and the third electrode layer 9C extend to the left end surface (front end surface) of the piezoelectric laminated member 1 in the figure, and the second electrode layer 9B
Extends to the right end surface (rear end surface) in the figure. Both ends of the high rigidity layers 10A to 10C are not exposed on the front end face and the rear end face.

【0019】圧電積層部材1の前端面上には、第1の電
源配線層20が形成され、後端面上には、第2の電源配
線層21が形成されている。第1及び第3の電極層9A
及び9Cは、共に第1の電源配線層20に接続され、第
2の電極層9Bは第2の電源配線層21に接続される。
A first power supply wiring layer 20 is formed on the front end face of the piezoelectric laminated member 1, and a second power supply wiring layer 21 is formed on the rear end face. First and third electrode layers 9A
And 9C are both connected to a first power supply wiring layer 20, and the second electrode layer 9B is connected to a second power supply wiring layer 21.

【0020】圧力室板2に設けられた溝25と接着層3
とにより、インク共通路26が画定されている。インク
共通路26は、各インク室5の後端面側に配置され、図
1(B)の紙面に垂直な方向に延在する。各インク室5
は、インク室ごとに設けられたインク供給路27を介し
てインク共通路26に連通している。インク共通路26
内にインクを導入すると、インク供給路27を通って各
インク室5内にインクが導入される。
The groove 25 provided in the pressure chamber plate 2 and the adhesive layer 3
Thus, the common ink path 26 is defined. The ink common path 26 is arranged on the rear end face side of each ink chamber 5 and extends in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. Each ink chamber 5
Are connected to an ink common path 26 via an ink supply path 27 provided for each ink chamber. Common ink path 26
When the ink is introduced into the ink chamber 5, the ink is introduced into each ink chamber 5 through the ink supply path 27.

【0021】インク室5の前端面側は、ノズル板22に
より塞がれている。ノズル板22には、各インク室5に
対応してノズル23が形成されている。個別積層部16
を変形させてインク室5の容積を減少させると、インク
室5内のインクがノズル23を通って外部に押し出さ
れ、液滴となって飛翔する。インク供給路27は大きな
流路抵抗を有するため、インク室5内のインクはインク
共通路26側には逆流しない。
The front end face side of the ink chamber 5 is closed by a nozzle plate 22. The nozzle plate 22 has nozzles 23 corresponding to the respective ink chambers 5. Individual laminated part 16
When the volume of the ink chamber 5 is reduced by deforming the ink, the ink in the ink chamber 5 is pushed to the outside through the nozzles 23 and flies as droplets. Since the ink supply path 27 has a large flow path resistance, the ink in the ink chamber 5 does not flow backward to the ink common path 26 side.

【0022】図1の実施例では、各個別積層部16の底
部に、高剛性層10A及び10Bが挿入されている。高
剛性層10A及び10Bは、圧電体層8A〜8Fよりも
高い剛性を有する。この高剛性層により、1つの個別積
層部16が変形した時の他の個別積層部16への影響を
低減することができる。
In the embodiment shown in FIG. 1, high rigid layers 10A and 10B are inserted at the bottom of each individual laminated portion 16. The high rigidity layers 10A and 10B have higher rigidity than the piezoelectric layers 8A to 8F. The high rigidity layer can reduce the influence on one individual laminated portion 16 when one individual laminated portion 16 is deformed.

【0023】また、高剛性層10Cは溝15よりも深い
位置に配置され、溝15により分離されていない。すな
わち、各個別積層部16は、1つの高剛性層10Cの上
に載った構成とされている。高剛性層10Cにより、各
個別積層部16の間の干渉を低減することができる。
Further, the high-rigidity layer 10C is arranged at a position deeper than the groove 15, and is not separated by the groove 15. That is, each individual laminated portion 16 has a configuration mounted on one high-rigid layer 10C. With the high rigidity layer 10C, interference between the individual laminated portions 16 can be reduced.

【0024】高剛性層10A〜10Cは、電極層9A〜
9Cと同一の材料で形成されているため、電極層9A〜
9Cを形成する技術と同様の技術で、高剛性層10A〜
10Cを形成することができる。上記実施例のように、
高剛性層10A〜10Cが導電材料で形成されている場
合には、各高剛性層10A〜10Cを、電極層9A〜9
Cから電気的に絶縁させておくことが好ましい。
The high-rigidity layers 10A to 10C are formed by electrode layers 9A to 9C.
9C, the electrode layers 9A to 9C are formed.
With the same technology as the technology for forming 9C, the high rigidity layers 10A to
10C can be formed. As in the above example,
When the high-rigid layers 10A to 10C are formed of a conductive material, each of the high-rigid layers 10A to 10C is connected to the electrode layers 9A to 9C.
It is preferable to be electrically insulated from C.

【0025】上記実施例では、高剛性層10A〜10C
を、電極層9A〜9Cの材料と同一のAgPdで形成す
る場合を説明したが、両者をPtで形成してもよいし、
高剛性層10A〜10Cを圧電体層8A〜8Fよりも剛
性の高い他の材料で形成してもよい。
In the above embodiment, the high rigidity layers 10A to 10C
Is formed of the same AgPd as the material of the electrode layers 9A to 9C, but both may be formed of Pt,
The high-rigid layers 10A to 10C may be formed of another material having higher rigidity than the piezoelectric layers 8A to 8F.

【0026】次に、図2及び図3を参照して、図1に示
すインクジェットプリンタ用ヘッドの製造方法について
説明する。
Next, a method of manufacturing the ink jet printer head shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS.

【0027】図2(A)は、AgPd層付きの1枚のグ
リーンシート(圧電膜)30を示す。グリーンシート
は、可塑剤を含むバインダ樹脂中に圧電セラミックス粉
末を分散させた厚さ50〜100μmの膜である。圧電
セラミックス粉末の材料はPNNであり、バインダ樹脂
はポリビニルブチラールであり、可塑剤はフタル酸ジブ
チルである。
FIG. 2A shows one green sheet (piezoelectric film) 30 having an AgPd layer. The green sheet is a film having a thickness of 50 to 100 μm in which piezoelectric ceramic powder is dispersed in a binder resin containing a plasticizer. The material of the piezoelectric ceramic powder is PNN, the binder resin is polyvinyl butyral, and the plasticizer is dibutyl phthalate.

【0028】グリーンシート30の一方の表面上に、A
gPdペーストを用いた印刷法により、AgPd層31
を形成する。図2(A)では、1枚のグリーンシート3
0の表面を4つの領域に分け、各領域にAgPd層31
を形成した場合を示している。図2(A)に示すAgP
d層付きグリーンシート30、及びAgPd層の無いグ
リーンシートを、それぞれ複数枚準備する。
On one surface of the green sheet 30, A
The AgPd layer 31 is printed by a printing method using a gPd paste.
To form In FIG. 2A, one green sheet 3
0 is divided into four regions, and the AgPd layer 31 is formed in each region.
Is formed. AgP shown in FIG.
A plurality of green sheets 30 having a d-layer and a plurality of green sheets having no AgPd layer are prepared.

【0029】図2(B)に示すように、AgPd層付き
グリーンシート30A〜30G、及びAgPd層無しの
グリーンシート40A〜40Cを、図示の順番に重ね合
わせる。グリーンシート30A、40A、及び40Bが
図1(A)に示す圧電体層8Aに相当し、グリーンシー
ト30B〜30Fが、それぞれ圧電体層8B〜8Fに相
当し、グリーンシート30G及び40Cが支持層11に
相当する。グリーンシート30B〜30Gの表面上に印
刷されたAgPd層31が、それぞれ第1の電極層9
A、第2の電極層9B、第3の電極層9C、高剛性層1
0A〜10Cに相当する。
As shown in FIG. 2B, the green sheets 30A to 30G with the AgPd layer and the green sheets 40A to 40C without the AgPd layer are superposed in the order shown. The green sheets 30A, 40A, and 40B correspond to the piezoelectric layer 8A shown in FIG. 1A, the green sheets 30B to 30F correspond to the piezoelectric layers 8B to 8F, respectively, and the green sheets 30G and 40C correspond to the support layer. It corresponds to 11. The AgPd layers 31 printed on the surfaces of the green sheets 30B to 30G respectively correspond to the first electrode layers 9.
A, second electrode layer 9B, third electrode layer 9C, high rigidity layer 1
It corresponds to 0A to 10C.

【0030】温度60〜120℃まで加熱し、圧力30
〜50MPaを印加して各グリーンシートを接着する。
接着後、大気中で温度を1100℃とし、4時間の焼成
を行う。
Heat to a temperature of 60 to 120 ° C. and a pressure of 30
グ リ ー ン 50 MPa is applied to bond the green sheets.
After bonding, the temperature is set to 1100 ° C. in the atmosphere, and firing is performed for 4 hours.

【0031】図2(C)に示すように、グリーンシート
が積層された圧電積層体41が形成される。圧電積層体
41の周囲を切断加工し、さらに各AgPd層31に対
応する領域に分離する。分離された圧電積層体41の最
上層に露出したAgPd層31を研磨して除去する。
As shown in FIG. 2C, a piezoelectric laminate 41 in which green sheets are laminated is formed. The periphery of the piezoelectric laminate 41 is cut and further divided into regions corresponding to the respective AgPd layers 31. The AgPd layer 31 exposed on the uppermost layer of the separated piezoelectric laminate 41 is polished and removed.

【0032】図3に示すように、ダイシングソーを用い
て溝15を形成し、圧電積層部材1を得る。溝15は、
グリーンシート30F上のAgPd層31よりも深く、
かつグリーンシート30G上のAgPd層31よりも浅
い位置まで達し、個別積層部16を相互に分離する。な
お、圧電積層部材1の前端面には、電極層9A〜9Cの
うち、第1及び第3の電極層9Aと9Cのみが現れ、第
2の電極層9Bは、圧電積層部材1の後端面に現れてい
る。
As shown in FIG. 3, the grooves 15 are formed using a dicing saw, and the piezoelectric laminated member 1 is obtained. Groove 15
Deeper than the AgPd layer 31 on the green sheet 30F,
And it reaches a position shallower than the AgPd layer 31 on the green sheet 30G, and separates the individual laminated portions 16 from each other. In addition, only the first and third electrode layers 9A and 9C among the electrode layers 9A to 9C appear on the front end face of the piezoelectric laminated member 1, and the second electrode layer 9B is the rear end face of the piezoelectric laminated member 1. Appears in.

【0033】溝15を形成した後、前端面及び後端面上
に、それぞれ図1(B)に示す第1及び第2の電源配線
層20及び21を形成する。電源配線層20及び21
は、例えばCr/Ni/Auをこの順番に堆積した積層
構造により形成される。各層の堆積は、蒸着またはスパ
ッタリングにより行う。その他、電源配線層20及び2
1は、例えば、Agペーストを用い、温度600℃程度
で焼き付けたAgにより形成してもよい。
After forming the groove 15, the first and second power supply wiring layers 20 and 21 shown in FIG. 1B are formed on the front end face and the rear end face, respectively. Power supply wiring layers 20 and 21
Is formed by a laminated structure in which, for example, Cr / Ni / Au is deposited in this order. Each layer is deposited by vapor deposition or sputtering. In addition, power supply wiring layers 20 and 2
1 may be formed, for example, by using Ag paste and baking at a temperature of about 600 ° C.

【0034】圧電積層部材1の上面上に、図1(A)及
び図1(B)に示す圧力室板2を、接着層3を介して固
着する。インク室5の前端面側に、図1(B)に示すノ
ズル板22を固着する。
A pressure chamber plate 2 shown in FIGS. 1A and 1B is fixed on the upper surface of the piezoelectric laminated member 1 via an adhesive layer 3. The nozzle plate 22 shown in FIG. 1B is fixed to the front end face side of the ink chamber 5.

【0035】上記実施例では、図1(A)に示す個別積
層部16の頭頂部側にある3つのAgPd層を電極層9
A〜9Cとして使用する場合を説明した。他のAgPd
層を電極層として用いてもよいが、個別積層部16の間
の干渉を低減するためには、最も頭頂部側のAgPd層
を電極層として用いることが好ましい。また、図1
(A)では、3層のAgPd層を電極層として使用する
場合を示したが、少なくとも2層のAgPd層を電極層
とすればよい。電極層として使用するAgPd層の好ま
しい層数は、インク室5からインクを飛翔させるのに適
した圧電変位量により決定され、3層以上としてもよ
い。
In the above embodiment, the three AgPd layers on the top side of the individual laminated portions 16 shown in FIG.
The case of using as A to 9C has been described. Other AgPd
Although the layer may be used as an electrode layer, it is preferable to use the AgPd layer closest to the top as the electrode layer in order to reduce interference between the individual laminated portions 16. FIG.
(A) shows a case where three AgPd layers are used as electrode layers, but at least two AgPd layers may be used as electrode layers. The preferred number of AgPd layers used as electrode layers is determined by the amount of piezoelectric displacement suitable for causing ink to fly from the ink chamber 5, and may be three or more.

【0036】また、上記実施例では、個別積層部16の
底部内に2層の高剛性層10A及び10Bを挿入した場
合を説明したが、個別積層部単位に分離された高剛性層
は、1層でもよく、3層以上としてもよい。また、溝1
5により分離されない高剛性層10Cを1層配置した場
合を説明したが、2層以上の分離されていない高剛性層
を配置してもよい。
In the above embodiment, the case where the two high-rigidity layers 10A and 10B are inserted into the bottom of the individual laminated portion 16 has been described. The number of layers may be three or more. Groove 1
Although the case where one layer of the non-separable high-rigid layer 10C is arranged by 5 has been described, two or more non-separated high-rigid layers may be arranged.

【0037】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
The present invention has been described in connection with the preferred embodiments.
The present invention is not limited to these. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ドット対応に設けられた圧電積層部の変位を利用してイ
ンクを飛翔させるインクジェットプリンタ用ヘッドの各
圧電積層部の底部に、剛性の高い層を挿入することによ
り、圧電積層部間の干渉を低減させることができる。圧
電積層部間の干渉を低減させることができるため、高品
質な印字が可能になる。
As described above, according to the present invention,
Reduces interference between piezoelectric laminates by inserting a highly rigid layer at the bottom of each piezoelectric laminate of an inkjet printer head that uses the displacement of the piezoelectric laminate provided for dots to fly ink. Can be done. Since interference between the piezoelectric laminated portions can be reduced, high-quality printing can be performed.

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

【図1】本発明の実施例によるインクジェットプリンタ
用ヘッドの断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of an inkjet printer head according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すインクジェットプリンタ用ヘッドの
製造方法を説明するためのグリーンシートの斜視図、グ
リーンシートの積層関係を示す斜視図、複数のグリーン
シートを接着した圧電積層体の斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of a green sheet, a perspective view showing a lamination relationship of the green sheets, and a perspective view of a piezoelectric laminate to which a plurality of green sheets are adhered, for explaining a method of manufacturing the ink jet printer head shown in FIG. is there.

【図3】図1に示すインクジェットプリンタ用ヘッドの
圧電積層部材の斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view of a piezoelectric laminated member of the inkjet printer head shown in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧電積層部材 2 圧力室板 3 接着層 4 凹部 5 インク室 8A〜8F 圧電体層 9A〜9C 電極層 10A〜10C 高剛性層 11 支持層 15 溝 16 個別積層部 20、21 電源配線層 22 ノズル板 23 ノズル 25 溝 26 インク共通路 27 インク供給路 30A〜30G AgPd層付きグリーンシート 31 AgPd層 40A〜40C AgPd層無しグリーンシート 41 圧電積層体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric laminated member 2 Pressure chamber plate 3 Adhesive layer 4 Depression 5 Ink chamber 8A-8F Piezoelectric layer 9A-9C Electrode layer 10A-10C High rigidity layer 11 Support layer 15 Groove 16 Individual lamination part 20, 21 Power supply wiring layer 22 Nozzle Plate 23 Nozzle 25 Groove 26 Common ink path 27 Ink supply path 30A-30G Green sheet with AgPd layer 31 AgPd layer 40A-40C Green sheet without AgPd layer 41 Piezoelectric laminate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今中 佳彦 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 栗原 和明 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Yoshihiko Imanaka 4-1-1, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside Fujitsu Limited (72) Inventor Kazuaki Kurihara 4 Ueodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Chome 1-1 Fujitsu Limited

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 各々インクの微細液滴を飛翔させるため
の孔が設けられた複数のインク室であって、該インク室
を画定する壁の一部が変形して、対応するインク室の容
積を変化させることができる前記複数のインク室と、 前記複数のインク室の壁の変形する部分に対向するよう
に配置され、該変形する部分に対向する対向面側から順
番に、第1の電極層、圧電体層、第2の電極層、該圧電
体層よりも高い剛性を有する材料からなる高剛性層、及
び支持層が積層され、前記対向面側に、前記高剛性層よ
りも深い位置まで達する複数の溝が形成され、該溝によ
って相互に分離された個別積層部が設けられ、各個別積
層部が前記インク室の各々に対応するように配置され、
各個別積層部の圧電体層を変形させることにより、対応
するインク室の壁の一部を変形させて該インク室の容積
を変化させるように構成された圧電積層部材とを有する
インクの微細液滴形成用ヘッド。
1. A plurality of ink chambers each having a hole for ejecting a fine droplet of ink, wherein a part of a wall defining the ink chamber is deformed, and a volume of the corresponding ink chamber is changed. The plurality of ink chambers, the first electrodes of which are arranged so as to face a deformable portion of a wall of the plurality of ink chambers, and in order from an opposing surface side facing the deformable portion. A layer, a piezoelectric layer, a second electrode layer, a high-rigid layer made of a material having higher rigidity than the piezoelectric layer, and a support layer, and a position deeper than the high-rigid layer on the facing surface side. A plurality of grooves are formed to reach each other, and individual stacked portions separated from each other by the grooves are provided, and each individual stacked portion is arranged so as to correspond to each of the ink chambers,
A fine liquid of ink having a piezoelectric laminated member configured to deform a part of the wall of the corresponding ink chamber by deforming the piezoelectric layer of each individual laminated portion to change the volume of the ink chamber. Drop forming head.
【請求項2】 さらに、前記高剛性層と前記支持層との
間であって、前記溝の深さよりも深い位置に配置され、
前記高剛性層と同一の材料により形成された他の高剛性
層を有する請求項1に記載のインクの微細液滴形成用ヘ
ッド。
2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising: a space between the high-rigidity layer and the support layer, which is deeper than a depth of the groove.
2. The ink droplet forming head according to claim 1, further comprising another high-rigid layer formed of the same material as the high-rigid layer.
【請求項3】 前記高剛性層が複数層配置されており、 さらに、前記複数の高剛性層の間に前記圧電体層と同一
の材料により形成された層が挟まれている請求項1また
は2に記載のインクの微細液滴形成用ヘッド。
3. The high rigidity layer is arranged in a plurality of layers, and a layer made of the same material as the piezoelectric layer is interposed between the plurality of high rigidity layers. 3. The head for forming fine droplets of the ink according to 2.
【請求項4】 前記第1及び第2の電極層、及び前記高
剛性層が同一の材料により形成され、前記高剛性層は、
前記第1及び第2の電極層から電気的に絶縁されている
請求項1〜3のいずれかに記載のインクの微細液滴形成
用ヘッド。
4. The first and second electrode layers and the high-rigid layer are formed of the same material, and the high-rigid layer is
The ink droplet forming head according to claim 1, wherein the head is electrically insulated from the first and second electrode layers.
【請求項5】 前記第1及び第2の電極層、及び前記高
剛性層が、AgPdまたはPtにより形成されている請
求項4に記載のインクの微細液滴形成用ヘッド。
5. The ink droplet forming head according to claim 4, wherein the first and second electrode layers and the high-rigidity layer are formed of AgPd or Pt.
【請求項6】 圧電材料の粉末をバインダ樹脂中に分散
させて形成された圧電膜の一方の表面上に、該圧電膜の
材料よりも高い剛性を有する材料からなる電極層を形成
した電極付圧電膜を複数枚準備する工程と、 電極付圧電膜を、その電極層側の面が同じ方向を向くよ
うに、少なくとも3枚積層して貼り合わせ、積層膜を形
成する工程と、 前記積層膜に、その電極層側の面から、相互に平行で、
かつ少なくとも3層目の電極層よりも深い位置まで達す
る溝を形成し、該溝により相互に分離された少なくとも
3層の電極層を含む複数の個別積層部を形成する工程
と、 前記個別積層部の各々の頭頂部に、各個別積層部の変形
によって容積を変化させるインク室を結合する工程と、 前記個別積層部の各々の頭頂部側の2層の電極層の間に
電圧を印加するための電源配線を形成する工程であっ
て、前記個別積層部の最も深い位置にある電極層は、前
記電源配線と絶縁状態を保つように前記電源配線を形成
する工程とを有するインクの微細液滴形成用ヘッドの製
造方法。
6. An electrode having an electrode layer formed of a material having higher rigidity than the material of the piezoelectric film on one surface of a piezoelectric film formed by dispersing a powder of the piezoelectric material in a binder resin. A step of preparing a plurality of piezoelectric films, a step of laminating and bonding at least three piezoelectric films with electrodes so that the surface on the electrode layer side faces the same direction, and forming a laminated film; In parallel with each other from the surface of the electrode layer side,
Forming a groove reaching a position deeper than at least a third electrode layer, and forming a plurality of individual laminated portions including at least three electrode layers separated from each other by the groove; Coupling an ink chamber, whose volume is changed by deformation of each individual laminated portion, to each of the tops, and applying a voltage between two electrode layers on the top side of each of the individual laminated portions. Forming a power supply line, wherein the electrode layer at the deepest position of the individual laminated portion comprises forming the power supply line so as to maintain an insulating state with the power supply line. Manufacturing method of forming head.
【請求項7】 前記積層膜を形成する工程において、電
極付圧電膜を少なくとも4枚貼り合わせ、 前記個別積層部を形成する工程において、前記溝を形成
する面から最も深い位置にある電極層までは、前記溝が
到達しないように前記溝を形成する請求項6に記載のイ
ンクの微細液滴形成用ヘッドの製造方法。
7. In the step of forming the laminated film, at least four piezoelectric films with electrodes are attached to each other, and in the step of forming the individual laminated portion, from a surface on which the groove is formed to an electrode layer at a deepest position. 7. The method according to claim 6, wherein the groove is formed such that the groove does not reach.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002059547A (en) * 2000-08-22 2002-02-26 Brother Ind Ltd Piezoelectric ink jet printer head and method of manufacturing the same
JP2002292864A (en) * 2001-03-30 2002-10-09 Brother Ind Ltd Droplet ejecting device and method of manufacturing droplet ejecting device

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