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JPH08127124A - Ink jet recording head - Google Patents

Ink jet recording head

Info

Publication number
JPH08127124A
JPH08127124A JP26946594A JP26946594A JPH08127124A JP H08127124 A JPH08127124 A JP H08127124A JP 26946594 A JP26946594 A JP 26946594A JP 26946594 A JP26946594 A JP 26946594A JP H08127124 A JPH08127124 A JP H08127124A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric
electrodes
ink jet
jet recording
recording head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP26946594A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Satake
健一 佐武
Koichi Baba
弘一 馬場
Kikunosuke Tsuji
菊之助 辻
Takashi Watanabe
剛史 渡辺
Setsuo Hori
節夫 堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Original Assignee
Mita Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mita Industrial Co Ltd filed Critical Mita Industrial Co Ltd
Priority to JP26946594A priority Critical patent/JPH08127124A/en
Publication of JPH08127124A publication Critical patent/JPH08127124A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PURPOSE: To enable miniaturization and the densification of nozzles. CONSTITUTION: Grooves 301, recessed pressure chambers 303 and grooves 302 are formed on the surface of a substrate member 3 so as to be arranged side by side at a predetermined interval. A vibration plate 4 is closely bonded and fixed to the upper surface of the substrate member 3 and nozzles 304 are formed to the leading ends of the grooves 301 by this vibration plate 4. Each of piezoelectric members 1 is constituted of a central drive part 103 wherein electrodes 102a, 102b are arranged on the upper and rear surfaces of thin plate-shaped piezoelectric elements 101 in opposed relationship, one non-drive part 104 having only the electrodes 102b arranged thereto and other non-drive part 105 having only the electrodes 102a arranged thereto and the drive part 103 is positionally set so as to be opposed to the almost central part of each of the pressure chambers 303 to be closely bonded and fixed to the vibration plate 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ、複写機
及びプリンタ等に適用されるインクジェット記録装置の
インクジェット記録ヘッドに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording head of an ink jet recording apparatus applied to facsimiles, copying machines, printers and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、インクジェット記録ヘッドのノズ
ルからインクを吐出して用紙に印字するインクジェット
記録装置が実用化されている。この種の記録装置に用い
られるインクジェット記録ヘッドは、加圧室の一面を構
成する振動板に圧電素子が密着して配置され、電圧印加
による圧電素子の変形によって振動板が加圧室内のイン
クを押圧することで、加圧室に連通するノズルからイン
クを吐出するようになっている。従来、インクジェット
記録ヘッドの圧電素子の取付構造に関して種々の提案が
なされている(特開昭60−90770号公報、特開平
3−10846号公報)。
2. Description of the Related Art In recent years, an ink jet recording apparatus for ejecting ink from a nozzle of an ink jet recording head to print on paper has been put into practical use. In an ink jet recording head used in this type of recording apparatus, a piezoelectric element is arranged in close contact with a vibrating plate forming one surface of a pressure chamber, and the piezoelectric element is deformed by voltage application to cause the vibrating plate to absorb ink in the pressure chamber. When pressed, ink is ejected from the nozzle communicating with the pressurizing chamber. Heretofore, various proposals have been made regarding a mounting structure of a piezoelectric element of an ink jet recording head (JP-A-60-90770 and JP-A-3-10846).

【0003】特開昭60−90770号公報記載のイン
クジェット記録ヘッドは、ヘッド体の加圧室に対向する
振動板の表面に圧電素子を積層するとともに、剛性部材
によって圧電素子をヘッド体に対して剛体的に保持して
いる。この剛性部材によって、圧電素子の変形を確実に
振動板に伝達するようにしている。
In the ink jet recording head described in JP-A-60-90770, a piezoelectric element is laminated on the surface of a vibrating plate facing the pressure chamber of the head body, and the piezoelectric element is attached to the head body by a rigid member. Holds rigidly. This rigid member ensures that the deformation of the piezoelectric element is transmitted to the diaphragm.

【0004】また、特開平3−10846号公報記載の
インクジェット記録ヘッドでは、振動板の表面に積層さ
れた積層型の圧電素子は、溝によって仕切られ、加圧室
に対向する駆動部分と、加圧室間に対向する保持部分と
が交互に配置された構成となっている。この構造の圧電
素子を採用することによって、加圧室毎に単体の圧電素
子を設ける必要がなくなり、その取付作業が容易となる
分、ヘッドの製造効率の向上が図られている。
Further, in the ink jet recording head described in JP-A-3-10846, the laminated piezoelectric element laminated on the surface of the vibrating plate is partitioned by a groove, and a driving portion facing the pressurizing chamber and an additional portion. The holding portions facing each other are alternately arranged between the pressure chambers. By adopting the piezoelectric element having this structure, it is not necessary to provide a single piezoelectric element for each pressurizing chamber, and the mounting work is facilitated, so that the manufacturing efficiency of the head is improved.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭60−90770号公報記載のインクジェット記録
ヘッドでは、圧電素子と別に剛性部材を設けているの
で、インクジェット記録ヘッドの小型化が困難である。
However, in the ink jet recording head described in JP-A-60-90770, it is difficult to miniaturize the ink jet recording head because the rigid member is provided separately from the piezoelectric element.

【0006】また、特開平3−10846号公報記載の
インクジェット記録ヘッドでは、保持部分を駆動源とし
て用いないので、駆動部分の配置間隔が本来の2倍とな
り、従って、これに対向する加圧室及びノズルの間隔も
2倍になるため、ノズルの高密度化が困難である。
Further, in the ink jet recording head described in JP-A-3-10846, since the holding portion is not used as a drive source, the arrangement interval of the drive portion becomes twice as large as it should be, and therefore the pressurizing chamber facing the same. Also, since the interval between the nozzles is doubled, it is difficult to increase the density of the nozzles.

【0007】本発明は、上記問題を解決するもので、小
型化及びノズルの高密度化が可能なインクジェット記録
ヘッドを提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above problems and to provide an ink jet recording head which can be downsized and the density of nozzles can be increased.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、基板とこの基板に密着固定された振動板
とからなり、ノズル及びこのノズルに連通するインクの
加圧室が形成されたヘッド部材と、上記振動板の上記加
圧室に対向する位置に固定され、両面に電極が配設され
た圧電部材とを備えたインクジェット記録ヘッドにおい
て、上記圧電部材は、両面の電極が対向して配設された
駆動部と、この駆動部の両側で電極が対向して配設され
ていない非駆動部とから構成されるとともに、上記駆動
部が上記加圧室に対向するように位置設定されている
(請求項1)。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a substrate and a vibrating plate which is in close contact with and fixed to the substrate, and forms a nozzle and an ink pressurizing chamber communicating with the nozzle. In the ink jet recording head, the piezoelectric member is fixed at a position facing the pressure chamber of the vibration plate, and a piezoelectric member having electrodes arranged on both surfaces is provided. The driving unit is arranged to face each other, and the non-driving unit in which electrodes are not arranged to face each other on both sides of the driving unit, and the driving unit faces the pressurizing chamber. The position is set (Claim 1).

【0009】また、上記ヘッド部材は、複数のノズル及
び加圧室が、一方向に所定間隔で並んで形成され、上記
圧電部材は、上記駆動部と上記非駆動部とが上記一方向
に直交する方向に並ぶ向きで配設されている(請求項
2)。
In the head member, a plurality of nozzles and pressure chambers are formed side by side at predetermined intervals in one direction, and in the piezoelectric member, the driving portion and the non-driving portion are orthogonal to each other in the one direction. They are arranged in the direction in which they are aligned (claim 2).

【0010】また、上記圧電部材は、複数の薄板状の圧
電素子を積層してなり、上記圧電素子は、積層状態で、
それぞれ両面に電極が対向して配設された駆動部と電極
が対向して配設されていない非駆動部とが形成されたも
のである(請求項3)。
The piezoelectric member is formed by laminating a plurality of thin plate-shaped piezoelectric elements, and the piezoelectric elements are in a laminated state.
A drive section in which electrodes are arranged to face each other and a non-drive section in which electrodes are not arranged to face each other are formed on both surfaces (claim 3).

【0011】また、上記圧電部材は、上面に一方端部を
除いて電極が配設され、下面に他方端部を除いて電極が
配設されてなる薄板状の第1圧電素子と、上面に上記他
方端部を除いて電極が配設され、下面に上記一方端部を
除いて電極が配設されてなる薄板状の第2圧電素子と
が、交互に積層して形成されたものである(請求項
4)。
The piezoelectric member has a thin plate-shaped first piezoelectric element in which electrodes are provided on the upper surface except for one end portion and electrodes are provided on the lower surface except for the other end portion, and on the upper surface. A thin plate-shaped second piezoelectric element in which an electrode is provided except for the other end and an electrode is provided on the lower surface except for the one end is alternately laminated. (Claim 4).

【0012】[0012]

【作用】請求項1記載の発明によれば、圧電部材の電極
間に電圧が印加されると、駆動部に変形が生じる。一
方、圧電部材の非駆動部には電極が対向して配設されて
いないので電界が発生せず、変形が生じない。従って、
圧電部材は、駆動部の両側の非駆動部に支持されて、振
動板に確実に固定される。
According to the invention described in claim 1, when a voltage is applied between the electrodes of the piezoelectric member, the driving portion is deformed. On the other hand, since the electrodes are not arranged to face the non-driving portion of the piezoelectric member, no electric field is generated and no deformation occurs. Therefore,
The piezoelectric member is supported by the non-driving portions on both sides of the driving portion and is securely fixed to the diaphragm.

【0013】また、請求項2記載の発明によれば、駆動
部と非駆動部の並ぶ向きと、複数の加圧室が並んでいる
向きとが直交しているので、加圧室の幅及び間隔を縮小
しても、隣接する圧電部材に非駆動部が当接するなどの
支障は生じない。また、圧電部材をより確実に振動板に
固定すべく、圧電部材を大きくし、非駆動部の面積を増
大して非駆動部と振動板の接触面積を増大した場合で
も、隣接する圧電部材に非駆動部が当接するなどの支障
は生じない。
According to the second aspect of the present invention, since the direction in which the driving portion and the non-driving portion are arranged is orthogonal to the direction in which the plurality of pressurizing chambers are arranged, the width of the pressurizing chamber and the Even if the distance is reduced, there is no problem such as the non-driving portion coming into contact with the adjacent piezoelectric member. Further, in order to more securely fix the piezoelectric member to the vibration plate, even if the size of the piezoelectric member is increased and the area of the non-driving portion is increased to increase the contact area of the non-driving portion and the vibration plate, the adjacent piezoelectric member is There is no problem such as contact with the non-driving part.

【0014】また、請求項3記載の発明によれば、薄板
状の圧電素子を用いるので、電極間隔が短いため、駆動
部から非駆動部へ電界が殆ど洩れない。従って、非駆動
部の変形が確実に防止されるため、圧電部材は、非駆動
部によって、より確実に基板に固定される。
According to the third aspect of the invention, since the thin plate-shaped piezoelectric element is used, the electrode interval is short, and therefore the electric field hardly leaks from the driving part to the non-driving part. Therefore, the deformation of the non-driving portion is reliably prevented, and the piezoelectric member is more reliably fixed to the substrate by the non-driving portion.

【0015】また、請求項4記載の発明によれば、薄板
状の圧電素子を用いるので、電極間隔が短いため、一方
端部及び他方端部へ電界が殆ど洩れない。従って、圧電
素子の電極間に電圧が印加されたとき、一方端部及び他
方端部の変形が確実に防止されるため、圧電部材は、一
方端部及び他方端部で支持されて、より確実に基板に固
定される。
According to the fourth aspect of the invention, since the thin plate-shaped piezoelectric element is used, the electrode interval is short, so that the electric field hardly leaks to the one end and the other end. Therefore, when a voltage is applied between the electrodes of the piezoelectric element, the one end and the other end are securely prevented from being deformed. Fixed to the substrate.

【0016】[0016]

【実施例】本発明に係るインクジェット記録ヘッドの一
実施例について、図面を参照しながら説明する。図1
(a)は同実施例の正面図、(b)は(a)のB−B断
面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the ink jet recording head according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG.
(A) is a front view of the same Example, (b) is a BB sectional view of (a).

【0017】このインクジェット記録ヘッドは、圧電部
材1、保持部材2、基板部材3及び振動板4から構成さ
れている。圧電部材1は、上下面に電極102a,10
2bが配設された薄板状の圧電素子101が積層されて
形成されている。なお、説明の便宜上、図1(a)では
電極102a,102bを図略し、図1(b)では各圧
電素子101の境界を図略している。
This ink jet recording head is composed of a piezoelectric member 1, a holding member 2, a substrate member 3 and a vibrating plate 4. The piezoelectric member 1 has electrodes 102a, 10 on the upper and lower surfaces.
It is formed by stacking thin plate-shaped piezoelectric elements 101 on which 2b are arranged. For convenience of explanation, the electrodes 102a and 102b are not shown in FIG. 1A, and the boundaries between the piezoelectric elements 101 are not shown in FIG. 1B.

【0018】保持部材2は、一定厚さを有する板状で、
所要の剛性を有しており、圧電部材1に生じる変形のほ
ぼ全てを振動板4側に伝達させるものである。
The holding member 2 is a plate having a constant thickness,
It has a required rigidity and transmits almost all the deformation occurring in the piezoelectric member 1 to the diaphragm 4 side.

【0019】基板部材3は、例えばガラス等からなる所
要厚の板状体で、その表面には図1(b)中、左端から
右端に亘って連通する小断面積の溝301、略中央部分
に形成された凹状の加圧室303及び溝301と同形状
の溝302が形成されている。更に、この溝301、加
圧室303及び溝302は、図1(a)中、左右方向
に、所定間隔で並んで形成されている。振動板4は、例
えばガラス製の薄板で、基板部材3の上面に密着して固
定され、溝301、加圧室303及び溝302を覆って
インク流路を形成している。
The substrate member 3 is, for example, a plate-like body made of glass or the like having a required thickness, and on its surface, a groove 301 having a small cross-sectional area which communicates from the left end to the right end in FIG. A concave pressure chamber 303 and a groove 302 having the same shape as the groove 301 are formed. Further, the groove 301, the pressurizing chamber 303, and the groove 302 are formed side by side at a predetermined interval in the left-right direction in FIG. The vibrating plate 4 is a thin plate made of glass, for example, and is closely attached and fixed to the upper surface of the substrate member 3, and covers the groove 301, the pressure chamber 303, and the groove 302 to form an ink flow path.

【0020】この基板部材3及び振動板4により、溝3
01の先端にノズル304が形成されている。加圧室3
03は、略直方体形状に凹設されてなり、後述するよう
に圧電部材1の変形により振動板4を下方に変形させる
ことで、内部に満たされたインクを加圧してノズル30
4からインクを吐出させるものである。また、溝302
は、不図示のインクカートリッジに連通しており、加圧
室303にインクが供給されるようになっている。
By the substrate member 3 and the vibrating plate 4, the groove 3 is formed.
A nozzle 304 is formed at the tip of 01. Pressure chamber 3
Reference numeral 03 denotes a substantially rectangular parallelepiped recess, which deforms the vibrating plate 4 downward by the deformation of the piezoelectric member 1 as described later, thereby pressurizing the ink filled in the inside to generate the nozzle 30.
4 is to eject ink. Also, the groove 302
Is connected to an ink cartridge (not shown), and ink is supplied to the pressure chamber 303.

【0021】圧電素子101は、チタン酸ジルコン酸鉛
(PZT)等の圧電材料で形成され、厚さ方向に分極さ
れている。そして、圧電部材1には、図1(b)に示す
ように、各圧電素子101の上下面に電極102a,1
02bが対向して配設された中央の駆動部103、電極
102bのみが配設された一方側の非駆動部104及び
電極102aのみが配設された他方側の非駆動部105
が形成されている。そして、駆動部103が加圧室30
3のほぼ中央に対向するように位置設定されて、上面が
保持部材2に、下面が振動板4にそれぞれ密着して固定
されている。また、圧電部材1は、図1(a)の左右方
向に加圧室303と同一間隔で並んで形成されている。
The piezoelectric element 101 is made of a piezoelectric material such as lead zirconate titanate (PZT) and is polarized in the thickness direction. Then, as shown in FIG. 1B, the piezoelectric member 1 has electrodes 102a, 1 on the upper and lower surfaces of each piezoelectric element 101.
02b facing each other, a central driving unit 103, a non-driving unit 104 on one side where only the electrode 102b is arranged, and a non-driving unit 105 on the other side where only the electrode 102a is arranged.
Are formed. Then, the drive unit 103 causes the pressurizing chamber 30
It is positioned so as to face substantially the center of 3, and the upper surface is fixed to the holding member 2 and the lower surface is fixed to the vibration plate 4, respectively. The piezoelectric members 1 are formed side by side at the same intervals as the pressurizing chamber 303 in the left-right direction of FIG.

【0022】また、各電極102a,102b間には、
不図示の配線を介して、図外の電源が接続されている。
この電源は、各圧電部材1の電極102a,102b間
に選択的に所定レベルの電圧を印加して、対応するそれ
ぞれの圧電部材1に変形を生じさせるものである。
Further, between the electrodes 102a and 102b,
A power source (not shown) is connected via a wiring (not shown).
This power supply selectively applies a voltage of a predetermined level between the electrodes 102a and 102b of each piezoelectric member 1 to cause deformation of each corresponding piezoelectric member 1.

【0023】次に、このインクジェット記録ヘッドの作
製手順の一例について図1〜図5を用いて説明する。図
2は圧電母材の作製手順を説明する図で、図3は同手順
を示すフローチャートである。図4(a)は保持部材に
固定された圧電母材の正面図、(b)は(a)の側面図
である。なお、図2では、説明の便宜上、横方向に比べ
て縦方向を拡大して示している。また、図4(a)では
電極102a,102bを図略し、図4(b)では各圧
電素子101の境界を図略している。
Next, an example of the manufacturing procedure of this ink jet recording head will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram for explaining the procedure for producing the piezoelectric base material, and FIG. 3 is a flowchart showing the procedure. FIG. 4A is a front view of the piezoelectric base material fixed to the holding member, and FIG. 4B is a side view of FIG. Note that, in FIG. 2, for convenience of description, the vertical direction is shown in an enlarged manner compared to the horizontal direction. Further, in FIG. 4A, the electrodes 102a and 102b are omitted, and in FIG. 4B, the boundaries between the piezoelectric elements 101 are omitted.

【0024】まず、圧電母材1Aの作製について図2、
図3を用いて説明する。最初に、チタン酸鉛(PbTi
O3)、ジルコン酸鉛(PbZrO3)及びバインダを混練して
PZT材料を形成し(ステップS1)、これをスクリー
ン印刷によって圧電素子101を形成する(ステップS
2)。
First, the production of the piezoelectric base material 1A is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. First, lead titanate (PbTi
O 3 ), lead zirconate (PbZrO 3 ) and a binder are kneaded to form a PZT material (step S1), and the piezoelectric element 101 is formed by screen printing (step S).
2).

【0025】次いで、この圧電素子101の上面に、ア
ルミニウム等の金属をスクリーン印刷により薄膜状の電
極102aを左端部を除いて形成する(ステップS
3)。次に、圧電素子101の積層が完了していなけれ
ば(ステップS4でNO)、ステップS2に戻り、圧電
素子101を形成し、電極102bを形成する(ステッ
プS2,S3)。この電極102bは右端部を除いて形
成される。このように、ステップS2,S3を繰り返し
てPZT材料と電極を積層する。圧電素子101は、好
ましくは同一の四角形状の面を有している。この四角形
状は、縦は加圧室303の長さ以上の寸法で、横は複数
の加圧室303の幅以上の寸法になっている。
Next, a thin-film electrode 102a is formed on the upper surface of the piezoelectric element 101 by screen printing a metal such as aluminum except the left end portion (step S).
3). Next, if the stacking of the piezoelectric element 101 is not completed (NO in step S4), the process returns to step S2, the piezoelectric element 101 is formed, and the electrode 102b is formed (steps S2 and S3). The electrode 102b is formed except for the right end portion. In this way, steps S2 and S3 are repeated to stack the PZT material and the electrodes. The piezoelectric element 101 preferably has the same rectangular surface. The quadrangular shape has a length that is equal to or greater than the length of the pressure chamber 303 and a width that is equal to or greater than the width of the plurality of pressure chambers 303.

【0026】そして、圧電素子101の積層が完了する
と(ステップS4でYES)、高圧でプレスし(ステッ
プS5)、仮焼成し(ステップS6)、焼成して(ステ
ップS7)、圧電母材1Aの作製が終了する。これによ
って、圧電母材1Aには、電極102a,102bが対
向して配設された中央の駆動部103、電極102bの
みが配設された非駆動部104及び電極102aのみが
配設された非駆動部105が形成される。なお、隣接す
る圧電素子101は、分極方向が互いに反対方向になる
ように分極処理されている。
When the lamination of the piezoelectric element 101 is completed (YES in step S4), the piezoelectric element 1A is pressed with high pressure (step S5), pre-baked (step S6), and baked (step S7). The production is completed. As a result, in the piezoelectric base material 1A, the central drive unit 103 in which the electrodes 102a and 102b are disposed so as to face each other, the non-drive unit 104 in which only the electrode 102b is disposed, and the non-drive unit in which only the electrode 102a is disposed. The driving unit 105 is formed. The adjacent piezoelectric elements 101 are polarized so that their polarization directions are opposite to each other.

【0027】次に、この圧電母材1Aを、図4に示すよ
うに接着等によって保持部材2の下面に密着して固定す
る。次いで、図5に示すように、加圧室303と同一間
隔であって、幅が加圧室303とほぼ同一になるよう
に、圧電素子101の積層方向に切削等によって櫛の歯
状にスリットを形成して圧電部材1を作製する。
Next, as shown in FIG. 4, the piezoelectric base material 1A is adhered and fixed to the lower surface of the holding member 2 by adhesion or the like. Then, as shown in FIG. 5, slits are formed in a comb-like shape by cutting or the like in the stacking direction of the piezoelectric elements 101 so that the width is almost the same as that of the pressure chamber 303 at the same interval as the pressure chamber 303. To form the piezoelectric member 1.

【0028】そして、このようにして作製された圧電部
材1を、図1に示すように、加圧室303に対向するよ
うに位置設定して、基板部材3に固定された振動板4上
に接着固定し、インクジェット記録ヘッドを構成する。
Then, as shown in FIG. 1, the piezoelectric member 1 thus manufactured is positioned on the vibrating plate 4 fixed to the substrate member 3 by positioning the piezoelectric member 1 so as to face the pressurizing chamber 303. An ink jet recording head is constructed by adhesion and fixing.

【0029】次に、以上のようにして構成されたインク
ジェット記録ヘッドの動作について説明する。電極10
2a,102b間に電源からの出力電圧が印加される
と、圧電部材1の駆動部103が、図1(b)に示すよ
うに加圧室303側に変形し、これにより加圧室303
内のインクが加圧されて、ノズル304からインクが吐
出される。
Next, the operation of the ink jet recording head configured as described above will be described. Electrode 10
When an output voltage from the power supply is applied between 2a and 102b, the driving unit 103 of the piezoelectric member 1 is deformed to the pressurizing chamber 303 side as shown in FIG.
The ink inside is pressurized, and the ink is ejected from the nozzle 304.

【0030】このとき、圧電部材1の非駆動部104,
105では、その積層方向に電界が発生しないので、電
歪現象が起こらず、変形は生じない。この非駆動部10
4,105は、圧電部材1の支持部として作用する。
At this time, the non-driving portion 104 of the piezoelectric member 1,
In No. 105, since no electric field is generated in the stacking direction, electrostriction does not occur and deformation does not occur. This non-driving unit 10
Reference numerals 4 and 105 act as supporting portions of the piezoelectric member 1.

【0031】このように、駆動部103の両側に所要幅
だけ形成された非駆動部104,105を加圧室303
の前後に位置させることによって、圧電部材1自体の一
部を利用して確実に振動板4に固定することができる。
従って、圧電部材1の固定のために別途支持部材を設け
る必要がないので、インクジェット記録ヘッドの小型化
が図れる。
As described above, the non-driving portions 104 and 105 formed on both sides of the driving portion 103 by a required width are provided with the pressurizing chamber 303.
By arranging the piezoelectric member 1 in the front and rear, the piezoelectric member 1 can be reliably fixed to the diaphragm 4 by utilizing a part of the piezoelectric member 1 itself.
Therefore, it is not necessary to separately provide a supporting member for fixing the piezoelectric member 1, so that the inkjet recording head can be downsized.

【0032】また、圧電部材1の幅及び間隔は、圧電母
材1Aに形成されるスリットの幅及び間隔によって自在
に作製可能であるので、加圧室303及びノズル304
の配列間隔をより小さくして高密度に配設できる。
Further, since the width and the interval of the piezoelectric member 1 can be freely made by the width and the interval of the slit formed in the piezoelectric base material 1A, the pressurizing chamber 303 and the nozzle 304 are provided.
The arrangement interval of can be made smaller and can be arranged at high density.

【0033】また、圧電部材1を、薄板状の圧電素子1
01を積層して形成したので、電極102a,102b
の間隔を短くでき、駆動部103から非駆動部104,
105への洩れ電界を殆ど無くすことができる。従っ
て、非駆動部104,105の変形が確実に防止できる
ので、圧電部材1をより確実に振動板4に固定すること
ができる。
Further, the piezoelectric member 1 is replaced by a thin plate-shaped piezoelectric element 1
01 is laminated to form electrodes 102a and 102b.
Can be shortened, the drive unit 103 to the non-drive unit 104,
The leakage electric field to 105 can be almost eliminated. Therefore, since the non-driving portions 104 and 105 can be reliably prevented from being deformed, the piezoelectric member 1 can be more reliably fixed to the diaphragm 4.

【0034】また、圧電素子101の変形量は内部の電
界強度に比例するので、各圧電素子101を薄板とする
ことで、電極102a,102b間への印加電圧を低レ
ベルにすることができる。この場合でも、圧電素子10
1を積層して圧電部材1を形成しているので、圧電部材
1全体では所要の変形量を確保することができる。
Further, since the amount of deformation of the piezoelectric element 101 is proportional to the internal electric field strength, the voltage applied between the electrodes 102a and 102b can be made low by making each piezoelectric element 101 a thin plate. Even in this case, the piezoelectric element 10
Since the piezoelectric members 1 are formed by laminating the piezoelectric members 1, it is possible to secure a required amount of deformation in the entire piezoelectric member 1.

【0035】なお、圧電部材1を形成する圧電母材1A
は、図2に示す構造のものに限られず、図6〜図8に示
すものでもよい。
The piezoelectric base material 1A forming the piezoelectric member 1
Is not limited to the structure shown in FIG. 2, but may be the structure shown in FIGS.

【0036】図6では、圧電素子101の上下面に、ア
ルミニウム等の金属の蒸着またはスパッタリングによっ
て、薄膜状の電極102a,102bを配設している。
このとき、電極102aは左端部を除いて配設され、電
極102bは右端部を除いて配設される。更に、下面に
は絶縁膜106が形成される。この後、圧電素子101
を所要枚数だけ積層し、接着等によって互いに固定し
て、圧電母材1Aを作製する。
In FIG. 6, thin film electrodes 102a and 102b are provided on the upper and lower surfaces of the piezoelectric element 101 by vapor deposition or sputtering of a metal such as aluminum.
At this time, the electrode 102a is arranged excluding the left end portion, and the electrode 102b is arranged excluding the right end portion. Further, the insulating film 106 is formed on the lower surface. After this, the piezoelectric element 101
Are laminated by a required number of sheets and fixed to each other by adhesion or the like to produce the piezoelectric base material 1A.

【0037】図7では、圧電素子101a,101bの
上下面に、アルミニウム等の金属の蒸着またはスパッタ
リングによって、薄膜状の電極102a,102bを配
設している。ここで、圧電素子101aは、電極102
aが上面の左端部を除いて配設され、電極102bが下
面の右端部を除いて配設されている。一方、圧電素子1
01bは、電極102bが上面の右端部を除いて配設さ
れ、電極102aが下面の左端部を除いて配設されてい
る。そして、圧電素子101a,101bを交互に積層
し、接着等によって互いに固定して、圧電母材1Aを作
製する。なお、圧電素子101a,101bは、分極方
向が互いに反対方向になるように配設されている。
In FIG. 7, thin film electrodes 102a and 102b are provided on the upper and lower surfaces of the piezoelectric elements 101a and 101b by vapor deposition or sputtering of a metal such as aluminum. Here, the piezoelectric element 101 a includes the electrode 102.
a is provided except for the left end of the upper surface, and the electrode 102b is provided except for the right end of the lower surface. On the other hand, the piezoelectric element 1
In 01b, the electrode 102b is arranged except for the right end of the upper surface, and the electrode 102a is arranged except for the left end of the lower surface. Then, the piezoelectric elements 101a and 101b are alternately laminated and fixed to each other by adhesion or the like to manufacture the piezoelectric base material 1A. The piezoelectric elements 101a and 101b are arranged so that their polarization directions are opposite to each other.

【0038】図8では、圧電素子101c,101dの
上面に、アルミニウム等の金属の蒸着またはスパッタリ
ングによって、薄膜状の電極102a,102bを配設
している。ここで、圧電素子101cは、電極102a
が左端部を除いて配設され、圧電素子101dは、電極
102bが右端部を除いて配設されている。そして、圧
電素子101c,101dを交互に積層し、接着等によ
って互いに固定して、圧電母材1Aを作製する。なお、
圧電素子101c,101dは、分極方向が互いに反対
方向になるように配設されている。
In FIG. 8, thin film electrodes 102a and 102b are provided on the upper surfaces of the piezoelectric elements 101c and 101d by vapor deposition or sputtering of a metal such as aluminum. Here, the piezoelectric element 101c includes the electrode 102a.
Is provided except for the left end portion, and the piezoelectric element 101d is provided with the electrode 102b except for the right end portion. Then, the piezoelectric elements 101c and 101d are alternately laminated and fixed to each other by adhesion or the like to manufacture the piezoelectric base material 1A. In addition,
The piezoelectric elements 101c and 101d are arranged such that their polarization directions are opposite to each other.

【0039】図6〜図8の構成でも、電極102a,1
02bが対向して配設された中央の駆動部103、電極
102bのみが配設された非駆動部104及び電極10
2aのみが配設された非駆動部105が形成されてい
る。従って、図2の場合と同様な効果が得られる。
In the configurations of FIGS. 6 to 8 also, the electrodes 102a, 1
02b facing each other, a central driving unit 103, a non-driving unit 104 only having an electrode 102b, and an electrode 10.
A non-driving portion 105 in which only 2a is arranged is formed. Therefore, the same effect as in the case of FIG. 2 is obtained.

【0040】また、圧電部材1は、所要の厚さを有する
板状で一体の圧電素子で形成したものを用いてもよい。
この場合でも、一方の電極を圧電素子の上面の一方端部
を除いて配設し、他方の電極を下面の他方端部を除いて
配設するようにして、電圧が印加されても変形しない非
駆動部を両側に形成すれば、同様に、圧電部材1を確実
に振動板4に固定することができる。
The piezoelectric member 1 may be a plate-shaped one-piece piezoelectric element having a required thickness.
Even in this case, one electrode is arranged excluding one end of the upper surface of the piezoelectric element, and the other electrode is arranged excluding the other end of the lower surface, so that it does not deform even when a voltage is applied. If the non-driving portions are formed on both sides, similarly, the piezoelectric member 1 can be securely fixed to the diaphragm 4.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、圧電部材を、電極が対向して配設された駆動部
と、この駆動部の両側で電極が対向して配設されていな
い非駆動部とから構成し、駆動部が加圧室に対向するよ
うに位置設定して振動板に固定するようにしたので、電
圧印加によって変形しない非駆動部で支持することによ
って、圧電部材を振動板に確実に固定することができ
る。
As described above, according to the first aspect of the invention, the piezoelectric member is provided with the drive section in which the electrodes are arranged so as to face each other, and the electrodes are arranged so as to face each other on both sides of the drive section. Since it is configured with a non-driving portion which is not formed, and the driving portion is positioned so as to face the pressurizing chamber and is fixed to the diaphragm, by supporting the non-driving portion that is not deformed by voltage application, The piezoelectric member can be securely fixed to the diaphragm.

【0042】また、請求項2の発明によれば、駆動部と
非駆動部の並ぶ向きと、複数の加圧室が並んでいる向き
とが直交しているので、加圧室の幅及び間隔に対応して
圧電部材を形成することができる。従って、ノズルを高
密度に配設できる。また、隣接する圧電部材に支障にな
ることなく、圧電部材を大きくして非駆動部の面積を大
きくできる。従って、非駆動部と振動板の接触面積を増
大することにより、より確実に圧電部材を振動板に固定
できる。
Further, according to the invention of claim 2, the direction in which the driving portion and the non-driving portion are lined up is orthogonal to the direction in which the plurality of pressurizing chambers are lined up. The piezoelectric member can be formed corresponding to the above. Therefore, the nozzles can be arranged at high density. Further, the area of the non-driving portion can be increased by enlarging the piezoelectric member without disturbing the adjacent piezoelectric members. Therefore, by increasing the contact area between the non-driving portion and the diaphragm, the piezoelectric member can be more reliably fixed to the diaphragm.

【0043】また、請求項3の発明によれば、圧電部材
を、薄板状の圧電素子を積層して形成するようにしたの
で、電極間隔が短いため、駆動部から非駆動部へ電界が
殆ど洩れないことから、非駆動部の変形を確実に防止で
きる。従って、圧電部材をより確実に振動板に固定でき
る。
According to the third aspect of the invention, since the piezoelectric member is formed by laminating thin plate-shaped piezoelectric elements, since the electrode interval is short, an electric field is almost generated from the driving part to the non-driving part. Since it does not leak, deformation of the non-driving portion can be reliably prevented. Therefore, the piezoelectric member can be more reliably fixed to the diaphragm.

【0044】また、請求項4の発明によれば、圧電部材
を、上面に一方端部を除いて電極が配設され、下面に他
方端部を除いて電極が配設されてなる薄板状の第1圧電
素子と、上面に上記他方端部を除いて電極が配設され、
下面に上記一方端部を除いて電極が配設されてなる薄板
状の第2圧電素子とを交互に積層して形成するようにし
たので、電極間隔が短いため、駆動部から一方端部及び
他方端部へ電界が殆ど洩れないことから、一方端部及び
他方端部の変形を確実に防止できる。従って、一方端部
及び他方端部で支持することによって、圧電部材をより
確実に振動板に固定できる。
According to the fourth aspect of the invention, the piezoelectric member has a thin plate-like shape in which electrodes are provided on the upper surface except for one end and electrodes are provided on the lower surface except for the other end. An electrode is provided on the upper surface of the first piezoelectric element except for the other end portion,
Since the thin plate-shaped second piezoelectric elements in which electrodes are provided except for the one end portion are formed alternately on the lower surface, the electrode interval is short, so that one end portion from the drive portion Since the electric field hardly leaks to the other end, it is possible to reliably prevent the deformation of the one end and the other end. Therefore, by supporting the one end and the other end, the piezoelectric member can be more reliably fixed to the diaphragm.

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

【図1】(a)は本発明に係るインクジェット記録ヘッ
ドの一実施例の正面図、(b)は(a)のB−B断面図
である。
FIG. 1A is a front view of an embodiment of an inkjet recording head according to the present invention, and FIG. 1B is a sectional view taken along line BB of FIG.

【図2】圧電母材の作製手順を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a procedure for manufacturing a piezoelectric base material.

【図3】圧電母材の作製手順を示すフローチャートであ
る。
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for producing a piezoelectric base material.

【図4】(a)は保持部材に固定された圧電母材の正面
図、(b)は(a)の側面図である。
FIG. 4A is a front view of a piezoelectric base material fixed to a holding member, and FIG. 4B is a side view of FIG.

【図5】切削してスリットが形成された圧電部材の正面
図である。
FIG. 5 is a front view of a piezoelectric member having slits formed by cutting.

【図6】圧電母材の異なる構成例を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a different configuration example of the piezoelectric base material.

【図7】圧電母材の異なる構成例を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a different configuration example of the piezoelectric base material.

【図8】圧電母材の異なる構成例を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a different configuration example of the piezoelectric base material.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧電部材 1A 圧電母材 101 圧電素子 102a,102b 電極 103 駆動部 104,105 非駆動部 106 絶縁膜 2 保持部材 3 基板部材 301,302 溝 303 加圧室 304 ノズル 4 振動板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric member 1A Piezoelectric base material 101 Piezoelectric element 102a, 102b Electrode 103 Driving part 104, 105 Non-driving part 106 Insulating film 2 Holding member 3 Substrate member 301, 302 Groove 303 Pressurizing chamber 304 Nozzle 4 Vibration plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 剛史 大阪市中央区玉造1丁目2番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 堀 節夫 大阪市中央区玉造1丁目2番28号 三田工 業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takeshi Watanabe 1-2-2 Tamatsukuri, Chuo-ku, Osaka Mita Industrial Co., Ltd. (72) Setsuo Hori 1-2-2 Tamatsukuri, Chuo-ku, Osaka Mita Within Kogyo Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板とこの基板に密着固定された振動板
とからなり、ノズル及びこのノズルに連通するインクの
加圧室が形成されたヘッド部材と、上記振動板の上記加
圧室に対向する位置に固定され、両面に電極が配設され
た圧電部材とを備えたインクジェット記録ヘッドにおい
て、上記圧電部材は、両面の電極が対向して配設された
駆動部と、この駆動部の両側で電極が対向して配設され
ていない非駆動部とから構成されるとともに、上記駆動
部が上記加圧室に対向するように位置設定されているこ
とを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
1. A head member comprising a substrate and a vibrating plate closely fixed to the substrate, in which a nozzle and a pressure chamber for ink communicating with the nozzle are formed, and a head member facing the pressure chamber of the vibrating plate. In an ink jet recording head including a piezoelectric member fixed at a position where electrodes are provided on both sides, the piezoelectric member includes a drive unit in which electrodes on both sides are arranged facing each other and both sides of the drive unit. The inkjet recording head is characterized in that the electrodes are formed so as not to face each other and the driving unit is positioned so as to face the pressurizing chamber.
【請求項2】 上記ヘッド部材は、複数のノズル及び加
圧室が、一方向に所定間隔で並んで形成され、上記圧電
部材は、上記駆動部と上記非駆動部とが上記一方向に直
交する方向に並ぶ向きで配設されていることを特徴とす
る請求項1記載のインクジェット記録ヘッド。
2. The head member has a plurality of nozzles and a pressurizing chamber formed side by side at predetermined intervals in one direction, and the piezoelectric member has the driving portion and the non-driving portion orthogonal to the one direction. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the ink jet recording heads are arranged in a direction in which the ink jet recording head is aligned.
【請求項3】 上記圧電部材は、複数の薄板状の圧電素
子を積層してなり、上記圧電素子は、積層状態で、それ
ぞれ両面に電極が対向して配設された駆動部と電極が対
向して配設されていない非駆動部とが形成されたもので
あることを特徴とする請求項1または2記載のインクジ
ェット記録ヘッド。
3. The piezoelectric member is formed by laminating a plurality of thin plate-shaped piezoelectric elements, and the piezoelectric elements are arranged in a laminated state such that the electrodes are opposed to a drive section in which electrodes are arranged on both sides of the piezoelectric element. 3. The ink jet recording head according to claim 1 or 2, wherein a non-driving portion which is not disposed is formed.
【請求項4】 上記圧電部材は、上面に一方端部を除い
て電極が配設され、下面に他方端部を除いて電極が配設
されてなる薄板状の第1圧電素子と、上面に上記他方端
部を除いて電極が配設され、下面に上記一方端部を除い
て電極が配設されてなる薄板状の第2圧電素子とが、交
互に積層して形成されたものであることを特徴とする請
求項1〜3のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッ
ド。
4. The piezoelectric member is a thin plate-shaped first piezoelectric element in which an electrode is provided on an upper surface except for one end portion, and an electrode is provided on a lower surface except for the other end portion, and an upper surface is provided. A thin plate-shaped second piezoelectric element in which an electrode is provided except for the other end and an electrode is provided on the lower surface except for the one end is alternately laminated. The ink jet recording head according to any one of claims 1 to 3, wherein
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999062712A1 (en) * 1998-06-02 1999-12-09 Nec Corporation Ink jet recording head and manufacturing method thereof
US6502928B1 (en) 1998-07-29 2003-01-07 Seiko Epson Corporation Ink jet recording head and ink jet recording apparatus comprising the same
WO2004106729A1 (en) * 2003-05-29 2004-12-09 Ngk Insulators, Ltd. Liquid jetting system

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