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JP2022144038A - Liquid discharge head and liquid discharge device - Google Patents

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JP2022144038A
JP2022144038A JP2021044877A JP2021044877A JP2022144038A JP 2022144038 A JP2022144038 A JP 2022144038A JP 2021044877 A JP2021044877 A JP 2021044877A JP 2021044877 A JP2021044877 A JP 2021044877A JP 2022144038 A JP2022144038 A JP 2022144038A
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piezoelectric
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orifice plate
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Toshiba Tec Corp
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Toshiba Tec Corp
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Abstract

To provide a liquid discharge head and a liquid discharge device with high workability.SOLUTION: A liquid discharge head according to one embodiment is equipped with a base, a piezoelectric body, a top plate, and an orifice plate. The base is configured by engineering ceramics. The piezoelectric body is arranged on one side in a first direction of the base, is configured by piezoelectric ceramics, and has a plurality of grooves configuring a pressure chamber. The top plate is arranged on one side in the first direction of the piezoelectric body and is configured by machinable ceramics. The orifice plate is oppositely disposed on an end surface on the one side in a second direction different from the first direction of the piezoelectric body and the top plate. The orifice plate has a nozzle communicating with the pressure chamber. An end portion on the orifice plate of the base is disposed at a position retracting from the orifice plate as compared with the end surfaces of the top plate and the piezoelectric body.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関する。 The embodiments of the present invention relate to liquid ejection heads and liquid ejection apparatuses.

シェアモードシェアードウォール方式のインクジェットヘッド等の液体吐出ヘッドにおいて、圧力室を構成する溝を複数有する圧電部材に、底板と、溝の一方を塞ぐ天板と、を積層して接合する構成が知られている。例えばインクジェットヘッドにおいて、圧電性セラミクスで構成された圧電部材と底板と天板とを重ねて接合した積層体の端面にオリフィスプレートを接合する。底板や天板は、オリフィスプレートと接合される接合面を構成するため、同じく接合面を構成する圧電部材と同一面を形成する必要がある。したがって、底板及び天板と圧電部材とは、加工特性が近いことが望ましい。一方で、底板を圧電性セラミクスで構成すると、必要な強度を確保することが困難となる。 2. Description of the Related Art In a liquid ejection head such as a share-mode shared-wall type inkjet head, there is known a configuration in which a piezoelectric member having a plurality of grooves forming pressure chambers, a bottom plate and a top plate closing one of the grooves are laminated and joined to each other. ing. For example, in an ink jet head, an orifice plate is joined to an end face of a laminated body in which a piezoelectric member made of piezoelectric ceramics, a bottom plate, and a top plate are overlapped and joined. Since the bottom plate and the top plate form a joint surface to be joined to the orifice plate, it is necessary to form the same surface as the piezoelectric member that also forms the joint surface. Therefore, it is desirable that the processing characteristics of the bottom plate and the top plate and the piezoelectric member are close to each other. On the other hand, if the bottom plate is made of piezoelectric ceramics, it becomes difficult to ensure the required strength.

特開昭63-247051号公報JP-A-63-247051

本発明が解決しようとする課題は、加工性の良い液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提供することである。 A problem to be solved by the present invention is to provide a liquid ejection head and a liquid ejection apparatus with good workability.

一実施形態にかかる液体吐出ヘッドは、ベースと、圧電体と、天板と、オリフィスプレートと、を備える。ベースは、エンジニアリングセラミクスで構成される。圧電体は、前記ベースの第1方向の一方側に配されるとともに、圧電性セラミクスで構成され、圧力室を構成する複数の溝を有する。天板は、前記圧電体の第1方向の一方側に配されマシナブルセラミクスで構成される。オリフィスプレートは、前記圧電体及び前記天板の前記第1方向とは異なる第2方向における一方側の端面に対向配置される。オリフィスプレートは、前記圧力室に連通するノズルを有する。前記ベースの前記オリフィスプレート側の端部は、前記天板及び前記圧電体の前記端面よりも、前記オリフィスプレートから退避した位置に配置される。 A liquid ejection head according to one embodiment includes a base, a piezoelectric body, a top plate, and an orifice plate. The base is composed of engineering ceramics. The piezoelectric body is arranged on one side of the base in the first direction, is made of piezoelectric ceramics, and has a plurality of grooves forming pressure chambers. The top plate is arranged on one side of the piezoelectric body in the first direction and is made of machinable ceramics. The orifice plate is arranged to face one end surface of the piezoelectric body and the top plate in a second direction different from the first direction. The orifice plate has nozzles communicating with the pressure chambers. The end of the base on the side of the orifice plate is arranged at a position further away from the orifice plate than the end faces of the top plate and the piezoelectric body.

第1実施形態にかかるインクジェットヘッドの一部を破断して示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing a part of the inkjet head according to the first embodiment, broken away; 同インクジェットヘッドの断面図。Sectional drawing of the same inkjet head. 同インクジェットヘッドの形状及び動作の説明図。Explanatory drawing of the shape and operation|movement of the same inkjet head. 同インクジェットヘッドの製造方法を示す説明図。Explanatory drawing which shows the manufacturing method of the same inkjet head. マシナブルセラミクスの例と熱膨張係数を示す表。A table showing examples of machinable ceramics and coefficients of thermal expansion. マシナブルセラミクスの材料の例と反り量を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of the material of machinable ceramics, and the amount of warpage. 同インクジェットヘッドを用いた第2実施形態にかかるインクジェットプリンタの構成を示す説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of an inkjet printer according to a second embodiment using the same inkjet head; 他の実施形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示す説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a method of manufacturing an inkjet head according to another embodiment;

以下に、第1実施形態に係る液体吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッド10の構成について、図1乃至図3を参照して説明する。図1は、第1実施形態にかかるインクジェットヘッドの一部を破断して示す斜視図であり、図2は同インクジェットヘッドの断面図である。図3はインクジェットヘッドの形状及び動作の説明図である。各図において説明のため、適宜構成を拡大、縮小または省略して示している。図中X,Y,Zは互いに直交する3方向を示す。例えばZ軸は第1方向、Y軸は第2方向、X軸は第3方向に沿う。 The configuration of an inkjet head 10 as a liquid ejection head according to the first embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. FIG. 1 is a partially broken perspective view of an inkjet head according to the first embodiment, and FIG. 2 is a sectional view of the inkjet head. FIG. 3 is an explanatory diagram of the shape and operation of the inkjet head. In each figure, for the sake of explanation, the configuration is shown enlarged, reduced, or omitted as appropriate. In the figure, X, Y and Z indicate three directions perpendicular to each other. For example, the Z-axis is along the first direction, the Y-axis is along the second direction, and the X-axis is along the third direction.

本実施形態のインクジェットヘッド10は、例えば、いわゆるシェアモードシェアウォール方式のインクジェットヘッドである。 The inkjet head 10 of the present embodiment is, for example, a so-called share mode share wall type inkjet head.

図1乃至図3に示すように、インクジェットヘッド10は、ベース20と、圧電体30と、天板40と、カバー50と、オリフィスプレート60と、を備える。 As shown in FIGS. 1 to 3, the inkjet head 10 includes a base 20, a piezoelectric body 30, a top plate 40, a cover 50, and an orifice plate 60. FIG.

ベース20は例えば矩形の板状に構成される。ベース20の積層方向である第1方向の一方の主面に、圧電体30が配置される。また、ベース20の一方の主面の所定の領域には、配線パターンが形成されている。一例として、一方の主面上の一方側の領域21に圧電体30が配置され、他方側の領域22に、配線パターンが形成される。ベース20の上面において、配線パターンにFPCなどで駆動回路が接続される。ベース20の所定箇所にはインクが流通可能なインク口23が形成される。インク口23はベース20を第1方向に沿う厚さ方向において貫通する貫通孔であり、共通室39にインクを流入する流入口、あるいは共通室39からインクを排出する排出口となる。 The base 20 is configured, for example, in a rectangular plate shape. A piezoelectric body 30 is arranged on one main surface of the base 20 in the first direction, which is the stacking direction. A wiring pattern is formed in a predetermined area on one main surface of the base 20 . As an example, a piezoelectric body 30 is arranged in a region 21 on one side of one main surface, and a wiring pattern is formed in a region 22 on the other side. A driving circuit is connected to the wiring pattern on the upper surface of the base 20 by FPC or the like. An ink port 23 through which ink can flow is formed at a predetermined location of the base 20 . The ink port 23 is a through hole penetrating the base 20 in the thickness direction along the first direction, and serves as an inlet for inflowing ink into the common chamber 39 or an outlet for discharging ink from the common chamber 39 .

一例として、ベース20は、ノズル61の並び方向に沿う長手方向において、圧電体30の寸法よりも大きく構成される。ベース20の積層方向での一方側の主面上であって、ノズル61の並び方向及び積層方向と直交する第2方向の一方側の領域に、圧電体30が配置され、接合される。ベース20の第2方向における一方側の端面24において、ノズルの並び方向である第3方向の両端部の圧電体30が配されていない部位は、圧電体30が配される第3方向中央部よりも、第2方向の一方側に突出している。すなわち、ベース20の第2方向の一方側の端面24は、少なくとも圧電体30が配される部位を含む中央の所定の領域は、両端部よりも、第2方向の他方側に退避している。また、第2方向の一方側の端面24は、少なくとも圧電体30が積層配置される部位を含む中央の所定の領域において、圧電体30や天板40の第2方向一方側の端面よりも、第2方向他方側に退避する。なお、ベース20の両端部の端面は、圧電体30や天板40と同一面に配置されていてもよい。 As an example, the base 20 is configured to be larger than the piezoelectric body 30 in the longitudinal direction along the direction in which the nozzles 61 are arranged. A piezoelectric body 30 is arranged and bonded to a region on one side of the main surface of the base 20 in the stacking direction and in the second direction perpendicular to the alignment direction of the nozzles 61 and the stacking direction. On the end face 24 on one side in the second direction of the base 20, the portions where the piezoelectric bodies 30 are not arranged at both ends in the third direction, which is the direction in which the nozzles are arranged, are the third direction central part where the piezoelectric bodies 30 are arranged. protrudes to one side in the second direction. That is, in the end face 24 on one side in the second direction of the base 20, a predetermined center region including at least a portion where the piezoelectric body 30 is arranged is retracted to the other side in the second direction from both ends. . In addition, the end surface 24 on the one side in the second direction has a higher degree of latitude than the end surfaces on the one side in the second direction of the piezoelectric body 30 and the top plate 40 in a predetermined central region including at least the part where the piezoelectric body 30 is laminated. It retreats to the other side in the second direction. The end surfaces of both ends of the base 20 may be arranged on the same plane as the piezoelectric body 30 and the top plate 40 .

ベース20は、エンジニアリングセラミクスで構成される。ベース20は、圧電体30を構成する圧電部材よりも硬く、剛性の強い材料で構成される。例えばベース20を構成するエンジニアリングセラミクスの熱膨張率は、圧電体30を構成する圧電材料よりも大きい。ベース20を構成するエンジニアリングセラミクスとして、例えばアルミナ、ジルコニア、ムライト、コーディライト、フォルステライト、ステアタイト、等を用いる。 The base 20 is made of engineering ceramics. The base 20 is made of a material that is harder and more rigid than the piezoelectric member forming the piezoelectric body 30 . For example, the engineering ceramics forming the base 20 has a higher coefficient of thermal expansion than the piezoelectric material forming the piezoelectric body 30 . As engineering ceramics constituting the base 20, for example, alumina, zirconia, mullite, cordierite, forsterite, steatite, or the like is used.

圧電体30は、ベース20の一方側に配され、接着剤層によりベース20に接着接合される。圧電体30は、積層方向の分極方向が相反する2枚の圧電部材31,32が積層され、接着材層により接着接合される。例えば接着剤としては、加熱接着により硬化する熱接着剤が用いられる。圧電体30は、例えば切断加工により所定の形状及び大きさに形成され、ノズル61の並び方向である第3方向に長い方形の板状に形成される。圧電体30は第3方向に直交する断面形状が台形状に構成される。圧電体30は、第2方向における一方側の端面がオリフィスプレート60に対向する接合面を構成し、接合面と反対側の側面、すなわち第2方向における他方側の端面は、溝33の延出方向である第2方向に対して傾斜するテーパ面を構成する。すなわち圧電体30の一方の側面は、溝33の底面からベース20の主面に至るテーパ面を有する。圧電体30を構成する圧電材料として、例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)系、または無鉛のKNN(ニオブ酸ナトリウムカリウム)系等の圧電性セラミクス材料が用いられる。 The piezoelectric body 30 is arranged on one side of the base 20 and is adhesively bonded to the base 20 with an adhesive layer. The piezoelectric body 30 is formed by stacking two piezoelectric members 31 and 32 having opposite polarization directions in the stacking direction, and bonding them together with an adhesive layer. For example, as the adhesive, a thermal adhesive that is cured by heat adhesion is used. The piezoelectric body 30 is formed into a predetermined shape and size by cutting, for example, and formed into a rectangular plate shape elongated in the third direction, which is the direction in which the nozzles 61 are arranged. The piezoelectric body 30 has a trapezoidal cross-sectional shape perpendicular to the third direction. One end surface of the piezoelectric body 30 in the second direction constitutes a joint surface facing the orifice plate 60 , and the side surface opposite to the joint surface, that is, the other end surface in the second direction is an extension of the groove 33 . A tapered surface that is slanted with respect to a second direction is configured. That is, one side surface of the piezoelectric body 30 has a tapered surface extending from the bottom surface of the groove 33 to the main surface of the base 20 . As a piezoelectric material forming the piezoelectric body 30, a piezoelectric ceramic material such as PZT (lead zirconate titanate) or lead-free KNN (sodium potassium niobate) is used.

圧電体30は、複数の溝33を有する。溝33は圧電体30の第2方向に沿って延出し、第3方向において複数並んで配列される。各溝33はそれぞれ長手方向が第2方向に沿う細長い形状である。溝33は、オリフィスプレート60が配される第2方向の一端側と天板40が配される第1方向の一方側に開口する有底のスリットである。第3方向において並ぶ複数の溝33は互いに平行に形成されている。 Piezoelectric body 30 has a plurality of grooves 33 . The grooves 33 extend along the second direction of the piezoelectric body 30 and are arranged side by side in the third direction. Each groove 33 has an elongated shape whose longitudinal direction extends along the second direction. The groove 33 is a bottomed slit that opens to one end side in the second direction where the orifice plate 60 is arranged and one side in the first direction where the top plate 40 is arranged. A plurality of grooves 33 aligned in the third direction are formed parallel to each other.

複数の溝33は、交互に配される第1の溝331と第2の溝332とで構成される。第1の溝331はノズル61及び共通室39に連通する圧力室37を構成する。第2の溝332は閉塞されたダミー室38を構成する。 The plurality of grooves 33 are composed of first grooves 331 and second grooves 332 arranged alternately. The first groove 331 constitutes the pressure chamber 37 communicating with the nozzle 61 and the common chamber 39 . The second groove 332 constitutes a closed dummy chamber 38 .

圧電体30の、隣接する溝33の間に形成される壁状の部分が、圧力発生手段の駆動部となる積層圧電素子34を構成する。圧電体30には、第1方向において積層圧電素子34と溝33とが交互に複数並んで配置される。複数の積層圧電素子34は溝33の底部を構成する圧電部材32によって、互いに連続する。各積層圧電素子34は積層方向の分極方向が相反する一対の圧電素子部341,342が積層されて構成される。 A wall-like portion formed between adjacent grooves 33 of the piezoelectric body 30 constitutes a laminated piezoelectric element 34 that serves as a driving portion of the pressure generating means. In the piezoelectric body 30, a plurality of laminated piezoelectric elements 34 and grooves 33 are arranged alternately in the first direction. The plurality of laminated piezoelectric elements 34 are connected to each other by the piezoelectric member 32 forming the bottom of the groove 33 . Each laminated piezoelectric element 34 is constructed by laminating a pair of piezoelectric element portions 341 and 342 whose polarization directions in the lamination direction are opposite to each other.

圧電体30の、各溝33で構成される圧力室37の内面や、傾斜面部において、電極36が形成されている。電極36は、溝33の内面から傾斜面部を通って導出され、ベース20の上面の配線パターンに接続される。 Electrodes 36 are formed on the inner surfaces of the pressure chambers 37 formed by the grooves 33 of the piezoelectric body 30 and on the inclined surfaces. The electrode 36 is led out from the inner surface of the groove 33 through the inclined surface portion and connected to the wiring pattern on the upper surface of the base 20 .

電極36は、例えば、真空蒸着法や無電解ニッケルメッキ法等の手法で形成される。電極36は例えば配線パターンと同時に真空蒸着法や無電解メッキ法等の手法で形成されていてもよい。電極36の材料はニッケル、金、銅等の導電性材料で構成される。電極36は、2種以上の導電性の膜を積層して構成されても良い。 The electrodes 36 are formed by, for example, a vacuum deposition method, an electroless nickel plating method, or the like. The electrodes 36 may be formed simultaneously with the wiring pattern, for example, by a method such as a vacuum deposition method or an electroless plating method. The material of the electrodes 36 is composed of a conductive material such as nickel, gold or copper. The electrode 36 may be configured by laminating two or more types of conductive films.

天板40は、例えば方形の板状部材に構成される。天板40は、圧電体30の積層方向一方側の表面に対向配置され、溝33の一方側の開口を塞ぐ。天板40は、マシナブルセラミクスで構成される。 The top plate 40 is configured, for example, as a rectangular plate member. The top plate 40 is arranged to face the surface of the piezoelectric body 30 on one side in the stacking direction, and closes the opening of the groove 33 on one side. The top plate 40 is made of machinable ceramics.

天板40のオリフィスプレート60側の端面は、後述するように、圧電体30のオリフィスプレート60側の端面と同時に切断・研磨加工され、面一に構成されている。天板40及び圧電体30は、ベース20よりもオリフィスプレート60側、すなわち第2方向の一方側に突出している。言い換えると、ベース20は、天板40及び圧電体30が積層されて構成された圧電構造体80よりも、オリフィスプレート60から離れるように、第2方向において他方側に退避している。すなわち、インクジェットヘッド10において、ベース20の端面が、圧電体30及び天板40の端面よりも、第2方向の他方側に配置される。なおベース20の端面は、ベース20の底面と直交していても、直交していなくてもよく、圧電体30及び天板40で構成される接合面81に平行であっても、平行でなくてもよい。例えばベース20の端面は傾斜または湾曲していても良い。 As will be described later, the end face of the top plate 40 on the orifice plate 60 side is cut and polished at the same time as the end face of the piezoelectric body 30 on the orifice plate 60 side so as to be flush with each other. The top plate 40 and the piezoelectric body 30 protrude from the base 20 to the orifice plate 60 side, that is, to one side in the second direction. In other words, the base 20 is retreated to the other side in the second direction so as to be further away from the orifice plate 60 than the piezoelectric structure 80 configured by stacking the top plate 40 and the piezoelectric body 30 . That is, in the inkjet head 10 , the end surface of the base 20 is arranged on the other side in the second direction with respect to the end surfaces of the piezoelectric body 30 and the top plate 40 . The end surface of the base 20 may or may not be perpendicular to the bottom surface of the base 20, and may or may not be parallel to the joint surface 81 composed of the piezoelectric body 30 and the top plate 40. may For example, the end face of the base 20 may be slanted or curved.

図5は、主なマシナブルセラミクスの熱膨張率を示す表である。図5に示すように、マセライトHSPは9.8×10-6/K、マコールは9.3×10-6/K、マセライトSPは9.2×10-6/K、ホトベールは7.8×10-6/K、ホトエースLは6.1×10-6/K、マセライトETは5.8×10-6/K、マセライトBTは4.5×10-6/K、マセライトPNは4.2×10-6/Kである。
例えば、本実施形態において天板40は、熱膨張率4~10×10-6/Kの間となる材料で構成される。具体的には、天板40を構成するマシナブルセラミクスとして、マセライト、マコール、あるいはホトベール、を用いる。
FIG. 5 is a table showing thermal expansion coefficients of major machinable ceramics. As shown in FIG. 5, Macerite HSP is 9.8×10 −6 /K, Macor is 9.3×10 −6 /K, Macerite SP is 9.2×10 −6 /K, and Photovere is 7.8. × 10 -6 /K, 6.1 × 10 -6 /K for Photoace L, 5.8 × 10 -6 /K for Macerite ET, 4.5 × 10 -6 /K for Macerite BT, 4 for Macerite PN .2×10 −6 /K.
For example, in this embodiment, the top plate 40 is made of a material having a coefficient of thermal expansion between 4 and 10×10 −6 /K. Specifically, as the machinable ceramics forming the top plate 40, Macerite, Macor, or Photoveil is used.

天板40は、ベース20上に接合された圧電体30上に重ねて接合されている。より好ましくは、天板40を構成する材料として、熱膨張率が、ベース20を構成するエンジニアリングセラミクスの熱膨張率と、圧電性セラミクスの熱膨張率の間の値となる、マシナブルセラミクスを用いる。例えば、圧電体30をPZTとし、ベース20をアルミナとした場合には、2×10-6/K以上7.2×10-6/K以下の熱膨張率を選定する。 The top plate 40 is overlaid and bonded to the piezoelectric body 30 bonded to the base 20 . More preferably, machinable ceramics having a coefficient of thermal expansion between that of the engineering ceramics that compose the base 20 and that of the piezoelectric ceramics are used as the material that composes the top plate 40 . . For example, when the piezoelectric body 30 is PZT and the base 20 is alumina, a thermal expansion coefficient of 2×10 −6 /K or more and 7.2×10 −6 /K or less is selected.

図6は、圧電体30をPZTとし、ベース20をアルミナで構成し、天板40の材料を、PZT、熱膨張率の異なる2種のマセライト(ET・SP)の3種とし、圧電体30と120℃前後の温度で熱接合した組立体の、反り量を示す表である。図6に示すように、アルミナの熱膨張率は7.2×10-6/K、PZTの熱膨張率は2×10-6/K、マセライトSPの熱膨張率は9.2×10-6/K、マセライトETの熱膨張率が5.8×10-6/Kである。反り量は、天板40をマセライトETで構成した場合に、PZT及びマセライトSPと比較して小さい。圧電体30とベース20の材料によって反り量は異なるので、天板40の材料を適宜選択し、例えば、組立体の反りがより小さくなる材料を選択すればよい。 In FIG. 6, the piezoelectric body 30 is PZT, the base 20 is made of alumina, the material of the top plate 40 is PZT, and two types of macerite (ET/SP) with different coefficients of thermal expansion are used. and the amount of warpage of an assembly thermally bonded at a temperature of around 120°C. As shown in FIG. 6, the coefficient of thermal expansion of alumina is 7.2×10 −6 /K, the coefficient of thermal expansion of PZT is 2×10 −6 /K, and the coefficient of thermal expansion of Macerite SP is 9.2×10 − 6 /K, and the coefficient of thermal expansion of Macerite ET is 5.8×10 −6 /K. When the top plate 40 is made of macerite ET, the amount of warpage is smaller than that of PZT and macerite SP. Since the amount of warpage differs depending on the materials of the piezoelectric body 30 and the base 20, the material of the top plate 40 may be appropriately selected, for example, a material that reduces the warpage of the assembly.

カバー50は、天板40の積層方向一方側に対向配置される矩形状のカバープレート51と、カバープレート51の側縁からベース20に向けて延びるカバーフレーム52と、を一体に備える。カバー50はカバープレート51が天板40上に配され、カバーフレーム52の端部がベース20の一方側に接合される。カバー50は、圧電体30が配されるベース20の所定領域を覆うとともに、圧電体30の側方に共通室39を構成する。共通室39は、ベース20に形成されるインク口23及び圧電体30の複数の圧力室37に、連通する。 The cover 50 integrally includes a rectangular cover plate 51 facing one side of the top plate 40 in the stacking direction, and a cover frame 52 extending from the side edge of the cover plate 51 toward the base 20 . A cover plate 51 is arranged on the top plate 40 of the cover 50 , and an end portion of the cover frame 52 is joined to one side of the base 20 . The cover 50 covers a predetermined area of the base 20 where the piezoelectric body 30 is arranged, and constitutes a common chamber 39 on the side of the piezoelectric body 30 . The common chamber 39 communicates with the ink port 23 formed in the base 20 and the plurality of pressure chambers 37 of the piezoelectric body 30 .

オリフィスプレート60は、厚さ10~100μm程度の方形の板状に構成される。オリフィスプレート60は、圧電体30及び天板40によって構成される積層構造物の一方側の側面である接合面に接合される。オリフィスプレート60には、厚さ方向に貫通する複数のノズル61が形成されている。ノズル61は、1個おきに配置された複数の圧力室37に対応する位置にそれぞれ設けられている。すなわち、オリフィスプレート60は、圧力室37に連通するノズル61を有するとともに、ダミー室38の側方の開口を塞ぐ。 The orifice plate 60 is configured in a rectangular plate shape with a thickness of about 10 to 100 μm. The orifice plate 60 is bonded to a bonding surface that is one side surface of the laminated structure composed of the piezoelectric body 30 and the top plate 40 . A plurality of nozzles 61 are formed through the orifice plate 60 in the thickness direction. The nozzles 61 are provided at positions corresponding to the plurality of pressure chambers 37 arranged every other one. That is, the orifice plate 60 has a nozzle 61 communicating with the pressure chamber 37 and closes the side opening of the dummy chamber 38 .

なお、オリフィスプレート60とベース20の端面との間には、所定の隙間が形成されている。 A predetermined gap is formed between the orifice plate 60 and the end surface of the base 20 .

図4は、インクジェットヘッド10の製造方法を示す説明図である。ここで、一例として、2つのインクジェットヘッド10を構成する2つの圧電構造体80を一体に構成してから2分割する例を示す。本実施形態にかかるインクジェットヘッド10の製造方法は、圧電体形成処理と、接着処理と、台形加工処理と、溝加工処理と、電極加工処理と、天板接着処理と、を備える。 4A and 4B are explanatory diagrams showing a method of manufacturing the inkjet head 10. FIG. Here, as an example, an example in which two piezoelectric structures 80 constituting two inkjet heads 10 are integrated and then divided into two will be shown. The method for manufacturing the inkjet head 10 according to the present embodiment includes piezoelectric body formation processing, adhesion processing, trapezoid processing, groove processing, electrode processing, and top plate adhesion processing.

まず、予め板厚方向に分極された2枚の板状の圧電部材を分極方向が互い違いになるよう積層し、その積層体を所望の幅及び長さにカットして、2つの圧電体30が一体に連続する圧電体パーツ300を形成する(圧電体形成処理)。 First, two plate-shaped piezoelectric members preliminarily polarized in the plate thickness direction are laminated so that the polarization directions alternate, and the laminated body is cut into a desired width and length to obtain two piezoelectric bodies 30. An integrally continuous piezoelectric part 300 is formed (piezoelectric forming process).

圧電体接着処理として、2つのベース20が連続した板状部材であるベースパーツ200に、圧電体パーツ300を接着剤等で隙間なく貼り付ける(Act11)。なおベースパーツ200は、板状のベース20が2枚分、第3方向の両端において接続され、第3方向の中央部に、長手方向が第3方向に沿うとともに厚さ方向に貫通するスリット201が形成されている。スリット201は、第2方向である幅方向において段差の幅の2倍の幅を有し、後の分割工程によって2つのベース20に分割された際に、圧電体30との段差を形成する。 As the piezoelectric bonding process, the piezoelectric parts 300 are attached to the base part 200, which is a plate-like member in which two bases 20 are continuous, with an adhesive or the like without gaps (Act 11). The base part 200 includes two plate-like bases 20 connected at both ends in the third direction, and a slit 201 extending longitudinally along the third direction and penetrating in the thickness direction at the center in the third direction. is formed. The slit 201 has a width that is twice the width of the step in the width direction, which is the second direction, and forms a step with the piezoelectric body 30 when the two bases 20 are divided in a later dividing step.

続いて、台形加工処理として、ベースパーツ200を、電極36が引き出せるように台形に加工する(Act12)。さらに、溝加工処理として、圧電体パーツ300を備えるベースパーツ200の表面に、ダイシングソーやスライサー等を使用した機械加工により、複数の溝33を形成する(Act13)。 Subsequently, as trapezoid processing, the base part 200 is processed into a trapezoid so that the electrodes 36 can be pulled out (Act 12). Further, as the groove processing, a plurality of grooves 33 are formed in the surface of the base part 200 including the piezoelectric parts 300 by machining using a dicing saw, a slicer, or the like (Act 13).

さらに、電極加工処理として、真空蒸着法等により電極36や配線パターン等の導電膜を形成する(Act13)。メッキにより電極を形成したのち、エッチングやレーザーパターニングで不要な電極を取り除き、圧力室とベース端部をつなぐ所望の電極配線を形成する。 Further, as an electrode processing process, conductive films such as electrodes 36 and wiring patterns are formed by a vacuum deposition method or the like (Act 13). After electrodes are formed by plating, unnecessary electrodes are removed by etching or laser patterning, and desired electrode wirings connecting the pressure chambers and the ends of the base are formed.

続いて、天板接着処理として圧電体パーツ300の上面に、2つの天板40が一体に連続した天板パーツ400を被せ、接着剤層を介して加熱接着する(Act14)。 Subsequently, as a top plate bonding process, the top plate part 400 in which the two top plates 40 are integrally continuous is put on the upper surface of the piezoelectric part 300, and heat-bonded via an adhesive layer (Act 14).

この後、分割処理として、ベースパーツ200、圧電体パーツ300、及び天板パーツ400が積層されて接合された圧電構造体パーツ800を、ダイシング加工により2分割することで、2つの圧電構造体80が完成する(Act15)。なお、分割時の切断面はノズル接合面81となる。ノズル接合面81は、基準となるベース20の底面と直角または略直角となる。切断加工だけでは直角度が不十分な場合、あるいは、面粗さが粗い場合には、さらに切断面を研磨加工してもよい(Act16)。 After that, as a division process, the piezoelectric structure part 800 in which the base part 200, the piezoelectric body part 300, and the top plate part 400 are laminated and joined is divided into two by dicing to obtain two piezoelectric structures 80. is completed (Act 15). Note that the cut surface at the time of division becomes the nozzle joint surface 81 . The nozzle joint surface 81 is perpendicular or substantially perpendicular to the bottom surface of the base 20 serving as a reference. If the perpendicularity is insufficient only by cutting, or if the surface roughness is rough, the cut surface may be further polished (Act 16).

以上により構成された個々の圧電構造体80は、天板40及び圧電体30の端面によって構成される接合面81を有する。圧電構造体80において、ベース20の端面24は、天板40及び圧電体30の側面で構成される接合面81よりも、第2方向においてオリフィスプレート60が配される位置から離れた位置に、配置される。言い換えると、オリフィスプレート60を接合する接合面81は、天板40及び圧電体30の側面によって形成され、ベース20の表面を含まない。 Each piezoelectric structure 80 configured as described above has a joint surface 81 formed by the end surfaces of the top plate 40 and the piezoelectric body 30 . In the piezoelectric structure 80, the end surface 24 of the base 20 is positioned farther from the position where the orifice plate 60 is arranged in the second direction than the joint surface 81 formed by the side surface of the top plate 40 and the piezoelectric body 30. placed. In other words, the joint surface 81 that joins the orifice plate 60 is formed by the side surfaces of the top plate 40 and the piezoelectric body 30 and does not include the surface of the base 20 .

そして、天板40及び圧電体30の側面に、オリフィスプレート60を接着して取り付ける。このとき、圧力室37を構成する第1の溝331にノズル61が対向して配されるとともに、ダミー室38を構成する第2の溝332が閉塞される。 Then, the orifice plate 60 is adhered and attached to the top plate 40 and the side surfaces of the piezoelectric body 30 . At this time, the nozzle 61 is arranged to face the first groove 331 forming the pressure chamber 37, and the second groove 332 forming the dummy chamber 38 is closed.

さらに、圧電構造体80の一方側から、カバー50を被せ、カバー50のカバーフレーム52の端面をベース20の表面に接着して取り付ける。以上により、図1に示すインクジェットヘッド10が完成する。 Further, the cover 50 is placed on one side of the piezoelectric structure 80 , and the end face of the cover frame 52 of the cover 50 is attached to the surface of the base 20 by bonding. As described above, the inkjet head 10 shown in FIG. 1 is completed.

以上のように構成されたインクジェットヘッド10において、静止状態から一旦圧力室を開いてインクを流入させ、その後圧力室を縮小させてインクを加圧して吐出させる。具体的には、図3に示すように、ノズル61から材料を吐出する駆動時には、駆動回路によりベース20上2形成された配線パターンを介して駆動素子に駆動電圧を印加することで、駆動する圧力室37内の電極36と、両隣のダミー室38の電極36に電位差を与える。すると、積層圧電素子34の一対の圧電素子部341,342は互いに逆向きに変形し、両圧電素子の変形により、駆動素子が屈曲変形する。一例として、まず駆動する圧力室37を開く方向に変形させ圧力室37内を負圧にすることで、インクを圧力室37内に導く(インク流入)。続いて、圧力室37を閉じる方向に変形させ、圧力室37内を加圧することで(インク加圧)、ノズル61からインク滴を吐出させ、基準電位に戻す(インク柱切断)。 In the ink-jet head 10 configured as described above, the pressure chamber is once opened from a stationary state to allow ink to flow in, and then the pressure chamber is contracted to pressurize and eject the ink. Specifically, as shown in FIG. 3, when the material is ejected from the nozzle 61, the drive circuit applies a drive voltage to the drive element through the wiring pattern formed on the base 20 to drive the nozzle. A potential difference is applied between the electrode 36 in the pressure chamber 37 and the electrodes 36 in the dummy chambers 38 on both sides. Then, the pair of piezoelectric element portions 341 and 342 of the laminated piezoelectric element 34 are deformed in opposite directions, and the driving element is bent and deformed by the deformation of both piezoelectric elements. As an example, first, the pressure chamber 37 to be driven is deformed in the direction of opening to make the inside of the pressure chamber 37 negative pressure, thereby introducing ink into the pressure chamber 37 (ink inflow). Subsequently, by deforming the pressure chamber 37 in a closing direction and pressurizing the inside of the pressure chamber 37 (ink pressurization), an ink droplet is ejected from the nozzle 61 and returned to the reference potential (ink column cutting).

本実施形態によれば、加工性の良いインクジェットヘッド10を提供できる。ノズル61を有するオリフィスプレート60の接合面となる圧力室の壁は、マシナブルセラミクスと圧電体とで構成されるため、容易に加工可能で、オリフィスプレート60が接合される接合面を機械加工により同一面にすることが可能となる。すなわち、同様な加工特性を有する圧電体30と天板40とによって接合面を構成するため、加工条件が容易になり、オリフィスプレート60を正確に、漏れなく接合させることができる。また、ベース20の材料を無鉛材料とすることで、環境に適したインクジェットヘッド10を提供できる。 According to this embodiment, it is possible to provide the inkjet head 10 with good workability. The wall of the pressure chamber, which serves as the joint surface of the orifice plate 60 having the nozzle 61, is composed of machinable ceramics and a piezoelectric material, so that it can be easily processed. It is possible to make them on the same side. That is, since the bonding surface is formed by the piezoelectric body 30 and the top plate 40 having similar processing characteristics, the processing conditions are simplified, and the orifice plate 60 can be accurately and without omission. In addition, by using a lead-free material for the base 20, it is possible to provide the inkjet head 10 suitable for the environment.

例えば本実施形態で用いた3種の材料ではアルミナが非常に硬く、加工条件も異なるため、同時加工を行うと加工面が粗くなり、あるいはチッピングやバリが多い等、加工が困難である。例えば、加工性が異なる材料では加工時に段差が生じやすい。すなわち、柔らかい材料が接着層を介して刃物から逃げ、加工後に元に戻り、柔らかい材料の層が突出する場合があり、あるいは、柔らかい材料が多く加工され、固い材料の層が突出する場合もある。例えば研磨処理を施した場合にあっても、当該研磨処理において研磨量の差からも段差が生じ、段差を無くすことは困難である。このように、オリフィスプレート60と接合される接合面に段差ができると、オリフィスプレート60を接合した際に隙間が生じやすくなる。これに対し、本実施形態においては、天板40と圧電体30に加工特性の近い材料を用い、これらのパーツによって接合面を形成することにより、接合面に大きな段差が生じにくく、オリフィスプレート60を隙間なく接合することができる。また、ベース20の端面24を接合面81から退避させることで、ベース20の加工性に関する材料選定の制約を外すことができ、ベース20の材料選定において強度を確保しやすくなることから、インクジェットヘッド10の薄型化・小型化が可能となる。 For example, among the three materials used in the present embodiment, alumina is very hard and the processing conditions are different. Therefore, when processed simultaneously, the processed surface becomes rough, and there are many chippings and burrs, making processing difficult. For example, materials with different workability are likely to cause steps during processing. In other words, the soft material escapes from the blade through the adhesive layer and returns to its original state after processing, and the soft material layer may protrude. Alternatively, a large amount of the soft material may be processed and the hard material layer may protrude. . For example, even if a polishing process is performed, a difference in level occurs due to a difference in the amount of polishing in the polishing process, and it is difficult to eliminate the difference in level. In this way, if there is a step on the bonding surface to which the orifice plate 60 is bonded, a gap is likely to occur when the orifice plate 60 is bonded. On the other hand, in the present embodiment, materials with similar processing characteristics are used for the top plate 40 and the piezoelectric body 30, and these parts form the bonding surface. can be joined without gaps. In addition, by retracting the end surface 24 of the base 20 from the joint surface 81, it is possible to remove restrictions on material selection related to workability of the base 20, and it becomes easier to ensure strength in selecting the material of the base 20. 10 can be made thinner and smaller.

また、上記実施形態において、例えばマシナブルセラミクスとし、熱膨張率を4~10×10-6/Kの間で選択することにより、接合後の反りや変形を防止することができる。したがって、熱硬化性の接着剤を用いても接合後の反りや変形を防止することができ、分断加工の際に固定しやすく、加工が容易となる。 Further, in the above embodiment, by using machinable ceramics, for example, and selecting a coefficient of thermal expansion between 4 and 10×10 −6 /K, it is possible to prevent warpage and deformation after bonding. Therefore, even if a thermosetting adhesive is used, it is possible to prevent warping and deformation after joining, and it is easy to fix when cutting, which facilitates processing.

さらに、上記実施形態において、マシナブルセラミクスの熱膨張率を適宜、組立体の反りが最小となるよう選択することで、機械加工時の装置への吸着などが可能となり、より加工性の高い構成を実現することができる。例えば、天板40の材料を、圧電体30の熱膨張率とベース20の熱膨張率との間の材料をとして選定することで、組立体の反りを低減することができる。 Furthermore, in the above embodiment, by appropriately selecting the coefficient of thermal expansion of the machinable ceramics so that the warpage of the assembly is minimized, it becomes possible to adhere to the device during machining, etc., resulting in a configuration with higher machinability. can be realized. For example, by selecting a material for the top plate 40 with a coefficient of thermal expansion between that of the piezoelectric body 30 and that of the base 20, the warpage of the assembly can be reduced.

また、例えば製造工程において、接合後にベースに段差を形成する方法の場合には、反りが多いと、アルミナを切除するために、反りの分、多くのPZTを削ることとなり、オリフィスプレートの接合面が小さくなる原因となるが、上記実施形態においては反りが小さい構成とすることにより、PZTの削り量を少なくして、オリフィスプレートの接合面を確保しやすい。 Further, in the manufacturing process, for example, in the case of a method of forming a step on the base after bonding, if there is a large amount of warpage, a large amount of PZT must be shaved in order to cut off the alumina due to the warpage. However, in the above-described embodiment, by adopting a configuration in which warpage is small, the amount of PZT that is cut off is reduced, and it is easy to secure the bonding surface of the orifice plate.

[第2実施形態]
以下、液体吐出装置としてのインクジェットプリンタ100について、図7を参照して説明する。インクジェットプリンタ100は、第1実施形態にかかるインクジェットヘッド10を用いたプリンタである。
[Second embodiment]
An inkjet printer 100 as a liquid ejection device will be described below with reference to FIG. An inkjet printer 100 is a printer using the inkjet head 10 according to the first embodiment.

インクジェットプリンタ100は、所定の搬送経路に沿って例えば印刷媒体である用紙Pを搬送しながら画像形成等の各種処理を行う装置である。インクジェット記録装置1は、筐体110と、用紙供給部としての給紙カセット111と、排出部としての排紙トレイ112と、支持部としての保持ローラ(ドラム)113と、搬送装置114と、反転装置118と、を備える。 The inkjet printer 100 is a device that performs various processes such as image formation while conveying, for example, paper P, which is a print medium, along a predetermined conveying path. The inkjet recording apparatus 1 includes a housing 110, a paper feed cassette 111 as a paper supply section, a paper discharge tray 112 as a discharge section, a holding roller (drum) 113 as a support section, a conveying device 114, a reversing a device 118;

筐体110はインクジェットプリンタ100の外郭を構成する。給紙カセット111は、筐体110の内部に設けられる。排紙トレイ112は、筐体110上部に設けられる。保持ローラ(ドラム)113は、用紙Pを外面上に保持して回転する。搬送装置114は、給紙カセット111から保持ローラ113の外周を通って排紙トレイ112に至って形成される所定の搬送路Aに沿って用紙Pを搬送する。反転装置118は、保持ローラ113から剥離された用紙Pの表裏面を反転させて再び保持ローラ113の表面上に供給する。 A housing 110 constitutes an outer shell of the inkjet printer 100 . The paper feed cassette 111 is provided inside the housing 110 . A paper discharge tray 112 is provided on the top of the housing 110 . A holding roller (drum) 113 holds the paper P on its outer surface and rotates. The transport device 114 transports the paper P along a predetermined transport path A formed from the paper feed cassette 111 to the paper discharge tray 112 through the outer periphery of the holding roller 113 . The reversing device 118 reverses the front and back surfaces of the paper P peeled off from the holding roller 113 and supplies it onto the surface of the holding roller 113 again.

搬送装置114は、搬送路Aに沿って設けられた複数のガイド部材121~125や複数の搬送用ローラ126~131を備えている。搬送用ローラとして、ピックアップローラや、給紙ローラ対、レジストローラ対、分離ローラ対、搬送ローラ対、排出ローラ対が設けられている。これらの搬送用ローラ126~131は搬送用モータに駆動されて回転することで、用紙Pを搬送路Aに沿って下流側に送る。 The conveying device 114 includes a plurality of guide members 121 to 125 and a plurality of conveying rollers 126 to 131 provided along the conveying path A. As shown in FIG. As the transport rollers, a pickup roller, a paper feed roller pair, a registration roller pair, a separation roller pair, a transport roller pair, and a discharge roller pair are provided. These transport rollers 126 to 131 are driven by a transport motor to rotate, thereby transporting the paper P along the transport path A to the downstream side.

搬送路Aには用紙の搬送状況を監視するためのセンサSなどが各所に配置されている。 Sensors S and the like are arranged at various locations along the transport path A for monitoring the state of transport of the paper.

保持ローラ113は、その表面上に用紙Pを保持した状態で回転することにより用紙Pを搬送する。保持ローラ113はインクジェットヘッド10に対向する位置に印刷媒体である用紙Pを支持する。ここでは、保持ローラ113は、図12中時計回りに回転することにより用紙Pを外周に沿って時計回りに搬送する。 The holding roller 113 conveys the paper P by rotating while holding the paper P on its surface. The holding roller 113 supports the paper P, which is a print medium, at a position facing the inkjet head 10 . Here, the holding roller 113 rotates clockwise in FIG. 12 to convey the paper P clockwise along the outer circumference.

保持ローラ113の外周部分において上流側から下流側に向かって順番に、保持装置115と、画像形成装置116と、除電剥離装置117と、クリーニング装置119と、が設けられている。 A holding device 115 , an image forming device 116 , a static removing device 117 , and a cleaning device 119 are provided in order from the upstream side to the downstream side on the outer peripheral portion of the holding roller 113 .

保持装置115は、押圧ローラ115aと帯電ローラ115bとを備えている。押圧ローラ115aは保持ローラ113の外面に押圧する。帯電ローラ115bは電力が供給されることで用紙Pを保持ローラ113の外面に吸着させる方向の静電気力を発生(帯電)する。この静電気力により用紙Pが保持ローラ113に吸着される。 The holding device 115 includes a pressing roller 115a and a charging roller 115b. The pressing roller 115 a presses against the outer surface of the holding roller 113 . The charging roller 115 b generates (charges) an electrostatic force in the direction of attracting the sheet P to the outer surface of the holding roller 113 by being supplied with electric power. The sheet P is attracted to the holding roller 113 by this electrostatic force.

画像形成装置116は、保持ローラ113の外面に対向配置された複数(4色)のインクジェットヘッド10として、ここではシアン、マゼンダ、イェロー、ブラックの4色にそれぞれ対応する4つのインクジェットヘッド10を備える。4つのインクジェットヘッド10は、所定のピッチで設けられたノズル61から、用紙Pにインクを吐出して保持ローラ113の外面に保持された用紙Pに画像を形成する。各インクジェットヘッド10として、第1実施形態にて説明したインクジェットヘッド10を用いる。 The image forming apparatus 116 includes four inkjet heads 10 corresponding to the four colors of cyan, magenta, yellow, and black, as the plurality of (four-color) inkjet heads 10 arranged facing the outer surface of the holding roller 113 . . The four inkjet heads 10 form an image on the paper P held on the outer surface of the holding roller 113 by ejecting ink onto the paper P from nozzles 61 provided at a predetermined pitch. As each inkjet head 10, the inkjet head 10 described in the first embodiment is used.

除電剥離装置117は、用紙Pを除電する除電ローラと、用紙Pを保持ローラ113から剥離する剥離爪と、を備える。 The static elimination peeling device 117 includes a static elimination roller for static elimination of the paper P and a peeling claw for peeling the paper P from the holding roller 113 .

クリーニング装置119は、保持ローラ113に接触した状態で回転することにより保持ローラ113を清浄するクリーニング部材を備える。 The cleaning device 119 includes a cleaning member that cleans the holding roller 113 by rotating while in contact with the holding roller 113 .

反転装置118は、保持ローラ113から剥離された用紙Pを反転させて再び保持ローラ113の表面上に供給する。反転装置118は、例えば用紙Pを前後方向逆にスイッチバックさせる所定の反転経路に沿って用紙Pを案内して搬送することにより用紙Pを反転させる。 The reversing device 118 reverses the paper P separated from the holding roller 113 and supplies it onto the surface of the holding roller 113 again. The reversing device 118 reverses the paper P by, for example, guiding and conveying the paper P along a predetermined reversing path that switches back the paper P in the front-rear direction.

この他、インクジェットプリンタ100は、コントローラであるCPU(中央制御装置)と、各種のプログラムなどを記憶しているROMと、各種の可変データや画像データなどを一時的に記憶しているRAMと、外部からのデータを入力したり、外部へデータを出力したりする、I/F(インターフェイス)と、を備える。 In addition, the inkjet printer 100 includes a CPU (Central Control Unit) that is a controller, a ROM that stores various programs, a RAM that temporarily stores various variable data, image data, and the like. An I/F (interface) for inputting data from the outside and outputting data to the outside.

例えばユーザーがプリンタに対して印刷を指示すると、インクジェットプリンタ100のCPUはインクジェットヘッド10に対して印字信号を駆動回路に出力する。これによりインクジェットヘッド10が駆動され、用紙Pに画像が形成される。 For example, when a user instructs the printer to print, the CPU of the inkjet printer 100 outputs a print signal to the inkjet head 10 to the drive circuit. As a result, the inkjet head 10 is driven and an image is formed on the paper P. FIG.

以上の様に構成されたインクジェットプリンタ100においても上記第1実施形態と同様の効果を得られる。 In the inkjet printer 100 configured as described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the scope of the present invention at the implementation stage.

例えば上記実施形態においては、インクジェットヘッド10の製造方法として、予めベースパーツ200に段差を構成するスリットを形成した例を示したがこれに限られるものではない。例えば図8に示すように、ベースパーツ200は予めスリットを有さず、全長において連続した板状に構成されていてもよい。この場合には、ベースパーツ200の第2方向中央部の表側に圧電体パーツ300を貼付けた後、ベースパーツ200の裏側から所定幅で所定深さまで研磨し、ベースパーツ200と圧電体パーツ300の一部を削ることで、ベースパーツ200の厚み以上の深さを有する溝83を形成する。その後、当該溝83の幅方向の中央を通るラインCにて、圧電構造体パーツ800を2つに切断することで、接合面81からベース20の端面24が退避する段差を有する圧電構造体80が2つ形成される。 For example, in the above-described embodiment, as a method of manufacturing the inkjet head 10, an example in which a slit forming a step is formed in advance in the base part 200 was shown, but the method is not limited to this. For example, as shown in FIG. 8, the base part 200 may have no slits in advance and may be configured in a plate shape that is continuous over the entire length. In this case, after attaching the piezoelectric part 300 to the front side of the central portion in the second direction of the base part 200 , the back side of the base part 200 is polished to a predetermined width and depth, and the base part 200 and the piezoelectric part 300 are ground. By cutting a part, a groove 83 having a depth equal to or greater than the thickness of the base part 200 is formed. After that, by cutting the piezoelectric structure part 800 into two along a line C passing through the center of the width direction of the groove 83 , the piezoelectric structure 80 having a step where the end surface 24 of the base 20 retreats from the joint surface 81 . are formed.

例えばインクヘットヘッド10の具体的な構成や、流路の形状、ベース20、圧電体30、天板40、カバー50、オリフィスプレート60、を含む各種部品の構成や位置関係は上述した例に限られるものではなく、適宜変更可能である。また、ノズル61や圧力室37の配列も上記に限られるものではない。たとえばノズル61を2列以上配列してもよい。また複数の圧力室37の間に、ダミー室38を2つ以上配置してもよい。 For example, the specific configuration of the ink head 10, the shape of the flow path, the configuration and positional relationship of various parts including the base 20, the piezoelectric body 30, the top plate 40, the cover 50, and the orifice plate 60 are limited to the above example. It can be changed as appropriate. Also, the arrangement of the nozzles 61 and the pressure chambers 37 is not limited to the above. For example, the nozzles 61 may be arranged in two or more rows. Also, two or more dummy chambers 38 may be arranged between the plurality of pressure chambers 37 .

例えば、吐出する液体は印字用のインクに限られるものではなく、例えばプリント配線基板の配線パターンを形成するための導電性粒子を含む液体を吐出する装置等であっても良い。 For example, the liquid to be ejected is not limited to ink for printing, and may be a device that ejects liquid containing conductive particles for forming a wiring pattern of a printed wiring board.

また、上記実施形態において、インクジェットヘッド10は、インクジェット記録装置1等の液体吐出装置に用いられる例を示したが、これに限られるものではなく、例えば3Dプリンタ、産業用の製造機械、医療用途にも用いることが可能であり、小型軽量化及び低コスト化が可能である。 In the above-described embodiment, the inkjet head 10 is used in a liquid ejection device such as the inkjet recording device 1. However, the inkjet head 10 is not limited to this. It can also be used for other applications, and can be made smaller, lighter, and less expensive.

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、加工性の良い液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提供できる。 According to at least one of the embodiments described above, it is possible to provide a liquid ejection head and a liquid ejection apparatus with good workability.

この他、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Additionally, while several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.

1…インクジェット記録装置(液体吐出装置)、10…インクジェットヘッド(液体吐出吐出ヘッド)、20…ベース、30…圧電体、33…溝、331…第1の溝、332…第2の溝、34…積層圧電素子、37…圧力室、38…ダミー室、39…共通室、40…天板、50…カバー、60…オリフィスプレート、61…ノズル、80…圧電構造体、81…接合面。


REFERENCE SIGNS LIST 1 inkjet recording apparatus (liquid ejection apparatus) 10 inkjet head (liquid ejection head) 20 base 30 piezoelectric body 33 groove 331 first groove 332 second groove 34 Laminated piezoelectric element 37 Pressure chamber 38 Dummy chamber 39 Common chamber 40 Top plate 50 Cover 60 Orifice plate 61 Nozzle 80 Piezoelectric structure 81 Joint surface.


Claims (4)

エンジニアリングセラミクスで構成されるベースと、
前記ベースの第1方向の一方側に配されるとともに、圧電性セラミクスで構成され、圧力室を構成する複数の溝を有する圧電体と、
前記圧電体の第1方向の一方側に配されマシナブルセラミクスで構成される天板と、
前記圧電体及び前記天板の前記第1方向とは異なる第2方向における一方側の端面に対向配置され、前記圧力室に連通するノズルを有するオリフィスプレートと、
を備え、
前記ベースの前記オリフィスプレート側の端部は、前記天板及び前記圧電体の前記端面よりも、前記オリフィスプレートから退避した位置に配置される、液体吐出ヘッド。
A base made of engineering ceramics,
a piezoelectric body arranged on one side of the base in the first direction, made of piezoelectric ceramics, and having a plurality of grooves forming pressure chambers;
a top plate arranged on one side in the first direction of the piezoelectric body and made of machinable ceramics;
an orifice plate disposed opposite one end surface of the piezoelectric body and the top plate in a second direction different from the first direction, the orifice plate having a nozzle communicating with the pressure chamber;
with
The end of the base on the side of the orifice plate is arranged at a position further away from the orifice plate than the end faces of the top plate and the piezoelectric body.
前記マシナブルセラミクスの熱膨張率が、前記エンジニアリングセラミクスの熱膨張率と前記圧電性セラミクスの熱膨張率の間の値である、請求項1に記載の液体吐出ヘッド。 2. The liquid ejection head according to claim 1, wherein the coefficient of thermal expansion of said machinable ceramics is between the coefficient of thermal expansion of said engineering ceramics and the coefficient of thermal expansion of said piezoelectric ceramics. 前記圧電体はPZT、及びKNNの少なくともいずれかを含み、
前記マシナブルセラミクスは、マセライト、マコール、及びホトベール、の少なくともいずれかを含み、
前記エンジニアリングセラミクスは、アルミナ、ジルコニア、ムライト、コーディライト、フォルステライト、及びステアタイト、の少なくともいずれかを含む、
請求項1または2に記載の液体吐出ヘッド。
the piezoelectric body includes at least one of PZT and KNN;
The machinable ceramics include at least one of Macerite, Macor, and Photoveil,
The engineering ceramics include at least one of alumina, zirconia, mullite, cordierite, forsterite, and steatite,
3. The liquid ejection head according to claim 1.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドに対向する位置に印刷媒体を支持する支持部と、
を備える、液体吐出装置。


a liquid ejection head according to any one of claims 1 to 3;
a support that supports a print medium at a position facing the liquid ejection head;
A liquid ejection device.


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