JP2008023799A - Liquid jet head and liquid jet device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に、液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus, and more particularly to an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus that eject ink as a liquid.
液体噴射ヘッドであるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズル開口に連通する圧力発生室とこの圧力発生室の長手方向一端部側に圧力発生室の短手方向に亘って設けられて各圧力発生室に連通する連通部とが形成される流路形成基板と、この流路形成基板の一方面側に形成される圧電素子と、流路形成基板の圧電素子側の面に接着剤を介して接合されて、連通部と共にリザーバの一部を構成するリザーバ部を有するリザーバ形成基板とを具備するものがある(例えば、特許文献1参照)。 As an ink jet recording head that is a liquid ejecting head, for example, a pressure generation chamber communicating with a nozzle opening and a longitudinal direction one end side of the pressure generation chamber are provided across the short direction of the pressure generation chamber. A flow path forming substrate formed with a communication portion communicating with the chamber, a piezoelectric element formed on one surface side of the flow path forming substrate, and an adhesive agent on the surface of the flow path forming substrate on the piezoelectric element side Some have a reservoir forming substrate that has a reservoir portion that is joined to form a part of the reservoir together with the communication portion (see, for example, Patent Document 1).
このような特許文献1の構成では、リザーバとして、圧力発生室の長手方向一端部側にリザーバの一部を構成する連通部が設けられているため、インクジェット式記録ヘッドが圧力発生室の長手方向で大型化してしまうという問題がある。 In such a configuration of Patent Document 1, the reservoir is provided with a communication portion that constitutes a part of the reservoir on one end side in the longitudinal direction of the pressure generating chamber. There is a problem of increasing the size.
また、流路形成基板に接合されたリザーバ形成基板の圧電素子保持部に相対向する領域にリザーバを設けたものがある(例えば、特許文献2及び3参照)。 In addition, there is one in which a reservoir is provided in a region facing the piezoelectric element holding portion of the reservoir forming substrate joined to the flow path forming substrate (see, for example, Patent Documents 2 and 3).
これによれば、インクジェット式記録ヘッドを圧力発生室の長手方向で小型化することができるものの、インクを吐出した際の圧力発生室から隣接する圧力発生室へのコンプライアンスによって、インク吐出特性が悪化してしまうという問題がある。 According to this, although the ink jet type recording head can be reduced in size in the longitudinal direction of the pressure generating chamber, the ink discharge characteristics deteriorate due to the compliance from the pressure generating chamber to the adjacent pressure generating chamber when ink is discharged. There is a problem of end up.
また、インクが貯留された貯留手段等からインクを導入した際のコンプライアンスも発生してしまい、インク吐出に悪影響が生じてしまうという問題がある。 In addition, there is a problem in that compliance occurs when ink is introduced from a storage unit that stores ink, which adversely affects ink ejection.
さらに、リザーバ形成基板上に圧電素子を駆動するための駆動回路を実装すると、コンプライアンスを生じさせるコンプライアンス基板を配置することができないという問題がある。 Furthermore, when a drive circuit for driving a piezoelectric element is mounted on a reservoir forming substrate, there is a problem that a compliance substrate that generates compliance cannot be arranged.
本発明はこのような事情に鑑み、クロストークを減少させて液体の吐出特性を向上すると共に小型化した液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを課題とする。 In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus which are reduced in size while reducing crosstalk to improve liquid ejection characteristics.
上記課題を解決する本発明の第1の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室を有する個別流路が設けられた流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側の前記圧力発生室に相対向する領域に設けられた圧力発生素子とを具備し、前記流路形成基板の前記圧力発生素子側の面には、前記圧力発生素子に相対向する領域に前記個別流路の共通の液体室となるリザーバが設けられたリザーバ形成基板が、前記圧力発生素子との間に所定の間隔で設けられたコンプライアンス基板を介して接合され、且つ前記コンプライアンス基板が前記リザーバの開口を封止すると共に当該コンプライアンス基板の前記リザーバを封止する領域には可撓部が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第1の態様では、流路形成基板の圧力発生素子側にリザーバを設けるようにしたため、液体噴射ヘッドの圧力発生室の長手方向の幅を小さくすることができ、小型化を図ることができる。また、リザーバ形成基板と流路形成基板との間にリザーバを封止するコンプライアンス基板を設け、コンプライアンス基板のリザーバに相対向する領域に可撓部を設けるようにしたため、広い面積で可撓部を形成することができ、液体を吐出した際の圧力発生室の応力変化によるクロストークを可撓部によって低減させることができる。また、液体が貯留された貯留手段からリザーバに液体が供給された際の動圧を可撓部によって吸収させることができる。これにより、液体吐出特性を向上することができる。
According to a first aspect of the present invention for solving the above-described problems, a flow path forming substrate provided with an individual flow path having a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for ejecting liquid, and one surface side of the flow path forming substrate A pressure generating element provided in a region opposite to the pressure generating chamber, and a surface on the pressure generating element side of the flow path forming substrate is provided in the region facing the pressure generating element. A reservoir forming substrate provided with a reservoir serving as a common liquid chamber of the flow path is bonded to the pressure generating element via a compliance substrate provided at a predetermined interval, and the compliance substrate is connected to the reservoir. The liquid ejecting head is characterized in that a flexible portion is provided in a region where the opening is sealed and the reservoir of the compliance substrate is sealed.
In the first aspect, since the reservoir is provided on the pressure generating element side of the flow path forming substrate, the longitudinal width of the pressure generating chamber of the liquid ejecting head can be reduced, and the size can be reduced. . In addition, a compliance substrate that seals the reservoir is provided between the reservoir formation substrate and the flow path formation substrate, and a flexible portion is provided in a region of the compliance substrate that faces the reservoir. It can be formed, and the crosstalk due to the stress change in the pressure generating chamber when the liquid is discharged can be reduced by the flexible portion. Moreover, the dynamic pressure when the liquid is supplied to the reservoir from the storage means storing the liquid can be absorbed by the flexible portion. Thereby, the liquid ejection characteristics can be improved.
本発明の第2の態様は、前記コンプライアンス基板が、前記流路形成基板側に接合される固定板と、該固定板に接合された可撓性材料からなる封止膜とを具備し、前記固定板の前記リザーバに相対向する領域には厚さ方向に貫通する開口部が設けられ、該開口部によって前記リザーバが前記封止膜のみで封止された領域が前記可撓部となっていることを特徴とする第1の態様の液体噴射ヘッドにある。
かかる第2の態様では、コンプライアンス基板に可撓部を広い面積で容易に設けることができる。
According to a second aspect of the present invention, the compliance substrate includes a fixing plate bonded to the flow path forming substrate side, and a sealing film made of a flexible material bonded to the fixing plate, An opening portion penetrating in the thickness direction is provided in a region facing the reservoir of the fixing plate, and a region where the reservoir is sealed only by the sealing film by the opening portion becomes the flexible portion. In the liquid jet head according to the first aspect,
In the second aspect, the flexible portion can be easily provided in a large area on the compliance substrate.
本発明の第3の態様は、前記コンプライアンス基板には、前記リザーバと前記個別流路とを連通する貫通孔が設けられていることを特徴とする第1又は2の態様の液体噴射ヘッドにある。
かかる第3の態様では、リザーバからの液体を貫通孔を介して個別流路に供給することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the liquid ejecting head according to the first or second aspect, the compliance substrate is provided with a through hole that communicates the reservoir and the individual flow path. .
In the third aspect, the liquid from the reservoir can be supplied to the individual flow path through the through hole.
本発明の第4の態様は、前記個別流路の内面と、前記貫通孔の内面とには、耐液体性を有する保護膜が設けられていることを特徴とする第3の態様の液体噴射ヘッドにある。
かかる第4の態様では、流路形成基板及びコンプライアンス基板の液体による侵食を防止して、耐久性及び信頼性を向上することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the liquid jet according to the third aspect, a protective film having liquid resistance is provided on the inner surface of the individual flow path and the inner surface of the through hole. In the head.
In the fourth aspect, erosion of the flow path forming substrate and the compliance substrate by the liquid can be prevented, and durability and reliability can be improved.
本発明の第5の態様は、前記貫通孔が、複数の個別流路からなる個別流路群毎に独立して設けられていることを特徴とする第3又は4の態様の液体噴射ヘッドにある。
かかる第5の態様では、コンプライアンス基板と流路形成基板との位置合わせを容易にして、液体供給不良等が発生するのを防止することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the liquid jet head according to the third or fourth aspect, the through hole is provided independently for each individual flow path group including a plurality of individual flow paths. is there.
In the fifth aspect, the alignment between the compliance substrate and the flow path forming substrate can be facilitated to prevent the occurrence of liquid supply failure or the like.
本発明の第6の態様は、前記貫通孔が、各個別流路毎に独立して設けられていることを特徴とする第3又は4の態様の液体噴射ヘッドにある。
かかる第6の態様では、液体を吐出した圧力発生室の圧力変動が隣接する圧力発生室に影響してクロストークが発生するのを防止することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the liquid ejecting head according to the third or fourth aspect, the through hole is provided independently for each individual flow path.
In the sixth aspect, it is possible to prevent the occurrence of crosstalk due to the pressure fluctuation of the pressure generating chamber from which the liquid is discharged affecting the adjacent pressure generating chamber.
本発明の第7の態様は、前記個別流路が、前記圧力発生室からなると共に、前記貫通孔が前記リザーバと前記圧力発生室との間で液体に流路抵抗を生じさせる液体供給路として機能することを特徴とする第6の態様の液体噴射ヘッドにある。
かかる第7の態様では、流路形成基板に圧力発生室のみが形成されるため、液体噴射ヘッドの圧力発生室の長手方向である幅方向の小型化をさらに図ることができる。
According to a seventh aspect of the present invention, the individual flow path includes the pressure generation chamber, and the through hole serves as a liquid supply path that generates a flow path resistance between the reservoir and the pressure generation chamber. The liquid ejecting head according to the sixth aspect is characterized by functioning.
In the seventh aspect, since only the pressure generating chamber is formed on the flow path forming substrate, it is possible to further reduce the size in the width direction that is the longitudinal direction of the pressure generating chamber of the liquid ejecting head.
本発明の第8の態様は、前記個別流路が、少なくとも前記圧力発生室と、前記圧力発生室の一端部に連通して、当該圧力発生室の幅方向の断面積よりも小さな断面積を有し、且つ前記リザーバと前記圧力発生室との間で液体に流路抵抗を生じさせる液体供給路とで構成されていることを特徴とする第1〜6の何れかの態様の液体噴射ヘッドにある。
かかる第8の態様では、液体供給路によって、液体に流路抵抗を生じさせることができ、液体吐出特性を向上することができる。
In an eighth aspect of the present invention, the individual flow path communicates with at least the pressure generation chamber and one end of the pressure generation chamber, and has a cross-sectional area smaller than the cross-sectional area in the width direction of the pressure generation chamber. And a liquid supply path for generating a flow path resistance in the liquid between the reservoir and the pressure generating chamber. It is in.
In the eighth aspect, the liquid supply path can cause flow path resistance in the liquid, and the liquid ejection characteristics can be improved.
本発明の第9の態様は、前記リザーバ形成基板の前記コンプライアンス基板とは反対側の面には、前記圧力発生素子を駆動する駆動回路が実装されていることを特徴とする第1〜8の何れかの態様の液体噴射ヘッドにある。
かかる第9の態様では、リザーバ形成基板上に駆動回路を実装することで、液体噴射ヘッドの圧力発生室の長手方向である幅方向の小型化をさらに図ることができる。
According to a ninth aspect of the present invention, in the first to eighth aspects, a drive circuit for driving the pressure generating element is mounted on a surface of the reservoir forming substrate opposite to the compliance substrate. It exists in the liquid jet head of any aspect.
In the ninth aspect, by mounting the drive circuit on the reservoir forming substrate, it is possible to further reduce the size in the width direction that is the longitudinal direction of the pressure generating chamber of the liquid ejecting head.
本発明の第10の態様は、第1〜9の何れかの態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる第10の態様では、小型化及び液体噴射特性を向上した液体噴射装置を実現でき
る。
A tenth aspect of the present invention is a liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head according to any one of the first to ninth aspects.
In the tenth aspect, it is possible to realize a liquid ejecting apparatus that is reduced in size and improved in liquid ejecting characteristics.
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略斜視図であり、図2は、図1の平面図及びそのA−A′断面図である。図示するように、流路形成基板10は、本実施形態では面方位(110)のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化によって二酸化シリコンからなる厚さ0.5〜2μmの弾性膜50が形成されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic perspective view of an ink jet recording head which is an example of a liquid jet head according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of FIG. As shown in the figure, the flow
流路形成基板10には、他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁11によって区画された圧力発生室12がその幅方向(短手方向)に並設されている。また、流路形成基板10の圧力発生室12の長手方向一端部側には、圧力発生室12と共に詳しくは後述するノズル開口毎に個別流路を構成する液体供給路の一例であるインク供給路14と連通部13とが隔壁11によって区画されている。
In the flow
インク供給路14は、詳しくは後述するリザーバ100と圧力発生室12との間でインクに流路抵抗を生じさせるものであり、圧力発生室12の長手方向一端部側に連通し且つ圧力発生室12より小さい断面積を有する。例えば、本実施形態では、インク供給路14は、圧力発生室12の流路を幅方向に絞ることで、圧力発生室12の幅より小さい幅で形成されている。なお、このように、本実施形態では、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路14を形成したが、流路の幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、流路の幅を絞るのではなく、厚さ方向から絞ることでインク供給路を形成してもよい。さらに、各連通部13は、インク供給路14の圧力発生室12とは反対側に連通し、インク供給路14の幅方向(短手方向)より大きい断面積を有する。本実施形態では、連通部13を圧力発生室12と同じ断面積で形成した。
The
すなわち、流路形成基板10には、圧力発生室12と、圧力発生室12の短手方向の断面積より小さい断面積を有するインク供給路14と、このインク供給路14に連通すると共にインク供給路14の短手方向の断面積よりも大きい断面積を有する連通部13とからなる個別流路が複数の隔壁11により区画されて設けられている。
In other words, the flow
流路形成基板10の圧力発生室12等の個別流路が開口する面側には、各圧力発生室12のインク供給路14とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口21が穿設されたノズル形成部材の一例でノズルプレート20が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。なお、ノズルプレート20は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、ステンレス鋼等からなる。
On the surface side of the flow
一方、このような流路形成基板10のノズルプレート20とは反対側の面には、上述したように、厚さが例えば約1.0μmの弾性膜50が形成され、この弾性膜50上には、厚さが例えば、約0.4μmの絶縁体膜55が形成されている。さらに、この絶縁体膜55上には、厚さが例えば、約0.2μmの下電極膜60と、厚さが例えば、約1.0μmの圧電体層70と、厚さが例えば、約0.05μmの上電極膜80とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子300を構成している。ここで、圧電素子300は、下電極膜60、圧電体層70及び上電極膜80を含む部分をいう。一般的には、圧電素子300の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層70を各圧力発生室12毎にパターニングして構成する。本実施形態では、下電極膜60を圧電素子300の共通電極とし、上電極膜80を圧電素子300の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。すなわち、本実施形態では、圧力発生室12内のインク(液体)に圧力変化を生じさせる圧力発生素子として、圧電素子300を設けるようにした。
On the other hand, as described above, the
また、このような各圧電素子300の上電極膜80には、流路形成基板10のインク供給路14とは反対側の端部近傍まで延設された金(Au)等のリード電極90がそれぞれ接続されている。このリード電極90を介して各圧電素子300に選択的に電圧が印加される。
In addition, the
また、流路形成基板10の圧電素子300側の面には、個別流路の共通のインク室(液体室)となるリザーバ100が設けられたリザーバ形成基板30がコンプライアンス基板40を介して設けられている。すなわち、流路形成基板10の圧電素子300側の面には、接着剤35を介して接合されたコンプライアンス基板40と、コンプライアンス基板40上に接着剤36を介して接合されたリザーバ形成基板30とが設けられている。
In addition, a
リザーバ形成基板30には、複数の圧電素子300に相対向する領域に、流路形成基板10側に開口する凹形状を有するリザーバ100が設けられており、リザーバ100の開口はコンプライアンス基板40によって封止されている。本実施形態では、リザーバ100を、連通部13に相対向する領域から複数の圧電素子300に相対向する領域に達するまで連続して設けるようにした。
The
また、リザーバ形成基板30のコンプライアンス基板40とは反対側の面には、リザーバ100と図示しない外部のインクが貯留されたインクタンク等の貯留手段とを連通する導入孔31が設けられている。導入孔31は、詳しくは後述するコンプライアンス基板40の貫通孔45とは反対側の端部側に設けられており、これにより、貯留手段から導入されたインクの動圧による影響が貫通孔45を介して圧力発生室12に及ぼされるのを低減している。
In addition, on the surface of the
なお、リザーバ形成基板30の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板10の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板10と同一材料であるシリコン単結晶基板を用いている。このように、リザーバ形成基板30を流路形成基板10の熱膨張率と略同一の材料を用いることで、インクジェット式記録ヘッドがインク吐出時や製造時などに加熱されても、熱膨張率の違いにより反りが生じてクラック等の破壊が発生するのを防止することができる。
The material of the
コンプライアンス基板40は、流路形成基板10側に接着剤35を介して接合された固定板41と、固定板41上に接合された封止膜42とで構成されている。
The
固定板41は、例えば、厚さが数十μm程度、本実施形態では、厚さが30μmの板状部材からなり、連通部13に相対向する領域からリード電極90上に達する幅で、且つ圧力発生室12の並設方向外側に達する長さを有する。
For example, the fixing
なお、固定板41の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板10の熱膨張率と同一材料で形成するのが好ましく、本実施形態では、流路形成基板10と同一材料であるシリコン単結晶基板を用いている。このように、コンプライアンス基板40の流路形成基板10と接合される固定板41に流路形成基板10と同一材料であるシリコン単結晶基板を用いることで、インクジェット式記録ヘッドがインク吐出時や製造時などに加熱されても、熱膨張率の違いにより反りが生じてクラック等の破壊が発生するのを確実に防止することができる。また、固定板41は流路形成基板10の厚さに対して薄い部材であるため、固定板41の材料としてステンレス鋼(SUS)を用いたとしても、熱による反りが生じる可能性は低い。
The material of the fixing
また、封止膜42は、剛性が低く可撓性を有する樹脂などの可撓性材料、例えば、厚さが数μm程度、本実施形態では、厚さが6μmのポリフェニレンサルファイド(PPS)フィルム等からなる。勿論、可撓性材料として、ポリフェニレンサルファイド以外に、ポリイミドやポリアミドなどを用いることができる。
Further, the sealing
さらに、固定板41には、リザーバ100に相対向する領域に厚さ方向に完全に除去された開口部43が設けられている。このような開口部43は、複数の圧電素子300に相対向する領域に設けられている。
Further, the fixing
そして、コンプライアンス基板40には、固定板41の開口部43によって、リザーバ100の開口を封止膜42のみで封止する撓み変形可能な可撓部44が設けられている。すなわち、固定板41の開口部43を複数の圧電素子300に相対向する領域に設けることで、リザーバ100の開口を封止する封止膜42と圧電素子300との間に所定の空間を設け、且つリザーバ100の開口を封止する封止膜42を撓み変形可能な可撓部44としている。
The
なお、このような封止膜42は、可撓部44として用いられるため、少なくとも固定板41の開口部43を封止する大きさで設けられていればよい。本実施形態では、封止膜42を固定板41の外周と同じ大きさで設けるようにした。
In addition, since such a
また、コンプライアンス基板40の連通部31に相対向する領域には、連通部13とリザーバ100とを連通する厚さ方向に貫通した貫通孔45が設けられている。この貫通孔45は、本実施形態では、複数の個別流路である連通部13に亘って1つ設けられている。そして、リザーバ100からのインクは、貫通孔45を介して各個別流路である連通部13、インク供給路14及び圧力発生室12に供給される。すなわち、リザーバ100は、各個別流路の共通の液体室(インク室)として機能する。
Further, a through-
また、リザーバ形成基板30の上には、圧電素子300を駆動するための駆動回路120が実装されている。駆動回路120としては、例えば、回路基板や半導体集積回路(IC)等を用いることができる。そして、各圧電素子300から引き出された引き出し配線である各リード電極90の先端部と、駆動回路120とがボンディングワイヤ等からなる駆動配線121を介して電気的に接続されている。
A
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部のインクが貯留された貯留手段から導入孔31を介してインクを取り込み、リザーバ100から貫通孔45を介してノズル開口21に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路120からの記録信号に従い、圧力発生室12に対応するそれぞれの下電極膜60と上電極膜80との間に電圧を印加し、圧電素子300及び振動板をたわみ変形させることにより、各圧力発生室12内の圧力が高まりノズル開口21からインクが吐出する。
In such an ink jet recording head according to this embodiment, ink is taken in from a storage unit that stores external ink (not shown) through the
このように、流路形成基板10の圧電素子300に相対向する領域にリザーバ100を設けるようにしたため、インクジェット式記録ヘッドの圧力発生室12の長手方向の幅を小さくすることができ、小型化を図ることができる。
As described above, since the
また、流路形成基板10とリザーバ形成基板30との間にコンプライアンス基板40を設け、コンプライアンス基板40の圧電素子300に相対向する領域に可撓部44を設けることで、導入孔31からリザーバ100にインクが供給された際のリザーバ100内の圧力変動を可撓部44によって低減させることができる。また、ヘッドの小型化のために、リザーバ形成基板30の導入孔31を圧電素子300に相対向する領域に形成しても、導入孔31に相対向する領域に可撓部44が形成されているため、リザーバ100内の圧力変動を可撓部44によって低減させることができる。すなわち、導入孔31からリザーバ100に供給されたインクは、供給方向に設けられた可撓部44に当接し、可撓部44が撓み変形することによって、リザーバ100内の圧力変動を低減させることができる。これにより、リザーバ100にインクが供給された際に圧力発生室12に圧力変動が影響するのを低減させて、インク吐出特性を向上することができる。
In addition, the
また、流路形成基板10とリザーバ形成基板30との間に可撓部44を有するコンプライアンス基板40を設けることで、可撓部44を広い面積で形成することができ、リザーバ100内の圧力変動を低減させて、圧力変動の悪影響によるクロストークの発生を確実に低減させることができる。
Further, by providing the
さらに、流路形成基板10とリザーバ形成基板30との間に可撓部44を有するコンプライアンス基板40を設けることで、リザーバ形成基板30上に圧電素子300を駆動する駆動回路120を実装することができ、駆動回路120を実装するための部品等が不要となり、部品点数を増大させることなく小型化することができる。
Furthermore, by providing the
なお、本実施形態では、圧力発生室12、連通部13及びインク供給路14からなる個別流路の内壁表面と、コンプライアンス基板40の貫通孔45の内壁表面と、貫通孔45に連続する接着剤35、36の内面とに亘って、耐インク性(耐液体性)を有する材料、例えば、五酸化タンタル(Ta2O5)等の酸化タンタルからなる保護膜200が、約50nmの厚さで設けられている。なお、ここで言う耐インク性とは、アルカリ性のインクに対する耐エッチング性のことである。なお、このような保護膜200の材料は、酸化タンタルに限定されず、使用するインクのpH値によっては、例えば、酸化ジルコニウム(ZrO2)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)等を用いてもよい。
In the present embodiment, the inner wall surface of the individual flow path including the
このように、保護膜200を設けることで、流路形成基板10及びコンプライアンス基板40がインクにより侵食されるのを防止して、耐久性及び信頼性を向上することができる。
Thus, by providing the
(実施形態2)
図3は、本発明の実施形態2に係るインクジェット式記録ヘッドの概略斜視図であり、図4は、インクジェット式記録ヘッドの平面図及び断面図である。なお、上述した実施形態1と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a schematic perspective view of an ink jet recording head according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 4 is a plan view and a cross-sectional view of the ink jet recording head. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member similar to Embodiment 1 mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図示するように、本実施形態のコンプライアンス基板40Aには、貫通孔45Aが、各個別流路毎に独立して設けられている。このような構成としても、上述した実施形態1と同様に、部品点数を増加させることなく、インクジェット式記録ヘッドの小型化を図ることができると共に、可撓部44を広い面積で形成することができ、リザーバ100へのインク供給時及びインク吐出時のクロストークを低減することができる。
As shown in the figure, the
(他の実施形態)
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態1及び2では、個別流路として、圧力発生室12、インク供給路14及び連通部13を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、連通部13を設けないようにしてもよい。また、上述した実施形態2のように、各個別流路毎に独立した貫通孔45Aを設けた場合には、貫通孔45Aを圧力発生室12とリザーバ100との間のインクに流路抵抗を生じさせるインク供給路として機能させることで、流路形成基板10にインク供給路14及び連通部13を設けないようにしてもよい。これにより、流路形成基板10に圧力発生室12のみを形成すればよく、さらに圧力発生室12の長手方向の幅を小さくすることができると共に、コストを低減することができる。勿論、流路形成基板10に各個別流路に連通してリザーバ100の一部を構成するリザーバ部等を設けるようにしてもよい。
(Other embodiments)
As mentioned above, although each embodiment of this invention was described, the basic composition of this invention is not limited to what was mentioned above. For example, in the first and second embodiments described above, the
また、上述した実施形態1では、貫通孔45を全ての個別流路に連通するように設け、実施形態2では、貫通孔45Aを各個別流路毎に独立して設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、貫通孔を複数の個別流路からなる個別流路群毎に設けるようにしてもよい。これにより、インク吐出時に貫通孔によってインクに流路抵抗を生じさせることができると共に、コンプライアンス基板と流路形成基板10との接合時に位置決めを容易に行うことができる。
In the first embodiment, the through
さらに、上述した実施形態1及び2では、コンプライアンス基板40、40Aを封止膜42と固定板41とで構成し、固定板41の開口部43によって可撓部44を形成するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、一枚の板状部材の厚さを部分的に薄くすることで可撓部44等を形成するようにしてもよい。
Furthermore, in the first and second embodiments described above, the
さらに、上述した実施形態1及び2では、コンプライアンス基板40、40Aに1つの可撓部44を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、固定板41に複数の開口部43を設けることで、複数の可撓部44を設けるようにしてもよい。
Further, in the first and second embodiments described above, one
また、これら各実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図5は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。 In addition, the ink jet recording heads of these embodiments constitute a part of a recording head unit having an ink flow path communicating with an ink cartridge or the like, and are mounted on the ink jet recording apparatus. FIG. 5 is a schematic view showing an example of the ink jet recording apparatus.
図5に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット1A及び1Bは、インク供給手段を構成するカートリッジ2A及び2Bが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット1A及び1Bを搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット1A及び1Bは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
As shown in FIG. 5, in the
そして、駆動モータ6の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト7を介してキャリッジ3に伝達されることで、記録ヘッドユニット1A及び1Bを搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿って移動される。一方、装置本体4にはキャリッジ軸5に沿ってプラテン8が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートSがプラテン8に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
The driving force of the driving
上述した実施形態においては、圧力発生素子として圧電素子を用いて説明したが、振動板と電極を所定の隙間を開けて配置し、静電気力で振動板の振動を制御する、いわゆる静電アクチュエータを圧力発生素子として用いてもよい。また、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレー、FED(電界放出ディスプレー)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。 In the above-described embodiment, the piezoelectric element is used as the pressure generating element. However, a so-called electrostatic actuator that controls the vibration of the diaphragm with electrostatic force by arranging the diaphragm and the electrode with a predetermined gap is provided. It may be used as a pressure generating element. In addition, although an ink jet recording head has been described as an example of a liquid ejecting head, the present invention is intended for a wide range of liquid ejecting heads and is naturally applicable to liquid ejecting heads that eject liquids other than ink. can do. Other liquid ejecting heads include, for example, various recording heads used in image recording apparatuses such as printers, color material ejecting heads used in the manufacture of color filters such as liquid crystal displays, organic EL displays, and FEDs (field emission displays). Examples thereof include an electrode material ejection head used for electrode formation, a bioorganic matter ejection head used for biochip production, and the like.
10 流路形成基板、 12 圧力発生室、 13 連通部、 14 インク供給路、 15 連通路、 20 ノズルプレート、 21 ノズル開口、 30 リザーバ形成基板、 31 導入孔、 40、40A コンプライアンス基板、 41 固定板、 42 封止膜、 43 開口部、 44 可撓部、 45、45A 貫通孔、 50 弾性膜、 55 絶縁体膜、 60 下電極膜、 70 圧電体層、 80 上電極膜、 90 リード電極、 100 リザーバ、 300 圧電素子
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記流路形成基板の前記圧力発生素子側の面には、前記圧力発生素子に相対向する領域に前記個別流路の共通の液体室となるリザーバが設けられたリザーバ形成基板が、前記圧力発生素子との間に所定の間隔で設けられたコンプライアンス基板を介して接合され、且つ前記コンプライアンス基板が前記リザーバの開口を封止すると共に当該コンプライアンス基板の前記リザーバを封止する領域には可撓部が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。 A flow path forming substrate provided with an individual flow path having a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for ejecting liquid, and provided in a region opposite to the pressure generating chamber on one side of the flow path forming substrate. A pressure generating element,
A reservoir forming substrate in which a reservoir serving as a common liquid chamber of the individual flow path is provided in a region facing the pressure generating element on a surface of the flow path forming substrate on the pressure generating element side, the pressure generating element A flexible part is provided in a region bonded to the element via a compliance substrate provided at a predetermined interval, and the compliance substrate seals the opening of the reservoir and seals the reservoir of the compliance substrate. A liquid ejecting head characterized by comprising:
A liquid ejecting apparatus comprising the liquid ejecting head according to claim 1.
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