JP2000190497A - Ink jet type recording head and ink jet type recording apparatus - Google Patents

Ink jet type recording head and ink jet type recording apparatus

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JP2000190497A
JP2000190497A JP23878999A JP23878999A JP2000190497A JP 2000190497 A JP2000190497 A JP 2000190497A JP 23878999 A JP23878999 A JP 23878999A JP 23878999 A JP23878999 A JP 23878999A JP 2000190497 A JP2000190497 A JP 2000190497A
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jet recording
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    • B41J2/14233Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
    • B41J2002/14241Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm having a cover around the piezoelectric thin film element
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet type recording head and an ink jet type recording apparatus which have a structure whereby a compliance is applied to a reservoir highly accurately and easily. SOLUTION: A reservoir form substrate 20 having a reservoir part 21 constituting at least part of a reservoir 100 for supplying ink to pressure generation chambers 12 is joined to a face at the side of piezoelectric elements 300 of a channel form substrate 10 where the pressure generation chambers 12 communicating with nozzle openings are defined. A penetrating part 18 penetrating without communicating with the pressure generation chamber 12 is set to the channel form substrate 10 of an area corresponding to the reservoir part 21, and a flexible film 110 having a flexibility is set between the penetrating part 18 and reservoir part 21.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インク滴を吐出す
るノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構
成し、この振動板の表面に圧電素子を形成して、圧電素
子の変位によりインク滴を吐出させ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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a part of a pressure generating chamber which communicates with a nozzle opening for discharging ink droplets, which is constituted by a vibrating plate. The present invention relates to an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus that eject ink droplets by displacement.

【0002】[0002]

【従来の技術】インク滴を吐出するノズル開口と連通す
る圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧
電素子により変形させて圧力発生室のインクを加圧して
ノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式
記録ヘッドには、圧電素子の軸方向に伸長、収縮する縦
振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと、た
わみ振動モードの圧電アクチュエータを使用したものの
2種類が実用化されている。
2. Description of the Related Art A part of a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for discharging ink droplets is constituted by a vibrating plate, and the vibrating plate is deformed by a piezoelectric element to pressurize the ink in the pressure generating chamber to pass through the nozzle opening. Two types of ink jet recording heads that eject ink droplets have been commercialized, one using a longitudinal vibration mode piezoelectric actuator that expands and contracts in the axial direction of the piezoelectric element, and the other using a flexural vibration mode piezoelectric actuator. ing.

【0003】前者は圧電素子の端面を振動板に当接させ
ることにより圧力発生室の容積を変化させることができ
て、高密度印刷に適したヘッドの製作が可能である反
面、圧電素子をノズル開口の配列ピッチに一致させて櫛
歯状に切り分けるという困難な工程や、切り分けられた
圧電素子を圧力発生室に位置決めして固定する作業が必
要となり、製造工程が複雑であるという問題がある。
In the former method, the volume of the pressure generating chamber can be changed by bringing the end face of the piezoelectric element into contact with the diaphragm, so that a head suitable for high-density printing can be manufactured. There is a problem in that a difficult process of cutting into a comb shape in accordance with the arrangement pitch of the openings and an operation of positioning and fixing the cut piezoelectric element in the pressure generating chamber are required, and the manufacturing process is complicated.

【0004】これに対して後者は、圧電材料のグリーン
シートを圧力発生室の形状に合わせて貼付し、これを焼
成するという比較的簡単な工程で振動板に圧電素子を作
り付けることができるものの、たわみ振動を利用する関
係上、ある程度の面積が必要となり、高密度配列が困難
であるという問題がある。
On the other hand, in the latter, a piezoelectric element can be formed on a diaphragm by a relatively simple process of sticking a green sheet of a piezoelectric material according to the shape of a pressure generating chamber and firing the green sheet. In addition, there is a problem that a certain area is required due to the use of flexural vibration, and that high-density arrangement is difficult.

【0005】一方、後者の記録ヘッドの不都合を解消す
べく、特開平5−286131号公報に見られるよう
に、振動板の表面全体に亙って成膜技術により均一な圧
電材料層を形成し、この圧電材料層をリソグラフィ法に
より圧力発生室に対応する形状に切り分けて各圧力発生
室毎に独立するように圧電素子を形成したものが提案さ
れている。
On the other hand, in order to solve the latter disadvantage of the recording head, a uniform piezoelectric material layer is formed by a film forming technique over the entire surface of the diaphragm as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-286131. A proposal has been made in which the piezoelectric material layer is cut into a shape corresponding to the pressure generating chambers by a lithography method, and a piezoelectric element is formed so as to be independent for each pressure generating chamber.

【0006】これによれば圧電素子を振動板に貼付ける
作業が不要となって、リソグラフィ法という精密で、か
つ簡便な手法で圧電素子を作り付けることができるばか
りでなく、圧電アクチュエータの厚みを薄くできて高速
駆動が可能になるという利点がある。なお、この場合、
圧電材料層は振動板の表面全体に設けたままで少なくと
も上電極のみを各圧力発生室毎に設けることにより、各
圧力発生室に対応する圧電アクチュエータを駆動するこ
とができる。
[0006] According to this, the operation of attaching the piezoelectric element to the diaphragm becomes unnecessary, and not only can the piezoelectric element be manufactured by a precise and simple method called lithography, but also the thickness of the piezoelectric actuator can be reduced. There is an advantage that it can be made thin and can be driven at high speed. In this case,
By providing at least only the upper electrode for each pressure generating chamber while keeping the piezoelectric material layer on the entire surface of the diaphragm, the piezoelectric actuator corresponding to each pressure generating chamber can be driven.

【0007】また、このようなインクジェット式記録ヘ
ッドでは、一般に、各圧力発生室の共通のインク室とな
るリザーバが複数枚の基板を積層することにより形成さ
れており、このリザーバから各圧力発生室にインクが供
給される。また、このリザーバにはリザーバの内部圧力
を一定値以下に保つために、圧電素子の駆動時の圧力変
化を変形により吸収するコンプライアンス部が設けられ
ている。
[0007] In such an ink jet recording head, a reservoir serving as a common ink chamber for each pressure generating chamber is generally formed by laminating a plurality of substrates. Is supplied with ink. Further, in order to keep the internal pressure of the reservoir at a certain value or less, the reservoir is provided with a compliance section that absorbs a change in pressure during driving of the piezoelectric element by deformation.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなコンプライアンス部を、例えば、リザーバを有する
リザーバ基板に成膜した薄膜を用いて形成する方法が用
いられるが、この場合、製造工程が増加するため作業効
率が悪く、また、コストが高くなってしまうという問題
がある。
However, a method of forming such a compliance portion using a thin film formed on a reservoir substrate having a reservoir, for example, is used. However, in this case, the number of manufacturing steps is increased. There is a problem that the working efficiency is low and the cost is high.

【0009】本発明はこのような事情に鑑み、リザーバ
へのコンプライアンス付与を高精度且つ容易に行うこと
のできる構造を有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を提供することを課題とす
る。
In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide an ink jet type recording head and an ink jet type recording apparatus having a structure which can easily and precisely provide compliance to a reservoir.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の第1の態様は、ノズル開口に連通する圧力発生室が
画成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面に
振動板を介して設けられ且つ少なくとも下電極、圧電体
層及び上電極を有する圧電素子とを具備するインクジェ
ット式記録ヘッドにおいて、前記流路形成基板の前記圧
電素子が形成された側の面には、前記圧力発生室に連通
して各圧力発生室にインクを供給するリザーバの少なく
とも一部を構成するリザーバ部を有するリザーバ形成基
板が接合され、前記リザーバ部に対応する領域の前記流
路形成基板には、前記圧力発生室とは連通することなく
貫通した貫通部が設けられ、該貫通部と前記リザーバ部
との間には可撓性を有する可撓性膜を有することを特徴
とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a flow path forming substrate in which a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening is defined, and one surface of the flow path forming substrate. And a piezoelectric element having at least a lower electrode, a piezoelectric layer, and a piezoelectric element having an upper electrode, provided on a surface of the flow path forming substrate on the side on which the piezoelectric element is formed. A reservoir forming substrate having a reservoir part that constitutes at least a part of a reservoir that communicates with the pressure generating chambers and supplies ink to each pressure generating chamber is joined, and the flow path formation in a region corresponding to the reservoir part is performed. The substrate is provided with a penetrating portion penetrating without communicating with the pressure generating chamber, and a flexible film having flexibility is provided between the penetrating portion and the reservoir portion. Inkjet In the door type recording head.

【0011】かかる第1の態様では、貫通部とリザーバ
部との間に設けられた可撓性膜が、リザーバの内部圧力
変化を弾性変形することによって吸収するコンプライア
ンス部として機能する。
In the first aspect, the flexible film provided between the penetrating portion and the reservoir portion functions as a compliance portion that absorbs a change in the internal pressure of the reservoir by elastically deforming it.

【0012】本発明の第2の態様は、第1の態様におい
て、前記可撓性膜は、引張応力を有する層を含むことを
特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the ink jet recording head according to the first aspect, wherein the flexible film includes a layer having a tensile stress.

【0013】かかる第2の態様では、可撓性膜が挫屈す
ることなく、可撓性膜の破壊が防止できる。
According to the second aspect, the flexible film can be prevented from being broken without buckling.

【0014】本発明の第3の態様は、第1又は2の態様
において、前記可撓性膜が、前記振動板及び前記圧電素
子を構成する膜のみを有することを特徴とするインクジ
ェット式記録ヘッドにある。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the flexible film has only the film constituting the diaphragm and the piezoelectric element. It is in.

【0015】かかる第3の態様では、圧電素子を形成す
る際に、それと共に可撓性膜を容易に形成することがで
きる。
According to the third aspect, when forming the piezoelectric element, the flexible film can be easily formed together therewith.

【0016】本発明の第4の態様は、第1〜3の何れか
の態様において、前記リザーバ部は、並設された複数の
前記圧力発生室の幅方向に亘って形成されていることを
特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the reservoir portion is formed in a width direction of the plurality of pressure generating chambers arranged in parallel. The feature is the ink jet recording head.

【0017】かかる第4の態様では、各圧力発生室に共
通するリザーバからインクが供給される。
In the fourth aspect, ink is supplied from a reservoir common to each pressure generating chamber.

【0018】本発明の第5の態様は、第1〜4の何れか
の態様において、前記貫通部は、並設された複数の前記
圧力発生室の幅方向に亘って形成されていることを特徴
とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the through portion is formed in a width direction of the plurality of pressure generating chambers arranged in parallel. The feature is the ink jet recording head.

【0019】かかる第5の態様では、可撓性膜が、コン
プライアンス部として十分機能できる面積で形成され
る。
In the fifth aspect, the flexible film is formed with an area which can function as a compliant part.

【0020】本発明の第6の態様は、第1〜5の何れか
の態様において、前記可撓性膜の前記流路形成基板側の
表面上には、面方向に延びる突条からなる梁部が設けら
れていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド
にある。
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, a beam comprising a ridge extending in a plane direction is provided on a surface of the flexible film on the flow path forming substrate side. The ink jet recording head is characterized in that the ink jet recording head is provided with a portion.

【0021】かかる第6の態様では、梁部によって、可
撓性膜の強度が増加し、耐久性が向上する。
According to the sixth aspect, the strength of the flexible film is increased by the beam portion, and the durability is improved.

【0022】本発明の第7の態様は、第6の態様におい
て、前記梁部が、格子状に形成されていることを特徴と
するインクジェット式記録ヘッドにある。
A seventh aspect of the present invention is the ink jet recording head according to the sixth aspect, wherein the beam portions are formed in a lattice shape.

【0023】かかる第7の態様では、格子状の梁部によ
って、可撓性膜の強度が増加し、耐久性が向上する。
In the seventh aspect, the strength of the flexible film is increased and the durability is improved by the lattice-shaped beams.

【0024】本発明の第8の態様は、第1〜7の何れか
の態様において、前記貫通部が、前記圧力発生室と共に
エッチングすることによって形成されることを特徴とす
るインクジェット式記録ヘッドにある。
According to an eighth aspect of the present invention, in the ink jet recording head according to any one of the first to seventh aspects, the penetrating portion is formed by etching together with the pressure generating chamber. is there.

【0025】かかる第8の態様では、コンプライアンス
部となる可撓性膜を容易に形成することができる。
In the eighth aspect, the flexible film serving as the compliance portion can be easily formed.

【0026】本発明の第9の態様は、第1〜8の何れか
の態様において、前記圧力発生室がシリコン単結晶基板
に異方性エッチングにより形成され、前記圧電素子の各
層が薄膜及びリソグラフィ法により形成されたものであ
ることを特徴とするインクジェット式記録ヘッドにあ
る。
According to a ninth aspect of the present invention, in any one of the first to eighth aspects, the pressure generation chamber is formed in a silicon single crystal substrate by anisotropic etching, and each layer of the piezoelectric element is formed of a thin film and a lithography. An ink jet recording head characterized by being formed by a method.

【0027】かかる第9の態様では、高密度のノズル開
口を有するインクジェット式記録ヘッドを大量に且つ比
較的容易に製造することができる。
In the ninth aspect, an ink jet recording head having high-density nozzle openings can be manufactured in a large amount and relatively easily.

【0028】本発明の第10の態様は、第1〜9の何れ
かの態様のインクジェット式記録ヘッドを具備すること
を特徴とするインクジェット式記録装置にある。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording apparatus comprising the ink jet recording head according to any one of the first to ninth aspects.

【0029】かかる第10の態様では、ヘッドの特性を
向上したインクジェット式記録装置を実現することがで
きる。
According to the tenth aspect, it is possible to realize an ink jet recording apparatus having improved head characteristics.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下に本発明を実施形態に基づい
て詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail based on embodiments.

【0031】(実施形態1)図1は、本発明の実施形態
1に係るインクジェット式記録ヘッドを示す分解視図で
あり、図2は、図1の平面図及び断面図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is an exploded view showing an ink jet recording head according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a plan view and a sectional view of FIG.

【0032】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
らなる。流路形成基板10としては、通常、150〜3
00μm程度の厚さのものが用いられ、望ましくは18
0〜280μm程度、より望ましくは220μm程度の
厚さのものが好適である。これは、隣接する圧力発生室
間の隔壁の剛性を保ちつつ、配列密度を高くできるから
である。
As shown in the figure, the flow path forming substrate 10 is a single crystal silicon substrate having a plane orientation of (110) in this embodiment. As the flow path forming substrate 10, usually 150 to 3
A thickness of about 00 μm is used.
Those having a thickness of about 0 to 280 μm, more preferably about 220 μm are suitable. This is because the arrangement density can be increased while maintaining the rigidity of the partition wall between the adjacent pressure generating chambers.

【0033】流路形成基板10の一方の面は開口面とな
り、他方の面には予め熱酸化により形成した二酸化シリ
コンからなる、厚さ1〜2μmの弾性膜50が形成され
ている。
One surface of the flow path forming substrate 10 is an opening surface, and the other surface is formed with an elastic film 50 having a thickness of 1 to 2 μm and made of silicon dioxide previously formed by thermal oxidation.

【0034】一方、流路形成基板10の開口面には、シ
リコン単結晶基板を異方性エッチングすることにより、
複数の隔壁11により区画された圧力発生室12が幅方
向に並設され、その長手方向外側には、後述するリザー
バ形成基板のリザーバ部に連通して各圧力発生室12の
共通のインク室となるリザーバ100の一部を構成する
連通部13が形成され、各圧力発生室12の長手方向一
端部とそれぞれインク供給路14を介して連通されてい
る。また、流路形成基板10の連通部13の圧力発生室
12とは逆側には、圧力発生室12等と共に異方性エッ
チングすることにより、流路形成基板10を弾性膜50
に達するまで除去した貫通部18が並設された圧力発生
室12の幅方向に亘って形成されている。
On the other hand, the opening surface of the flow path forming substrate 10 is anisotropically etched on a silicon single crystal substrate,
The pressure generating chambers 12 divided by the plurality of partition walls 11 are provided in parallel in the width direction, and on the outside in the longitudinal direction, a common ink chamber of each pressure generating chamber 12 communicates with a reservoir portion of a reservoir forming substrate described later. A communication portion 13 forming a part of the reservoir 100 is formed, and is communicated with one end of each pressure generating chamber 12 in the longitudinal direction via an ink supply path 14. On the opposite side of the communication section 13 of the flow path forming substrate 10 from the pressure generating chamber 12, the flow path forming substrate 10 is anisotropically etched together with the pressure generating chamber 12 and the like, so that the elastic film 50 is formed.
Is formed over the width direction of the pressure generating chambers 12 arranged side by side.

【0035】ここで、異方性エッチングは、シリコン単
結晶基板をKOH等のアルカリ溶液に浸漬すると、徐々
に侵食されて(110)面に垂直な第1の(111)面
と、この第1の(111)面と約70度の角度をなし且
つ上記(110)面と約35度の角度をなす第2の(1
11)面とが出現し、(110)面のエッチングレート
と比較して(111)面のエッチングレートが約1/1
80であるという性質を利用して行われるものである。
かかる異方性エッチングにより、二つの第1の(11
1)面と斜めの二つの第2の(111)面とで形成され
る平行四辺形状の深さ加工を基本として精密加工を行う
ことができ、圧力発生室12を高密度に配列することが
できる。
Here, in the anisotropic etching, when a silicon single crystal substrate is immersed in an alkaline solution such as KOH, it is gradually eroded, and the first (111) plane perpendicular to the (110) plane and the first (111) plane A second (1) which forms an angle of about 70 degrees with the (111) plane and forms an angle of about 35 degrees with the (110) plane.
11) plane, and the etching rate of the (111) plane is about 1/1 compared to the etching rate of the (110) plane.
This is performed using the property of being 80.
By such anisotropic etching, two first (11
Precision processing can be performed based on depth processing of a parallelogram formed by the 1) plane and two oblique second (111) planes, and the pressure generating chambers 12 can be arranged at high density. it can.

【0036】本実施形態では、各圧力発生室12の長辺
を第1の(111)面で、短辺を第2の(111)面で
形成している。この圧力発生室12は、流路形成基板1
0をほぼ貫通して弾性膜50に達するまでエッチングす
ることにより形成されている。ここで、弾性膜50は、
シリコン単結晶基板をエッチングするアルカリ溶液に侵
される量がきわめて小さい。また各圧力発生室12の一
端に連通する各インク供給路14は、圧力発生室12よ
り浅く形成されており、圧力発生室12に流入するイン
クの流路抵抗を一定に保持している。すなわち、インク
供給路14は、シリコン単結晶基板を厚さ方向に途中ま
でエッチング(ハーフエッチング)することにより形成
されている。なお、ハーフエッチングは、エッチング時
間の調整により行われる。
In this embodiment, the long side of each pressure generating chamber 12 is formed by the first (111) plane, and the short side is formed by the second (111) plane. The pressure generating chamber 12 is provided on the flow path forming substrate 1.
It is formed by etching until it reaches the elastic film 50 almost through 0. Here, the elastic film 50 is
The amount attacked by the alkaline solution for etching the silicon single crystal substrate is extremely small. Each of the ink supply passages 14 communicating with one end of each of the pressure generating chambers 12 is formed shallower than the pressure generating chambers 12 and maintains a constant flow resistance of the ink flowing into the pressure generating chambers 12. That is, the ink supply path 14 is formed by partially etching (half-etching) the silicon single crystal substrate in the thickness direction. Note that the half etching is performed by adjusting the etching time.

【0037】また、流路形成基板10の開口面側には、
各圧力発生室12のインク供給路14とは反対側で連通
するノズル開口15が穿設されたノズルプレート16が
接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。な
お、ノズルプレート16は、厚さが例えば、0.1mm
のステンレス鋼からなる。ノズルプレート16は、一方
の面で流路形成基板10の一面を全面的に覆い、シリコ
ン単結晶基板を衝撃や外力から保護する補強板の役目も
果たす。また、ノズルプレート16は、流路形成基板1
0と熱膨張係数が略同一の材料で形成するとより好まし
い。この場合には、流路形成基板10とノズルプレート
16との熱による変形が略同一となるため、熱硬化性の
接着剤等を用いて容易に接合することができる。
On the opening side of the flow path forming substrate 10,
A nozzle plate 16 provided with a nozzle opening 15 communicating with the pressure supply chamber 12 on the side opposite to the ink supply path 14 is fixed via an adhesive, a heat welding film, or the like. The nozzle plate 16 has a thickness of, for example, 0.1 mm.
Made of stainless steel. The nozzle plate 16 entirely covers one surface of the flow path forming substrate 10 on one surface, and also serves as a reinforcing plate for protecting the silicon single crystal substrate from impact and external force. In addition, the nozzle plate 16 is used for the passage forming substrate 1.
More preferably, it is formed of a material having substantially the same thermal expansion coefficient as zero. In this case, since the deformation of the flow path forming substrate 10 and the nozzle plate 16 due to heat become substantially the same, it is possible to easily join them using a thermosetting adhesive or the like.

【0038】ここで、インク滴吐出圧力をインクに与え
る圧力発生室12の大きさと、インク滴を吐出するノズ
ル開口15の大きさとは、吐出するインク滴の量、吐出
スピード、吐出周波数に応じて最適化される。例えば、
1インチ当たり360個のインク滴を記録する場合、ノ
ズル開口15は数十μmの直径で精度よく形成する必要
がある。
Here, the size of the pressure generating chamber 12 for applying the ink droplet ejection pressure to the ink and the size of the nozzle opening 15 for ejecting the ink droplet depend on the amount of the ejected ink droplet, the ejection speed, and the ejection frequency. Optimized. For example,
When recording 360 ink droplets per inch, the nozzle openings 15 need to be formed with a diameter of several tens of μm with high accuracy.

【0039】一方、流路形成基板10の開口面とは反対
側の弾性膜50の上には、厚さが例えば、約0.5μm
の下電極膜60と、厚さが例えば、約1μmの圧電体膜
70と、厚さが例えば、約0.1μm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30
0を構成している。ここで、圧電素子300は、下電極
膜60、圧電体膜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膜70を各圧力
発生室12毎にパターニングして構成する。そして、こ
こではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体
膜70から構成され、両電極への電圧の印加により圧電
歪みが生じる部分を圧電体能動部320という。本実施
形態では、下電極膜60は圧電素子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。何れの場合においても、各圧力発生室毎に圧電体
能動部が形成されていることになる。また、ここでは、
圧電素子300と当該圧電素子300の駆動により変位
が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと称す
る。なお、上述した例では、弾性膜50及び下電極膜6
0が振動板として作用するが、下電極膜が弾性膜を兼ね
るようにしてもよい。
On the other hand, the thickness of the elastic film 50 on the side opposite to the opening surface of the flow path forming substrate 10 is, for example, about 0.5 μm.
A lower electrode film 60, a piezoelectric film 70 having a thickness of, for example, about 1 μm, and an upper electrode film 80 having a thickness of, for example, about 0.1 μm are formed by lamination in a process to be described later.
0. Here, the piezoelectric element 300 refers to a portion including the lower electrode film 60, the piezoelectric film 70, and the upper electrode film 80. Generally, one of the electrodes of the piezoelectric element 300 is used as a common electrode, and the other electrode and the piezoelectric film 70 are patterned for each pressure generating chamber 12. Here, a portion which is constituted by one of the patterned electrodes and the piezoelectric film 70 and in which a piezoelectric strain is generated by applying a voltage to both electrodes is referred to as a piezoelectric active portion 320. In the present embodiment, the lower electrode film 60 is used as a common electrode of the piezoelectric element 300 and the upper electrode film 80 is used as an individual electrode of the piezoelectric element 300. In any case, the piezoelectric active portion is formed for each pressure generating chamber. Also, here
The combination of the piezoelectric element 300 and the vibration plate whose displacement is generated by driving the piezoelectric element 300 is referred to as a piezoelectric actuator. In the example described above, the elastic film 50 and the lower electrode film 6
Although 0 functions as a diaphragm, the lower electrode film may also serve as an elastic film.

【0040】また、流路形成基板10の圧電素子300
側には、リザーバ100の少なくとも一部を構成するリ
ザーバ部21を有するリザーバ形成基板20が、例え
ば、下電極膜60と接合されている。リザーバ形成基板
20の材質としては、例えば、ガラス、セラミック材料
等の流路形成基板10の熱膨張率と略同一の材料である
ことが好ましく、本実施形態では、流路形成基板10と
同一材料のシリコン単結晶基板を用いてリザーバ形成基
板20を形成した。これにより、上述のノズルプレート
16の場合と同様に、両者を熱硬化性の接着剤を用いた
高温での接着であっても両者を確実に接着することがで
きる。したがって、製造工程を簡略化することができ
る。
The piezoelectric element 300 of the flow path forming substrate 10
On the side, a reservoir forming substrate 20 having a reservoir portion 21 constituting at least a part of the reservoir 100 is bonded to, for example, the lower electrode film 60. The material of the reservoir forming substrate 20 is preferably, for example, a material substantially the same as the coefficient of thermal expansion of the flow path forming substrate 10, such as glass or ceramic material. In the present embodiment, the same material as the flow path forming substrate 10 is used. The reservoir forming substrate 20 was formed using the silicon single crystal substrate of FIG. As a result, as in the case of the nozzle plate 16 described above, the two can be reliably bonded even when they are bonded at a high temperature using a thermosetting adhesive. Therefore, the manufacturing process can be simplified.

【0041】また、リザーバ形成基板20に形成された
リザーバ部21は、本実施形態では、リザーバ形成基板
20を厚さ方向に貫通して形成され、並設された複数の
圧力発生室12の幅方向に亘って設けられている。そし
て、流路形成基板10の連通部13と連通されて各圧力
発生室12の共通のインク室となるリザーバ100を構
成している。
In this embodiment, the reservoir portion 21 formed on the reservoir forming substrate 20 is formed to penetrate the reservoir forming substrate 20 in the thickness direction, and the width of the plurality of pressure generating chambers 12 arranged in parallel is formed. It is provided over the direction. The reservoir 100 communicates with the communication portion 13 of the flow path forming substrate 10 and serves as a common ink chamber for each pressure generating chamber 12.

【0042】また、このリザーバ部21に対応する領域
の流路形成基板10には、上述のように貫通部18が設
けられており、少なくもこの貫通部18とリザーバ部2
2との間は、その厚さ方向に弾性変形可能な可撓性膜1
10で塞がれている。
The passage forming substrate 10 in the area corresponding to the reservoir 21 is provided with the penetrating portion 18 as described above, and at least the penetrating portion 18 and the reservoir 2
2, a flexible film 1 elastically deformable in its thickness direction.
Blocked at 10.

【0043】この可撓性膜110は、圧電素子300の
駆動等によってリザーバ100内で圧力変化が生じた場
合に、弾性変形することによって圧力変化を吸収する。
これにより、リザーバ100の内部圧力が常に一定値以
下に抑えられ、インク吐出特性が良好に維持される。
When a pressure change occurs in the reservoir 100 due to the driving of the piezoelectric element 300 or the like, the flexible film 110 absorbs the pressure change by elastically deforming.
Thereby, the internal pressure of the reservoir 100 is always suppressed to a certain value or less, and the ink ejection characteristics are favorably maintained.

【0044】本実施形態では、リザーバ部21に対応す
る領域の流路形成基板10上には、弾性膜50及び圧電
素子300を構成する下電極膜60、圧電体膜70及び
上電極膜80が設けられており、貫通部18に対向する
領域で、これらの膜が可撓性膜110となる。なお、こ
のような膜構成の可撓性膜110の厚さは、約3μm程
度であり、十分にコンプライアンス部として機能する。
In this embodiment, the elastic film 50 and the lower electrode film 60, the piezoelectric film 70, and the upper electrode film 80, which constitute the piezoelectric element 300, are formed on the flow path forming substrate 10 in a region corresponding to the reservoir portion 21. These films become the flexible films 110 in a region opposed to the penetrating portion 18. The thickness of the flexible film 110 having such a film configuration is about 3 μm, and functions sufficiently as a compliance part.

【0045】また、可撓性膜110としては、全平面方
向の引張応力を有する膜を含むことが好ましい。特に、
可撓性膜110を構成する膜全体の応力が引張方向に強
く、可撓性膜110が挫屈しない状態であることが好ま
しい。これにより、可撓性膜110の過度の変形が抑え
られ、可撓性膜110の破壊を防止できる。
It is preferable that the flexible film 110 includes a film having a tensile stress in all plane directions. In particular,
It is preferable that the stress of the entire film constituting the flexible film 110 is strong in the tensile direction and the flexible film 110 does not buckle. Thereby, excessive deformation of the flexible film 110 is suppressed, and breakage of the flexible film 110 can be prevented.

【0046】なお、可撓性膜110は、本実施形態で
は、弾性膜50、下電極膜60、圧電体膜70及び上電
極膜80からなるが、これに限定されず、例えば、弾性
膜50と圧電素子300を構成する少なくとも一層とで
構成するようにしてもよく、何れにしても、可撓性を有
し、且つ所定の強度を有する膜であればよい。ただし、
本実施形態のように、弾性膜を二酸化シリコンで形成し
た場合、弾性膜のみとすると強度が低いために好ましく
ない。また、勿論、可撓性膜110として、他の材質か
らなる膜を別途設けるようにしてもよいことは言うまで
もない。
In the present embodiment, the flexible film 110 includes the elastic film 50, the lower electrode film 60, the piezoelectric film 70, and the upper electrode film 80, but is not limited thereto. And at least one layer constituting the piezoelectric element 300. In any case, any film may be used as long as it is flexible and has a predetermined strength. However,
When the elastic film is formed of silicon dioxide as in the present embodiment, it is not preferable to use only the elastic film because the strength is low. Needless to say, a film made of another material may be separately provided as the flexible film 110.

【0047】このような可撓性膜110は、何れの方法
で形成してもよいが、例えば、弾性膜50上全面に、下
電極膜60、圧電体膜70及び上電極膜80を成膜後、
これらの膜をパターニングして圧電素子300を形成す
る際、リザーバ部22に対応する部分の膜を除去せずに
残しておけばよく、容易に形成することができる。
The flexible film 110 may be formed by any method. For example, the lower electrode film 60, the piezoelectric film 70, and the upper electrode film 80 are formed on the entire surface of the elastic film 50. rear,
When patterning these films to form the piezoelectric element 300, the film corresponding to the reservoir portion 22 may be left without being removed, and can be easily formed.

【0048】このようなリザーバ形成基板20の流路形
成基板10とは反対側の面には、封止板30が接合さ
れ、リザーバ100の一方面が封止されている。この封
止板は、金属等の硬質材料、例えば、ステンレス鋼(S
US)等で形成される。
A sealing plate 30 is bonded to the surface of the reservoir forming substrate 20 opposite to the flow path forming substrate 10, and one surface of the reservoir 100 is sealed. This sealing plate is made of a hard material such as metal, for example, stainless steel (S
US) or the like.

【0049】また、リザーバ100の長手方向略中央部
外側の封止板30には、リザーバ100にインクを供給
するためのインク導入口25が形成されている。さら
に、リザーバ形成基板20には、インク導入口25とリ
ザーバ100の側壁とを連通するインク導入路26が設
けられている。なお、本実施形態では、一つのインク導
入口25及びインク導入路26によって、リザーバ10
0にインクを供給するようにしているが、これに限定さ
れず、例えば、所望のインク供給量に応じて、複数のイ
ンク導入口及びインク導入路を設けるようにしてもよい
し、あるいはインク導入口の開口面積を大きくしてイン
ク流路を拡大するようにようにしてもよい。
In addition, an ink inlet 25 for supplying ink to the reservoir 100 is formed in the sealing plate 30 substantially outside the central portion in the longitudinal direction of the reservoir 100. Further, the reservoir forming substrate 20 is provided with an ink introduction path 26 that communicates the ink introduction port 25 with the side wall of the reservoir 100. In the present embodiment, the reservoir 10 is formed by one ink introduction port 25 and the ink introduction path 26.
Although the ink is supplied to 0, it is not limited to this. For example, a plurality of ink introduction ports and ink introduction paths may be provided according to a desired ink supply amount, or The opening area of the opening may be increased to enlarge the ink flow path.

【0050】通常、インク導入口25からリザーバ10
0にインクが供給されると、例えば、圧電素子300の
駆動時のインクの流れ、あるいは、周囲の熱などによっ
てリザーバ100内に圧力変化が生じる。しかしなが
ら、上述のように、リザーバ100の一方面側の可撓性
膜110が撓み変形してその圧力変化を吸収する。した
がって、リザーバ100内は常に一定以下の圧力に保持
される。
Normally, the reservoir 10 is
When the ink is supplied to 0, a pressure change occurs in the reservoir 100 due to, for example, a flow of the ink when the piezoelectric element 300 is driven or ambient heat. However, as described above, the flexible film 110 on one side of the reservoir 100 bends to absorb the pressure change. Therefore, the inside of the reservoir 100 is always maintained at a pressure equal to or lower than a certain value.

【0051】一方、リザーバ形成基板20の圧電素子3
00に対向する領域には、圧電素子300の運動を阻害
しない程度の空間を確保した状態で、その空間を密封可
能な圧電素子保持部24が設けられ、圧電素子300の
少なくとも圧電体能動部320は、この圧電素子保持部
24内に密封されている。
On the other hand, the piezoelectric element 3 of the reservoir forming substrate 20
In a region opposed to the piezoelectric element 300, a piezoelectric element holding portion 24 capable of sealing the space is provided with a space that does not hinder the movement of the piezoelectric element 300, and at least the piezoelectric active portion 320 of the piezoelectric element 300 is provided. Are sealed in the piezoelectric element holding portion 24.

【0052】また、圧電素子保持部24によって密封さ
れている圧電素子300の圧電体膜70及び上電極膜8
0は、圧力発生室12の長手方向一端部から流路形成基
板10上をリザーバ形成基板20の外側まで延設され、
流路形成基板10のリザーバ形成基板との接合側の面が
露出した露出部10a上で、例えば、フレキシブルケー
ブル等の外部配線40と接続されている。
The piezoelectric film 70 and the upper electrode film 8 of the piezoelectric element 300 sealed by the piezoelectric element holding portion 24
0 extends from one end of the pressure generating chamber 12 in the longitudinal direction to the outside of the reservoir forming substrate 20 on the flow path forming substrate 10,
On the exposed portion 10a where the surface of the flow path forming substrate 10 on the joining side with the reservoir forming substrate is exposed, the flow path forming substrate 10 is connected to an external wiring 40 such as a flexible cable.

【0053】このような本実施形態のインクジェット式
記録ヘッドは、図示しない外部インク供給手段と接続し
たインク導入口25からインクを取り込み、リザーバ1
00からノズル開口15に至るまで内部をインクで満た
した後、図示しない外部の駆動回路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、弾性膜50、下
電極膜60及び圧電体膜70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1
5からインク滴が吐出する。
The ink jet type recording head of this embodiment takes in ink from the ink inlet 25 connected to external ink supply means (not shown),
After filling the inside with ink from 00 to the nozzle opening 15, each lower electrode film 60 corresponding to the pressure generating chamber 12 is made according to a recording signal from an external driving circuit (not shown).
A voltage is applied between the pressure generating chamber 12 and the upper electrode film 80 to deflect and deform the elastic film 50, the lower electrode film 60, and the piezoelectric film 70.
5 ejects ink droplets.

【0054】このように本実施形態では、リザーバ形成
基板20に形成されたリザーバ部21と、このリザーバ
部21に対応する領域の流路形成基板10に設けられた
貫通部18とを可撓性を有する可撓性膜110で塞ぐよ
うにした。これにより、リザーバ100の内部圧力変化
を可撓性膜110が弾性変形することにより吸収し、リ
ザーバ100内の内部圧力を常に一定値以下に保持する
ことができる。また、可撓性膜110は、弾性膜50と
圧電素子300を構成する膜とからなり、圧電素子30
0の形成と共に形成することができ、貫通部18も圧力
発生室12と共にエッチングにより形成することができ
るため、製造工程を増やすことなく容易に形成すること
ができる。
As described above, in the present embodiment, the reservoir portion 21 formed on the reservoir forming substrate 20 and the through portion 18 provided on the flow path forming substrate 10 in a region corresponding to the reservoir portion 21 are flexible. Is closed by the flexible film 110 having. Thereby, the change in the internal pressure of the reservoir 100 is absorbed by the elastic deformation of the flexible film 110, and the internal pressure in the reservoir 100 can be constantly maintained at a certain value or less. The flexible film 110 includes the elastic film 50 and a film constituting the piezoelectric element 300.
0, and the penetrating portion 18 can be formed by etching together with the pressure generating chamber 12, so that it can be easily formed without increasing the number of manufacturing steps.

【0055】なお、本実施形態では、可撓性膜110を
リザーバ形成基板20のリザーバ部21と流路形成基板
10の貫通部18との間に設けてコンプライアンス部と
したが、例えば、リザーバ形成基板20の流路形成基板
10とは逆側にフィルム等を貼り付けてコンプライアン
ス部とする方法もある。しかしながら、部品点数の低減
及びコストの低下の点から本実施形態の方が好ましい。
In the present embodiment, the flexible film 110 is provided between the reservoir 21 of the reservoir forming substrate 20 and the penetrating portion 18 of the flow path forming substrate 10 to serve as a compliance portion. There is also a method of attaching a film or the like to the opposite side of the flow path forming substrate 10 of the substrate 20 to form a compliance portion. However, this embodiment is more preferable in terms of reduction in the number of parts and cost.

【0056】(実施形態2)図3は、実施形態2に係る
インクジェット式記録ヘッドの要部断面図である。
(Embodiment 2) FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of an ink jet recording head according to Embodiment 2.

【0057】本実施形態は、図3に示すように、可撓性
膜110の流路形成基板側の表面に、面方向に延びる突
条からなる梁部111を設けるようにした以外、実施形
態1と同様である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, a beam portion 111 composed of a ridge extending in the surface direction is provided on the surface of the flexible film 110 on the side of the flow path forming substrate. Same as 1.

【0058】この梁部111は、可撓性膜110の強度
を高めるものであり、例えば、本実施形態では、図4に
示すように、可撓性膜110の表面全体に亘って格子状
に設けられている。梁部111の面積は、所望の強度が
得られるように、可撓性膜110の材質及び膜厚等の条
件に応じて、適宜決定されればよい。このとき、リザー
バ100内の内部応力変化を確実に吸収するためには、
可撓性膜110の梁部111が形成されていない可撓部
112が、圧力発生室の少なくとも10倍程度の面積を
保持することが好ましい。
The beams 111 increase the strength of the flexible film 110. For example, in this embodiment, as shown in FIG. Is provided. The area of the beam portion 111 may be appropriately determined according to conditions such as the material and the thickness of the flexible film 110 so as to obtain a desired strength. At this time, in order to reliably absorb a change in internal stress in the reservoir 100,
It is preferable that the flexible portion 112 of the flexible film 110 where the beam portion 111 is not formed has an area at least about 10 times as large as the pressure generating chamber.

【0059】この梁部111の形成方法としては、特に
限定されないが、例えば、流路形成基板10に貫通部1
8を形成する際、所定のマスクパターンを用いてエッチ
ングすることにより、流路形成基板10の一部が残留し
た部分を梁部111とすればよい。
The method of forming the beam portion 111 is not particularly limited.
When forming 8, a portion where a part of the flow path forming substrate 10 remains may be used as the beam portion 111 by etching using a predetermined mask pattern.

【0060】このように、可撓性膜110に梁部111
を設けることにより、可撓性膜110の強度を増加させ
ることができる。したがって、梁部111の面積を調整
することにより、可撓性膜110の強度及びコンプライ
アンスを容易且つ高精度に調整することができる。
As described above, the beam portion 111 is formed on the flexible film 110.
Is provided, the strength of the flexible film 110 can be increased. Therefore, by adjusting the area of the beam portion 111, the strength and compliance of the flexible film 110 can be easily and accurately adjusted.

【0061】なお、梁部111の形状は、格子状に限定
されず、所定の強度が得られ、且つ所定のコンプライア
ンスを保持できる形状であれば、例えば、斜め格子等他
の形状であってもよい。また、勿論、貫通部18の大き
さを変更することによって、可撓性膜110の強度及び
コンプライアンスを調整するようにしてもよい。
The shape of the beam portion 111 is not limited to a lattice shape, but may be any other shape such as an oblique lattice as long as it has a predetermined strength and can maintain a predetermined compliance. Good. Also, of course, the strength and compliance of the flexible film 110 may be adjusted by changing the size of the penetrating portion 18.

【0062】(他の実施形態)以上、本発明の各実施形
態を説明したが、インクジェット式記録ヘッドの基本的
構成は上述したものに限定されるものではない。
(Other Embodiments) The embodiments of the present invention have been described above, but the basic configuration of the ink jet recording head is not limited to the above.

【0063】例えば、上述の実施形態では、リザーバ形
成基板20の一方面に封止板30を接合して、リザーバ
部21を封止するようにしたが、これに限定されず、リ
ザーバ形成基板20と封止板30とを一体的に形成する
ようにしてもよい。すなわち、圧電素子保持部24と同
様に、リザーバ部21をリザーバ形成基板20の厚さ方
向の一部を除去することにより形成してもよい。
For example, in the above-described embodiment, the sealing plate 30 is joined to one surface of the reservoir forming substrate 20 to seal the reservoir portion 21. However, the present invention is not limited to this. And the sealing plate 30 may be integrally formed. That is, similarly to the piezoelectric element holding portion 24, the reservoir portion 21 may be formed by removing a part of the reservoir forming substrate 20 in the thickness direction.

【0064】また、例えば、上述の実施形態では、流路
形成基板10の一方面に、ノズル開口15を具備するノ
ズル形成部材としてノズルプレート16を接合するよう
にしたが、これに限定されず、例えば、ノズル形成部材
は、ノズル開口と圧力発生室とを連通するノズル連通孔
等を有する他の基板を含む多層構造としてもよい。
Further, for example, in the above-described embodiment, the nozzle plate 16 is joined to one surface of the flow path forming substrate 10 as a nozzle forming member having the nozzle openings 15. However, the present invention is not limited to this. For example, the nozzle forming member may have a multilayer structure including another substrate having a nozzle communication hole or the like that communicates the nozzle opening with the pressure generating chamber.

【0065】なお、上述の各実施形態では、成膜及びリ
ソグラフィプロセスを応用して製造される薄膜型のイン
クジェット式記録ヘッドを例にしたが、勿論これに限定
されるものではなく、例えば、グリーンシートを貼付す
る等の方法により形成される厚膜型のインクジェット式
記録ヘッドにも本発明を採用することができる。
In each of the above embodiments, a thin film type ink jet recording head manufactured by applying a film forming and lithography process has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a thick-film type ink jet recording head formed by a method such as attaching a sheet.

【0066】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。
The ink jet recording head of each of these embodiments constitutes a part of a recording head unit having an ink flow path communicating with an ink cartridge or the like, and is mounted on an ink jet recording apparatus. FIG.
FIG. 2 is a schematic view illustrating an example of the ink jet recording apparatus.

【0067】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1
B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, the recording head units 1A and 1B having ink jet recording heads are provided with detachable cartridges 2A and 2B constituting ink supply means.
The carriage 3 on which B is mounted is provided movably in the axial direction on a carriage shaft 5 attached to the apparatus main body 4. The recording head units 1A and 1B are, for example,
Each of them ejects a black ink composition and a color ink composition.

【0068】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 motor 6 is transmitted to the carriage 3 via a plurality of gears and a timing belt 7 (not shown), so that the carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted moves along the carriage shaft 5. Moved. On the other hand, a platen 8 is provided on the apparatus main body 4 along the carriage shaft 5, and a recording sheet S, which is a recording medium such as paper fed by a paper feed roller (not shown), is wound around the platen 8. It is designed to be transported.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、流
路形成基板の一方面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を設け、このリザーバ部
と、リザーバ部に対応する領域の流路形成基板に設けら
れた貫通部との間に可撓性を有する可撓性膜を設けるよ
うにしたので、リザーバ内に圧力変化が生じた場合、可
撓性膜が弾性変形することにより吸収されるため、リザ
ーバ内の圧力を常に一定値以下に保持することができ
る。また、可撓性膜を、弾性膜及び圧電素子を構成する
膜で形成すれば、可撓性膜を製造工程を増やすことなく
容易に形成することができる。さらに、可撓性膜の強度
は、表面に梁部を設けることによって増加させることが
できる。すなわち、梁部の面積を変更することにより、
可撓性膜の強度及びコンプライアンスを容易且つ高精度
に調整することができるという効果を奏する。
As described above, according to the present invention, a reservoir forming substrate having a reservoir portion forming a part of the reservoir is provided on one surface of the flow path forming substrate, and the reservoir portion and the reservoir portion are provided. Since a flexible film having flexibility is provided between the flow path forming substrate and the through-hole provided in the flow path forming substrate, when the pressure changes in the reservoir, the flexible film is elastically deformed. As a result, the pressure in the reservoir can always be maintained at a certain value or less. In addition, when the flexible film is formed of an elastic film and a film constituting the piezoelectric element, the flexible film can be easily formed without increasing the number of manufacturing steps. Further, the strength of the flexible membrane can be increased by providing beams on the surface. That is, by changing the area of the beam,
There is an effect that the strength and compliance of the flexible film can be easily and precisely adjusted.

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

【図1】本発明の実施形態1に係るインクジェット式記
録ヘッドの分解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view of an ink jet recording head according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態1に係る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。
FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view of the inkjet recording head according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施形態2に係るインクジェット式記
録ヘッドの断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of an ink jet recording head according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施形態2に係る梁部を模式的に示し
た図である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a beam portion according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施形態に係るインクジェット式記
録装置の概略図である。
FIG. 5 is a schematic diagram of an ink jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 ノズル開口 16 ノズルプレート 20 リザーバ形成基板 21 リザーバ部 30 封止板 60 下電極膜 70 圧電体膜 80 上電極膜 100 リザーバ 110 可撓性膜 111 梁部 300 圧電素子 Reference Signs List 10 flow path forming substrate 12 pressure generating chamber 13 communication part 14 ink supply path 15 nozzle opening 16 nozzle plate 20 reservoir forming substrate 21 reservoir part 30 sealing plate 60 lower electrode film 70 piezoelectric film 80 upper electrode film 100 reservoir 110 flexible Film 111 Beam 300 Piezoelectric element

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ノズル開口に連通する圧力発生室が画成
される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面に振動
板を介して設けられ且つ少なくとも下電極、圧電体層及
び上電極を有する圧電素子とを具備するインクジェット
式記録ヘッドにおいて、 前記流路形成基板の前記圧電素子が形成された側の面に
は、前記圧力発生室に連通して各圧力発生室にインクを
供給するリザーバの少なくとも一部を構成するリザーバ
部を有するリザーバ形成基板が接合され、 前記リザーバ部に対応する領域の前記流路形成基板に
は、前記圧力発生室とは連通することなく貫通した貫通
部が設けられ、該貫通部と前記リザーバ部との間には可
撓性を有する可撓性膜を有することを特徴とするインク
ジェット式記録ヘッド。
1. A flow path forming substrate in which a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening is defined, and at least one of a lower electrode, a piezoelectric layer and an upper electrode provided on one surface of the flow path forming substrate via a vibration plate. An ink jet recording head comprising: a piezoelectric element having electrodes; and a surface on the side of the flow path forming substrate on which the piezoelectric element is formed, supplying ink to each pressure generating chamber in communication with the pressure generating chamber. A reservoir forming substrate having a reservoir part constituting at least a part of the reservoir to be joined is joined, and a penetrating part penetrated without communicating with the pressure generating chamber is formed in the flow path forming substrate in a region corresponding to the reservoir part And an ink jet recording head having a flexible film between the penetrating portion and the reservoir portion.
【請求項2】 請求項1において、前記可撓性膜は、引
張応力を有する層を含むことを特徴とするインクジェッ
ト式記録ヘッド。
2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the flexible film includes a layer having a tensile stress.
【請求項3】 請求項1又は2において、前記可撓性膜
が、前記振動板及び前記圧電素子を構成する膜のみを有
することを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
3. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the flexible film has only a film constituting the vibration plate and the piezoelectric element.
【請求項4】 請求項1〜3の何れかにおいて、前記リ
ザーバ部は、並設された複数の前記圧力発生室の幅方向
に亘って形成されていることを特徴とするインクジェッ
ト式記録ヘッド。
4. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the reservoir is formed over a width direction of the plurality of pressure generating chambers arranged in parallel.
【請求項5】 請求項1〜4の何れかにおいて、前記貫
通部は、並設された複数の前記圧力発生室の幅方向に亘
って形成されていることを特徴とするインクジェット式
記録ヘッド。
5. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the penetrating portion is formed in a width direction of the plurality of pressure generating chambers arranged in parallel.
【請求項6】 請求項1〜5の何れかにおいて、前記可
撓性膜の前記流路形成基板側の表面上には、面方向に延
びる突条からなる梁部が設けられていることを特徴とす
るインクジェット式記録ヘッド。
6. The method according to claim 1, wherein a beam portion formed of a ridge extending in a plane direction is provided on a surface of the flexible film on the side of the flow path forming substrate. Characteristic inkjet recording head.
【請求項7】 請求項6において、前記梁部が、格子状
に形成されていることを特徴とするインクジェット式記
録ヘッド。
7. The ink jet recording head according to claim 6, wherein the beam portions are formed in a lattice shape.
【請求項8】 請求項1〜7の何れかにおいて、前記貫
通部が、前記圧力発生室と共にエッチングすることによ
って形成されることを特徴とするインクジェット式記録
ヘッド。
8. An ink jet recording head according to claim 1, wherein said penetrating portion is formed by etching together with said pressure generating chamber.
【請求項9】 請求項1〜8の何れかにおいて、前記圧
力発生室がシリコン単結晶基板に異方性エッチングによ
り形成され、前記圧電素子の各層が薄膜及びリソグラフ
ィ法により形成されたものであることを特徴とするイン
クジェット式記録ヘッド。
9. The pressure generating chamber according to claim 1, wherein the pressure generating chamber is formed on a silicon single crystal substrate by anisotropic etching, and each layer of the piezoelectric element is formed by a thin film and a lithography method. An ink jet recording head, characterized in that:
【請求項10】 請求項1〜9の何れかのインクジェッ
ト式記録ヘッドを具備することを特徴とするインクジェ
ット式記録装置。
10. An ink jet recording apparatus comprising the ink jet recording head according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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