JP2001260351A - Ink jet recording head and ink jet recorder - Google Patents

Ink jet recording head and ink jet recorder

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JP2001260351A
JP2001260351A JP2000077701A JP2000077701A JP2001260351A JP 2001260351 A JP2001260351 A JP 2001260351A JP 2000077701 A JP2000077701 A JP 2000077701A JP 2000077701 A JP2000077701 A JP 2000077701A JP 2001260351 A JP2001260351 A JP 2001260351A
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JP
Japan
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piezoelectric element
ink jet
recording head
jet recording
curable liquid
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JP2000077701A
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Japanese (ja)
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Soichi Moriya
壮一 守谷
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J2002/14419Manifold

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet recording head and an ink jet recorder in which reliability of the head is enhanced by protecting a diaphragm and a piezoelectric element against fracture. SOLUTION: A sealing member 20 having a piezoelectric element holding part 22 for hermetically sealing a space ensured in a region facing a piezoelectric element 300 is bonded to the side face of a channel forming substrate 10 where the piezoelectric element 300 is formed and the piezoelectric element holding part 22 is filled with at least any one of a moisture curing liquid 31 or an oxygen curing liquid 32 to cover at least a diaphragm thus protecting the entirety of head against fracture.

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 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】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなインクジェット式記録ヘッドでは、圧電素子を繰り
返し駆動することにより、圧電素子及び振動板にクラッ
ク等の破壊が発生するという問題がある。また、このよ
うな破壊が、一つのセグメントで発生すると、圧電素子
が形成されている基板に割れが生じたり、破壊された部
分からインクが他の圧電素子まで回り込んで他の圧電素
子も破壊され、結果的にヘッド全体が破壊されて使用不
可能になってしまうという問題がある。
However, in such an ink jet recording head, there is a problem that the piezoelectric element and the vibration plate are broken due to repeated driving of the piezoelectric element. In addition, if such destruction occurs in one segment, the substrate on which the piezoelectric element is formed may be cracked, or ink may flow from the destructed portion to another piezoelectric element, causing the other piezoelectric elements to be destroyed. As a result, there is a problem that the entire head is destroyed and becomes unusable.

【0008】本発明はこのような事情に鑑み、振動板及
び圧電素子の破壊を抑えてヘッドの信頼性を向上したイ
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 recording head and an ink jet recording apparatus in which the destruction of a diaphragm and a piezoelectric element is suppressed and the reliability of the head is improved.

【0009】[0009]

【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、インクを吐出するノズル開口に連通
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た下電極、該
下電極上に設けられた圧電体層及び該圧電体層上に設け
られた上電極からなる圧電素子とを備えるインクジェッ
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、前記圧電素子に対向する
領域に空間を確保した状態で当該空間を密封する圧電素
子保持部を有する封止部材が接合され、湿気硬化性液体
又は酸素硬化性液体の少なくとも何れか一方が、少なく
とも前記振動板を覆うように前記圧電素子保持部内に充
填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 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 for discharging ink is defined; An ink jet recording head comprising: a lower electrode provided on one surface of a substrate via a diaphragm; a piezoelectric layer provided on the lower electrode; and a piezoelectric element including an upper electrode provided on the piezoelectric layer. A sealing member having a piezoelectric element holding portion that seals the space in a state where a space is secured in a region facing the piezoelectric element, on a surface of the flow path forming substrate on which the piezoelectric element is formed. An ink jet recording head is characterized in that at least one of a moisture-curable liquid and an oxygen-curable liquid is filled in the piezoelectric element holding portion so as to cover at least the vibration plate.

【0010】かかる第1の態様では、少なくとも振動板
が湿気硬化性液体又は酸素硬化性液体で覆われているの
で、振動板に亀裂等が発生してこの亀裂からインクが漏
れだした場合でも、そのインクに湿気硬化性液体等が反
応して硬化して、インクがヘッド全体に広がることが無
く、ヘッド全体の破壊が防止される。
In the first aspect, since at least the diaphragm is covered with the moisture-curable liquid or the oxygen-curable liquid, even if a crack or the like occurs in the diaphragm and ink leaks from the crack, A moisture-curable liquid or the like reacts with the ink to be cured, so that the ink does not spread over the entire head, thereby preventing the entire head from being destroyed.

【0011】本発明の第2の態様は、第1の態様におい
て、前記湿気硬化性液体又は前記酸素硬化性液体の少な
くとも何れか一方が、少なくとも前記振動板の表面に塗
布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 second aspect of the present invention, in the first aspect, at least one of the moisture-curable liquid and the oxygen-curable liquid is applied to at least a surface of the diaphragm. And an ink jet recording head.

【0012】かかる第2の態様では、湿気硬化性液体及
び酸素硬化性液体の粘度によって、圧電素子の駆動によ
る振動板の変位量を低下させることが無く、インク吐出
特性が良好に保持される。
In the second aspect, the viscosity of the moisture-curable liquid and the oxygen-curable liquid does not reduce the amount of displacement of the diaphragm caused by driving of the piezoelectric element, thereby maintaining good ink discharge characteristics.

【0013】本発明の第3の態様は、第1又は2の態様
において、前記流路形成基板は、前記圧電素子側が重力
方向上側となるように配置されており、前記封止部材の
圧電素子保持部内には、前記湿気硬化性液体又は前記酸
素硬化性液体が少なくとも前記振動板の表面を覆って注
入されていると共に、他の領域には当該湿気硬化性液体
及び前記酸素硬化性液体よりも比重の小さい不活性流体
が充填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 third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the flow path forming substrate is disposed so that the piezoelectric element side is located on the upper side in the direction of gravity. In the holding portion, the moisture-curable liquid or the oxygen-curable liquid is injected so as to cover at least the surface of the diaphragm, and the other regions are more than the moisture-curable liquid and the oxygen-curable liquid. An ink jet recording head is filled with an inert fluid having a low specific gravity.

【0014】かかる第3の態様では、湿気硬化性液体及
び酸素硬化性液体の粘度によって、圧電素子の駆動によ
る振動板の変位量を低下させることが無く、インク吐出
特性が良好に保持される。
[0014] In the third aspect, the viscosity of the moisture-curable liquid and the oxygen-curable liquid does not reduce the displacement of the diaphragm due to the driving of the piezoelectric element, so that the ink ejection characteristics can be maintained well.

【0015】本発明の第4の態様は、第1〜3の何れか
の態様において、前記圧電素子保持部は、各圧電素子毎
に区画壁によって区画され、当該区画壁は前記流路形成
基板に接合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 piezoelectric element holding section is partitioned by partition walls for each piezoelectric element, and the partition walls are formed by the flow path forming substrate. And an ink jet recording head.

【0016】かかる第4の態様では、各圧力発生室間の
隔壁の剛性が区画壁によって増加され、クロストークが
抑えられる。
In the fourth aspect, the rigidity of the partition wall between the pressure generating chambers is increased by the partition wall, and crosstalk is suppressed.

【0017】本発明の第5の態様は、第1〜4の何れか
の態様において、前記圧電体層は、結晶が優先配向して
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, there is provided an ink jet recording head according to any one of the first to fourth aspects, wherein the piezoelectric layer has crystals preferentially oriented.

【0018】かかる第5の態様では、圧電体層が薄膜工
程で成膜された結果、結晶が優先配向している。
In the fifth aspect, as a result of the piezoelectric layer being formed in the thin film process, the crystals are preferentially oriented.

【0019】本発明の第6の態様は、第5の態様におい
て、前記圧電体層は、結晶が柱状となっていることを特
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, there is provided an ink jet recording head according to the fifth aspect, wherein the piezoelectric layer has a columnar crystal.

【0020】かかる第6の態様では、圧電体層が薄膜工
程で成膜された結果、結晶が柱状となっている。
In the sixth aspect, as a result of the piezoelectric layer being formed in the thin film process, the crystals are columnar.

【0021】本発明の第7の態様は、第1〜6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 seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, the pressure generation chamber is formed on 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.

【0022】かかる第7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 seventh aspect, an ink jet recording head having high-density nozzle openings can be manufactured relatively easily in a large amount.

【0023】本発明の第8の態様は、第1〜7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 an eighth 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 seventh aspects.

【0024】かかる第8の態様では、ヘッドの破壊を防
止して、耐久性及び信頼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 eighth aspect, it is possible to realize an ink jet recording apparatus in which the head is prevented from being broken and the durability and reliability are improved.

【0025】[0025]

【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.

【0026】(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斜視図
であり、図2は、図1の断面図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is an exploded perspective view showing an ink jet recording head according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of FIG.

【0027】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 silicon single crystal substrate having a plane orientation (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.

【0028】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 a 1-2 μm-thick elastic film 50 made of silicon dioxide previously formed by thermal oxidation.

【0029】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。
On the other hand, a silicon single crystal substrate is anisotropically etched on the opening surface of the flow path forming 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.

【0030】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 the silicon single crystal substrate is immersed in an alkaline solution such as KOH, the substrate 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.

【0031】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.

【0032】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、0.1〜1
mmで、線膨張係数が300℃以下で、例えば2.5〜
4.5[×10-6/℃]であるガラスセラミックス、又
は不錆鋼などからなる。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10
と熱膨張係数が略同一の材料で形成するようにしてもよ
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 thickness of the nozzle plate 16 is, for example, 0.1 to 1
mm, the coefficient of linear expansion is 300 ° C. or less, for example, 2.5 to
It is made of 4.5 [× 10 −6 / ° C.] glass-ceramic or non-rusting 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. Further, the nozzle plate 16 is provided with the flow path forming substrate 10.
May be formed of a material having substantially the same thermal expansion coefficient as that of the material. 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.

【0033】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.

【0034】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0.2μm
の下電極膜60と、厚さが例えば、約1μmの圧電体層
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。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
層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60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 opposite side of the opening surface of the flow path forming substrate 10 is, for example, about 0.2 μm.
A lower electrode film 60, a piezoelectric layer 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 laminated and formed by a process described later, and the piezoelectric element 30 is formed.
0. Here, the piezoelectric element 300 refers to a portion including the lower electrode film 60, the piezoelectric layer 70, and the upper electrode film 80. In general, one of the electrodes of the piezoelectric element 300 is used as a common electrode, and the other electrode and the piezoelectric layer 70 are patterned for each of the pressure generating chambers 12. Here, a portion which is constituted by one of the patterned electrodes and the piezoelectric layer 70 and in which a piezoelectric strain is generated by applying a voltage to both electrodes is referred to as a piezoelectric active portion. In the present embodiment, the lower electrode film 60 is a common electrode of the piezoelectric element 300, and the upper electrode film 80 is an individual electrode of the piezoelectric element 300.
Even if this is reversed for convenience of the drive circuit and wiring, there is no problem.
In any case, the piezoelectric active portion is formed for each pressure generating chamber. Further, here, the piezoelectric element 300 and a diaphragm whose displacement is generated by driving the piezoelectric element 300 are collectively referred to as a piezoelectric actuator. In the example described above, the elastic film 50 and the lower electrode film 60 function as a diaphragm, but the lower electrode film may also serve as the elastic film.

【0035】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が接合され
ている。このリザーバ部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圧力発生室12
の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形
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。
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 joined. In this embodiment, the reservoir portion 21 penetrates the reservoir forming substrate 20 in the thickness direction, and
Each of the pressure generating chambers 12 is communicated with the communicating portion 13 of the flow path forming substrate 10 as described above.
Constitute a reservoir 100 serving as a common ink chamber.

【0036】このようなリザーバ形成基板20として
は、流路形成基板10の熱膨張率と略同一の材料、例え
ば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好まし
く、本実施形態では、流路形成基板10と同一材料のシ
リコン単結晶基板を用いて形成した。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。
As such a reservoir forming substrate 20, it is preferable to use a material having substantially the same thermal expansion coefficient as that of the flow path forming substrate 10, for example, glass, ceramic material or the like. It was formed using a silicon single crystal substrate of the same material as that of No. 10. 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.

【0037】また、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22が設けられ、圧電素子300は
この圧電素子保持部22内に密封されている。なお、本
実施形態では、圧電素子保持部22は並設された複数の
圧電素子300を覆う大きさで形成されている。
The piezoelectric element 3 of the reservoir forming substrate 20
In a region opposed to the piezoelectric element 300, a piezoelectric element holding portion 22 capable of sealing the space is provided with a space that does not hinder the movement of the piezoelectric element 300. Sealed inside. In the present embodiment, the piezoelectric element holding section 22 is formed to have a size that covers the plurality of piezoelectric elements 300 arranged in parallel.

【0038】このように、リザーバ形成基板20はリザ
ーバ100の一部を構成するリザーバ部21と共に圧電
素子300を密封する圧電素子保持部22を有し、圧電
素子300を外部環境と遮断するための封止部材を兼ね
ており、大気中の水分等の外部環境による圧電素子30
0の破壊を防止している。
As described above, the reservoir forming substrate 20 has the piezoelectric element holding portion 22 that seals the piezoelectric element 300 together with the reservoir portion 21 that constitutes a part of the reservoir 100, and is used to shut off the piezoelectric element 300 from the external environment. The piezoelectric element 30 which also serves as a sealing member and is formed by an external environment such as atmospheric moisture.
0 is prevented from being destroyed.

【0039】また、このような圧電素子保持部22に
は、水分に触れることにより硬化する湿気硬化性液体又
は酸素に触れることにより硬化する酸素硬化性液体の少
なくとも何れか一方、本実施形態では、湿気硬化性液体
31及び酸素硬化性液体32の混合液体30が充填され
ている。なお、この湿気硬化性液体31及び酸素硬化性
液体32の混合液体30の充填方法は、特に限定されな
いが、例えば、本実施形態では、圧電素子保持部22と
外部とを連通する連通孔23を介して充填されて密封部
材24によって密封されている。
The piezoelectric element holding portion 22 has at least one of a moisture-curable liquid that cures when exposed to moisture and an oxygen-curable liquid that cures when exposed to oxygen. A mixed liquid 30 of a moisture-curable liquid 31 and an oxygen-curable liquid 32 is filled. The method of filling the mixed liquid 30 of the moisture-curable liquid 31 and the oxygen-curable liquid 32 is not particularly limited. For example, in the present embodiment, the communication hole 23 that connects the piezoelectric element holding unit 22 to the outside is formed. And sealed by the sealing member 24.

【0040】ここで、この湿気硬化性液体31及び酸素
硬化性液体32は、湿気又は酸素と反応して硬化する液
体であれば特に限定されないが、湿気硬化性液体31と
しては、例えば、シアノアクリレート系、オルガノポリ
シロキサン系、シリコーン系、変成シリコーン系、ポリ
サルファイド系、変成ポリサルファイド系硬化液体等が
挙げられ、酸素硬化性液体32としては、例えば、変成
ポリサルファイド系硬化液体等が挙げられる。
Here, the moisture-curable liquid 31 and the oxygen-curable liquid 32 are not particularly limited as long as they are liquids that cure by reacting with moisture or oxygen. The moisture-curable liquid 31 is, for example, cyanoacrylate. And the like. Examples of the oxygen-curable liquid 32 include modified polysulfide-based curing liquids and the like.

【0041】このように、圧電素子保持部22に湿気硬
化性液体31及び酸素硬化性液体32の混合液体30を
充填しておくことにより、圧電素子300の繰り返し駆
動によって振動板に亀裂等が発生した場合に、混合液体
30が亀裂から圧力発生室12内に漏れだしたインク又
は酸素と反応して硬化し、振動板の亀裂が塞がれる。こ
れにより、振動板の亀裂から流路形成基板10の圧電素
子300側全体にインクが流入してヘッド全体が使用不
可能になるのを防止することができる。
As described above, the piezoelectric element holding portion 22 is filled with the liquid mixture 30 of the moisture-curable liquid 31 and the oxygen-curable liquid 32, so that the piezoelectric element 300 is repeatedly driven to cause cracks or the like in the vibration plate. In this case, the mixed liquid 30 reacts with the ink or oxygen leaked from the crack into the pressure generating chamber 12 and hardens, thereby closing the crack of the diaphragm. Thus, it is possible to prevent the ink from flowing into the entire piezoelectric element 300 side of the flow path forming substrate 10 from the cracks in the vibration plate and making the entire head unusable.

【0042】さらに、圧電素子保持部22が形成されて
いる部分のリザーバ形成基板20自体に亀裂等が発生し
た場合にも、混合液体30が大気と反応して硬化し、リ
ザーバ形成基板20の亀裂が塞がれる。
Further, even if a crack or the like occurs in the reservoir forming substrate 20 at the portion where the piezoelectric element holding portion 22 is formed, the mixed liquid 30 reacts with the atmosphere and is hardened, so that the crack in the reservoir forming substrate 20 is reduced. Is blocked.

【0043】なお、このリザーバ形成基板20には、封
止膜41及び固定板42とからなるコンプライアンス基
板40が接合されている。ここで、封止膜41は、剛性
が低く可撓性を有する材料(例えば、厚さが6μmのポ
リフェニレンスルフィド(PPS)フィルム)からな
り、この封止膜41によってリザーバ部21の一方面が
封止されている。また、固定板42は、金属等の硬質の
材料(例えば、厚さが30μmのステンレス鋼(SU
S)等)で形成される。この固定板42のリザーバ10
0に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口
部43となっているため、リザーバ100の一方面は可
撓性を有する封止膜41のみで封止され、内部圧力の変
化によって変形可能な可撓部25となっている。
Note that a compliance substrate 40 including a sealing film 41 and a fixing plate 42 is joined to the reservoir forming substrate 20. Here, the sealing film 41 is made of a material having low rigidity and flexibility (for example, a polyphenylene sulfide (PPS) film having a thickness of 6 μm), and the sealing film 41 seals one surface of the reservoir section 21. Has been stopped. The fixing plate 42 is made of a hard material such as metal (for example, stainless steel (SU) having a thickness of 30 μm.
S) etc.). The reservoir 10 of the fixing plate 42
Since the region opposing to 0 is an opening 43 completely removed in the thickness direction, one surface of the reservoir 100 is sealed only with the sealing film 41 having flexibility, and the internal pressure changes. Thus, the flexible portion 25 can be deformed.

【0044】また、このリザーバ100の長手方向略中
央部外側のコンプライアンス基板40上には、リザーバ
100にインクを供給するためのインク導入口44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44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44及びインク導入路26によ
って、リザーバ100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。
An ink inlet 44 for supplying ink to the reservoir 100 is formed on the compliance substrate 40 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 44 with a side wall of the reservoir 100. In the present embodiment, the ink is supplied to the reservoir 100 by one ink introduction port 44 and the ink introduction path 26, but is not limited thereto. For example, according to a desired ink supply amount, A plurality of ink introduction ports and ink introduction paths may be provided, or the opening area of the ink introduction ports may be increased to enlarge the ink flow path.

【0045】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44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及び圧電体層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 44 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 upper electrode film 80 and the elastic film 50, the lower electrode film 60, and the piezoelectric layer 70 to bend and deform.
5 ejects ink droplets.

【0046】なお、本実施形態では、圧電素子保持部2
2内に、湿気硬化性液体31及び酸素硬化性液体32の
混合液体30を充填するようにしたが、勿論、何れか一
方のみを充填するようにしてもよい。
In this embodiment, the piezoelectric element holding section 2
2 is filled with the mixed liquid 30 of the moisture-curable liquid 31 and the oxygen-curable liquid 32, but it is needless to say that only one of them may be filled.

【0047】また、本実施形態では、リザーバ形成基板
20の圧電素子保持部22は、幅方向に並設された全て
の圧電素子300を覆うように形成されているが、これ
に限定されず、例えば、図3に示すように、圧電素子保
持部22を区画壁27によって各圧電素子300毎にそ
れぞれ独立した圧電素子保持部22Aとし、各圧電素子
保持部22Aにそれぞれ圧電素子300を密封するよう
にしてもよい。これにより、流路形成基板10の各圧力
発生室12の隔壁11に対応する部分には、それぞれ区
画壁27が接合されることになり、圧力発生室12の周
壁の剛性が向上され、クロストークを防止することがで
きる。
Further, in the present embodiment, the piezoelectric element holding portion 22 of the reservoir forming substrate 20 is formed so as to cover all the piezoelectric elements 300 juxtaposed in the width direction. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 3, the piezoelectric element holding section 22 may be a separate piezoelectric element holding section 22A for each piezoelectric element 300 by the partition wall 27, and the piezoelectric element 300 may be sealed in each piezoelectric element holding section 22A. It may be. As a result, the partition walls 27 are respectively joined to the portions of the flow path forming substrate 10 corresponding to the partition walls 11 of the pressure generation chambers 12, so that the rigidity of the peripheral wall of the pressure generation chambers 12 is improved, and the crosstalk is improved. Can be prevented.

【0048】(実施形態2)図4は、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。
(Embodiment 2) FIG. 4 is a sectional view of an ink jet recording head according to Embodiment 2.

【0049】本実施形態は、図4に示すように、湿気硬
化性液体31及び酸素硬化性液体32の混合液体30が
振動板及び圧電素子300を覆う程度に充填され、その
他の領域に不活性液体33が充填されている以外は、実
施形態1と同様である。
In this embodiment, as shown in FIG. 4, a mixed liquid 30 of a moisture-curable liquid 31 and an oxygen-curable liquid 32 is filled to the extent that the vibration plate and the piezoelectric element 300 are covered. It is the same as the first embodiment except that the liquid 33 is filled.

【0050】なお、このような構成の場合には、流路形
成基板10は圧電素子300側の面が重力方向上側とな
るように配置する必要がある。また、圧電素子保持部2
2内に充填する不活性液体33は、特に限定されない
が、例えば、シリコーンオイル、エーテル、又は、例え
ばハイドロフルオロエーテル等のフッ素系不活性液体等
が挙げられる。
In such a configuration, the flow path forming substrate 10 needs to be disposed such that the surface on the piezoelectric element 300 side is on the upper side in the direction of gravity. Also, the piezoelectric element holding section 2
The inert liquid 33 to be filled in the tube 2 is not particularly limited, and examples thereof include silicone oil, ether, and a fluorine-based inert liquid such as hydrofluoroether.

【0051】このような構成では、上述の実施形態と同
様に、振動板に亀裂が発生した場合に、その亀裂から漏
れ出したインクが全体に広がることがなく、ヘッドの破
壊を防止することができる。さらに、本実施形態では、
湿気硬化性液体31及び酸素硬化性液体32の混合液体
30が振動板及び圧電素子300が覆われる程度に、比
較的少量のみが充填されているため、圧電素子300の
駆動による振動板の変位がこの混合液体30の粘度によ
って妨げられることが無く、インク吐出特性を良好に保
持することができる。
In such a configuration, similarly to the above-described embodiment, when a crack is generated in the diaphragm, the ink leaked from the crack does not spread all over, and it is possible to prevent the head from being broken. it can. Further, in the present embodiment,
Since only a relatively small amount is filled with the mixed liquid 30 of the moisture-curable liquid 31 and the oxygen-curable liquid 32 so that the vibration plate and the piezoelectric element 300 are covered, the displacement of the vibration plate due to the driving of the piezoelectric element 300 is reduced. The ink ejection characteristics can be favorably maintained without being hindered by the viscosity of the mixed liquid 30.

【0052】なお、本実施形態では、湿気硬化性液体3
1及び酸素硬化性液体32の混合液体30を振動板及び
圧電素子300が覆われる程度に充填するようにした
が、これに限定されず、少なくとも振動板の表面が覆わ
れていればよい。例えば、湿気硬化性液体又は酸素硬化
性液体として、比較的粘度の高い材料を用いる場合に
は、図5に示すように、振動板の表面のみに湿気硬化性
液体又は酸素硬化性液体を塗布するようにしてもよい。
In this embodiment, the moisture-curable liquid 3
The liquid 30 mixed with the liquid 1 and the oxygen-curable liquid 32 is filled to such an extent that the diaphragm and the piezoelectric element 300 are covered. However, the present invention is not limited to this, and it is sufficient that at least the surface of the diaphragm is covered. For example, when a relatively high-viscosity material is used as the moisture-curable liquid or the oxygen-curable liquid, as shown in FIG. 5, the moisture-curable liquid or the oxygen-curable liquid is applied only to the surface of the diaphragm. You may do so.

【0053】また、本実施形態では、圧電素子保持部2
2内の混合液体30以外の領域に不活性液体を充填する
ようにしたが、これに限定されず、例えば、窒素ガス等
の不活性気体であってもよい。
In the present embodiment, the piezoelectric element holding section 2
Although the region other than the mixed liquid 30 in 2 is filled with the inert liquid, the present invention is not limited to this. For example, an inert gas such as a nitrogen gas may be used.

【0054】(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.

【0055】例えば、振動板の破壊を検出する検出手段
を設けておき、振動板の破壊が検出された場合には、亀
裂が発生したセグメントでのインク吐出を停止して、他
のセグメントで代替させるようにしてもよい。これによ
り、ドット抜け等を防止して、印刷品質を良好に保持す
ることできる。
For example, a detecting means for detecting the destruction of the diaphragm is provided, and when the destruction of the diaphragm is detected, the ink discharge in the segment where the crack has occurred is stopped and replaced with another segment. You may make it do. This makes it possible to prevent dot missing or the like and maintain good print quality.

【0056】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、リザーバ形成部材として、リ
ザーバ100の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を接合するようにしたが、これに
限定されず、例えば、リザーバ形成部材は、複数の基板
でリザーバを形成する構造としてもよい。
Further, for example, in the above-described embodiment, the reservoir forming substrate 20 having the reservoir portion 21 constituting a part of the reservoir 100 as a reservoir forming member is joined to one surface of the flow path forming substrate 10. However, the present invention is not limited to this. For example, the reservoir forming member may have a structure in which a plurality of substrates form a reservoir.

【0057】また、同様に、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。
Similarly, the nozzle plate 16 is joined as the nozzle forming member. However, the present invention is not limited to this. For example, another substrate having a nozzle communication hole or the like for communicating the nozzle opening with the pressure generating chamber may be used. May be used as a multilayer structure.

【0058】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.

【0059】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6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 the 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 diagram illustrating an example of the ink jet recording apparatus.

【0060】図6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. 6, 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.

【0061】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.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上説明したように本発明では、圧電素
子保持部内に、湿気硬化性液体及び酸素硬化性液体を含
む流体を充填するようにしたので、振動板に亀裂が発生
した場合に、湿気硬化性液体及び酸素硬化性液体が亀裂
から流路形成基板の圧電素子側に流入する水分又は酸素
と反応して硬化して亀裂が塞がれる。したがって、振動
板の亀裂から流路形成基板の圧電素子側全体に水分又は
酸素が流入することが無く、ヘッド全体が使用不能にな
るのを防止することができる。
As described above, in the present invention, since the fluid containing the moisture-curable liquid and the oxygen-curable liquid is filled in the piezoelectric element holding portion, when a crack is generated in the diaphragm, The moisture-curable liquid and the oxygen-curable liquid react with moisture or oxygen flowing from the crack to the piezoelectric element side of the flow path forming substrate and are cured to close the crack. Therefore, moisture or oxygen does not flow into the entire piezoelectric element side of the flow path forming substrate from cracks in the vibration plate, and it is possible to prevent the entire head from becoming unusable.

【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
録ヘッドを示す分解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing 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
録ヘッドを示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the ink jet recording head according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施形態1に係るインクジェット式記
録ヘッドの変形例を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a modified example of the ink jet recording head according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施形態2に係るインクジェット式記
録ヘッドを示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing an ink jet recording head according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施形態2に係るインクジェット式記
録ヘッドの変形例を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a modified example of the ink jet recording head according to the second embodiment of the present invention.

【図6】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. 6 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 22 圧電素子保持部 23 連通孔 24 密封部材 30 混合液体 40 コンプライアンス基板 60 下電極膜 70 圧電体層 80 上電極膜 100 リザーバ 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 22 piezoelectric element holding part 23 communication hole 24 sealing member 30 mixed liquid 40 compliance substrate 60 lower electrode film Reference Signs List 70 piezoelectric layer 80 upper electrode film 100 reservoir 300 piezoelectric element

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インクを吐出する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た下電極、該下電
極上に設けられた圧電体層及び該圧電体層上に設けられ
た上電極からなる圧電素子とを備え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、前記圧電素子に対向する領域に空間を確保した状態
で当該空間を密封する圧電素子保持部を有する封止部材
が接合され、湿気硬化性液体又は酸素硬化性液体の少な
くとも何れか一方が、少なくとも前記振動板を覆うよう
に前記圧電素子保持部内に充填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。
1. A flow path forming substrate defining a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for discharging ink, a lower electrode provided on one surface of the flow path forming substrate via a vibration plate, In an ink jet recording head comprising: a piezoelectric layer provided on an electrode; and a piezoelectric element including an upper electrode provided on the piezoelectric layer, a surface of the flow path forming substrate on which the piezoelectric element is formed. In a state where a space is secured in a region facing the piezoelectric element, a sealing member having a piezoelectric element holding portion that seals the space is joined, and at least one of a moisture-curable liquid and an oxygen-curable liquid is bonded. And an ink jet recording head filled in the piezoelectric element holding portion so as to cover at least the vibration plate.
【請求項2】 請求項1において、前記湿気硬化性液体
又は前記酸素硬化性液体の少なくとも何れか一方が、少
なくとも前記振動板の表面に塗布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。
2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein at least one of the moisture-curable liquid and the oxygen-curable liquid is applied to at least a surface of the diaphragm.
【請求項3】 請求項1又は2において、前記流路形成
基板は、前記圧電素子側が重力方向上側となるように配
置されており、前記封止部材の圧電素子保持部内には、
前記湿気硬化性液体又は前記酸素硬化性液体が少なくと
も前記振動板の表面を覆って注入されていると共に、他
の領域には当該湿気硬化性液体及び前記酸素硬化性液体
よりも比重の小さい不活性流体が充填されていることを
特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
3. The flow path forming substrate according to claim 1, wherein the flow path forming substrate is disposed such that the piezoelectric element side is located on the upper side in the direction of gravity.
The moisture-curable liquid or the oxygen-curable liquid is injected so as to cover at least the surface of the diaphragm, and the other region is inert having a lower specific gravity than the moisture-curable liquid and the oxygen-curable liquid. An ink jet recording head filled with a fluid.
【請求項4】 請求項1〜3の何れかにおいて、前記圧
電素子保持部は、各圧電素子毎に区画壁によって区画さ
れ、当該区画壁は前記流路形成基板に接合されているこ
とを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
4. The piezoelectric element holding section according to claim 1, wherein the piezoelectric element holding section is partitioned by partition walls for each piezoelectric element, and the partition walls are joined to the flow path forming substrate. Inkjet recording head.
【請求項5】 請求項1〜4の何れかにおいて、前記圧
電体層は、結晶が優先配向し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 crystals are preferentially oriented in the piezoelectric layer.
【請求項6】 請求項5において、前記圧電体層は、結
晶が柱状となっ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 ink-jet recording head according to claim 5, wherein the piezoelectric layer has a columnar crystal.
【請求項7】 請求項1〜6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。
7. 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8】 請求項1〜7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。
8. 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
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006213028A (en) * 2005-02-07 2006-08-17 Fuji Xerox Co Ltd Droplet delivery head and droplet delivery equipment

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