JP2003182076A - Ink jet recording head and ink jet recorder - Google Patents

Ink jet recording head and ink jet recorder

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JP2003182076A
JP2003182076A JP2001389742A JP2001389742A JP2003182076A JP 2003182076 A JP2003182076 A JP 2003182076A JP 2001389742 A JP2001389742 A JP 2001389742A JP 2001389742 A JP2001389742 A JP 2001389742A JP 2003182076 A JP2003182076 A JP 2003182076A
Authority
JP
Japan
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ink jet
recording head
jet recording
piezoelectric element
drive
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Application number
JP2001389742A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinao Miyata
佳直 宮田
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet recording head and an ink jet recorder in which the print quality can be enhanced while reducing the size by arranging the pressure generating chambers with high density. <P>SOLUTION: The ink jet recording head comprising a channel forming substrate 10 having pressure generating chambers 12 communicating with nozzle openings, a lower electrode 60 provided on one surface side of the channel forming substrate 10 through a diaphragm, and a piezoelectric element 300 consisting of a piezoelectric layer 70 and an upper electrode 80 is further provided with a substrate 30 being bonded to the piezoelectric element 300 side of the channel forming substrate 10. Securing area of driving ICs is limited by securing at least two driving ICs 111 and 112 for driving the piezoelectric element 300 onto the bonding substrate 30 while stacking. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、この振動板を介して圧電素子を設けて、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 comprises a vibrating plate which constitutes a part of a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for ejecting ink droplets, and a piezoelectric element is provided through the vibrating plate to displace the piezoelectric element. The present invention relates to an ink jet type recording head and an ink jet type recording apparatus for ejecting ink droplets.

【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 that communicates with a nozzle opening for ejecting ink droplets is composed of a vibrating plate, and the vibrating plate is deformed by a piezoelectric element to pressurize ink in the pressure generating chamber to eject it from the nozzle opening. Two types of inkjet recording heads that eject ink droplets have been put into practical use: one that uses a longitudinal vibration mode piezoelectric actuator that expands and contracts in the axial direction of a piezoelectric element, and one that uses 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。
The former allows the volume of the pressure generating chamber to be changed by bringing the end face of the piezoelectric element into contact with the vibrating plate, and a head suitable for high-density printing can be manufactured. There is a problem in that the manufacturing process is complicated because a difficult process of matching the array pitch of the openings and cutting into comb teeth or a work of positioning and fixing the cut piezoelectric element in the pressure generating chamber are required.

【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, the piezoelectric element can be formed on the vibration plate by a relatively simple process of sticking a green sheet of a piezoelectric material in conformity with the shape of the pressure generating chamber and firing it. However, due to the use of flexural vibration, a certain area is required, and there is a problem 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 eliminate the disadvantage of the latter recording head, a uniform piezoelectric material layer is formed over the entire surface of the diaphragm by a film forming technique as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-286131. It has been proposed that the piezoelectric material layer is cut into a shape corresponding to the pressure generating chamber by a lithographic method and a piezoelectric element is formed so as to be independent for each pressure generating chamber.

【0006】また、このような圧電素子は、一般的に、
駆動IC(半導体集積回路)によって駆動され、この駆
動ICは、例えば、圧力発生室が形成された流路形成基
板の一方面側に接合される接合基板上に固定され、各圧
電素子とワイヤボンディング等によって電気的に接続さ
れる。
Further, such a piezoelectric element is generally
It is driven by a drive IC (semiconductor integrated circuit), and the drive IC is fixed on, for example, a bonding substrate bonded to one surface side of the flow path forming substrate in which the pressure generating chamber is formed, and each piezoelectric element and wire bonding. Etc. electrically connected.

【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、多数の圧電素子
を一つの駆動ICによって駆動させているため、圧電素
子(圧力発生室)の高密度化に伴って駆動ICの面積が
増大してしまい、ヘッドが大型化してしまうという問題
がある。
However, in such an ink jet recording head, since a large number of piezoelectric elements are driven by one driving IC, the density of the piezoelectric elements (pressure generating chambers) is increased. There is a problem that the area of the drive IC is increased and the head is enlarged.

【0008】また、インクジェット式記録ヘッドは、近
年、著しく多機能及び高性能化しており、例えば、複数
枚の原稿を1枚に集約して印刷するいわゆるマルチショ
ットや、異なる径のインク滴を吐出する、いわゆるバリ
アブルドット等に対応するためには、駆動ICのロジッ
ク部が複雑になるため、駆動ICの面積が増加してしま
う。さらに、ON抵抗の低減のために駆動ICの面積が
増加してしまい、ヘッドが大型化するという問題があ
る。
Further, the ink jet type recording head has been remarkably multifunctional and high performance in recent years. For example, so-called multi-shot in which a plurality of originals are combined and printed, or ink droplets having different diameters are ejected. In order to deal with so-called variable dots and the like, the logic part of the drive IC becomes complicated, and the area of the drive IC increases. Further, there is a problem that the area of the drive IC increases due to the reduction of the ON resistance, and the head becomes large.

【0009】本発明は、このような事情に鑑み、圧力発
生室を高密度に配列して印刷品質を向上し且つ小型化を
図ることのでき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, the present invention provides an ink jet type recording head and an ink jet type recording apparatus which are capable of arranging the pressure generating chambers at a high density to improve printing quality and miniaturize them. Is an issue.

【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を
具備する流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に
振動板を介して設けられた下電極、圧電体層及び上電極
からな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側に接
合される接合基板を有し、該接合基板上に圧電素子を駆
動するための少なくとも2つの駆動ICが積層されて固
定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 first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is to provide a flow path forming substrate having a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening, and to one surface side of the flow path forming substrate. An ink jet recording head comprising a piezoelectric element composed of a lower electrode, a piezoelectric layer and an upper electrode provided via a vibration plate, having a bonding substrate bonded to the piezoelectric element side of the flow path forming substrate. The inkjet recording head is characterized in that at least two drive ICs for driving a piezoelectric element are laminated and fixed on the bonding substrate.

【0011】かかる第1の態様では、駆動ICの固定面
積を最小限に抑えることができるため、圧力発生室を高
密度化に配列すると共にヘッドを小型化することができ
る。
In the first aspect, since the fixed area of the driving IC can be minimized, the pressure generating chambers can be arranged in high density and the head can be downsized.

【0012】本発明の第2の態様は、第1の態様におい
て、前記積層された駆動IC同士が電気的に接続され、
少なくとも一方の駆動ICから前記流路形成基板上まで
延設される導電性ワイヤによって前記駆動ICと前記圧
電素子とが電気的に接続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, the stacked drive ICs are electrically connected to each other,
The inkjet recording head is characterized in that the drive IC and the piezoelectric element are electrically connected by a conductive wire extending from at least one drive IC to the flow path forming substrate.

【0013】かかる第2の態様では、積層された少なく
とも2つの駆動ICによって圧電素子を駆動するため、
複雑なロジック処理が要求される駆動ICの固定面積を
最小限に抑えることができる。また、導電性ワイヤによ
って駆動ICと圧電素子を接続することにより、比較的
容易に両者を電気的に接続できる。
In the second aspect, since the piezoelectric element is driven by at least two drive ICs stacked,
The fixed area of the drive IC, which requires complicated logic processing, can be minimized. Further, by connecting the drive IC and the piezoelectric element with a conductive wire, they can be electrically connected relatively easily.

【0014】本発明の第3の態様は、第2の態様におい
て、前記積層された駆動ICが両者の間に設けられた接
続用バンプを介して電気的に接続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 third aspect of the present invention is characterized in that, in the second aspect, the stacked drive ICs are electrically connected via a connecting bump provided between the two. It is in an inkjet recording head.

【0015】かかる第3の態様では、積層される駆動I
Cを電気的に接続するためのスペースを確保する必要が
無く、ヘッドを著しく小型化することができる。
In the third aspect, the drive I to be stacked is stacked.
It is not necessary to secure a space for electrically connecting C, and the head can be remarkably downsized.

【0016】本発明の第4の態様は、第2の態様におい
て、積層された駆動IC同士がその導電性ワイヤで電気
的に接続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 fourth aspect of the present invention is the ink jet recording head according to the second aspect, characterized in that the stacked drive ICs are electrically connected to each other by their conductive wires.

【0017】かかる第4の態様では、積層される駆動I
C同士を比較的容易に電気的に接続することができる。
In the fourth aspect, the drive I to be stacked is stacked.
The Cs can be electrically connected to each other relatively easily.

【0018】本発明の第5の態様は、第2〜4の何れか
の態様において、各圧電素子のそれぞれから引き出され
る引き出し配線が前記流路形成基板上に延設され、前記
引き出し配線と前記導電ワイヤとが電気的に接続されて
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 second to fourth aspects, lead-out wirings drawn out from the respective piezoelectric elements are extended on the flow path forming substrate, and the lead-out wirings and the above-mentioned lead-out wirings are provided. An inkjet recording head is characterized in that it is electrically connected to a conductive wire.

【0019】かかる第5の態様では、圧電素子と駆動I
Cとを比較的容易に電気的に接続することができ、製造
効率が向上すると共に製造コストを低減できる。
In the fifth aspect, the piezoelectric element and the drive I
It is possible to electrically connect C to each other with relative ease, which improves manufacturing efficiency and reduces manufacturing cost.

【0020】本発明の第6の態様は、第5の態様におい
て、前記流路形成基板が前記圧力発生室の列を少なくと
も2列具備し、前記接合基板の前記圧力発生室の列間に
対応する部分に当該接合基板を厚さ方向に貫通する貫通
孔が設けられ、前記引き出し配線が前記貫通孔に対応す
る部分まで延設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 sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the flow path forming substrate has at least two rows of the pressure generating chambers, and corresponds to between the rows of the pressure generating chambers of the bonding substrate. In the ink jet recording head, a through hole penetrating the joint substrate in the thickness direction is provided in a portion corresponding to the above, and the lead wiring extends to a portion corresponding to the through hole.

【0021】かかる第6の態様では、導電性ワイヤを延
設する貫通孔の面積を小さく抑えることができるため、
ヘッドを確実に小型化することができる。
In the sixth aspect, since the area of the through hole for extending the conductive wire can be suppressed to be small,
The head can be surely downsized.

【0022】本発明の第7の態様は、第6の態様におい
て、前記積層された駆動ICが前記接合基板の前記貫通
孔の両側にそれぞれ固定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 an ink jet recording head according to the sixth aspect, characterized in that the stacked drive ICs are fixed to both sides of the through hole of the bonding substrate. is there.

【0023】かかる第7の態様では、駆動ICと引き出
し配線とを導電性ワイヤによって比較的容易に接続する
ことができ、製造効率が向上する。
In the seventh aspect, the drive IC and the lead wiring can be relatively easily connected by the conductive wire, and the manufacturing efficiency is improved.

【0024】本発明の第8の態様は、第1〜7の何れか
態様において、前記接合基板が、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ことを特徴とするインクジェット式
記録ヘッドにある。
An eighth aspect of the present invention is the piezoelectric element holding portion according to any one of the first to seventh aspects, wherein the bonding substrate seals the space in a state where the space is secured in a region facing the piezoelectric element. An inkjet recording head characterized by having:

【0025】かかる8の態様では、ヘッドを小型化でき
ると共に、外部環境に起因する圧電素子の破壊を防止で
きる。
According to the eighth aspect, the head can be downsized and the piezoelectric element can be prevented from being damaged due to the external environment.

【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、前記接合基板が各圧力発生室の共通イ
ンク室の少なくとも一部を構成するリザーバ部を有する
ことを特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
A ninth aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the first to eighth aspects, the joint substrate has a reservoir portion that constitutes at least a part of a common ink chamber of each pressure generating chamber. Inkjet type recording head.

【0027】かかる第9の態様では、接合基板がリザー
バ形成基板を兼ねるため、別途リザーバ形成基板を設け
る必要がなく、ヘッドをより小型化することができる。
In the ninth aspect, since the bonding substrate also serves as the reservoir forming substrate, it is not necessary to separately provide the reservoir forming substrate, and the head can be made smaller.

【0028】本発明の第10の態様は、第1〜9の何れ
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
層が成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。
In a tenth aspect of the present invention according to any one of the first to ninth aspects, the pressure generating chamber is formed in a silicon single crystal substrate by anisotropic etching, and each layer of the piezoelectric element is formed by film formation and lithography. An ink jet recording head characterized by being formed by a method.

【0029】かかる第10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。
According to the tenth aspect, a large amount of ink jet recording head having high density nozzle openings can be manufactured relatively easily.

【0030】本発明の第11の態様は、第1〜10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。
An eleventh aspect of the present invention is an ink jet recording apparatus including the ink jet recording head according to any one of the first to tenth aspects.

【0031】かかる第11の態様では、高品質及び多機
能印刷を可能とし且つ小型化を図っ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 eleventh aspect, it is possible to realize an ink jet type recording apparatus which is capable of high quality and multifunctional printing and is miniaturized.

【0032】[0032]

【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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below based on embodiments.

【0033】(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の平面図及び断面図である。
(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 plan view and a sectional view of FIG.

【0034】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。この流路形成基板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。
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. One surface of the flow path forming substrate 10 is an opening surface, and an elastic film 50 having a thickness of 1 to 2 μm made of silicon dioxide formed in advance by thermal oxidation is formed on the other surface.

【0035】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2列並設され、その長手方向外側には、後述するリ
ザーバ形成基板30のリザーバ部31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, the opening surface of the flow path forming substrate 10 is anisotropically etched to form a silicon single crystal substrate.
Two pressure generation chambers 12 partitioned by a plurality of partition walls 11 are arranged side by side in the width direction, and the pressure generation chambers 12 are connected to a reservoir portion 31 of a reservoir forming substrate 30 described later in common in each pressure generation chamber 12 on the outer side in the longitudinal direction. A communication portion 13 that forms a part of the reservoir 100 that serves as the ink chamber of each of the pressure generating chambers 12 is formed.
And one end portion in the longitudinal direction of each of them are communicated with each other via the ink supply paths 14.

【0036】ここで、異方性エッチングは、シリコン単
結晶基板のエッチングレートの違いを利用して行われ
る。例えば、本実施形態では、シリコン単結晶基板をK
OH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(11
0)面と約35度の角度をなす第2の(111)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1/180である
という性質を利用して行われる。かかる異方性エッチン
グにより、二つの第1の(111)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, the anisotropic etching is performed by utilizing the difference in etching rate of the silicon single crystal substrate. For example, in this embodiment, the silicon single crystal substrate is set to K.
When it is dipped in an alkaline solution such as OH, it is gradually eroded and the first (111) plane perpendicular to the (110) plane and the first (111) plane
Forms an angle of about 70 degrees with the (111) plane of
A second (111) plane that makes an angle of about 35 degrees with the (0) plane appears, and the etching rate of the (111) plane is about 1/180 of the etching rate of the (110) plane. Is done using. By such anisotropic etching, it is possible to perform precision machining based on the depth machining of the parallelogram shape formed by the two first (111) planes and the two diagonal second (111) planes. The pressure generating chambers 12 can be arranged in high density.

【0037】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 in the flow path forming substrate 1
It is formed by etching through almost 0 to reach the elastic film 50. Here, the elastic film 50 is
The amount of the alkaline solution that etches the silicon single crystal substrate is extremely small. Further, each ink supply passage 14 communicating with one end of each pressure generation chamber 12 is formed shallower than the pressure generation chamber 12, and keeps the flow resistance of the ink flowing into the pressure generation chamber 12 constant. That is, the ink supply path 14 is formed by etching the silicon single crystal substrate halfway in the thickness direction (half etching). The half etching is performed by adjusting the etching time.

【0038】このような流路形成基板10の厚さは、圧
力発生室12を配列密度に合わせて最適な厚さを選択す
ればよく、例えば、180dpi程度の配列密度であれ
ば、流路形成基板10の厚さは、220μm程度であれ
ばよいが、圧力発生室12を200dpi以上と比較的
高密度に配列する場合には、流路形成基板10の厚さを
100μm以下と比較的薄くするのが好ましい。これ
は、隣接する圧力発生室12間の隔壁11の剛性を保ち
つつ、配列密度を高くできるからである。
As for the thickness of the flow path forming substrate 10, an optimum thickness may be selected in accordance with the array density of the pressure generating chambers 12. For example, if the array density is about 180 dpi, the flow path forming substrate 10 is formed. The thickness of the substrate 10 may be about 220 μm, but when the pressure generating chambers 12 are arranged at a relatively high density of 200 dpi or more, the thickness of the flow path forming substrate 10 is made relatively thin as 100 μm or less. Is preferred. This is because the array density can be increased while maintaining the rigidity of the partition walls 11 between the adjacent pressure generating chambers 12.

【0039】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21が穿設されたノズルプレート20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20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20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20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
20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 surface side of the flow path forming substrate 10,
A nozzle plate 20 having a nozzle opening 21 that communicates with the pressure generating chamber 12 on the side opposite to the ink supply path 14 is fixed via an adhesive or a heat-welding film. The nozzle plate 20 has a thickness of, for example, 0.1 to 1
mm, a coefficient of linear expansion of 300 ° C. or less, for example, 2.5 to
It is made of glass ceramics of 4.5 [× 10 −6 / ° C.] or rust-free steel. The nozzle plate 20 entirely covers one surface of the flow path forming substrate 10 with one surface, and also serves as a reinforcing plate that protects the silicon single crystal substrate from impact and external force. Further, the nozzle plate 20 is used as the flow path forming substrate 10.
It may be made of a material having substantially the same thermal expansion coefficient. In this case, since the flow path forming substrate 10 and the nozzle plate 20 have substantially the same deformation due to heat, they can be easily joined using a thermosetting adhesive or the like.

【0040】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21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21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 that applies the ink drop ejection pressure to the ink and the size of the nozzle opening 21 that ejects the ink drop depend on the amount of the ejected ink drop, the ejection speed, and the ejection frequency. Optimized. For example,
When recording 360 ink drops per inch, it is necessary to accurately form the nozzle openings 21 with a diameter of several tens of μm.

【0041】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12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。
On the other hand, a thickness of, for example, about 0.2 μm is formed on the elastic film 50 on the side opposite to the opening surface of the flow path forming substrate 10.
The lower electrode film 60, the piezoelectric layer 70 having a thickness of, for example, about 1 μm, and the upper electrode film 80 having a thickness of, for example, about 0.1 μm are laminated in a process described below to form the piezoelectric element 30.
Configures 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. Generally, 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 pressure generating chamber 12. Further, here, a portion which is composed of one of the patterned electrodes and the piezoelectric layer 70 and in which 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 the common electrode of the piezoelectric element 300, and the upper electrode film 80 is the individual electrode of the piezoelectric element 300.
There is no problem in reversing this due to the driving circuit and wiring.
In any case, the piezoelectric active portion is formed for each pressure generating chamber 12. Further, here, the piezoelectric element 300 and the vibration plate that is displaced by the driving of the piezoelectric element 300 are collectively referred to as a piezoelectric actuator.

【0042】また、このような各圧電素子300には、
例えば、金(Au)等からなるリード電極90がそれぞ
れ接続されている。このリード電極90は、各圧電素子
300の長手方向端部近傍から引き出され、圧力発生室
12の列間に対応する領域の弾性膜50上までそれぞれ
延設されている。
Further, each of the piezoelectric elements 300 as described above includes
For example, lead electrodes 90 made of gold (Au) or the like are respectively connected. The lead electrodes 90 are drawn out from the vicinity of the ends in the longitudinal direction of each piezoelectric element 300, and are respectively extended to the regions corresponding to the spaces between the rows of the pressure generating chambers 12 on the elastic film 50.

【0043】このような圧電素子300が形成された流
路形成基板10上には、リザーバ100の少なくとも一
部を構成するリザーバ部31を有するリザーバ形成基板
30が接合されている。このリザーバ部31は、本実施
形態では、リザーバ形成基板30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。
A reservoir forming substrate 30 having a reservoir portion 31 forming at least a part of the reservoir 100 is bonded on the flow passage forming substrate 10 on which the piezoelectric element 300 is formed. In the present embodiment, the reservoir portion 31 is formed to penetrate the reservoir forming substrate 30 in the thickness direction and extend in the width direction of the pressure generating chamber 12, and as described above, the communicating portion of the flow passage forming substrate 10. A reservoir 100 that communicates with the pressure generating chamber 12 and serves as a common ink chamber for the pressure generating chambers 12.
Are configured.

【0044】また、リザーバ形成基板30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32が圧力発生室12に対応してそ
れぞれ設けられ、各圧電素子保持部32内に圧電素子3
00が密封されている。
Further, the piezoelectric element 3 of the reservoir forming substrate 30
In a region facing 00, a piezoelectric element holding portion 32 is provided corresponding to the pressure generating chamber 12 and capable of sealing the space in a state in which a space that does not hinder the movement of the piezoelectric element 300 is secured. The piezoelectric element 3 is provided in the piezoelectric element holding portion 32.
00 is sealed.

【0045】このようなリザーバ形成基板30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。
For such a reservoir forming substrate 30, it is preferable to use a material having substantially the same coefficient of thermal expansion as that of the passage forming substrate 10, such as glass or a ceramic material. In this embodiment, the passage forming substrate 10 is used. It was formed using a silicon single crystal substrate of the same material as.

【0046】また、リザーバ形成基板30の略中央部、
すなわち、圧力発生室12の列間に対向する領域には、
リザーバ形成基板30を厚さ方向に貫通する貫通孔33
が設けられている。そして、各圧電素子300から引き
出されるリード電極90は、この貫通孔33に対応する
領域まで延設されており、その端部近傍がこの貫通孔3
3内に露出されている。
In addition, the substantially central portion of the reservoir forming substrate 30,
That is, in the region facing between the rows of the pressure generating chambers 12,
Through-hole 33 penetrating the reservoir forming substrate 30 in the thickness direction
Is provided. The lead electrode 90 drawn from each piezoelectric element 300 extends to the region corresponding to the through hole 33, and the vicinity of the end portion thereof is the through hole 3.
It is exposed in 3.

【0047】また、リザーバ形成基板30の貫通孔33
の両側、すなわち、圧力発生室12の各列に対応する領
域のそれぞれには、圧電素子300を駆動するための2
つの駆動IC(第1の駆動IC111、第2の駆動IC
112)が積層されて固定されている。そして、この第
1の駆動IC111と第2の駆動IC112とは、例え
ば、ボンディングワイヤ等の導電性ワイヤからなる接続
配線121によって電気的に接続されている。
Further, the through hole 33 of the reservoir forming substrate 30.
2 for driving the piezoelectric elements 300 on both sides of each of the pressure generating chambers 12, that is, on each of the regions corresponding to each row of the pressure generating chambers 12.
Two drive ICs (first drive IC 111, second drive IC
112) are laminated and fixed. Then, the first drive IC 111 and the second drive IC 112 are electrically connected by a connection wiring 121 made of a conductive wire such as a bonding wire.

【0048】すなわち、積層された第1の駆動IC11
1と第2の駆動IC112とは、実質的に一つの駆動I
Cを構成しており、例えば、本実施形態では、第1の駆
動IC111が、演算や命令等を行うロジック部を構成
し、第2の駆動IC112が、電圧を印加する圧電素子
300の切り替え等を行うアナログスイッチ部を構成し
ている。
That is, the first drive ICs 11 that are stacked
The first and second drive ICs 112 are substantially one drive I
C, for example, in the present embodiment, the first drive IC 111 constitutes a logic section for performing calculations and commands, and the second drive IC 112 switches the piezoelectric element 300 to which a voltage is applied. It constitutes an analog switch section for performing.

【0049】そして、第1の駆動IC111と圧電素子
300から延設されたリード電極90とが、貫通孔33
を介して延設された、例えば、ボンディングワイヤ等の
導電性ワイヤからなる接続配線122によってそれぞれ
電気的に接続されている(図2(b)参照)。
The first drive IC 111 and the lead electrode 90 extending from the piezoelectric element 300 are connected to the through hole 33.
They are electrically connected to each other by connection wirings 122, which are made of conductive wires such as bonding wires, which are extended through the wirings (see FIG. 2B).

【0050】なお、本実施形態では、第1の駆動IC1
11とリード電極90とを接続配線122によって電気
的に接続するようにしたが、例えば、図3に示すよう
に、勿論、第2の駆動IC112とリード電極90とを
接続配線122によって電気的に接続するようにしても
よい。
In this embodiment, the first drive IC 1
11 and the lead electrode 90 are electrically connected by the connection wiring 122. However, for example, as shown in FIG. 3, of course, the second drive IC 112 and the lead electrode 90 are electrically connected by the connection wiring 122. You may make it connect.

【0051】このように、本実施形態では、リザーバ形
成基板30上に積層して固定した2つの駆動IC(第1
の駆動IC111及び第2の駆動IC112)によって
圧電素子300を駆動するようにしたので、駆動ICの
固定面積を小さく抑えてヘッドを小型化することができ
る。
As described above, in this embodiment, the two drive ICs (the first drive IC) laminated and fixed on the reservoir forming substrate 30 are used.
Since the piezoelectric element 300 is driven by the driving IC 111 and the second driving IC 112), the fixed area of the driving IC can be suppressed small and the head can be miniaturized.

【0052】特に、駆動ICに複雑な処理をさせる場合
には、上述したように2つの駆動IC111,112に
よって圧電素子300を駆動するようにすれば、駆動I
Cの固定面積を著しく小さく抑えることができる。
In particular, when the drive IC is to perform complicated processing, the drive I can be obtained by driving the piezoelectric element 300 by the two drive ICs 111 and 112 as described above.
The fixed area of C can be significantly reduced.

【0053】また、本実施形態では、リザーバ形成基板
30の圧力発生室12の列間に対向する領域に設けた貫
通孔33に接続配線122を延設して、リード配線90
と第1の駆動IC111とを電気的に接続するようにし
たので、リザーバ形成基板30の面積を小さくすること
ができるため、ヘッドをさらに小型化することができ
る。
Further, in the present embodiment, the connection wiring 122 is extended to the through hole 33 provided in the region facing between the columns of the pressure generating chambers 12 of the reservoir forming substrate 30, and the lead wiring 90 is formed.
Since the first drive IC 111 and the first drive IC 111 are electrically connected to each other, the area of the reservoir forming substrate 30 can be reduced and the head can be further downsized.

【0054】なお、このようなリザーバ形成基板30上
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6
μmのポリフェニレンサルファイド(PPS)フィル
ム)からなり、この封止膜41によってリザーバ部31
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(SUS)等)で形成される。この固定板42のリザ
ーバ100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34となってい
る。
A compliance substrate 40 including a sealing film 41 and a fixing plate 42 is bonded onto the reservoir forming substrate 30. Here, the sealing film 41
Is a material having low rigidity and flexibility (for example, a thickness of 6
and a reservoir portion 31 made of a sealing film 41.
One side is sealed. The fixing plate 42 is formed of a hard material such as metal (for example, stainless steel (SUS) having a thickness of 30 μm). Since the region of the fixing plate 42 facing the reservoir 100 is the opening 43 that is completely removed in the thickness direction, one surface of the reservoir 100 is sealed with only the flexible sealing film 41. The flexible portion 34 is deformable by the change of the internal pressure.

【0055】このような本実施形態のインクジェット式
記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段からイ
ンクを取り込み、リザーバ100からノズル開口21に
至るまで内部をインクで満たした後、第1の駆動IC1
11及び第2の駆動IC112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21
からインク滴が吐出する。
In the ink jet recording head of the present embodiment as described above, the ink is taken in from the external ink supply means (not shown), the inside of the reservoir 100 to the nozzle opening 21 is filled with the ink, and then the first driving IC 1
11 and the recording signal from the second driving IC 112,
Each voltage is generated by applying a voltage between the lower electrode film 60 and the upper electrode film 80 corresponding to the pressure generating chamber 12 to bend and deform the elastic film 50, the lower electrode film 60, and the piezoelectric layer 70. The pressure in the chamber 12 increases and the nozzle opening 21
Ink drops are ejected from.

【0056】(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。
(Second Embodiment) FIG. 4 is a sectional view of an ink jet recording head according to a second embodiment.

【0057】本実施形態は、第1の駆動IC111と第
2の駆動IC112とを他の接続方法で電気的に接続し
た例である。すなわち、図4に示すように、第1の駆動
IC111と第2の駆動IC112とは、それぞれの能
動面が相対向するように配置され、これら第1の駆動I
C111と第2の駆動IC112との間に設けられた、
例えば、半田等からなる接続用バンプ130によって電
気的に接続するようにした以外、実施形態1と同様であ
る。
The present embodiment is an example in which the first drive IC 111 and the second drive IC 112 are electrically connected by another connection method. That is, as shown in FIG. 4, the first drive IC 111 and the second drive IC 112 are arranged such that their respective active surfaces face each other, and the first drive IC 111
Provided between the C111 and the second drive IC 112,
For example, it is the same as the first embodiment except that the connection bumps 130 made of solder or the like are used for the electrical connection.

【0058】このような構成では、第1の駆動IC11
1上に、第2の駆動IC112に接続される接続配線を
固定するスペースを確保する必要がないため、ヘッドを
小型化できると共に第2の駆動IC112を大きくし、
より複雑な処理を行わせることができる。
In such a configuration, the first drive IC 11
Since it is not necessary to secure a space for fixing the connection wiring connected to the second drive IC 112 on the head 1, the head can be downsized and the second drive IC 112 can be made large.
More complicated processing can be performed.

【0059】(実施形態3)図5は、実施形態3に係る
インクジェット式記録ヘッドの断面図である。
(Third Embodiment) FIG. 5 is a sectional view of an ink jet recording head according to a third embodiment.

【0060】本実施形態は、圧電素子300と第1の駆
動IC111との配線構造の他の例であり、図5に示す
ように、リザーバ形成基板30には、各インク供給路1
4に対向する領域にそれぞれ貫通孔33Aが設けられて
おり、各圧電素子300から引き出されるリード電極9
0は、圧力発生室12のリザーバ100側の端部からこ
れら各貫通孔33A内まで延設されている。そして、こ
れら各貫通孔33A内に延設された接続配線122Aに
よって第1の駆動IC111と電気的に接続されている
以外は、実施形態1と同様である。
The present embodiment is another example of the wiring structure between the piezoelectric element 300 and the first drive IC 111. As shown in FIG.
The through holes 33 </ b> A are provided in the regions facing the lead electrodes 9 and the lead electrodes 9 are led out from the respective piezoelectric elements 300.
0 extends from the end of the pressure generating chamber 12 on the reservoir 100 side into each of the through holes 33A. The second embodiment is the same as the first embodiment except that it is electrically connected to the first drive IC 111 by the connection wiring 122A extending in each of the through holes 33A.

【0061】このような構成としても、勿論、駆動IC
の固定面積を小さく抑えることができるため、ヘッドを
小型化することができる。
With such a structure, of course, the driving IC
Since the fixed area of the head can be kept small, the head can be downsized.

【0062】なお、本実施形態では、二組の駆動IC
(第1の駆動IC111及び第2の駆動IC112)に
よって各圧力発生室12の列毎の圧電素子300を駆動
するようにしているが、勿論、これに限定されず、図6
に示すように、一組の駆動IC(第1の駆動IC111
及び第2の駆動IC112)によって全ての圧電素子3
00を駆動するようにしてもよい。
In this embodiment, two sets of drive ICs are used.
The (first drive IC 111 and the second drive IC 112) drives the piezoelectric elements 300 in each column of the pressure generating chambers 12, but of course, the invention is not limited to this, and FIG.
, A set of drive ICs (first drive IC 111
And all the piezoelectric elements 3 by the second drive IC 112).
00 may be driven.

【0063】(他の実施形態)以上、本発明の各実施形
態を説明したが、本発明は、上述したものに限定される
ものではない。
(Other Embodiments) Although the respective embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above.

【0064】例えば、上述の実施形態は、第1の駆動I
C111上に1つの第2の駆動IC112を固定するよ
うにしたが、これに限定されず、例えば、図7(a)に
示すように、複数の第2の駆動IC112が第1の駆動
IC111上に固定されていてもよい。また、上述の実
施形態では、2つの駆動IC(第1の駆動IC111及
び第2の駆動IC112)を積層するようにしたが、例
えば、図7(b)に示すように、第2の駆動IC112
上に第3の駆動IC113をさらに積層して接続配線1
23で第2の駆動IC112と電気的に接続するように
してもよい。
For example, in the above embodiment, the first drive I
Although one second driving IC 112 is fixed on the C111, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 7A, a plurality of second driving ICs 112 are arranged on the first driving IC 111. It may be fixed to. Further, in the above-described embodiment, the two drive ICs (the first drive IC 111 and the second drive IC 112) are stacked, but for example, as shown in FIG. 7B, the second drive IC 112 is stacked.
A third drive IC 113 is further laminated on the connection wiring 1
Alternatively, it may be electrically connected to the second drive IC 112 at 23.

【0065】また、上述した実施形態では、積層した2
つの駆動IC(第1の駆動IC111及び第2の駆動I
C112)を電気的に接続し、これら第1の駆動IC1
11及び第2の駆動IC112で圧電素子300を駆動
するようにしたが、勿論、積層した2つの駆動ICを電
気的に接続することなく、個々の駆動ICがそれぞれ異
なる圧電素子300を駆動するようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the two laminated layers are used.
Two driving ICs (first driving IC 111 and second driving IC
C112) is electrically connected to these first drive IC1
11 and the second driving IC 112 are used to drive the piezoelectric element 300. However, it is needless to say that each driving IC drives a different piezoelectric element 300 without electrically connecting the two stacked driving ICs. You may

【0066】また、例えば、上述の実施形態では、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。
Further, for example, in the above-described embodiment, the thin film type ink jet recording head manufactured by applying the film formation and the lithographic process is taken as an example. However, the present invention is not limited to this and, for example, The present invention can also be applied to a thick film type ink jet recording head formed by a method such as attaching a green sheet.

【0067】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8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。
Further, 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. Figure 8
It is a schematic diagram showing an example of the ink jet type recording device.

【0068】図8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. 8, recording head units 1A and 1B having an ink jet recording head are detachably provided with cartridges 2A and 2B constituting an ink supply means.
The carriage 3 on which B is mounted is provided on a carriage shaft 5 attached to the apparatus body 4 so as to be movable in the axial direction. The recording head units 1A and 1B are, for example,
The black ink composition and the color ink composition are respectively discharged.

【0069】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上を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 (not shown) and the timing belt 7, so that the carriage 3 having the recording head units 1A and 1B mounted thereon follows the carriage shaft 5. Be 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 feed roller (not shown), is conveyed on the platen 8. It is like this.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェット式記録ヘッドでは、接合基板上に2つの駆動IC
を積層して固定するようにしたので、駆動ICの固定面
積を小さく抑えることができ、ヘッドを小型化すること
ができる。
As described above, in the ink jet recording head of the present invention, two drive ICs are provided on the bonding substrate.
Since they are stacked and fixed, the fixing area of the drive IC can be suppressed to a small size, and the head can be downsized.

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

【図1】本発明の実施形態1に係るインクジェット式記
録ヘッドの斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of an ink jet recording head according to a first embodiment of the 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。
2A and 2B are a plan view and a sectional view of the ink jet recording head according to the first embodiment of the 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 showing a modified example of the ink jet recording head according to the first embodiment of the invention.

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

【図5】本発明の実施形態3に係るインクジェット式記
録ヘッドの断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of an ink jet recording head according to a third embodiment of the invention.

【図6】本発明の実施形態3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. 6 is a cross-sectional view showing a modified example of the ink jet recording head according to the third embodiment of the invention.

【図7】本発明の他の実施形態に係るインクジェット式
記録ヘッドの断面図である。
FIG. 7 is a sectional view of an ink jet recording head according to another embodiment of the present invention.

【図8】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. 8 is a schematic diagram of an inkjet 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 11 隔壁 12 圧力発生室 13 連通部 14 インク供給路 20 ノズルプレート 21 ノズル開口 30 リザーバ形成基板 31 リザーバ部 32 圧電素子保持部 33,33A 貫通孔 50 弾性膜 60 下電極膜 70 圧電体層 80 上電極膜 90 リード電極 100 リザーバ 111 第1の駆動IC 112 第2の駆動IC 121,122,123 接続配線 300 圧電素子 10 Flow path forming substrate 11 partitions 12 Pressure generation chamber 13 Communication 14 Ink supply path 20 nozzle plate 21 nozzle opening 30 Reservoir forming substrate 31 Reservoir section 32 Piezoelectric element holder 33, 33A through hole 50 elastic membrane 60 Lower electrode film 70 Piezoelectric layer 80 Upper electrode film 90 Lead electrode 100 reservoir 111 First drive IC 112 Second drive IC 121, 122, 123 connection wiring 300 Piezoelectric element

Claims (11)

【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を具備
する流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動
板を介して設けられた下電極、圧電体層及び上電極から
な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側に接合される接合基
板を有し、該接合基板上に圧電素子を駆動するための少
なくとも2つの駆動ICが積層されて固定されているこ
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 having a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening, and a lower electrode, a piezoelectric layer and an upper electrode provided on one surface side of the flow path forming substrate via a vibrating plate. An ink jet recording head including a piezoelectric element having the following: a bonding substrate bonded to the piezoelectric element side of the flow path forming substrate, and at least two drive ICs for driving the piezoelectric element on the bonding substrate. An ink jet recording head, characterized in that a plurality of layers are fixed.
【請求項2】 請求項1において、前記積層された駆動
IC同士が電気的に接続され、少なくとも一方の駆動I
Cから前記流路形成基板上まで延設される導電性ワイヤ
によって前記駆動ICと前記圧電素子とが電気的に接続
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 drive IC according to claim 1, wherein the stacked drive ICs are electrically connected to each other, and at least one drive I
An inkjet recording head, wherein the drive IC and the piezoelectric element are electrically connected by a conductive wire extending from C to the flow path forming substrate.
【請求項3】 請求項2において、前記積層された駆動
ICが両者の間に設けられた接続用バンプを介して電気
的に接続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 ink jet recording head according to claim 2, wherein the stacked drive ICs are electrically connected via connection bumps provided between the drive ICs.
【請求項4】 請求項2において、積層された駆動IC
同士がその導電性ワイヤで電気的に接続されていること
を特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
4. The drive IC stacked according to claim 2.
An ink jet recording head, characterized in that the conductive wires are electrically connected to each other.
【請求項5】 請求項2〜4の何れかにおいて、各圧電
素子のそれぞれから引き出される引き出し配線が前記流
路形成基板上に延設され、前記引き出し配線と前記導電
ワイヤとが電気的に接続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 lead wire drawn out from each of the piezoelectric elements is extended on the flow path forming substrate according to claim 2, and the lead wire and the conductive wire are electrically connected. An ink jet recording head characterized by being provided.
【請求項6】 請求項5において、前記流路形成基板が
前記圧力発生室の列を少なくとも2列具備し、前記接合
基板の前記圧力発生室の列間に対応する部分に当該接合
基板を厚さ方向に貫通する貫通孔が設けられ、前記引き
出し配線が前記貫通孔に対応する部分まで延設されてい
ることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
6. The flow path forming substrate according to claim 5, wherein the flow path forming substrate includes at least two rows of pressure generating chambers, and the bonding substrate is thickened at a portion corresponding to the row of the pressure generating chambers of the bonding substrate. An ink jet recording head, wherein a through hole penetrating in the depth direction is provided, and the lead wiring extends to a portion corresponding to the through hole.
【請求項7】 請求項6において、前記積層された駆動
ICが前記接合基板の前記貫通孔の両側にそれぞれ固定
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 stacked drive ICs are fixed to both sides of the through hole of the bonding substrate.
【請求項8】 請求項1〜7の何れかにおいて、前記接
合基板が、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こ
とを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
8. The bonding substrate according to claim 1, further comprising a piezoelectric element holding portion that seals the space in a state where the space is secured in a region facing the piezoelectric element. Inkjet recording head.
【請求項9】 請求項1〜8の何れかにおいて、前記接
合基板が各圧力発生室の共通インク室の少なくとも一部
を構成するリザーバ部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。
9. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the joint substrate has a reservoir portion that constitutes at least a part of a common ink chamber of each pressure generating chamber.
【請求項10】 請求項1〜9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成膜及びリソグラ
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。
10. The pressure generating chamber according to claim 1, wherein the pressure generating chamber is formed in a silicon single crystal substrate by anisotropic etching, and each layer of the piezoelectric element is formed by film formation and a lithography method. An ink jet recording head characterized by being present.
【請求項11】 請求項1〜10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。
11. An ink jet recording apparatus comprising the ink jet recording head according to claim 1.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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