JP2003251801A - Inkjet recording head, its manufacturing method and inkjet recorder - Google Patents

Inkjet recording head, its manufacturing method and inkjet recorder

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JP2003251801A
JP2003251801A JP2002057144A JP2002057144A JP2003251801A JP 2003251801 A JP2003251801 A JP 2003251801A JP 2002057144 A JP2002057144 A JP 2002057144A JP 2002057144 A JP2002057144 A JP 2002057144A JP 2003251801 A JP2003251801 A JP 2003251801A
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JP
Japan
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piezoelectric element
recording head
ink jet
jet recording
communication hole
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002057144A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Kamei
宏行 亀井
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inkjet recording head which can prevent failure of piezoelectric element due to the external environment such as moisture, and provide a manufacturing method therefor and an inkjet recorder. <P>SOLUTION: In the inkjet recording head which has a channel forming substrate 10 where pressure generation chambers 12 are to be formed to communicate with nozzle openings, and piezoelectric elements 300 set to one face of the channel forming substrate 10 for generating a pressure change inside the pressure generation chambers 12, there is provided a sealing substrate 30 which has a piezoelectric element holding part 31 joined to the piezoelectric elements 300 side of the channel forming substrate 10 for securing a space such that the motion of the piezoelectric elements 300 is not hindered, and at least one communication hole 32 for making the piezoelectric element holding part 31 communicate with the outside. A driving IC 110 for driving piezoelectric elements 300 is joined to a region including an opening of the communication hole 32 of the sealing substrate 30, and moreover, the communication hole 32 is sealed by this driving IC 110, whereby the piezoelectric element holding part 31 is kept surely in a sealing state. <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
録ヘッド及びその製造方法並びに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. The present invention relates to an inkjet recording head that ejects ink droplets by a method, a method for manufacturing the same, and an inkjet recording device.

【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】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、圧電素子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。
According to this, the work of attaching the piezoelectric element to the diaphragm becomes unnecessary, and not only the piezoelectric element can be built by a precise and simple method such as a lithography method, but also the thickness of the piezoelectric element can be reduced. It has the advantage that it can be made thin and can be driven at high speed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに圧電素子を圧電材料のスパッタリングにより構成し
た場合には、グリーンシートを焼成して構成されたもの
と略同一電圧で駆動すると、圧電素子が薄い分だけ高い
電界が印加され、大気中の湿気を吸収した場合には駆動
電極間のリーク電流が増加しやすく、ついには絶縁破壊
に至るという問題を抱えている。
However, in the case where the piezoelectric element is formed by sputtering the piezoelectric material as described above, the piezoelectric element is thin when it is driven at substantially the same voltage as that formed by firing the green sheet. When a high electric field is applied to absorb moisture in the atmosphere, the leak current between the drive electrodes is apt to increase, which eventually leads to dielectric breakdown.

【0008】本発明は、このような事情に鑑み、圧電素
子の湿気等の外部環境に起因する動作不良を防止したイ
ンクジェット式記録ヘッド及びその製造方法並びにイン
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, it is an object of the present invention to provide an ink jet recording head, a method of manufacturing the same, and an ink jet recording apparatus in which malfunctions caused by the external environment such as moisture of the piezoelectric element are prevented. To do.

【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、ノズル開口に連通する圧力発生室が
形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側
に設けられて前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせる
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て
当該圧電素子の運動を阻害しない程度の空間を確保する
圧電素子保持部と該圧電素子保持部と外部とを連通する
少なくとも一つの連通孔とを有する封止基板を具備し、
該封止基板の前記連通孔の開口部を含む領域に前記圧電
素子を駆動する駆動ICが接合されると共に該駆動IC
によって前記連通孔が封止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 for solving the above-mentioned problems, there is provided a flow path forming substrate in which a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening is formed, and one surface side of the flow path forming substrate. In an ink jet recording head provided with a piezoelectric element for generating a pressure change in the pressure generating chamber, the ink jet recording head is bonded to the piezoelectric element side of the flow path forming substrate and does not hinder the movement of the piezoelectric element. A sealing substrate having a piezoelectric element holding portion that secures a space and at least one communication hole that connects the piezoelectric element holding portion and the outside;
A drive IC for driving the piezoelectric element is bonded to a region including an opening of the communication hole of the sealing substrate, and the drive IC.
According to another aspect of the invention, there is provided an ink jet recording head, wherein the communication hole is sealed.

【0010】かかる第1の態様では、圧電素子を圧電素
子保持部内に比較的容易に密封することができ、外部環
境に起因する圧電素子の動作不良を防止したインクジェ
ット式記録ヘッドを実現できる。また、連通孔を封止基
板の駆動ICが接合される領域に形成すればよいため、
ヘッドを小型化することができる。
According to the first aspect, the piezoelectric element can be relatively easily sealed in the piezoelectric element holding portion, and the ink jet recording head can be realized in which the malfunction of the piezoelectric element due to the external environment is prevented. Further, since the communication hole may be formed in a region of the sealing substrate where the drive IC is joined,
The head can be downsized.

【0011】本発明の第2の態様は、第1の態様におい
て、前記駆動ICが前記封止基板に接着剤によって接合
され、且つこの接着剤が前記連通孔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 second aspect of the present invention, in the first aspect, the drive IC is bonded to the sealing substrate with an adhesive, and the adhesive is filled in the communication hole. And an inkjet recording head.

【0012】かかる第2の態様では、接着剤によって連
通孔が確実に封止されるため、圧電素子保持部内を容易
且つ確実に密封することができる。
In the second aspect, since the communication hole is reliably sealed by the adhesive, the inside of the piezoelectric element holding portion can be easily and surely sealed.

【0013】本発明の第3の態様は、第2の態様におい
て、前記圧電素子保持部が、大気圧よりも低い気圧で密
封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 the ink jet recording head according to the second aspect, characterized in that the piezoelectric element holding portion is sealed at an atmospheric pressure lower than atmospheric pressure.

【0014】かかる第3の態様では、連通孔を封止する
封止部材の一部が連通孔内に引き込まれるため、圧電素
子保持部をより確実に密封することができる。
In the third aspect, since a part of the sealing member that seals the communication hole is drawn into the communication hole, the piezoelectric element holding portion can be sealed more reliably.

【0015】本発明の第4の態様は、第3の態様におい
て、前記連通孔の一部が、前記封止基板の前記流路形成
基板との接合面に形成される溝部で構成されていること
を特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, a part of the communication hole is constituted by a groove portion formed on a joint surface of the sealing substrate with the flow path forming substrate. An inkjet recording head characterized by the above.

【0016】かかる第4の態様では、溝部の形状及び長
さを調整することにより、封止部材が連通孔内に引き込
まれる量が制御される。
In the fourth aspect, the amount of the sealing member drawn into the communication hole is controlled by adjusting the shape and length of the groove.

【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、前記圧電素子保持部に、乾燥流体が充
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。
A fifth aspect of the present invention is the ink jet recording head according to any one of the first to fourth aspects, characterized in that the piezoelectric element holding portion is filled with a dry fluid.

【0018】かかる第5の態様では、圧電素子が乾燥流
体雰囲気中に保持されるので、外部環境の変化に起因す
る動作不良がより確実に防止される。
In the fifth aspect, since the piezoelectric element is held in a dry fluid atmosphere, malfunctions due to changes in the external environment can be prevented more reliably.

【0019】本発明の第6の態様は、第5の態様におい
て、前記乾燥流体が、不活性ガス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。
A sixth aspect of the present invention is the ink jet recording head according to the fifth aspect, characterized in that the dry fluid is an inert gas.

【0020】かかる第6の態様では、圧電素子が不活性
ガス雰囲気中に保持され、外部環境変化の影響を受ける
ことがない。
In the sixth aspect, the piezoelectric element is held in an inert gas atmosphere and is not affected by changes in the external environment.

【0021】本発明の第7の態様は、第5の態様におい
て、前記乾燥流体が、酸化性ガスを含有することを特徴
とするインクジェット式記録ヘッドにある。
A seventh aspect of the present invention is the ink jet recording head according to the fifth aspect, characterized in that the dry fluid contains an oxidizing gas.

【0022】かかる第7の態様では、主に酸化物から形
成される圧電体層の劣化が防止される。
In the seventh aspect, deterioration of the piezoelectric layer mainly formed of oxide is prevented.

【0023】本発明の第8の態様は、第1〜7の何れか
の態様において、前記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。
According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh 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 and formed. The inkjet recording head is characterized by being formed by a lithography method.

【0024】かかる第8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 eighth aspect, an ink jet recording head having high density nozzle openings can be manufactured in a large amount and relatively easily.

【0025】本発明の第9の態様は、第1〜8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。
A ninth 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 eighth aspects.

【0026】かかる第9の態様では、ヘッドの信頼性を
向上したインクジェット式記録装置を実現できる。
According to the ninth aspect, it is possible to realize an ink jet recording apparatus with improved head reliability.

【0027】本発明の第10の態様は、ノズル開口に連
通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路
形成基板の一方面側に設けられて前記圧力発生室内に圧
力変化を生じさせる圧電素子とを具備するインクジェッ
ト式記録ヘッドの製造方法において、前記流路形成基板
の前記圧電素子側に当該圧電素子の運動を阻害しない程
度の空間を確保した圧電素子保持部と該圧電素子保持部
と外部とを連通する連通孔を有する接合基板を接合して
接合体を形成する第1の工程と、該接合体を所定の密封
空間に配置すると共にこの密封空間の湿度を低下させる
第2の工程と、前記接合体を構成する前記封止基板上の
前記連通孔の開口部を含む領域に前記圧電素子を駆動す
る駆動ICを接着すると共に該駆動ICによって前記連
通孔の開口部を封止する第3の工程とを有することを特
徴とするインクジェット式記録ヘッドの製造方法にあ
る。
A tenth aspect of the present invention is a flow path forming substrate in which a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening is formed, and a pressure change in the pressure generating chamber provided on one surface side of the flow path forming substrate. In a method of manufacturing an ink jet recording head including a piezoelectric element for generating a piezoelectric element, a piezoelectric element holding portion that secures a space on the piezoelectric element side of the flow path forming substrate that does not hinder the movement of the piezoelectric element, and the piezoelectric element. A first step of forming a bonded body by bonding a bonded substrate having a communication hole that communicates the element holding portion with the outside, and arranging the bonded body in a predetermined sealed space and reducing the humidity of this sealed space. In the second step, a drive IC for driving the piezoelectric element is adhered to a region including the opening of the communication hole on the sealing substrate forming the bonded body, and the opening of the communication hole is formed by the drive IC. Sealed In the manufacturing method of the ink jet recording head characterized in that it comprises a third step of.

【0028】かかる第10の態様では、駆動ICの接合
と同時に連通孔が封止されるため、圧電素子保持部が容
易且つ確実に封止されると共に、製造工程が簡略化され
る。
In the tenth aspect, since the communication hole is sealed at the same time as the driving IC is bonded, the piezoelectric element holding portion is easily and surely sealed, and the manufacturing process is simplified.

【0029】本発明の第11の態様は、第10の態様に
おいて、前記第2の工程では、前記密封空間内を真空状
態とすることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド
の製造方法にある。
An eleventh aspect of the present invention is the method of manufacturing an ink jet recording head according to the tenth aspect, characterized in that the sealed space is evacuated in the second step.

【0030】かかる第11の態様では、圧電素子保持部
内が低湿度に保持される。また、駆動ICを接着する際
に接着剤が連通孔内に引き込まれるため、連通孔がより
確実に封止される。
In the eleventh aspect, the inside of the piezoelectric element holding portion is held at low humidity. Moreover, since the adhesive is drawn into the communication hole when the drive IC is bonded, the communication hole is more reliably sealed.

【0031】本発明の第12の態様は、第10又は11
の態様において、前記第2の工程では、前記密封空間内
に乾燥流体を充填することを特徴とするインクジェット
式記録ヘッドの製造方法にある。
The twelfth aspect of the present invention is the tenth or eleventh aspect.
In the above aspect, in the second step, there is provided a method for manufacturing an ink jet recording head, characterized in that the sealed space is filled with a dry fluid.

【0032】かかる第12の態様では、圧電素子保持部
内に乾燥流体が充填されるため、圧電素子が乾燥流体雰
囲気中に保持され、外部環境に起因する圧電素子の動作
不良が防止される。
According to the twelfth aspect, since the piezoelectric element holding portion is filled with the dry fluid, the piezoelectric element is held in the dry fluid atmosphere, and malfunction of the piezoelectric element due to the external environment is prevented.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】以下、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.

【0034】(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の概略を示す分解
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 outline of 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.

【0035】図示するように、流路形成基板10は、本
実施形態では面方位(110)のシリコン単結晶基板か
らなり、その一方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 made of a silicon single crystal substrate having a plane orientation (110) in this embodiment, and one surface thereof is made of silicon dioxide previously formed by thermal oxidation. An elastic film 50 of 1 to 2 μm is formed.

【0036】この流路形成基板10には、シリコン単結
晶基板をその一方面側から異方性エッチングすることに
より、複数の隔壁11によって区画された圧力発生室1
2が幅方向に並設されている。また、その長手方向外側
には、後述する封止基板30のリザーバ部35と連通さ
れる連通部13が形成されている。また、この連通部1
3は、各圧力発生室12の長手方向一端部でそれぞれイ
ンク供給路14を介して連通されている。
In this flow path forming substrate 10, a pressure generating chamber 1 defined by a plurality of partition walls 11 is formed by anisotropically etching a silicon single crystal substrate from one side thereof.
2 are juxtaposed in the width direction. Further, a communication portion 13 that communicates with a reservoir portion 35 of the sealing substrate 30 described later is formed on the outer side in the longitudinal direction. Also, this communication part 1
3 is connected to one end of each pressure generating chamber 12 in the longitudinal direction via an ink supply passage 14.

【0037】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.

【0038】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.

【0039】なお、このような圧力発生室12等が形成
される流路形成基板10の厚さは、圧力発生室12を配
設する密度に合わせて最適な厚さを選択することが好ま
しい。例えば、1インチ当たり180個(180dp
i)程度に圧力発生室12を配置する場合には、流路形
成基板10の厚さは、180〜280μm程度、より望
ましくは、220μm程度とするのが好適である。ま
た、例えば、360dpi程度と比較的高密度に圧力発
生室12を配置する場合には、流路形成基板10の厚さ
は、100μm以下とするのが好ましい。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。
The thickness of the flow path forming substrate 10 in which the pressure generating chambers 12 and the like are formed is preferably selected in accordance with the density at which the pressure generating chambers 12 are arranged. For example, 180 per inch (180dp
When arranging the pressure generating chambers 12 to about i), the thickness of the flow path forming substrate 10 is preferably about 180 to 280 μm, and more preferably about 220 μm. Further, when the pressure generating chambers 12 are arranged at a relatively high density of, for example, about 360 dpi, the thickness of the flow path forming substrate 10 is preferably 100 μm or less. 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.

【0040】この流路形成基板10の開口面側には、各
圧力発生室12とインク供給路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。
A nozzle plate 20 having a nozzle opening 21 communicating with each pressure generating chamber 12 on the side opposite to the ink supply path 14 is provided on the opening side of the flow path forming substrate 10 with an adhesive or heat welding. It is fixed via a film or the like. 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.

【0041】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.

【0042】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。
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. 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.

【0043】また、圧電素子300の上電極膜80の長
手方向一端部近傍から流路形成基板10の端部近傍ま
で、例えば、金(Au)等からなるリード電極90が延
設されている。そして、このリード電極90は、その端
部近傍で後述する駆動ICと電気的に接続されている。
Further, a lead electrode 90 made of, for example, gold (Au) is extended from the vicinity of one end in the longitudinal direction of the upper electrode film 80 of the piezoelectric element 300 to the vicinity of the end of the flow path forming substrate 10. The lead electrode 90 is electrically connected to a drive IC, which will be described later, in the vicinity of the end of the lead electrode 90.

【0044】また、流路形成基板10の圧電素子300
側には、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
31を有する封止基板30が接着されている。
Further, the piezoelectric element 300 of the flow path forming substrate 10
On the side, a sealing substrate 30 having a piezoelectric element holding portion 31 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 is adhered.

【0045】封止基板30としては、例えば、ガラス、
セラミック材料等の流路形成基板10の熱膨張率と略同
一の材料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。
As the sealing substrate 30, for example, glass,
It is preferable to use a material having substantially the same coefficient of thermal expansion as the flow path forming substrate 10 such as a ceramic material. In the present embodiment, a silicon single crystal substrate made of the same material as the flow path forming substrate 10 is used.

【0046】この封止基板30には、圧電素子保持部3
1と外部とを連通する連通孔32が設けられ、本実施形
態では、この連通孔32の一部は、封止基板30の流路
形成基板10との接合面に設けられた溝部33で構成さ
れている。
On this sealing substrate 30, the piezoelectric element holding portion 3 is provided.
1 is provided with a communication hole 32 that communicates with the outside, and in the present embodiment, a part of the communication hole 32 is configured by a groove portion 33 provided on the joint surface of the sealing substrate 30 with the flow path forming substrate 10. Has been done.

【0047】また、封止基板30上には、圧電素子30
0を駆動するための駆動IC110が接着剤120によ
って固定されており、連通孔32の開口部は、この駆動
IC110によって封止されている。なお、この駆動I
C110は、封止基板30の圧電素子保持部31の外側
に設けられた貫通孔34を介して延設されたボンディン
グワイヤ等からなる駆動配線(図示なし)によって、各
リード電極90とそれぞれ電気的に接続される。
The piezoelectric element 30 is provided on the sealing substrate 30.
A drive IC 110 for driving 0 is fixed by an adhesive 120, and the opening of the communication hole 32 is sealed by the drive IC 110. This drive I
C110 is electrically connected to each lead electrode 90 by a drive wiring (not shown) formed of a bonding wire or the like extended through a through hole 34 provided outside the piezoelectric element holding portion 31 of the sealing substrate 30. Connected to.

【0048】また、このように駆動IC110で封止さ
れた連通孔32内には、詳しくは後述するが、駆動IC
110を封止基板30に接着するための接着剤120が
入り込んでおり、連通孔32はこの接着剤120によっ
て完全に密封されている。
In the communication hole 32 thus sealed by the drive IC 110, the drive IC will be described in detail later.
An adhesive 120 for adhering 110 to the sealing substrate 30 has entered, and the communication hole 32 is completely sealed by this adhesive 120.

【0049】また、圧電素子保持部31内には、例え
ば、不活性ガス等の乾燥流体が充填されており、且つ大
気よりも低い気圧で密封されている。これにより、圧電
素子300は圧電素子保持部31内の乾燥流体雰囲気中
に確実に密封されて外部環境と完全に遮断される。
The piezoelectric element holding portion 31 is filled with a dry fluid such as an inert gas, and is sealed at a pressure lower than atmospheric pressure. As a result, the piezoelectric element 300 is reliably sealed in the dry fluid atmosphere in the piezoelectric element holding portion 31 and completely shielded from the external environment.

【0050】乾燥流体としては、不活性ガスの他、還元
性ガスを用いることもできるが、逆に、酸化性ガスを含
有させることにより、圧電体層の劣化を防止する環境を
形成することができる。また、このような不活性ガスを
用いる場合には、その中の水の蒸気圧(分圧)をできる
だけ低くするのが望ましい。
As the dry fluid, a reducing gas can be used in addition to the inert gas, but conversely, by containing an oxidizing gas, an environment for preventing the deterioration of the piezoelectric layer can be formed. it can. Moreover, when using such an inert gas, it is desirable to make the vapor pressure (partial pressure) of the water in the inert gas as low as possible.

【0051】ここで、圧電素子保持部31内へ乾燥流体
を充填して連通孔32を密封する手順について説明す
る。
Now, the procedure for filling the piezoelectric element holding portion 31 with the dry fluid and sealing the communication hole 32 will be described.

【0052】まず、ヘッドを所定の乾燥流体130が充
填された密封空間内に配置しその空間を減圧する。この
際、圧電素子保持部31内も減圧され、図3(a)に示
すように、連通孔32を介して圧電素子保持部31内の
空気140が外部に排出される。次いで、密封空間内に
さらに乾燥流体130を導入することにより、図3
(b)に示すように、連通孔32を介して乾燥流体13
0が圧電素子保持部31内に流入して充填される。すな
わち、圧電素子保持部31内の空気140と乾燥流体1
30とが置換される。
First, the head is placed in a sealed space filled with a predetermined dry fluid 130 and the space is depressurized. At this time, the pressure inside the piezoelectric element holding portion 31 is also reduced, and as shown in FIG. 3A, the air 140 inside the piezoelectric element holding portion 31 is discharged to the outside through the communication hole 32. Then, by further introducing the drying fluid 130 into the sealed space, as shown in FIG.
As shown in (b), the drying fluid 13 is passed through the communication hole 32.
0 flows into the piezoelectric element holding portion 31 and is filled therein. That is, the air 140 in the piezoelectric element holding portion 31 and the dry fluid 1
30 is replaced.

【0053】次に、図4(a)に示すように、封止基板
30上に接着剤120を介して駆動IC110を接着す
る。次いで、密封空間内を常圧に戻すことにより、図4
(b)に示すように、接着剤(未硬化樹脂)120の一
部が連通孔32内に引き込まれる。なお、接着剤120
が引き込まれる量は、溝部33の形状及び長さを調整す
ることによって制御することができる。
Next, as shown in FIG. 4A, the drive IC 110 is bonded onto the sealing substrate 30 with the adhesive 120. Then, by returning the inside of the sealed space to normal pressure, as shown in FIG.
As shown in (b), a part of the adhesive (uncured resin) 120 is drawn into the communication hole 32. The adhesive 120
The amount of pulling in can be controlled by adjusting the shape and length of the groove 33.

【0054】その後、この接着剤120を硬化させるこ
とにより、駆動IC110が封止基板30上に固定され
ると共に連通孔32が完全に封止される。これにより、
圧電素子保持部31は、内部に乾燥流体が充填された状
態で確実に密封される。
Then, by curing the adhesive 120, the drive IC 110 is fixed on the sealing substrate 30 and the communication hole 32 is completely sealed. This allows
The piezoelectric element holding portion 31 is securely sealed while being filled with a dry fluid.

【0055】以上説明した本実施形態の構成では、圧電
素子保持部31と外部とを連通する連通孔32が、封止
基板30に接合される駆動IC110によって封止され
ているため、連通孔32を確実に封止することができ
る。すなわち、連通孔32の周縁部の比較的広い範囲が
駆動IC110によって封止されるため、連通孔32を
確実に封止することができる。したがって、圧電素子3
00、特に圧電体層70の外部環境に起因する破壊を確
実に防止することができる。
In the configuration of the present embodiment described above, the communication hole 32 that connects the piezoelectric element holding portion 31 and the outside is sealed by the drive IC 110 bonded to the sealing substrate 30, so the communication hole 32 is formed. Can be reliably sealed. That is, since the drive IC 110 seals a relatively wide range of the peripheral portion of the communication hole 32, the communication hole 32 can be reliably sealed. Therefore, the piezoelectric element 3
00, in particular, destruction of the piezoelectric layer 70 due to the external environment can be reliably prevented.

【0056】また、連通孔32の開口部が封止基板30
の駆動IC110が接合される領域に設けられていれば
よく、封止基板30の駆動IC110が接合される領域
以外に、連通孔32を形成する領域を確保する必要がな
いため、封止基板30を小型化することができ、ヘッド
の小型化を図ることができる。
In addition, the opening of the communication hole 32 is the sealing substrate 30.
It suffices that it is provided in a region to which the drive IC 110 of FIG. 2 is joined, and it is not necessary to secure a region for forming the communication hole 32 other than a region of the sealing substrate 30 to which the drive IC 110 is joined. Can be downsized, and the head can be downsized.

【0057】さらに、駆動IC110を封止基板30に
接合する工程と、連通孔32を封止する工程とを同時に
行うことができるため、製造工程が簡略化され、製造コ
ストを低減することができる。
Furthermore, since the step of bonding the drive IC 110 to the sealing substrate 30 and the step of sealing the communication hole 32 can be performed simultaneously, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced. .

【0058】なお、封止基板30の流路形成基板10の
連通部13に対応する領域には、複数の圧力発生室12
の共通のインク室であるリザーバ100の少なくとも一
部を構成するリザーバ部35が形成されている。このリ
ザーバ部35は、本実施形態では、封止基板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
れている。そして、リザーバ部35が、流路形成基板1
0の連通部13と弾性膜50に形成された貫通孔51を
介して連通されてリザーバ100を構成している。
A plurality of pressure generating chambers 12 are provided in a region of the sealing substrate 30 corresponding to the communicating portion 13 of the flow path forming substrate 10.
A reservoir portion 35 that forms at least a part of the reservoir 100 that is a common ink chamber is formed. In this embodiment, the reservoir portion 35 penetrates the sealing substrate 30 in the thickness direction and is formed in the width direction of the pressure generating chamber 12. Then, the reservoir portion 35 becomes the flow path forming substrate 1.
The reservoir 100 is formed by communicating with the communication portion 13 of 0 through the through hole 51 formed in the elastic film 50.

【0059】また、この封止基板30上には、封止膜4
1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35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4
3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のみで封止されている。
Further, the sealing film 4 is formed on the sealing substrate 30.
Compliance board 40 consisting of 1 and fixing plate 42
Are joined. 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 portion 35. It has been stopped. The fixing plate 42 is made of a hard material such as metal (for example, stainless steel (SUS) having a thickness of 30 μm).
Etc.). The area of the fixing plate 42 facing the reservoir 100 is the opening 4 completely removed in the thickness direction.
Therefore, the one surface of the reservoir 100 is sealed only by the flexible sealing film 41.

【0060】(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) Although the respective embodiments of the present invention have been described above, the basic structure of the ink jet recording head is not limited to the above.

【0061】例えば、上述の実施形態では、圧電素子保
持部31内に乾燥流体を充填するようにしたが、勿論、
乾燥流体を充填させずに空気が存在していてもよいが、
空気中の水分を減少させておくことが好ましい。
For example, in the above embodiment, the piezoelectric element holding portion 31 was filled with the dry fluid, but of course,
Air may be present without being filled with dry fluid,
It is preferable to reduce the water content in the air.

【0062】また、例えば、上述の実施形態では、圧電
素子保持部31と外部とを連通する連通孔32を一つ設
けるようにしたが、これに限定されず、勿論、複数個設
けるようにしてもよい。
Further, for example, in the above-described embodiment, one communication hole 32 that communicates the piezoelectric element holding portion 31 and the outside is provided, but the present invention is not limited to this, and, of course, a plurality of communication holes may be provided. Good.

【0063】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-mentioned embodiment, the thin film type ink jet recording head manufactured by applying the film formation and the lithographic process is taken as an example, but 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.

【0064】また、これら各実施形態のインクジェット
式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するイン
ク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成し
て、インクジェット式記録装置に搭載される。図5は、
そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図であ
る。
The ink jet recording head of each of these embodiments constitutes a part of a recording head unit having an ink flow path communicating with an ink cartridge or the like, and is mounted on an ink jet recording apparatus. Figure 5
It is a schematic diagram showing an example of the ink jet type recording device.

【0065】図5に示すように、インクジェット式記録
ヘッドを有する記録ヘッドユニット1A及び1Bは、イ
ンク供給手段を構成するカートリッジ2A及び2Bが着
脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット1A及び1
Bを搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けら
れたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられてい
る。この記録ヘッドユニット1A及び1Bは、例えば、
それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物
を吐出するものとしている。
As shown in FIG. 5, in the recording head units 1A and 1B having an ink jet recording head, the cartridges 2A and 2B constituting the ink supply means are detachably provided, and the recording head units 1A and 1B.
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.

【0066】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.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上説明したように本発明では、乾燥流
体が充填された圧電素子保持部内に圧電素子が封止され
るため、圧電素子、特に圧電体層の外部環境に起因する
破壊を防止することができる。また、圧電素子保持部に
連通する連通孔を未硬化樹脂を用いて封止するようにし
たので、比較的容易且つ確実に圧電素子保持部を封止す
ることができるという効果を奏する。
As described above, according to the present invention, since the piezoelectric element is sealed in the piezoelectric element holding portion filled with the dry fluid, the piezoelectric element, particularly the piezoelectric layer, is prevented from being damaged due to the external environment. can do. Further, since the communication hole communicating with the piezoelectric element holding portion is sealed with the uncured resin, the piezoelectric element holding portion can be relatively easily and reliably sealed.

【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
録ヘッドの概略を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an inkjet 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
録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the ink jet recording head according to the first embodiment of the invention.

【図4】本発明の実施形態1に係るインクジェット式記
録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the inkjet recording head according to the first embodiment of the invention.

【図5】本発明の一実施形態に係るインクジェット式記
録装置の概略図である。
FIG. 5 is a schematic diagram of an 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 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 封止基板 31 圧電素子保持部 32 連通孔 33 溝部 35 リザーバ部 40 コンプライアンス基板 50 弾性膜 60 下電極膜 70 圧電体層 80 上電極膜 300 圧電素子 110 駆動IC 120 接着剤 10 Flow path forming substrate 12 Pressure generation chamber 13 Communication 14 Ink supply path 20 nozzle plate 21 nozzle opening 30 sealing substrate 31 Piezoelectric element holder 32 communication holes 33 Groove 35 Reservoir section 40 compliance board 50 elastic membrane 60 Lower electrode film 70 Piezoelectric layer 80 Upper electrode film 300 Piezoelectric element 110 drive IC 120 adhesive

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ノズル開口に連通する圧力発生室が形成
される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に設
けられて前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧電
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て当該圧
電素子の運動を阻害しない程度の空間を確保する圧電素
子保持部と該圧電素子保持部と外部とを連通する少なく
とも一つの連通孔とを有する封止基板を具備し、該封止
基板の前記連通孔の開口部を含む領域に前記圧電素子を
駆動する駆動ICが接合されると共に該駆動ICによっ
て前記連通孔が封止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 passage forming substrate in which a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening is formed, and a piezoelectric element provided on one surface side of the flow passage forming substrate to generate a pressure change in the pressure generating chamber. In an ink jet recording head provided with, a piezoelectric element holding part that is joined to the piezoelectric element side of the flow path forming substrate to secure a space that does not hinder the movement of the piezoelectric element, the piezoelectric element holding part, and the outside. A sealing substrate having at least one communication hole communicating therewith, and a drive IC for driving the piezoelectric element is bonded to a region including an opening of the communication hole of the sealing substrate, and the drive IC causes An ink jet recording head having a communication hole sealed.
【請求項2】 請求項1において、前記駆動ICが前記
封止基板に接着剤によって接合され、且つこの接着剤が
前記連通孔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。
2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the drive IC is bonded to the sealing substrate with an adhesive, and the adhesive is filled in the communication hole.
【請求項3】 請求項2において、前記圧電素子保持部
が、大気圧よりも低い気圧で密封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 piezoelectric element holding portion is sealed at a pressure lower than atmospheric pressure.
【請求項4】 請求項3において、前記連通孔の一部
が、前記封止基板の前記流路形成基板との接合面に形成
される溝部で構成されていることを特徴とするインクジ
ェット式記録ヘッド。
4. The ink jet recording according to claim 3, wherein a part of the communication hole is formed by a groove formed on a joint surface of the sealing substrate with the flow path forming substrate. head.
【請求項5】 請求項1〜4の何れかにおいて、前記圧
電素子保持部に、乾燥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。
5. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the piezoelectric element holding portion is filled with a dry fluid.
【請求項6】 請求項5において、前記乾燥流体が、不
活性ガスであ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 dry fluid is an inert gas.
【請求項7】 請求項5において、前記乾燥流体が、酸
化性ガスを含有す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 5, wherein the dry fluid contains an oxidizing gas.
【請求項8】 請求項1〜7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。
8. 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9】請求項1〜8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。
9. An ink jet recording apparatus comprising the ink jet recording head according to claim 1.
【請求項10】 ノズル開口に連通する圧力発生室が形
成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に
設けられて前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧
電素子とを具備するインクジェット式記録ヘッドの製造
方法において、 前記流路形成基板の前記圧電素子側に当該圧電素子の運
動を阻害しない程度の空間を確保した圧電素子保持部と
該圧電素子保持部と外部とを連通する連通孔を有する接
合基板を接合して接合体を形成する第1の工程と、該接
合体を所定の密封空間に配置すると共にこの密封空間の
湿度を低下させる第2の工程と、前記接合体を構成する
前記封止基板上の前記連通孔の開口部を含む領域に前記
圧電素子を駆動する駆動ICを接着すると共に該駆動I
Cによって前記連通孔の開口部を封止する第3の工程と
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
の製造方法。
10. A flow path forming substrate in which a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening is formed, and a piezoelectric element provided on one surface side of the flow path forming substrate to generate a pressure change in the pressure generating chamber. In the method for manufacturing an ink jet recording head provided with, a piezoelectric element holding portion that secures a space on the piezoelectric element side of the flow path forming substrate that does not hinder the movement of the piezoelectric element, the piezoelectric element holding portion, and the outside. A first step of forming a joined body by joining joined substrates having communicating holes communicating with each other, a second step of arranging the joined body in a predetermined sealed space and lowering the humidity of the sealed space, A drive IC for driving the piezoelectric element is adhered to a region including an opening of the communication hole on the sealing substrate forming a bonded body, and the drive I
C. The third step of sealing the opening of the communication hole with C, the method for manufacturing an ink jet recording head.
【請求項11】 請求項10において、前記第2の工程
では、前記密封空間内を真空状態とすることを特徴とす
るインクジェット式記録ヘッドの製造方法。
11. The method of manufacturing an ink jet recording head according to claim 10, wherein in the second step, the sealed space is evacuated.
【請求項12】 請求項10又は11において、前記第
2の工程では、前記密封空間内に乾燥流体を充填するこ
とを特徴とするインクジェット式記録ヘッドの製造方
法。
12. The method for manufacturing an ink jet recording head according to claim 10, wherein the sealed space is filled with a dry fluid in the second step.
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