JP2005053144A - Liquid jet head and liquid jet device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid jet head wherein pressure generating chambers are arranged in high density and the head can be reduced in size, and a liquid jet device. <P>SOLUTION: Thin, long pressure generating chambers 12 are arranged to form opposing two rows of pressure generating chamber arrays in parallel to a direction of two rows of nozzle arrays. A piezoelectric element 300 is provided to each of the pressure generating chambers. A discrete electrode 80 forming the piezoelectric element is connected to a connection terminal section 91. The width of the connection terminal section 91 is smaller than that of the discrete electrode 80. The connection terminals provided to the respective pressure generating chambers belonging to one pressure generating chamber array are in parallel to the connection terminals provided to the respective pressure generating chambers belonging to the other pressure generating chamber array, and the parts of them are overlapped with each other in the direction of the nozzle array. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、液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液滴を吐出させる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に、液体としてインクを吐出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。   The present invention is a liquid in which a part of a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for discharging droplets is configured by a diaphragm, and a piezoelectric element is provided through the diaphragm, and droplets are discharged by displacement of the piezoelectric element. More particularly, the present invention relates to an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus that eject ink as a liquid.

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。   A part of the pressure generation chamber communicating with the nozzle opening for discharging ink droplets is constituted by a vibration plate, and the vibration plate is deformed by a piezoelectric element to pressurize the ink in the pressure generation chamber to discharge ink droplets from the nozzle opening. Two types of ink jet recording heads have been put into practical use: those using a longitudinal vibration mode piezoelectric actuator that extends and contracts in the axial direction of the piezoelectric element, and those using a flexural vibration mode piezoelectric actuator.

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 can change the volume of the pressure generation chamber by bringing the end face of the piezoelectric element into contact with the vibration plate, and it is possible to manufacture a head suitable for high-density printing, while the piezoelectric element is arranged in an array of nozzle openings. There is a problem that the manufacturing process is complicated because a difficult process of matching the pitch into a comb-like shape and an operation of positioning and fixing the cut piezoelectric element in the pressure generating chamber are necessary.

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, the latter can flexibly vibrate, although a piezoelectric element can be built on the diaphragm by a relatively simple process of sticking a green sheet of piezoelectric material according to the shape of the pressure generation chamber and firing it. There is a problem that a certain amount of area is required for the use of, and high-density arrangement is difficult.

一方、後者の記録ヘッドの不都合を解消すべく、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(例えば、特許文献1参照)。   On the other hand, in order to eliminate the disadvantages of the latter recording head, a uniform piezoelectric material layer is formed over the entire surface of the diaphragm by a film forming technique, and this piezoelectric material layer is shaped to correspond to the pressure generating chamber by lithography. There is proposed a structure in which a piezoelectric element is formed so as to be separated for each pressure generating chamber (see, for example, Patent Document 1).

このようなインクジェット式記録ヘッドとしては、ノズル開口に連通する圧力発生室の列を少なくとも2列備えた流路形成基板と、この流路形成基板の圧電素子側に接合され且つ圧電素子を駆動させる駆動回路が実装される接合基板とを有し、駆動回路と各圧電素子とが接合基板に設けられた貫通孔を介して電気的に接続されている構造が知られている(例えば、特許文献2参照)。   As such an ink jet recording head, a flow path forming substrate having at least two rows of pressure generating chambers communicating with nozzle openings, and a piezoelectric element bonded to the flow path forming substrate and driving the piezoelectric element. A structure is known in which a driving circuit is mounted on a bonding substrate, and the driving circuit and each piezoelectric element are electrically connected via a through-hole provided in the bonding substrate (for example, Patent Documents). 2).

詳細には、このようなインクジェット式記録ヘッドでは、図16に示すように、圧力発生室201の列に対応する領域には圧電素子202の列が2列設けられている。また、これら各圧電素子202は、圧力発生室201に対向する領域からリザーバ203側の周壁上までそれぞれ延設され、流路形成基板204とリザーバ形成基板(接合基板)205との間に挟持されている。さらに、リザーバ形成基板205のリザーバ203側、すなわち、圧力発生室201の周壁に対向する領域には、各圧力発生室201の列毎に貫通孔206が設けられている。そして、リザーバ形成基板205の略中央部、すなわち、圧電素子202の列間に対応する領域に実装された駆動回路207と各圧電素子202とは、駆動回路207の両側にそれぞれ設けられた貫通孔206を介してボンディングワイヤ208で電気的に接続されている。
特開平5−286131号公報(第3図、段落[0013]) 特開2000−296616号公報(第20図、段落[0161]〜[0163])
Specifically, in such an ink jet recording head, as shown in FIG. 16, two rows of piezoelectric elements 202 are provided in a region corresponding to the row of pressure generation chambers 201. Each piezoelectric element 202 extends from a region facing the pressure generation chamber 201 to the peripheral wall on the reservoir 203 side, and is sandwiched between a flow path forming substrate 204 and a reservoir forming substrate (bonding substrate) 205. ing. Furthermore, a through-hole 206 is provided for each row of the pressure generation chambers 201 on the reservoir 203 side of the reservoir forming substrate 205, that is, in a region facing the peripheral wall of the pressure generation chamber 201. The drive circuit 207 and each piezoelectric element 202 mounted in a substantially central portion of the reservoir forming substrate 205, that is, in a region corresponding to between the rows of the piezoelectric elements 202, are through holes provided on both sides of the drive circuit 207. They are electrically connected by a bonding wire 208 through 206.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-286131 (FIG. 3, paragraph [0013]) JP 2000-296616 A (FIG. 20, paragraphs [0161] to [0163])

しかしながら、従来のインクジェット式記録ヘッドでは、1つの駆動回路で2列の圧電素子を駆動させる構造であるため製造コストは比較的低く抑えられるが、駆動回路の両側にそれぞれ貫通孔を形成しているため、流路形成基板及び接合基板を比較的大きくする必要があり、ヘッドの小型化が困難であるという問題がある。   However, the conventional ink jet recording head has a structure in which two rows of piezoelectric elements are driven by one drive circuit, so that the manufacturing cost can be kept relatively low. However, through holes are formed on both sides of the drive circuit, respectively. Therefore, it is necessary to make the flow path forming substrate and the bonding substrate relatively large, and there is a problem that it is difficult to reduce the size of the head.

特に、圧力発生室を高密度に配列してヘッドを小型化しようとすると、複数の貫通孔を形成する領域を確保するのが難しいという問題がある。   In particular, if the pressure generating chambers are arranged at high density to reduce the size of the head, there is a problem that it is difficult to secure a region for forming a plurality of through holes.

なお、このような問題は、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドだけでなく、勿論、インク以外の液体を吐出する他の液体噴射ヘッドにおいても、同様に発生する。   Such a problem occurs not only in an ink jet recording head that ejects ink, but also in other liquid ejecting heads that eject liquid other than ink.

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且つ小型化を図ることのできる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを課題とする。   In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus in which pressure generating chambers are arranged at high density and the size can be reduced.

本発明は、ノズル列の各ノズル開口にそれぞれ連通すると共に、振動板によって封止された複数の圧力発生室を有する流路形成基板と、前記振動板上に設けられて、前記複数の圧力発生室の各々の内部に供給された液体の圧力をそれぞれ変動させて当該液体を対応するノズル開口から吐出するための複数の圧力変動手段と、を備えた液体噴射ヘッドであって、圧力発生室は、ノズル列の方向に平行な2列の互いに対向する圧力発生室列を形成しており、各圧力変動手段は、共通電極、圧電体層及び個別電極を有する圧電素子で構成され、各圧電素子の個別電極は、互いに対向する圧力発生室列に挟まれた中間領域の側に延設され、当該圧電素子の個別電極の幅よりも細く形成された接続端子部に幅方向の一側の一部のみで接続されており、一方の圧力発生室列に属する各圧力発生室に対応して設けられた各圧電素子の個別電極に接続された接続端子部と、他方の圧力発生室列に属する各圧力発生室に対応して設けられた各圧電素子の個別電極に接続された接続端子部とは、互いに平行であって、ノズル列の方向に重なり合う領域を有していることを特徴とする液体噴射ヘッドである。   The present invention provides a flow path forming substrate having a plurality of pressure generating chambers that communicate with each nozzle opening of a nozzle row and sealed by a diaphragm, and the plurality of pressure generators provided on the diaphragm. A liquid ejecting head comprising: a plurality of pressure changing means for changing the pressure of the liquid supplied to each of the chambers and discharging the liquid from the corresponding nozzle openings, , Two opposing pressure generation chamber rows parallel to the direction of the nozzle row are formed, and each pressure variation means is composed of a piezoelectric element having a common electrode, a piezoelectric layer, and an individual electrode. The individual electrodes are extended to the intermediate region sandwiched between the opposing pressure generation chamber rows, and are connected to one side in the width direction on the connection terminal portion formed narrower than the width of the individual electrodes of the piezoelectric element. Connected only by The connection terminal portion connected to the individual electrode of each piezoelectric element provided corresponding to each pressure generation chamber belonging to one pressure generation chamber row, and provided corresponding to each pressure generation chamber belonging to the other pressure generation chamber row The connection terminal portion connected to the individual electrode of each piezoelectric element is a liquid ejecting head characterized by having regions that are parallel to each other and overlap in the direction of the nozzle row.

各圧電素子の個別電極に導通する接続端子部には、圧電体層を駆動するための配線が半田付けされる。当該半田付け作業の便宜のため、接続端子部は所定の長さを有することが必要である。すなわち、一方の圧力発生室列に属する各圧力発生室に対応して設けられた各圧電素子の個別電極に接続された接続端子部も、他方の圧力発生室列に属する各圧力発生室に対応して設けられた各圧電素子の個別電極に接続された接続端子部も、それぞれ所定の長さが必要である。本発明では、これら接続端子部がノズル列の方向に重なり合う部分を有することにより、圧電素子の長手方向におけるヘッドの小型化を実現する。   Wiring for driving the piezoelectric layer is soldered to the connection terminal portion that is electrically connected to the individual electrode of each piezoelectric element. For the convenience of the soldering operation, the connection terminal portion needs to have a predetermined length. That is, the connection terminal portion connected to the individual electrode of each piezoelectric element provided corresponding to each pressure generation chamber belonging to one pressure generation chamber row also corresponds to each pressure generation chamber belonging to the other pressure generation chamber row The connection terminal portions connected to the individual electrodes of the piezoelectric elements provided in this way also need to have a predetermined length. In the present invention, the connection terminal portion has a portion overlapping in the direction of the nozzle row, thereby realizing a reduction in the size of the head in the longitudinal direction of the piezoelectric element.

好ましくは、前記接続端子部の幅は、前記個別電極の幅の1/2以下である。この場合、接続端子部の配列密度は、圧力発生室の配列密度の2倍以上となるが、これは現在の製造技術で十分に実現できる。具体的には、ノズル列の方向に重なり合う接続端子部の配列密度は、240dot/inch(dpi)以上とすることができる。   Preferably, the width of the connection terminal portion is ½ or less of the width of the individual electrode. In this case, the arrangement density of the connection terminals is twice or more the arrangement density of the pressure generating chambers, which can be sufficiently realized by the current manufacturing technology. Specifically, the arrangement density of the connection terminal portions overlapping in the nozzle row direction can be 240 dots / inch (dpi) or more.

ヘッドの小型化の効果を考慮すると、接続端子部のノズル列の方向に重なり合う部分の長さは、より長い方が良い。具体的には、接続端子部の全体の長さの1/2以上であることが好ましい。   Considering the effect of reducing the size of the head, the length of the overlapping portion of the connection terminal portion in the direction of the nozzle row is preferably longer. Specifically, it is preferable that it is 1/2 or more of the entire length of the connection terminal portion.

また、前記流路形成基板には、2列のノズル列及び2列の圧力発生室列の外側の位置に、位置決め用の基準穴が形成されていることが好ましい。特には、平面状のノズルプレート及び流路形成基板の縦方向の基準穴と横方向の基準穴とが、2列の圧力発生室列が形成する長方形または菱形の各辺の中点近傍の外側に、それぞれ設けられることが好ましい。基準穴の一つは円形であり、その他は長穴である。   Further, it is preferable that positioning reference holes are formed in the flow path forming substrate at positions outside the two nozzle rows and the two pressure generation chamber rows. In particular, the vertical reference holes and the horizontal reference holes of the planar nozzle plate and the flow path forming substrate are outside the vicinity of the midpoint of each side of the rectangle or rhombus formed by the two rows of pressure generation chambers. Are preferably provided respectively. One of the reference holes is circular and the other is a long hole.

また、本発明は、前記のいずれかの特徴を有する液体噴射ヘッドと、前記複数の圧力発生室の各々の内部に前記液体を供給する液体供給機構と、を備えたことを特徴とする液体噴射装置である。   The present invention also includes a liquid ejecting head having any one of the above characteristics, and a liquid supply mechanism that supplies the liquid to each of the plurality of pressure generating chambers. Device.

本発明によれば、液体噴射ヘッドの小型化により、小型化された液体噴射装置を実現することができる。   According to the present invention, a downsized liquid ejecting apparatus can be realized by downsizing the liquid ejecting head.

本発明によれば、接続端子部がノズル列の方向に重なり合う部分を有することにより、圧電素子の長手方向におけるヘッドの小型化を実現することができる。   According to the present invention, the connection terminal portion has a portion that overlaps in the direction of the nozzle row, so that the size of the head in the longitudinal direction of the piezoelectric element can be reduced.

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
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。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(振動板)が形成されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
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 cross-sectional view of FIG. As shown in the drawing, the flow path forming substrate 10 is composed of 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 (vibration plate) having a thickness of 1 to 2 μm made of silicon dioxide previously formed by thermal oxidation is formed on the other surface.

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, pressure generation chambers 12 partitioned by a plurality of partition walls 11 are arranged in parallel in the width direction on the opening surface of the flow path forming substrate 10 by anisotropic etching of the silicon single crystal substrate. On the outer side in the direction, there is formed a communication portion 13 that forms part of the reservoir 100 that communicates with a reservoir portion 31 of a reservoir forming substrate 30 to be described later and serves as a common ink chamber for each pressure generating chamber 12. 12 communicated with one end portion in the longitudinal direction via an ink supply path 14.

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KOH等のアルカリ溶液に浸漬すると、徐々に侵食されて(110)面に垂直な第1の(111)面と、この第1の(111)面と約70度の角度をなし且つ上記(110)面と約35度の角度をなす第2の(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, when a silicon single crystal substrate is immersed in an alkaline solution such as KOH, the first (111) plane perpendicular to the (110) plane is gradually eroded, and the first (111) plane. And a second (111) plane that forms an angle of about 70 degrees with the (110) plane and an angle of about 35 degrees appears, and the (111) plane is compared with the etching rate of the (110) plane. This is performed using the property that the etching rate is about 1/180. By this anisotropic etching, precision processing can be performed based on the parallelogram depth processing formed by two first (111) surfaces and two oblique second (111) surfaces. The pressure generating chambers 12 can be arranged with high density.

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10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 the present 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 generation chamber 12 is formed by etching until it substantially passes through the flow path forming substrate 10 and reaches the elastic film 50. Here, the amount of the elastic film 50 that is affected by the alkaline solution for etching the silicon single crystal substrate is extremely small. In addition, each ink supply path 14 communicating with one end of each pressure generation chamber 12 is formed shallower than the pressure generation chamber 12, and the flow path resistance of the ink flowing into the pressure generation chamber 12 is kept constant. That is, the ink supply path 14 is formed by etching the silicon single crystal substrate halfway in the thickness direction (half etching). Half etching is performed by adjusting the etching time.

このような流路形成基板10の厚さは、圧力発生室12の配列密度に合わせて最適な厚さを選択すればよい。圧力発生室12の配列密度は、例えば120〜150dpiである。   As the thickness of the flow path forming substrate 10, an optimum thickness may be selected in accordance with the arrangement density of the pressure generating chambers 12. The arrangement density of the pressure generating chambers 12 is, for example, 120 to 150 dpi.

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、0.01〜1mm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、シリコン単結晶基板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、流路形成基板10である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。尚、流路形成基板10に直接ノズル開口を設けても良い。 Further, a nozzle plate 20 having a nozzle opening 21 communicating with the side opposite to the ink supply path 14 of each pressure generating chamber 12 on the opening surface side of the flow path forming substrate 10 is an adhesive, a heat-welded film, or the like. It is fixed through. The nozzle plate 20 has a thickness of, for example, 0.01 to 1 mm, a linear expansion coefficient of 300 ° C. or less, for example, 2.5 to 4.5 [× 10 −6 / ° C.], glass ceramics, silicon It consists of a single crystal substrate or non-rust steel. The nozzle plate 20 entirely covers one surface of the flow path forming substrate 10 on one surface, and also serves as a reinforcing plate that protects the silicon single crystal substrate that is the flow path forming substrate 10 from impact and external force. Further, the nozzle plate 20 may be formed of a material having substantially the same thermal expansion coefficient as that of the flow path forming substrate 10. In this case, since the deformation by heat of the flow path forming substrate 10 and the nozzle plate 20 is substantially the same, it can be easily joined using a thermosetting adhesive or the like. The nozzle opening may be provided directly on the flow path forming substrate 10.

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 generation chamber 12 that applies ink droplet discharge pressure to the ink and the size of the nozzle opening 21 that discharges the ink droplet are optimized according to the amount of ink droplet to be discharged, the discharge speed, and the discharge frequency. The For example, when recording 360 ink droplets per inch, the nozzle opening 21 needs to be accurately formed with a diameter of several tens of μm.

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1.0μmの圧電体層70と、厚さが例えば、約0.05μmの上電極膜80とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子300を構成している。ここで、圧電素子300は、下電極膜60、圧電体層70、及び上電極膜80を含む部分をいう。一般的には、圧電素子300の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層70を各圧力発生室12毎にパターニングして構成する。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(弾性膜50)とを合わせて圧電アクチュエータと称する。   On the other hand, on the elastic film 50 opposite to the opening surface of the flow path forming substrate 10, a lower electrode film 60 having a thickness of, for example, about 0.2 μm and a piezoelectric film having a thickness of, for example, about 1.0 μm. The body layer 70 and the upper electrode film 80 having a thickness of, for example, about 0.05 μm are laminated and formed by a process described later to constitute the piezoelectric element 300. Here, the piezoelectric element 300 refers to a portion including the lower electrode film 60, the piezoelectric layer 70, and the upper electrode film 80. In general, one electrode 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. In addition, here, a portion that is configured by any one of the patterned electrodes and the piezoelectric layer 70 and in which piezoelectric distortion is generated by applying a voltage to both electrodes is referred to as a piezoelectric active portion. In this embodiment, the lower electrode film 60 is a common electrode of the piezoelectric element 300, and the upper electrode film 80 is an individual electrode of the piezoelectric element 300. However, there is no problem even if this is reversed for the convenience of the drive circuit and wiring. In either case, a piezoelectric active part is formed for each pressure generating chamber. Here, the piezoelectric element 300 and the diaphragm (elastic film 50) that is displaced by driving the piezoelectric element 300 are collectively referred to as a piezoelectric actuator.

また、このような圧電素子300には、駆動回路110と接続させるための、例えば、金(Au)等からなるリード電極90(上電極の一部)が引き出し配線として形成されている。各リード電極90は、上電極膜80の各圧力発生室12の列間側の端部近傍から弾性膜50上までそれぞれ延設されている。各リード電極の幅は、上電極膜80の幅よりも細くなっている。また、各リード電極90は、リザーバ形成基板30の貫通孔33に対向する領域まで延設された接続端子部91に接続されており、接続端子部91と駆動回路110とが、貫通孔33を介して延設される接続配線120によって電気的に接続されている。   Further, in such a piezoelectric element 300, a lead electrode 90 (a part of the upper electrode) made of, for example, gold (Au) or the like for connection with the drive circuit 110 is formed as a lead-out wiring. Each lead electrode 90 extends from the vicinity of the end portion of each pressure generating chamber 12 of the upper electrode film 80 to the elastic film 50. The width of each lead electrode is narrower than the width of the upper electrode film 80. Each lead electrode 90 is connected to a connection terminal portion 91 extending to a region facing the through hole 33 of the reservoir forming substrate 30, and the connection terminal portion 91 and the drive circuit 110 pass through the through hole 33. They are electrically connected by a connection wiring 120 extending through them.

ここで、接続端子部91の幅は、各リード電極90の幅よりも更に細く、上電極膜80の幅の1/2となっている。そして、一方の圧力発生室列(例えば図2において左側)に属する各圧力発生室12に対応して設けられた各圧電素子300の上電極膜80に接続されたリード電極90は、当該電極の幅方向の一側(図2において下側)の一部のみで接続端子部91に接続されている。逆に、他方の圧力発生室列(図2において右側)に属する各圧力発生室12に対応して設けられた各圧電素子300の上電極膜80に接続されたリード電極90は、当該電極の幅方向の他側(図2において上側)の一部のみで接続端子部91に接続されている。   Here, the width of the connection terminal portion 91 is narrower than the width of each lead electrode 90 and is ½ of the width of the upper electrode film 80. The lead electrode 90 connected to the upper electrode film 80 of each piezoelectric element 300 provided corresponding to each pressure generating chamber 12 belonging to one pressure generating chamber row (for example, the left side in FIG. 2) Only a part on one side in the width direction (the lower side in FIG. 2) is connected to the connection terminal portion 91. On the contrary, the lead electrode 90 connected to the upper electrode film 80 of each piezoelectric element 300 provided corresponding to each pressure generating chamber 12 belonging to the other pressure generating chamber row (right side in FIG. 2) Only a part on the other side in the width direction (upper side in FIG. 2) is connected to the connection terminal portion 91.

そして、本実施の形態において重要な特徴であるが、一方の圧力発生室列(例えば図2において左側)に属する各圧力発生室12に対応して設けられた各圧電素子の上電極膜80に接続された接続端子部91と、他方の圧力発生室列(図2において右側)に属する各圧力発生室12に対応して設けられた各圧電素子の他方の上電極膜80に接続された接続端子部91とは、互いに平行であって、ノズル列の方向に重なり合う部分を有している。   An important feature of the present embodiment is that the upper electrode film 80 of each piezoelectric element provided corresponding to each pressure generating chamber 12 belonging to one pressure generating chamber row (for example, the left side in FIG. 2) is provided. Connection terminal 91 connected and connection connected to the other upper electrode film 80 of each piezoelectric element provided corresponding to each pressure generation chamber 12 belonging to the other pressure generation chamber row (right side in FIG. 2) The terminal portions 91 are parallel to each other and have portions that overlap in the nozzle row direction.

本実施の形態の場合、全ての接続端子部91の配列密度が、圧力発生室12の配列密度の2倍となっている。また、接続端子部91のノズル列の方向に重なり合う部分の長さは、各接続端子部91の全体の長さの1/2以上である。   In the case of the present embodiment, the arrangement density of all the connection terminal portions 91 is twice the arrangement density of the pressure generating chambers 12. Further, the length of the portion of the connection terminal portion 91 that overlaps in the nozzle row direction is ½ or more of the total length of each connection terminal portion 91.

各接続端子部91には、圧電体層70を駆動するための配線が半田付けされる。当該半田付け作業の便宜のため、接続端子部91は所定の長さを有することが必要であるが、本実施の形態では、これら接続端子部91がノズル列の方向に重なり合う部分を有することにより、圧電素子300の長手方向におけるヘッドの小型化が実現されている。   A wiring for driving the piezoelectric layer 70 is soldered to each connection terminal portion 91. For the convenience of the soldering operation, the connection terminal portion 91 needs to have a predetermined length. In this embodiment, the connection terminal portion 91 has a portion that overlaps in the direction of the nozzle row. Thus, the size of the head in the longitudinal direction of the piezoelectric element 300 is reduced.

更に、本実施の形態では、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、リザーバ100の少なくとも一部を構成するリザーバ部31を有する接合基板であ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。   Further, in the present embodiment, a reservoir forming substrate 30 that is a bonding substrate having a reservoir portion 31 constituting at least a part of the reservoir 100 is bonded onto the flow path forming substrate 10 on which such a piezoelectric element 300 is formed. Has been. In this embodiment, the reservoir portion 31 is formed across the reservoir forming substrate 30 in the thickness direction and across the width direction of the pressure generating chamber 12, and as described above, the communication portion of the flow path forming substrate 10 is formed. The reservoir 100 is connected to the pressure generation chamber 12 and serves as a common ink chamber for the pressure generation chambers 12.

また、リザーバ形成基板30の圧電素子300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300が密封されている。なお、本実施形態では、圧電素子保持部32が圧電素子300の列毎に設けられているが、勿論、この圧電素子保持部32は、圧電素子300毎に独立して設けるようにしてもよい。このようなリザーバ形成基板30は、例えば、ガラス、セラミックス、金属、プラスチック等を挙げることができるが、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より好ましく、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。   Further, in the region facing the piezoelectric element 300 of the reservoir forming substrate 30, a piezoelectric element holding portion 32 capable of sealing the space is secured in a state where a space that does not hinder the movement of the piezoelectric element 300 is secured. The piezoelectric element 300 is sealed in each piezoelectric element holding portion 32. In the present embodiment, the piezoelectric element holding portion 32 is provided for each row of the piezoelectric elements 300. However, of course, the piezoelectric element holding portion 32 may be provided independently for each piezoelectric element 300. . Examples of such a reservoir forming substrate 30 include glass, ceramics, metal, and plastic, but it is more preferable to use a material that is substantially the same as the coefficient of thermal expansion of the flow path forming substrate 10. It is preferable to use a ceramic material or the like, and in this embodiment, a ceramic single crystal substrate made of the same material as the flow path forming substrate 10 is used.

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、上述したように、各圧電素子300から延設されるリード電極90(上電極の一部)に接続された接続端子部91が、この貫通孔33に対向する領域まで延設されて露出されている。   In addition, a through hole 33 that penetrates the reservoir forming substrate 30 in the thickness direction is provided in a substantially central portion of the reservoir forming substrate 30, that is, a region facing between the rows of the pressure generating chambers 12. As described above, the connection terminal portion 91 connected to the lead electrode 90 (part of the upper electrode) extending from each piezoelectric element 300 is extended to the region facing the through hole 33 and exposed. Has been.

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の各列に対応する部分には、各圧電素子300を駆動するための、例えば、回路基板、あるいは半導体集積回路(IC)等の駆動回路110がそれぞれ実装されている。例えば、本実施形態では、貫通孔33の両側に実装された各駆動回路110は、それぞれの駆動回路110に対向する領域に設けられた圧電素子300を駆動するためのものである。そして、各駆動回路110と各接続端子部91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120によってそれぞれ電気的に接続されている(図2(b)参照)。   Further, for example, a circuit board or a semiconductor integrated circuit (IC) for driving each piezoelectric element 300 is provided on both sides of the through hole 33 of the reservoir forming substrate 30, that is, on a portion corresponding to each row of the pressure generating chambers 12. ) And the like are mounted. For example, in the present embodiment, each drive circuit 110 mounted on both sides of the through-hole 33 is for driving the piezoelectric element 300 provided in a region facing each drive circuit 110. And each drive circuit 110 and each connection terminal part 91 are each electrically connected by the connection wiring 120 which was extended through the through-hole 33 and which consists of conductive wires, such as a bonding wire, for example. (Refer FIG.2 (b)).

このように、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一つの貫通孔33を設け、この貫通孔33を介して延設される接続配線120によって各接続端子部91と駆動回路110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の貫通孔33が形成される面積を小さくすることができる。すなわち、リザーバ形成基板30の全面に対して貫通孔33が占める割合を小さくすることができる。また、一つの貫通孔33を介して駆動回路110と各接続端子部91とを電気的に接続するため製造効率を向上することができる。したがって、圧力発生室12を比較的高密度に配列しても、流路形成基板10及びリザーバ形成基板30を大型化することなく貫通孔33を形成することができ、印刷品質を向上すると共に小型化を図ったインクジェット式記録ヘッドを実現することができる。   As described above, in the present embodiment, one through hole 33 is provided in a region facing between the rows of the pressure generating chambers 12 of the reservoir forming substrate 30, and each connection wiring 120 extending through the through hole 33 is used to connect each through hole 33. Since the connection terminal portion 91 and the drive circuit 110 are electrically connected, the area where the through hole 33 of the reservoir forming substrate 30 is formed can be reduced. That is, the ratio of the through holes 33 to the entire surface of the reservoir forming substrate 30 can be reduced. Moreover, since the drive circuit 110 and each connection terminal part 91 are electrically connected through one through-hole 33, manufacturing efficiency can be improved. Therefore, even if the pressure generating chambers 12 are arranged at a relatively high density, the through holes 33 can be formed without increasing the size of the flow path forming substrate 10 and the reservoir forming substrate 30, thereby improving the printing quality and reducing the size. Thus, an ink jet recording head can be realized.

更に、2列の圧力発生室列の各々から櫛歯状に延びる接続端子部91が、ノズル列の方向に重なり合うように形成されているため、圧電素子300の長手方向におけるヘッドの小型化が実現されている。   Further, since the connection terminal portions 91 extending like comb teeth from each of the two rows of pressure generation chambers are formed so as to overlap in the direction of the nozzle row, the head in the longitudinal direction of the piezoelectric element 300 can be reduced in size. Has been.

なお、本実施形態では、二つの駆動回路110をリザーバ形成基板30の貫通孔33の両側にそれぞれ実装するようにしたが、駆動回路110の数は特に限定されず、例えば、リザーバ形成基板の貫通孔と連通する連通孔を有する一つの駆動回路を実装するようにしてもよい。また、勿論、三つ以上の駆動回路を実装するようにしてもよい。また、貫通孔の数も一つに限定されるものではなく、リザーバ形成基板の全面に対する貫通孔が占める割合を小さくすることができれば、勿論、貫通孔は二つ以上設けられていてもよい。   In the present embodiment, the two drive circuits 110 are mounted on both sides of the through hole 33 of the reservoir forming substrate 30, respectively. However, the number of the drive circuits 110 is not particularly limited. One drive circuit having a communication hole communicating with the hole may be mounted. Of course, three or more drive circuits may be mounted. Further, the number of through holes is not limited to one. Of course, two or more through holes may be provided as long as the ratio of the through holes to the entire surface of the reservoir forming substrate can be reduced.

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35となっている。また、このリザーバ100の長手方向略中央部外側のコンプライアンス基板40上には、リザーバ100にインクを供給するためのインク導入口44が形成されている。さらに、リザーバ形成基板30には、インク導入口44とリザーバ100の側壁とを連通するインク導入路34が設けられている。   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 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 31. 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). Since the region of the fixing plate 42 facing the reservoir 100 is an opening 43 that is completely removed in the thickness direction, one surface of the reservoir 100 is sealed only with a flexible sealing film 41. Thus, the flexible portion 35 can be deformed by a change in internal pressure. An ink introduction port 44 for supplying ink to the reservoir 100 is formed on the compliance substrate 40 on the outer side of the central portion of the reservoir 100 in the longitudinal direction. Further, the reservoir forming substrate 30 is provided with an ink introduction path 34 that communicates the ink introduction port 44 with the sidewall of the reservoir 100.

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と接続したインク導入口44からインクを取り込み、リザーバ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、駆動回路110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 such an ink jet recording head of this embodiment, ink is taken in from an ink introduction port 44 connected to an external ink supply means (not shown), and the interior is filled with ink from the reservoir 100 to the nozzle opening 21. In accordance with the recording signal from 110, a voltage is applied between each of the lower electrode film 60 and the upper electrode film 80 corresponding to the pressure generating chamber 12, and the elastic film 50, the lower electrode film 60, and the piezoelectric layer 70 are bent and deformed. By doing so, the pressure in each pressure generating chamber 12 increases, and ink droplets are ejected from the nozzle openings 21.

ここで、上述した本実施形態のインクジェット式記録ヘッドの製造方法について、その一例を図3〜図5を参照して説明する。なお、図3〜図5は、圧力発生室12の長手方向の一部を示す断面図である。まず、図3(a)に示すように、流路形成基板10となるシリコン単結晶基板のウェハを約1100℃の拡散炉で熱酸化して二酸化シリコンからなる弾性膜50を形成する。次に、図3(b)に示すように、スパッタリングで下電極膜60を弾性膜50の全面に形成後、パターニングにより下電極膜60の全体パターンを形成する。この下電極膜60の材料としては、白金(Pt)等が好適である。これは、スパッタリング法やゾル−ゲル法で成膜する後述の圧電体層70は、成膜後に大気雰囲気下又は酸素雰囲気下で600〜1000℃程度の温度で焼成して結晶化させる必要があるからである。すなわち、下電極膜60の材料は、このような高温、酸化雰囲気下で導電性を保持できなければならず、殊に、圧電体層70としてチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を用いた場合には、酸化鉛の拡散による導電性の変化が少ないことが望ましく、これらの理由から白金が好適である。   Here, an example of the manufacturing method of the ink jet recording head of the present embodiment described above will be described with reference to FIGS. 3 to 5 are cross-sectional views showing a part of the pressure generating chamber 12 in the longitudinal direction. First, as shown in FIG. 3A, an elastic film 50 made of silicon dioxide is formed by thermally oxidizing a silicon single crystal substrate wafer to be the flow path forming substrate 10 in a diffusion furnace at about 1100 ° C. Next, as shown in FIG. 3B, after forming the lower electrode film 60 on the entire surface of the elastic film 50 by sputtering, the entire pattern of the lower electrode film 60 is formed by patterning. As a material of the lower electrode film 60, platinum (Pt) or the like is suitable. This is because a piezoelectric layer 70 described later formed by sputtering or sol-gel method needs to be crystallized by firing at a temperature of about 600 to 1000 ° C. in an air atmosphere or an oxygen atmosphere after the film formation. Because. That is, the material of the lower electrode film 60 must be able to maintain conductivity at such a high temperature and in an oxidizing atmosphere, particularly when lead zirconate titanate (PZT) is used as the piezoelectric layer 70. It is desirable that the change in conductivity due to diffusion of lead oxide is small, and platinum is preferable for these reasons.

次に、図3(c)に示すように、圧電体層70を成膜する。この圧電体層70は、結晶が配向していることが好ましい。例えば、本実施形態では、金属有機物を触媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層70を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いている。これにより、結晶が配向している圧電体層70を得る。圧電体層70の材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛系の材料がインクジェット式記録ヘッドに使用する場合には好適である。なお、この圧電体層70の成膜方法は、特に限定されず、例えば、スパッタリング法で形成してもよい。さらに、ゾル−ゲル法又はスパッタリング法等によりチタン酸ジルコン酸鉛の前駆体膜を形成後、アルカリ水溶液中での高圧処理法にて低温で結晶成長させる方法を用いてもよい。   Next, as shown in FIG. 3C, a piezoelectric layer 70 is formed. The piezoelectric layer 70 preferably has crystals oriented. For example, in the present embodiment, a so-called sol-gel method is obtained in which a so-called sol in which a metal organic material is dissolved and dispersed in a catalyst is applied and dried to be gelled, and further baked at a high temperature to obtain a piezoelectric layer 70 made of a metal oxide. Is used. Thereby, the piezoelectric layer 70 in which the crystals are oriented is obtained. As a material of the piezoelectric layer 70, a lead zirconate titanate-based material is suitable when used for an ink jet recording head. In addition, the film-forming method of this piezoelectric material layer 70 is not specifically limited, For example, you may form by sputtering method. Furthermore, after forming a lead zirconate titanate precursor film by a sol-gel method or a sputtering method, a method of crystal growth at a low temperature by a high-pressure treatment method in an alkaline aqueous solution may be used.

何れにしても、このように成膜された圧電体層70は、バルクの圧電体とは異なり結晶が優先配向している。更に、本実施形態では、圧電体層70は、結晶が柱状に形成されている。なお、優先配向とは、結晶の配向方向が無秩序ではなく、特定の結晶面がほぼ一定の方向に向いている状態をいう。また、結晶が柱状の薄膜とは、略円柱体の結晶が中心軸を厚さ方向に略一致させた状態で面方向に亘って集合して薄膜を形成している状態をいう。勿論、優先配向した粒状の結晶で形成された薄膜であってもよい。なお、このように薄膜工程で製造された圧電体層の厚さは、一般的に0.2〜5μmである。   In any case, the piezoelectric layer 70 thus formed has crystals preferentially oriented unlike a bulk piezoelectric body. Furthermore, in the present embodiment, the piezoelectric layer 70 has crystals formed in a columnar shape. Note that the preferential orientation refers to a state in which the orientation direction of the crystal is not disordered and a specific crystal plane is oriented in a substantially constant direction. A columnar thin film refers to a state in which substantially cylindrical crystals are aggregated over the surface direction with the central axis substantially coincided with the thickness direction to form a thin film. Of course, it may be a thin film formed of preferentially oriented granular crystals. Note that the thickness of the piezoelectric layer manufactured in this way in the thin film process is generally 0.2 to 5 μm.

次に、図3(d)に示すように、上電極膜80を成膜する。上電極膜80は、導電性の高い材料であればよく、アルミニウム、金、ニッケル、白金等の多くの金属や、導電性酸化物等を使用できる。本実施形態では、白金をスパッタリングにより成膜している。   Next, as shown in FIG. 3D, an upper electrode film 80 is formed. The upper electrode film 80 only needs to be a highly conductive material, and many metals such as aluminum, gold, nickel, and platinum, conductive oxides, and the like can be used. In this embodiment, the platinum film is formed by sputtering.

次に、図4(a)に示すように、圧電体層70及び上電極膜80のみをエッチングして圧電素子300のパターニングを行う。次に、図4(b)に示すように、リード電極90及び接続端子部91を形成する。具体的には、例えば、金(Au)等からなるリード電極90及び接続端子部91を流路形成基板10の全面に亘って形成すると共に、各圧電素子300毎にパターニングする。以上が膜形成プロセスである。   Next, as shown in FIG. 4A, the piezoelectric element 300 is patterned by etching only the piezoelectric layer 70 and the upper electrode film 80. Next, as shown in FIG. 4B, lead electrodes 90 and connection terminal portions 91 are formed. Specifically, for example, lead electrodes 90 and connection terminal portions 91 made of, for example, gold (Au) are formed over the entire surface of the flow path forming substrate 10 and patterned for each piezoelectric element 300. The above is the film forming process.

このようにして膜形成を行った後、前述したアルカリ溶液によるシリコン単結晶基板の異方性エッチングを行い、図4(c)に示すように、圧力発生室12、連通部13及びインク供給路14等を形成する。   After the film is formed in this way, the above-described anisotropic etching of the silicon single crystal substrate with the alkaline solution is performed, and as shown in FIG. 4C, the pressure generating chamber 12, the communication portion 13, and the ink supply path 14 etc. are formed.

次に、図5(a)に示すように、リザーバ形成基板30と流路形成基板10とを接合する。このとき、リザーバ形成基板30は、各接続端子部91が貫通孔33内に所定量突出した状態で流路形成基板10に接合されることになる。続いて、図5(b)に示すように、流路形成基板10のリザーバ形成基板30とは反対側の面にノズル開口21が穿設されたノズルプレート20を接合すると共に、リザーバ形成基板30上にコンプライアンス基板40を接合する。その後、図5(c)に示すように、貫通孔33の両側のリザーバ形成基板30上に圧電素子300を駆動させる駆動回路110をそれぞれ実装する。そして、例えば、ワイヤボンディング等によって接続配線120を形成して、各駆動回路110と各接続端子部91とを電気的に接続する。これにより、インクジェット式記録ヘッドが製造される。   Next, as shown in FIG. 5A, the reservoir forming substrate 30 and the flow path forming substrate 10 are joined. At this time, the reservoir forming substrate 30 is bonded to the flow path forming substrate 10 with each connection terminal portion 91 protruding into the through hole 33 by a predetermined amount. Subsequently, as shown in FIG. 5B, the nozzle plate 20 having the nozzle openings 21 formed on the surface of the flow path forming substrate 10 opposite to the reservoir forming substrate 30 is joined, and the reservoir forming substrate 30. The compliance substrate 40 is bonded on top. Thereafter, as shown in FIG. 5C, the drive circuits 110 for driving the piezoelectric elements 300 are mounted on the reservoir forming substrates 30 on both sides of the through-hole 33. Then, for example, the connection wiring 120 is formed by wire bonding or the like, and each drive circuit 110 and each connection terminal portion 91 are electrically connected. Thereby, an ink jet recording head is manufactured.

なお、実際には、上述した一連の膜形成及び異方性エッチングによって一枚のウェハ上に多数のチップを同時に形成し、プロセス終了後、図1に示すような一つのチップサイズの流路形成基板10毎に分割する。そして、分割した流路形成基板10に、リザーバ形成基板30及びコンプライアンス基板40を順次接着して一体化し、インクジェット式記録ヘッドとする。   In practice, a large number of chips are simultaneously formed on a single wafer by the above-described series of film formation and anisotropic etching, and after the process is completed, a single chip-sized flow path is formed as shown in FIG. Divide each substrate 10. Then, the reservoir forming substrate 30 and the compliance substrate 40 are sequentially bonded and integrated with the divided flow path forming substrate 10 to form an ink jet recording head.

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。例えば、上述の実施形態では、成膜及びリソグラフィー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。   While the embodiments of the present invention have been described above, the basic configuration of the ink jet recording head is not limited to that described above. For example, in the above-described embodiment, the thin film type ink jet recording head manufactured by applying the film forming and lithography process is taken as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, a green sheet is pasted. The present invention can also be applied to a thick film type ink jet recording head formed by such a method.

また、これら各実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図6は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。図6に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット1A及び1Bは、インク供給手段を構成するカートリッジ2A及び2Bが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット1A及び1Bを搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット1A及び1Bは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。   In addition, the ink jet recording heads of these embodiments constitute a part of a recording head unit having an ink flow path communicating with an ink cartridge or the like, and are mounted on the ink jet recording apparatus. FIG. 6 is a schematic view showing an example of the ink jet recording apparatus. As shown in FIG. 6, in the recording head units 1A and 1B having the ink jet recording head, cartridges 2A and 2B constituting ink supply means are detachably provided, and a carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are 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, for example, are configured to eject a black ink composition and a color ink composition, respectively.

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 and timing belt 7 (not shown), so that the carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted is moved along the carriage shaft 5. The On the other hand, the apparatus body 4 is provided with a platen 8 along the carriage shaft 5, and a recording sheet S, which is a recording medium such as paper fed by a paper feed roller (not shown), is conveyed on the platen 8. It is like that.

更に、本発明は、以下のような実施形態2についても適用可能であるため、その態様を説明する。   Furthermore, since the present invention can be applied to the following second embodiment, the mode will be described.

本実施形態の流路ユニット502は、図7に示すように、オリフィスとして機能するインク供給口505及びノズル連通口506の一部となる通孔を開設した供給口形成基板507と、共通インク室508となる通孔及びノズル連通口506の一部となる通孔を開設したインク室形成基板509と、ノズル開口510…を副走査方向に沿って開設したノズルプレート511から構成されている。これらの供給口形成基板507、インク室形成基板509、及び、ノズルプレート511は、例えば、ステンレス製の板材をプレス加工することで作製されている。   As shown in FIG. 7, the flow path unit 502 of the present embodiment includes an ink supply port 505 that functions as an orifice, a supply port forming substrate 507 that has a through hole that is a part of the nozzle communication port 506, and a common ink chamber. An ink chamber forming substrate 509 having a through hole 508 and a through hole serving as a part of the nozzle communication port 506, and a nozzle plate 511 having nozzle openings 510... Opened along the sub-scanning direction. The supply port forming substrate 507, the ink chamber forming substrate 509, and the nozzle plate 511 are produced, for example, by pressing a stainless plate.

なお、図7では、1つのアクチュエータユニット503に対応する流路ユニット502の一部を示している。そして、本実施形態では1つの流路ユニット502に3つのアクチュエータユニット503…が接合されているので、インク供給口505、ノズル連通口506、供給口形成基板507、共通インク室508等は、アクチュエータユニット503毎に合計3組形成されている。   In FIG. 7, a part of the flow path unit 502 corresponding to one actuator unit 503 is shown. In this embodiment, since three actuator units 503... Are joined to one flow path unit 502, the ink supply port 505, the nozzle communication port 506, the supply port forming substrate 507, the common ink chamber 508, etc. A total of three sets are formed for each unit 503.

そして、流路ユニット502は、インク室形成基板509の一方の表面(図中下側)にノズルプレート511を、他方の表面(同上側)に供給口形成基板507をそれぞれ配置し、これらの供給口形成基板507、インク室形成基板509、及び、ノズルプレート511を接合することで作製される。例えば、シート状の接着剤によって各部材507、509、511を接着することで作製される。   The flow path unit 502 includes a nozzle plate 511 disposed on one surface (lower side in the drawing) of the ink chamber forming substrate 509 and a supply port forming substrate 507 disposed on the other surface (upper side), respectively. It is manufactured by bonding the mouth forming substrate 507, the ink chamber forming substrate 509, and the nozzle plate 511. For example, the members 507, 509, and 511 are manufactured by bonding them with a sheet-like adhesive.

上記のノズル開口510は、図8に示すように、所定ピッチで複数個列状に開設される。そして、列設された複数のノズル開口510…によってノズル列512が構成される。例えば、92個のノズル開口510…で1つのノズル列512が構成される。また、このノズル列512は、1つのアクチュエータユニット503に対して2列形成される。このため、本実施形態では、1つの流路ユニット502に合計6列のノズル列512…が横並びに形成される。   As shown in FIG. 8, the nozzle openings 510 are formed in a plurality of rows at a predetermined pitch. A nozzle row 512 is constituted by the plurality of nozzle openings 510. For example, one nozzle row 512 is constituted by 92 nozzle openings 510. Further, two nozzle rows 512 are formed for one actuator unit 503. Therefore, in this embodiment, a total of six nozzle rows 512... Are formed side by side in one flow path unit 502.

アクチュエータユニット503は、ヘッドチップとも呼ばれ、圧電アクチュエータの一種である。このアクチュエータユニット503は、図7に示すように、圧力室513となる通孔を開設した圧力室形成基板514と、圧力室513の一部を区画する振動板515と、供給側連通口516となる通孔及びノズル連通口506の一部となる通孔を開設した蓋部材517と、圧電振動子518(圧電素子)とによって構成される。これら各部材の板厚に関し、圧力室形成基板514、及び、蓋部材517は、好ましくは50μm以上、より好ましくは100μm以上である。また、振動板515は、好ましくは50μm以下、より好ましくは3〜12μm程度である。   The actuator unit 503 is also called a head chip and is a kind of piezoelectric actuator. As shown in FIG. 7, the actuator unit 503 includes a pressure chamber forming substrate 514 having a through hole serving as a pressure chamber 513, a diaphragm 515 that defines a part of the pressure chamber 513, a supply side communication port 516, And a lid member 517 having a through hole that is a part of the nozzle communication port 506 and a piezoelectric vibrator 518 (piezoelectric element). Regarding the plate thickness of each of these members, the pressure chamber forming substrate 514 and the lid member 517 are preferably 50 μm or more, more preferably 100 μm or more. Moreover, the diaphragm 515 is preferably 50 μm or less, more preferably about 3 to 12 μm.

そして、このアクチュエータユニット503は、圧力室形成基板514の一方の表面に蓋部材517を、他方の表面に振動板515をそれぞれ配置し、これらの各部材を一体化することで作製される。即ち、これらの圧力室形成基板514、振動板515、及び、蓋部材517は、アルミナや酸化ジルコニウム等のセラミックスで作製されており、焼成によって一体化される。   The actuator unit 503 is manufactured by arranging a lid member 517 on one surface of the pressure chamber forming substrate 514 and a diaphragm 515 on the other surface, and integrating these members. That is, the pressure chamber forming substrate 514, the vibration plate 515, and the lid member 517 are made of ceramics such as alumina and zirconium oxide, and are integrated by firing.

例えば、グリーンシート(未焼成のシート材)に対して切削や打ち抜き等の加工を施して必要な通孔等を形成し、圧力室形成基板514、振動板515、及び、蓋部材517の各シート状前駆体を形成する。そして、各シート状前駆体を積層及び焼成することにより、各シート状前駆体は一体化されて1枚のセラミックスシートとなる。この場合、各シート状前駆体は一体焼成されるので、特別な接着処理が不要である。また、各シート状前駆体の接合面において高いシール性を得ることもできる。   For example, a green sheet (unfired sheet material) is subjected to processing such as cutting and punching to form necessary through holes and the like, and each sheet of the pressure chamber forming substrate 514, the vibration plate 515, and the lid member 517 A precursor is formed. Then, by laminating and firing the respective sheet precursors, the respective sheet precursors are integrated into one ceramic sheet. In this case, since each sheet-like precursor is integrally fired, no special bonding treatment is required. Moreover, high sealing performance can be obtained at the joint surface of each sheet-like precursor.

なお、1枚のセラミックスシートには、複数ユニット分の圧力室513…やノズル連通口506…等が形成されている。換言すれば、1枚のセラミックスシートから複数のアクチュエータユニット503(ヘッドチップ)…を作製する。例えば、1つのアクチュエータユニット503となるチップ領域を、1枚のセラミックスシート内にマトリクス状に複数設定する。そして、圧電振動子518等の必要な部材を各チップ領域内に形成した後、このセラミックスシートをチップ領域毎に切断することで、複数のアクチュエータユニット503…を得る。   A single ceramic sheet has a plurality of units of pressure chambers 513, nozzle communication ports 506, and the like. In other words, a plurality of actuator units 503 (head chips)... Are produced from one ceramic sheet. For example, a plurality of chip regions to be one actuator unit 503 are set in a matrix in one ceramic sheet. Then, after forming necessary members such as the piezoelectric vibrator 518 in each chip region, the ceramic sheet is cut into each chip region, thereby obtaining a plurality of actuator units 503.

上記の圧力室513は、ノズル列512とは直交する方向に細長い空部であり、ノズル開口510に対応して複数形成されている。即ち、図8に示すように、ノズル列方向に列設されている。そして、各圧力室513…の一端は、供給側連通口516及びインク供給口505を通じて共通インク室508に連通している。また、供給側連通口516とは反対側の圧力室513の他端は、ノズル連通口506を通じて対応するノズル開口510に連通する。さらに、この圧力室513の一部(上側表面)は、振動板515によって区画されている。   The pressure chamber 513 is a hollow portion that is elongated in a direction perpendicular to the nozzle row 512, and a plurality of the pressure chambers 513 are formed corresponding to the nozzle openings 510. That is, as shown in FIG. 8, they are arranged in the nozzle row direction. One end of each pressure chamber 513 communicates with the common ink chamber 508 through the supply side communication port 516 and the ink supply port 505. Further, the other end of the pressure chamber 513 opposite to the supply side communication port 516 communicates with the corresponding nozzle opening 510 through the nozzle communication port 506. Further, a part (upper surface) of the pressure chamber 513 is partitioned by a diaphragm 515.

上記の圧電振動子518は、所謂撓み振動モードの圧電振動子518であり、圧力室513とは反対側の振動板表面に圧力室13毎に形成されている。この圧電振動子518は、圧力室長手方向に細長いブロック状であり、その幅は圧力室513の幅と略等しく、その長さは圧力室513の長さよりも多少長い。さらに、この圧電振動子518は、その両端部が圧力室513の長手方向端部を越えるように配設されている。   The piezoelectric vibrator 518 is a so-called flexural vibration mode piezoelectric vibrator 518, and is formed for each pressure chamber 13 on the surface of the diaphragm opposite to the pressure chamber 513. The piezoelectric vibrator 518 has a block shape elongated in the longitudinal direction of the pressure chamber, and its width is substantially equal to the width of the pressure chamber 513, and its length is slightly longer than the length of the pressure chamber 513. Further, the piezoelectric vibrator 518 is disposed so that both end portions thereof exceed the longitudinal end portion of the pressure chamber 513.

この圧電振動子518は、図9に示すように、圧力室513とは反対側の振動板表面に圧力室513毎に設けられる。即ち、各圧電振動子518…はノズル列方向に列設されている。そして、これらの圧電振動子518の内、振動子列の端部に位置するものは、インク滴の吐出に関与しない(即ち、駆動信号が供給されずに変形しない)ダミー振動子518aである。そして、このダミー振動子518a以外の複数の圧電振動子518…がインク滴の吐出に関与する(即ち、駆動信号の供給によって変形する)駆動振動子518b…として機能する。   As shown in FIG. 9, the piezoelectric vibrator 518 is provided for each pressure chamber 513 on the vibration plate surface opposite to the pressure chamber 513. That is, the piezoelectric vibrators 518 are arranged in the nozzle row direction. Among these piezoelectric vibrators 518, the one located at the end of the vibrator row is a dummy vibrator 518a that does not participate in ejection of ink droplets (that is, does not deform without being supplied with a drive signal). A plurality of piezoelectric vibrators 518 other than the dummy vibrators 518a function as drive vibrators 518b involved in ink droplet ejection (that is, deformed by supplying a drive signal).

そして、圧電振動子518(駆動振動子518b,ダミー振動子518a)の長手方向一側には、圧電振動子518…毎に個別端子(接続端子部)519…を設けている。この個別端子519は、上記した配線基板504の接点端子520(図12参照)が導通される部分である。また、圧電振動子518の長手方向他側には、共通電極の一部を構成する直線状の共通幹電極521をノズル列方向に延設している。   Further, individual terminals (connection terminal portions) 519 are provided for each piezoelectric vibrator 518 on one side in the longitudinal direction of the piezoelectric vibrator 518 (drive vibrator 518b, dummy vibrator 518a). The individual terminal 519 is a portion through which the contact terminal 520 (see FIG. 12) of the wiring board 504 described above is conducted. Further, on the other side in the longitudinal direction of the piezoelectric vibrator 518, a linear common trunk electrode 521 constituting a part of the common electrode is extended in the nozzle row direction.

本実施形態における圧電振動子518(駆動振動子518b)は、図10に示すように、圧電体層522と共通枝電極523と駆動電極(個別電極)524等によって構成される多層構造であり、駆動電極524と共通枝電極523とによって2層の圧電体層522を挟んでいる。駆動電極524には個別端子519を通じて駆動信号の供給源(図示せず)が導通され、共通枝電極523は共通幹電極521等を通じて例えば接地電位に調整される。そして、駆動電極524に駆動信号が供給されると、駆動電極524と共通枝電極523との間には電位差に応じた強さの電場が発生される。この電場が圧電体層522に付与されて、圧電体層522は電場の強さに応じて変形する。   As shown in FIG. 10, the piezoelectric vibrator 518 (drive vibrator 518b) in the present embodiment has a multilayer structure including a piezoelectric layer 522, a common branch electrode 523, a drive electrode (individual electrode) 524, and the like. Two piezoelectric layers 522 are sandwiched between the drive electrode 524 and the common branch electrode 523. A drive signal supply source (not shown) is connected to the drive electrode 524 through the individual terminal 519, and the common branch electrode 523 is adjusted to, for example, the ground potential through the common trunk electrode 521 and the like. When a drive signal is supplied to the drive electrode 524, an electric field having a strength corresponding to the potential difference is generated between the drive electrode 524 and the common branch electrode 523. This electric field is applied to the piezoelectric layer 522, and the piezoelectric layer 522 is deformed according to the strength of the electric field.

即ち、駆動電極524の電位を高くする程、圧電体層522は電場と直交する方向に収縮し、圧力室513の容積を少なくするように振動板515を変形させる。一方、駆動電極524の電位を低くする程、圧電体層522は電界と直交する方向に伸長し、圧力室513の容積を増やすように振動板515を変形させる。   That is, as the potential of the drive electrode 524 is increased, the piezoelectric layer 522 contracts in a direction orthogonal to the electric field, and the diaphragm 515 is deformed so that the volume of the pressure chamber 513 is reduced. On the other hand, as the potential of the drive electrode 524 is lowered, the piezoelectric layer 522 expands in a direction orthogonal to the electric field, and the diaphragm 515 is deformed so as to increase the volume of the pressure chamber 513.

そして、このアクチュエータユニット503と上記の流路ユニット502とは、互いに接合される。例えば、供給口形成基板507と蓋部材517との間にシート状接着剤を介在させ、この状態でアクチュエータユニット503を流路ユニット502側に加圧することで接着される。   The actuator unit 503 and the flow path unit 502 are joined to each other. For example, a sheet-like adhesive is interposed between the supply port forming substrate 507 and the lid member 517, and in this state, the actuator unit 503 is pressed to the flow path unit 502 side to be bonded.

上記構成の記録ヘッド501は、共通インク室508からインク供給口505、供給側連通口516、圧力室513、及び、ノズル連通口506を通じてノズル開口510に至る一連のインク流路がノズル開口510毎に形成されている。使用時においてこのインク流路内はインクで満たされており、圧電振動子518を変形させることで対応する圧力室513が収縮或いは膨張し、圧力室513内のインクに圧力変動が生じる。このインク圧力を制御することで、ノズル開口510からインク滴を吐出させることができる。例えば、定常容積の圧力室513を一旦膨張させた後に急激に収縮させると、圧力室513の膨張に伴ってインクが充填され、その後の急激な収縮によって圧力室513内のインクが加圧されてインク滴が吐出される。さらに、ノズル開口510からインク滴が吐出されると、共通インク室508からインク流路内に新たなインクが供給されるので、続けてインク滴を吐出できる。   The recording head 501 configured as described above has a series of ink flow paths from the common ink chamber 508 to the nozzle openings 510 through the ink supply ports 505, the supply side communication ports 516, the pressure chambers 513, and the nozzle communication ports 506. Is formed. During use, the ink flow path is filled with ink. When the piezoelectric vibrator 518 is deformed, the corresponding pressure chamber 513 contracts or expands, and pressure fluctuation occurs in the ink in the pressure chamber 513. By controlling the ink pressure, ink droplets can be ejected from the nozzle openings 510. For example, when the pressure chamber 513 having a constant volume is once expanded and then rapidly contracted, ink is filled with the expansion of the pressure chamber 513, and the ink in the pressure chamber 513 is pressurized by the subsequent rapid contraction. Ink droplets are ejected. Further, when ink droplets are ejected from the nozzle openings 510, new ink is supplied from the common ink chamber 508 into the ink flow path, so that ink droplets can be ejected continuously.

ここで、高速記録のためには、より多くのインク滴を短時間で吐出させる必要がある。この要求に応えるためには、圧力室513を区画している部分の振動板515のコンプライアンスと、圧電振動子518の変形量とを考慮する必要がある。即ち、振動板515のコンプライアンスが大きくなる程、変形に対する応答性が悪くなり、高い周波数での駆動が困難になるからである。また、振動板515のコンプライアンスが小さくなる程、振動板515が変形し難くなり、圧力室513の収縮量が少なくなるので、1滴のインク量が減ってしまうからである。   Here, for high-speed recording, it is necessary to eject more ink droplets in a short time. In order to meet this requirement, it is necessary to consider the compliance of the diaphragm 515 in the portion defining the pressure chamber 513 and the deformation amount of the piezoelectric vibrator 518. That is, as the compliance of the diaphragm 515 increases, the response to deformation becomes worse and driving at a high frequency becomes difficult. Further, the smaller the compliance of the vibration plate 515, the harder the deformation of the vibration plate 515, and the smaller the amount of contraction of the pressure chamber 513, the smaller the amount of ink per drop.

そして、本実施形態では、多層構造の圧電振動子518を用いて振動板515のコンプライアンスを小さくし、必要量のインク滴を従来よりも高い周波数で吐出可能にした。また、個別端子519の端部を圧電振動子518の上に積層状態で形成してアクチュエータユニット503の幅方向について小型化を図っている。 更に本実施の形態では、図9に示すように、個別端子519の幅が駆動電極524の幅の1/3程度に細く形成されており、対向する圧力室列の一方(例えば図9の左側)に属する各圧力室513に対応して設けられた圧電振動子518の個別端子519は、駆動電極24の幅方向の一側(図9において上側)の一部のみで接続され、対向する圧力室列の他方(図9において右側)に属する各圧力室513に対応して設けられた圧電振動子518の個別端子519は、駆動電極24の幅方向の他側(図9において下側)の一部のみで接続されている。そして、本実施の形態において重要な特徴であるが、一方の圧力室列(例えば図9において左側)に属する各圧力室513に対応して設けられた各圧電振動子518に接続された個別端子519と、他方の圧力室列(図9において右側)に属する各圧力室513に対応して設けられた各圧電振動子518に接続された個別端子519とは、互いに平行であって、ノズル列の方向に重なり合う部分を有している。これにより、アクチュエータユニット503の幅方向について、更なる小型化を図っている。   In this embodiment, the compliance of the vibration plate 515 is reduced by using the piezoelectric vibrator 518 having a multilayer structure, and a necessary amount of ink droplets can be ejected at a higher frequency than in the past. Further, the end portion of the individual terminal 519 is formed in a stacked state on the piezoelectric vibrator 518 to reduce the size in the width direction of the actuator unit 503. Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, the width of the individual terminal 519 is formed to be about 1/3 of the width of the drive electrode 524, and one of the opposing pressure chamber rows (for example, the left side of FIG. 9). The individual terminals 519 of the piezoelectric vibrators 518 provided corresponding to the pressure chambers 513 belonging to) are connected to only a part of one side (upper side in FIG. 9) in the width direction of the drive electrode 24 and face each other. The individual terminal 519 of the piezoelectric vibrator 518 provided corresponding to each pressure chamber 513 belonging to the other of the chamber rows (right side in FIG. 9) is on the other side in the width direction of the drive electrode 24 (lower side in FIG. 9). Only partly connected. An important feature of the present embodiment is that the individual terminals connected to the piezoelectric vibrators 518 provided corresponding to the pressure chambers 513 belonging to one pressure chamber row (for example, the left side in FIG. 9). 519 and an individual terminal 519 connected to each piezoelectric vibrator 518 provided corresponding to each pressure chamber 513 belonging to the other pressure chamber row (right side in FIG. 9) are parallel to each other, and the nozzle row It has a part which overlaps in the direction of. Thereby, further downsizing is achieved in the width direction of the actuator unit 503.

本実施の形態の場合、個別端子519の配列ピッチは、圧力室513の配列ピッチの3倍となっている。また、個別端子519のノズル列の方向に重なり合う部分の長さは、各個別端子519の全体の長さの1/2以上である。   In the case of this embodiment, the arrangement pitch of the individual terminals 519 is three times the arrangement pitch of the pressure chambers 513. Further, the length of the portion of the individual terminal 519 that overlaps in the nozzle row direction is ½ or more of the total length of each individual terminal 519.

また、ダミー振動子518aの内部に共通幹電極521と個別電極519とを導通する導通電極を設けている。以下、これらの点について説明する。   In addition, a conductive electrode for conducting the common trunk electrode 521 and the individual electrode 519 is provided inside the dummy vibrator 518a. Hereinafter, these points will be described.

まず、駆動振動子518bの構造について説明する。図10に示すように、圧電体層522は、圧力室長手方向に細長いブロック状に成形され、互いに積層された上層圧電体(外側圧電体)531及び下層圧電体(内側圧電体)532から構成される。また、共通枝電極523は、共通上電極(共通外電極)533及び共通下電極(共通内電極)534から構成される。そして、これらの共通枝電極523と駆動電極524とが電極層を構成する。   First, the structure of the drive vibrator 518b will be described. As shown in FIG. 10, the piezoelectric layer 522 is composed of an upper layer piezoelectric body (outer piezoelectric body) 531 and a lower layer piezoelectric body (inner piezoelectric body) 532 which are formed in a block shape elongated in the longitudinal direction of the pressure chamber, and are stacked on each other. Is done. The common branch electrode 523 includes a common upper electrode (common outer electrode) 533 and a common lower electrode (common inner electrode) 534. The common branch electrode 523 and the drive electrode 524 constitute an electrode layer.

なお、ここでいう「上(外)」或いは「下(内)」とは、振動板515を基準とした位置関係を示している。即ち、「上(外)」とあるのは振動板515から遠い側を示し、「下(内)」とあるのは振動板515に近い側を示している。   Here, “upper (outer)” or “lower (inner)” indicates a positional relationship based on the diaphragm 515. That is, “upper (outer)” indicates the side far from the diaphragm 515, and “lower (inner)” indicates the side closer to the diaphragm 515.

上記の駆動電極524は、上層圧電体531と下層圧電体532の境界に形成される。また、共通下電極534及び共通上電極533は、共通幹電極521と共に共通電極を構成する。即ち、この共通電極は、共通幹電極521から複数の共通枝電極523(共通下電極534,共通上電極533)…が延出形成された櫛歯状に形成されている。   The drive electrode 524 is formed at the boundary between the upper layer piezoelectric body 531 and the lower layer piezoelectric body 532. The common lower electrode 534 and the common upper electrode 533 constitute a common electrode together with the common trunk electrode 521. That is, this common electrode is formed in a comb-like shape in which a plurality of common branch electrodes 523 (common lower electrode 534, common upper electrode 533).

そして、共通下電極534は下層圧電体532と振動板515との間に形成され、共通上電極533は下層圧電体532とは反対側の上層圧電体531の表面に形成される。即ち、この駆動振動子518bは、振動板515側から、共通下電極534、下層圧電体532、駆動電極524、上層圧電体531、共通上電極533の順で積層された多層構造である。   The common lower electrode 534 is formed between the lower layer piezoelectric body 532 and the diaphragm 515, and the common upper electrode 533 is formed on the surface of the upper layer piezoelectric body 531 opposite to the lower layer piezoelectric body 532. That is, the drive vibrator 518b has a multilayer structure in which the common lower electrode 534, the lower layer piezoelectric body 532, the drive electrode 524, the upper layer piezoelectric body 531, and the common upper electrode 533 are stacked in this order from the vibration plate 515 side.

本実施形態において、圧電体層522の厚さは上層圧電体531と下層圧電体532の2層を合計して約17μmであり、共通枝電極523を含めた圧電振動子518の全体の厚さは約20μmである。なお、従来の単層構造の圧電振動子518は、振動子全体の厚さが約15μmである。従って、圧電振動子518の厚さが増したことから、その分だけ振動板515のコンプライアンスが小さくなっている。   In this embodiment, the thickness of the piezoelectric layer 522 is about 17 μm in total of the two layers of the upper layer piezoelectric body 531 and the lower layer piezoelectric body 532, and the entire thickness of the piezoelectric vibrator 518 including the common branch electrode 523. Is about 20 μm. The conventional single-layer piezoelectric vibrator 518 has a thickness of the whole vibrator of about 15 μm. Accordingly, since the thickness of the piezoelectric vibrator 518 is increased, the compliance of the vibration plate 515 is reduced accordingly.

上記の共通上電極533及び共通下電極534は、駆動信号に拘わらず一定の電位、例えば接地電位に調整される。上記の駆動電極524は、供給された駆動信号に応じて電位を変化させる。従って、駆動信号の供給によって、駆動電極524と共通上電極533との間、及び、駆動電極524と共通下電極534との間には、それぞれ向きが反対の電場が生じる。   The common upper electrode 533 and the common lower electrode 534 are adjusted to a constant potential, for example, a ground potential regardless of the drive signal. The drive electrode 524 changes the potential according to the supplied drive signal. Therefore, by supplying the drive signal, electric fields having opposite directions are generated between the drive electrode 524 and the common upper electrode 533 and between the drive electrode 524 and the common lower electrode 534, respectively.

そして、これらの各電極を構成する材料としては、例えば、金属単体、合金、電気絶縁性セラミックスと金属との混合物等の各種導体が選択されるが、焼成温度において変質等の不具合が生じないことが要求される。本実施形態では、共通上電極533に金を用い、共通下電極534及び駆動電極524に白金を用いている。   And as materials constituting these electrodes, for example, various conductors such as simple metals, alloys, and mixtures of electrically insulating ceramics and metals are selected, but defects such as alteration are not caused at the firing temperature. Is required. In this embodiment, gold is used for the common upper electrode 533, and platinum is used for the common lower electrode 534 and the drive electrode 524.

上記の上層圧電体531と下層圧電体532は共に、例えばジルコン酸チタン酸鉛(PZT)を主成分とする圧電材料によって作製されている。そして、上層圧電体531と下層圧電体532とは分極方向が反対である。このため、駆動信号印加時の伸縮方向が上層圧電体531と下層圧電体532とで揃い、支障なく変形することができる。即ち、上層圧電体531及び下層圧電体532は、駆動電極524の電位を高くする程に圧力室513の容積を少なくするように振動板515を変形させ、駆動電極524の電位を低くする程に圧力室513の容積を増やすように振動板515を変形させる。   Both the upper layer piezoelectric body 531 and the lower layer piezoelectric body 532 are made of, for example, a piezoelectric material mainly composed of lead zirconate titanate (PZT). The upper layer piezoelectric body 531 and the lower layer piezoelectric body 532 have opposite polarization directions. For this reason, the expansion / contraction directions at the time of applying the drive signal are the same in the upper layer piezoelectric body 531 and the lower layer piezoelectric body 532, and can be deformed without hindrance. That is, the upper layer piezoelectric body 531 and the lower layer piezoelectric body 532 deform the diaphragm 515 so that the volume of the pressure chamber 513 decreases as the potential of the drive electrode 524 increases, and the potential of the drive electrode 524 decreases. The diaphragm 515 is deformed so as to increase the volume of the pressure chamber 513.

次に、駆動振動子518bにおける一側(2列の対向する圧力室列の中間領域側)の構造について説明する。   Next, the structure on one side (the intermediate region side of two opposing pressure chamber rows) in the drive vibrator 518b will be described.

この一側には、上記したように、個別端子519が形成される。駆動振動子518bの個別端子519は、駆動信号(駆動電位)が供給される駆動電位供給端子であり、アクチュエータユニット503の上面に重ねられる配線基板504の接点端子520(図12参照)に導通される。そして、この個別端子519は、圧力室長手方向に延びる駆動電極524に導通されている。即ち、この個別端子519の一部は、駆動電極524の端部上に積層状態で設けられている。   As described above, the individual terminal 519 is formed on this one side. The individual terminal 519 of the drive vibrator 518b is a drive potential supply terminal to which a drive signal (drive potential) is supplied, and is electrically connected to a contact terminal 520 (see FIG. 12) of the wiring board 504 that is overlaid on the upper surface of the actuator unit 503. The The individual terminal 519 is electrically connected to a drive electrode 524 extending in the longitudinal direction of the pressure chamber. That is, a part of the individual terminal 519 is provided in a laminated state on the end of the drive electrode 524.

本実施形態では、この個別端子519の端部を、圧力室513と重畳しない振動子端部(上層圧電体)の表面に重ねて形成している。さらに、この個別端子519を共通上電極533(共通枝電極523)とは離隔させて形成している。
即ち、図11及び図12に示すように、圧電振動子518の一側端部は、圧力室513の端部を越えて、言い換えれば、圧力室513との重畳領域よりも外側の非重畳領域まで延設されている。そして、個別端子519における振動子側端部は、この非重畳領域にて駆動電極524に接続されると共に圧電振動子518の上表面に積層状態で形成されている。この圧電振動子518の上に形成された個別端子519の一部が配線基板504(接点端子520)との導通部となる(以下、導通部519aともいう)。一方、共通上電極533の端部は個別端子519の手前まで形成されているが、個別端子519との間には離隔領域Xを設けているので、互いに導通されていない。
In the present embodiment, the end of the individual terminal 519 is formed so as to overlap the surface of the vibrator end (upper piezoelectric body) that does not overlap the pressure chamber 513. Further, the individual terminal 519 is formed apart from the common upper electrode 533 (common branch electrode 523).
That is, as shown in FIGS. 11 and 12, one end of the piezoelectric vibrator 518 exceeds the end of the pressure chamber 513, in other words, a non-overlapping area outside the overlapping area with the pressure chamber 513. It is extended to. The vibrator-side end of the individual terminal 519 is connected to the drive electrode 524 in this non-overlapping region and is formed in a laminated state on the upper surface of the piezoelectric vibrator 518. A part of the individual terminal 519 formed on the piezoelectric vibrator 518 serves as a conductive portion with the wiring board 504 (contact terminal 520) (hereinafter also referred to as a conductive portion 519a). On the other hand, the end of the common upper electrode 533 is formed up to the front of the individual terminal 519, but is not electrically connected to each other because the separation region X is provided between the individual terminal 519.

このような構成を採ったことにより、アクチュエータユニット503の小型化が図れる。即ち、個別端子519の端部を積極的に圧電振動子518の表面に重ねて形成したことから、個別端子519を全体的に圧電振動子側に寄せて形成できる。このため、個別端子519に関し、導通に必要な長さ(即ち、接点端子520との接合に必要な長さ)を確保しつつもアクチュエータユニット503の幅、詳しくは、圧力室長手方向(振動子長手方向)の幅を短くすることができる。   By adopting such a configuration, the actuator unit 503 can be downsized. That is, since the end of the individual terminal 519 is positively formed so as to overlap the surface of the piezoelectric vibrator 518, the individual terminal 519 can be formed as a whole close to the piezoelectric vibrator. Therefore, regarding the individual terminal 519, the width of the actuator unit 503, specifically, the longitudinal direction of the pressure chamber (vibrator) is ensured while ensuring the length necessary for conduction (that is, the length necessary for joining with the contact terminal 520). The width in the longitudinal direction can be shortened.

更に、2列の圧力室列の各々から櫛歯状に延びる個別端子519が、ノズル列の方向に重なり合うように形成されているため、圧力室長手方向(振動子長手方向)の幅を更に短くすることができる。   Furthermore, since the individual terminals 519 extending in a comb shape from each of the two pressure chamber rows are formed so as to overlap in the nozzle row direction, the width in the pressure chamber longitudinal direction (vibrator longitudinal direction) is further shortened. can do.

この小型化により、製造時において従来と同じ面積のセラミックスシートに対し、より多くのアクチュエータユニット503をレイアウトできる。従って、従来と同じ工程であってもより多くのアクチュエータユニット503が製造でき、製造効率の向上が図れる。また、原材料を節約することもできる。このように、製造効率の向上と原材料の節約とが図れることから、アクチュエータユニット503のコストダウンも図れる。   Due to this downsizing, more actuator units 503 can be laid out with respect to the ceramic sheet having the same area as the conventional one at the time of manufacture. Therefore, more actuator units 503 can be manufactured even in the same process as the conventional process, and the manufacturing efficiency can be improved. In addition, raw materials can be saved. As described above, since the manufacturing efficiency can be improved and the raw materials can be saved, the cost of the actuator unit 503 can be reduced.

また、配線基板504との接続時には、図12に示すように、個別端子519に配線基板504の接点端子520を重ねた状態で、個別端子519とは反対側の配線基板表面から加熱端子(図示せず)を押圧することにより、個別端子519と接点端子520とを溶融結合(半田付け)することができる。この場合において、個別端子519の導通部519aは、圧電振動子518よりも上方に位置しアクチュエータユニット503において最も高い位置にあることから、加熱端子によって最も強く加圧される。このため、半田付けを確実に行うことができる。   When connecting to the wiring board 504, as shown in FIG. 12, with the contact terminals 520 of the wiring board 504 superimposed on the individual terminals 519, a heating terminal (see FIG. By pressing (not shown), the individual terminal 519 and the contact terminal 520 can be melt-bonded (soldered). In this case, since the conducting portion 519a of the individual terminal 519 is located above the piezoelectric vibrator 518 and is at the highest position in the actuator unit 503, it is most strongly pressurized by the heating terminal. For this reason, soldering can be performed reliably.

さらに、導通部519aが圧電振動子518の上に形成されていることから、当該部材の剛性が高くなり、加熱端子からの押圧力を確実に受け止めることもできる。   Furthermore, since the conducting portion 519a is formed on the piezoelectric vibrator 518, the rigidity of the member is increased, and the pressing force from the heating terminal can be reliably received.

次に、駆動振動子518bにおける他側(ノズル開口510側)の構造について説明する。   Next, the structure on the other side (nozzle opening 510 side) in the drive vibrator 518b will be described.

図11及び図13に示すように、駆動振動子518bの他側において、共通上電極533及び共通下電極534は、振動子長手方向に延設される。即ち、共通下電極534は、振動板515の上を通って共通幹電極521の下面まで形成される。また、共通上電極533は、圧電体層522の端面を通って共通下電極534の表面に形成される。さらに、この共通上電極533も共通幹電極521の下面まで一連に形成される。   As shown in FIGS. 11 and 13, on the other side of the drive vibrator 518b, the common upper electrode 533 and the common lower electrode 534 extend in the vibrator longitudinal direction. That is, the common lower electrode 534 is formed up to the lower surface of the common trunk electrode 521 through the diaphragm 515. The common upper electrode 533 is formed on the surface of the common lower electrode 534 through the end surface of the piezoelectric layer 522. Further, the common upper electrode 533 is also formed in series up to the lower surface of the common trunk electrode 521.

従って、これらの共通上電極533及び共通下電極534は共に、共通幹電極521に電気的に導通されている。   Therefore, both the common upper electrode 533 and the common lower electrode 534 are electrically connected to the common trunk electrode 521.

次に、ダミー振動子518aの構造について説明する。このダミー振動子518aの基本的な構造は上記した駆動振動子518bと同じである。即ち、図14及び図15に示すように、このダミー振動子518aも、上層圧電体531と下層圧電体532とを備えると共に圧力室長手方向に細長いブロック状の圧電体層522を有し、振動板515と下層圧電体532の間、上層圧電体531と下層圧電体532の境界、及び、下層圧電体532とは反対側となる上層圧電体531の表面にそれぞれ電極層を設けている。   Next, the structure of the dummy vibrator 518a will be described. The basic structure of the dummy vibrator 518a is the same as that of the drive vibrator 518b described above. That is, as shown in FIGS. 14 and 15, this dummy vibrator 518a also includes an upper layer piezoelectric body 531 and a lower layer piezoelectric body 532, and also has a block-shaped piezoelectric body layer 522 elongated in the longitudinal direction of the pressure chamber. Electrode layers are provided between the plate 515 and the lower piezoelectric body 532, the boundary between the upper piezoelectric body 531 and the lower piezoelectric body 532, and the surface of the upper piezoelectric body 531 opposite to the lower piezoelectric body 532.

そして、本実施形態では、振動板515と下層圧電体532の間に設けた電極層(以下、第1導通電極535という。)と、上層圧電体531と下層圧電体532の境界に設けた電極層(以下、第2導通電極536という。)とを振動子長手方向の両側に延出して共通幹電極521と個別端子519とを導通させている。即ち、第1導通電極535は共通幹電極521から下層圧電体532の下を通って個別端子519まで一連に形成され、第2導通電極536は共通幹電極521から上層圧電体531の下を通って個別端子519まで一連に形成されている。本実施形態では、これらの各導通電極を、共通下電極534及び駆動電極524と同じ電極材料で作製している。   In this embodiment, an electrode layer provided between the diaphragm 515 and the lower layer piezoelectric body 532 (hereinafter referred to as the first conduction electrode 535), and an electrode provided at the boundary between the upper layer piezoelectric body 531 and the lower layer piezoelectric body 532 A layer (hereinafter referred to as a second conductive electrode 536) extends to both sides in the longitudinal direction of the vibrator so that the common trunk electrode 521 and the individual terminal 519 are electrically connected. That is, the first conductive electrode 535 is formed in series from the common trunk electrode 521 through the lower piezoelectric body 532 to the individual terminals 519, and the second conductive electrode 536 passes from the common trunk electrode 521 under the upper piezoelectric body 531. Thus, the individual terminals 519 are formed in series. In the present embodiment, these conductive electrodes are made of the same electrode material as the common lower electrode 534 and the drive electrode 524.

このように構成することで、ダミー振動子518aに設けた個別端子519と共通幹電極521とが導通電極535,536を介して導通されるので、この個別端子519を共通電位(例えば、接地電位)を供給するための供給端子(共通電位供給端子)として使用することができる。そして、この個別端子519は、駆動振動子518b用の個別端子519と同じ列に同様に形成されているので、アクチュエータユニット503の小型化が図れる。また、配線基板504と各個別端子519を導通させる際に、ダミー振動子518a用の個別端子519と駆動振動子518b用の個別端子519とを纏めて導通できるので、作業効率の向上が図れる。   With this configuration, the individual terminal 519 provided on the dummy vibrator 518a and the common trunk electrode 521 are electrically connected via the conduction electrodes 535 and 536, and thus the individual terminal 519 is connected to the common potential (for example, the ground potential). ) Can be used as a supply terminal (common potential supply terminal). Since the individual terminals 519 are similarly formed in the same row as the individual terminals 519 for the drive vibrator 518b, the actuator unit 503 can be reduced in size. Further, when the wiring board 504 and the individual terminals 519 are brought into conduction, the individual terminals 519 for the dummy vibrator 518a and the individual terminals 519 for the driving vibrator 518b can be brought into conduction together, so that work efficiency can be improved.

また、これらの導通電極は何れも圧電体層522の下側に設けられているので、バリ状部は生じない。このため、配線基板504の実装後にバリ状部によって配線を断線させてしまったり、短絡を生じさせてしまったりする不具合を確実に防止できる。従って、記録ヘッド501に関し、トラブルの少ない安定した性能を発揮させることができる。   In addition, since these conductive electrodes are all provided below the piezoelectric layer 522, no burr-like portion is generated. For this reason, it is possible to reliably prevent a problem that the wiring is disconnected by the burr-like portion after the wiring board 504 is mounted or a short circuit is caused. Therefore, the recording head 501 can exhibit stable performance with few troubles.

さらに、これらの導通電極535,536は2層に分かれているので、十分な厚さを確保できる。これにより、電極の抵抗値を低く抑えることができる。加えて、各導通電極535,536を、共通下電極534及び駆動電極524と同じ電極材料で作製しているので、各導通電極535,536を共通下電極534や駆動電極524と同時に作製することができる。即ち、第1導通電極535は共通下電極534と同時に作製でき、第2導通電極536は駆動電極524と同時に作製できる。これにより、専ら導通電極を形成するための形成工程を行う必要がなくなり、製造効率を高めることができる。   Furthermore, since these conducting electrodes 535 and 536 are divided into two layers, a sufficient thickness can be ensured. Thereby, the resistance value of an electrode can be restrained low. In addition, since each conductive electrode 535, 536 is made of the same electrode material as the common lower electrode 534 and the drive electrode 524, each conductive electrode 535, 536 is made simultaneously with the common lower electrode 534 and the drive electrode 524. Can do. That is, the first conduction electrode 535 can be produced at the same time as the common lower electrode 534, and the second conduction electrode 536 can be produced at the same time as the drive electrode 524. Thereby, it is not necessary to perform a forming process for forming the conductive electrode exclusively, and the manufacturing efficiency can be improved.

なお、図9に示すように、アクチュエータユニット503(及び流路ユニット502)には、2列のノズル開口510及び2列の圧力室513の外側の位置に、位置決め用の基準穴01〜604が形成されていることが好ましい。   9, the actuator unit 503 (and the flow path unit 502) have positioning reference holes 01 to 604 at positions outside the two rows of nozzle openings 510 and the two rows of pressure chambers 513. Preferably it is formed.

図9に示す例では、縦方向の基準穴601、603と横方向の基準穴602、604とが、2列の圧力室513が形成する長方形形状の各辺の中点近傍の外側に、それぞれ設けられている。なお、一つの基準穴601が円形に構成され、その他の基準穴602〜604は長穴に構成されている。   In the example shown in FIG. 9, the vertical reference holes 601 and 603 and the horizontal reference holes 602 and 604 are outside the vicinity of the midpoint of each side of the rectangular shape formed by the two rows of pressure chambers 513. Is provided. One reference hole 601 is configured in a circular shape, and the other reference holes 602 to 604 are configured as long holes.

従前、位置決め用の基準穴はユニット部材の中央に設けられていたが、ユニット部材の周縁に設けることにより、ユニット部材のスペースの利用効率が向上され得る。   Conventionally, the reference hole for positioning has been provided at the center of the unit member. However, the use efficiency of the space of the unit member can be improved by providing it at the periphery of the unit member.

本発明の実施形態1に係る記録ヘッドの分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of a recording head according to Embodiment 1 of the invention. 本発明の実施形態1に係る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 cross-sectional view of the recording head according to Embodiment 1 of the invention. 本発明の実施形態1に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to the first embodiment of the invention. 本発明の実施形態1に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to the first embodiment of the invention. 本発明の実施形態1に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to the first embodiment of the invention. 本発明の一実施形態に係る記録装置の概略図である。1 is a schematic diagram of a recording apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態2におけるアクチュエータユニット及び流路ユニットを説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the actuator unit and flow path unit in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態2に係るノズルプレートを説明する部分拡大図である。It is the elements on larger scale explaining the nozzle plate which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態2に係るアクチュエータユニットを圧電振動子側から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the actuator unit which concerns on Embodiment 2 of this invention from the piezoelectric vibrator side. 本発明の実施形態2に係る圧電振動子の構造を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the structure of the piezoelectric vibrator which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態2に係る駆動振動子の端部構造を説明する図である。It is a figure explaining the edge part structure of the drive vibrator concerning Embodiment 2 of the present invention. 図11のA部拡大図である。It is the A section enlarged view of FIG. 図11のB部拡大図である。It is the B section enlarged view of FIG. 本発明の実施形態2に係るダミー振動子の一側端部の構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the one side edge part of the dummy vibrator | oscillator which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態2に係るダミー振動子の他側端部の構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the other end part of the dummy vibrator | oscillator which concerns on Embodiment 2 of this invention. 従来技術に係る記録ヘッドの断面図である。It is sectional drawing of the recording head which concerns on a prior art.

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 貫通孔
34 インク導入路
50 弾性膜(振動板)
60 下電極膜
70 圧電体層
80 上電極膜
90 リード電極(上電極の一部)
91 接続端子部
100 リザーバ
110 駆動回路
120 接続配線
300 圧電素子
501 記録ヘッド
502 流路ユニット
503 アクチュエータユニット
504 配線基板
505 インク供給口
506 ノズル連通口
507 供給口形成基板
508 共通インク室
509 インク室形成基板
510 ノズル開口
511 ノズルプレート
512 ノズル列
513 圧力室
514 圧力室形成基板
515 振動板
516 供給側連通口
517 蓋部材
518 圧電振動子
519 個別端子
520 配線基板の接点端子
521 共通幹電極
522 圧電体層
523 共通枝電極
524 駆動電極(個別電極)
531 上層圧電体
532 下層圧電体
533 共通上電極
534 共通下電極
535 第1導通電極
536 第2導通電極
601〜604 基準穴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Flow path formation board | substrate 11 Partition 12 Pressure generation chamber 13 Communication part 14 Ink supply path 20 Nozzle plate 21 Nozzle opening 30 Reservoir formation board 31 Reservoir part 32 Piezoelectric element holding part 33 Through hole 34 Ink introduction path 50 Elastic film (vibration plate)
60 Lower electrode film 70 Piezoelectric layer 80 Upper electrode film 90 Lead electrode (part of upper electrode)
91 connection terminal portion 100 reservoir 110 drive circuit 120 connection wiring 300 piezoelectric element 501 recording head 502 flow path unit 503 actuator unit 504 wiring substrate 505 ink supply port 506 nozzle communication port 507 supply port formation substrate 508 common ink chamber 509 ink chamber formation substrate 510 Nozzle opening 511 Nozzle plate 512 Nozzle row 513 Pressure chamber 514 Pressure chamber forming substrate 515 Vibration plate 516 Supply side communication port 517 Lid member 518 Piezoelectric vibrator 519 Individual terminal 520 Contact terminal 521 of wiring board Common trunk electrode 522 Piezoelectric layer 523 Common branch electrode 524 Drive electrode (individual electrode)
531 Upper layer piezoelectric body 532 Lower layer piezoelectric body 533 Common upper electrode 534 Common lower electrode 535 First conduction electrode 536 Second conduction electrode 601 to 604 Reference hole

Claims (7)

ノズル列の各ノズル開口にそれぞれ連通すると共に、振動板によって封止された複数の圧力発生室を有する流路形成基板と、
前記振動板上に設けられて、前記複数の圧力発生室の各々の内部に供給された液体の圧力をそれぞれ変動させて当該液体を対応するノズル開口から吐出するための複数の圧力変動手段と、
を備えた液体噴射ヘッドであって、
圧力発生室は、ノズル列の方向に平行な2列の互いに対向する圧力発生室列を形成しており、
各圧力変動手段は、共通電極、圧電体層及び個別電極を有する圧電素子で構成され、
各圧電素子の個別電極は、互いに対向する圧力発生室列に挟まれた中間領域の側に延設され、幅方向の一側の一部のみで当該圧電素子の個別電極の幅よりも細く形成された接続端子部に接続されており、
一方の圧力発生室列に属する各圧力発生室に対応して設けられた各圧電素子の個別電極に接続された接続端子部と、他方の圧力発生室列に属する各圧力発生室に対応して設けられた各圧電素子の個別電極に接続された接続端子部とは、互いに平行であって、ノズル列の方向に重なり合う領域を有している
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
A flow path forming substrate that communicates with each nozzle opening of the nozzle row and has a plurality of pressure generation chambers sealed by a diaphragm;
A plurality of pressure changing means provided on the diaphragm for changing the pressure of the liquid supplied into each of the plurality of pressure generating chambers and discharging the liquid from the corresponding nozzle openings;
A liquid jet head comprising:
The pressure generating chambers form two opposing pressure generating chamber rows parallel to the nozzle row direction,
Each pressure variation means is composed of a piezoelectric element having a common electrode, a piezoelectric layer and an individual electrode,
The individual electrodes of each piezoelectric element are extended toward the intermediate region sandwiched between the pressure generation chamber rows facing each other, and are formed to be narrower than the width of the individual electrode of the piezoelectric element only at a part of one side in the width direction. Connected to the connected terminal section,
Corresponding to each of the pressure generating chambers belonging to the other pressure generating chamber row and the connection terminal portion connected to the individual electrode of each piezoelectric element provided corresponding to each pressure generating chamber row belonging to one pressure generating chamber row A liquid ejecting head comprising: a connecting terminal portion connected to an individual electrode of each provided piezoelectric element; and a region that is parallel to each other and overlaps in a nozzle row direction.
前記接続端子部の幅は、前記個別電極の幅の1/2以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の液体噴射ヘッド。
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein a width of the connection terminal portion is ½ or less of a width of the individual electrode.
ノズル列の方向に重なり合う接続端子部の配列密度は、圧力発生室の配列密度の2倍以上である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の液体噴射ヘッド。
3. The liquid jet head according to claim 1, wherein the arrangement density of the connection terminal portions overlapping in the direction of the nozzle row is at least twice the arrangement density of the pressure generating chambers.
ノズル列の方向に重なり合う接続端子部の配列密度は、240dot/inch(dpi)以上である
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の液体噴射ヘッド。
4. The liquid jet head according to claim 1, wherein the arrangement density of the connection terminal portions overlapping in the direction of the nozzle row is 240 dots / inch (dpi) or more.
接続端子部のノズル列の方向に重なり合う部分の長さは、接続端子部の全体の長さの1/2以上である
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の液体噴射ヘッド。
5. The liquid jet head according to claim 1, wherein a length of a portion of the connection terminal portion that overlaps in a nozzle row direction is ½ or more of a total length of the connection terminal portion. .
前記流路形成基板には、2列のノズル列及び2列の圧力発生室列の外側の位置に、位置決め用の基準穴が形成されている
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の液体噴射ヘッド。
The positioning reference hole is formed in the flow path forming substrate at a position outside the two nozzle rows and the two pressure generation chamber rows. The liquid jet head described in 1.
請求項1乃至6のいずれかに記載の液体噴射ヘッドと、
前記複数の圧力発生室の各々の内部に前記液体を供給する液体供給機構と、
を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
A liquid ejecting head according to any one of claims 1 to 6;
A liquid supply mechanism for supplying the liquid into each of the plurality of pressure generating chambers;
A liquid ejecting apparatus comprising:
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