JP2010173125A - Liquid ejection head and liquid ejection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に縦振動型の圧電素子の駆動により液体を噴射する方式のものに適用して有用なものである。 The present invention relates to a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus, and is particularly useful when applied to a system that ejects liquid by driving a longitudinal vibration type piezoelectric element.
液体噴射ヘッドの代表例としては、例えば、圧電素子の変位による圧力を利用してノズル開口からインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドが知られている。その一種としてノズル開口に連通するよう列方向に並べて流路形成基板に圧力発生室を形成し、各圧力発生室に対向する領域に振動板を介して圧電素子(圧電振動子)を縦方向に設け、この圧電素子に電圧を印加することによる縦振動を利用して圧力発生室内を膨張・収縮させてノズル開口からインク滴を吐出させるものがある(例えば、特許文献1参照)。このようなインクジェット式記録ヘッドの圧電素子は、固定部材(支持基板)を介してヘッドケース(基台)の収容部内に収容され、通常FPC等で形成されている回路基板を介してヘッドケース上に設けられる配線基板(上方閉鎖板)の導電パッドと電気的に接続されている。 As a typical example of a liquid ejecting head, for example, an ink jet recording head that ejects ink droplets from nozzle openings using pressure generated by displacement of a piezoelectric element is known. As one type, pressure generation chambers are formed in the flow path forming substrate so as to communicate with the nozzle openings in a row direction, and piezoelectric elements (piezoelectric vibrators) are arranged in the vertical direction via a vibration plate in a region facing each pressure generation chamber. There is an apparatus in which an ink droplet is ejected from a nozzle opening by expanding and contracting a pressure generating chamber using longitudinal vibration generated by applying a voltage to the piezoelectric element (for example, see Patent Document 1). The piezoelectric element of such an ink jet recording head is housed in a housing portion of a head case (base) via a fixing member (support substrate), and is usually mounted on the head case via a circuit board formed of FPC or the like. Is electrically connected to a conductive pad of a wiring board (upper closing plate) provided on the board.
かかる縦振動を利用したインクジェット式記録ヘッドとしては、一体となった多数の圧電素子を固定部材の側面に固定して一個の圧電素子ユニットを形成し、この圧電素子ユニットを2個一組としてヘッドホルダの収容部に収容するとともにその側面に配設したものも提案されている(例えば、特許文献2参照)。 As an ink jet recording head using such longitudinal vibration, a single piezoelectric element unit is formed by fixing a large number of integrated piezoelectric elements on the side surface of a fixing member, and the two piezoelectric element units are combined into a head. A device that is accommodated in the holder accommodating portion and disposed on the side surface of the holder has also been proposed (for example, see Patent Document 2).
ここで、この種のインクジェット式記録ヘッドのさらなる小形化を実現する場合、固定部材の両側面に直接圧電素子を接合して相対向する列間でのノズル開口の間隔を縮小した圧電素子ユニットを形成し、これを流路形成基板上に配設するものが考えられる。ただ、この場合には、圧電素子を圧力発生室に対応させて櫛歯状に切り分ける際に固定部材も切り分けられてしまう等の構造的な問題に起因して十分な強度を確保することができないという問題を生起する。なお、圧電素子とこれを固着する固定部材とを同時に切り分ける構造を開示する公知文献として特許文献3が存在する。
Here, in order to achieve further miniaturization of this type of ink jet recording head, a piezoelectric element unit in which a piezoelectric element is directly bonded to both side surfaces of the fixing member to reduce the interval between the nozzle openings between the opposing rows. It is conceivable to form this and dispose it on the flow path forming substrate. However, in this case, sufficient strength cannot be ensured due to structural problems such as the fixing member being cut when the piezoelectric element is cut into a comb-like shape corresponding to the pressure generating chamber. Cause the problem. Note that there is
上述の如く従来においては縦振動方式のインクジェット式記録ヘッドのさらなる小形化を実現する場合には圧電素子及びこれを接合する固定部材を含む圧電素子ユニットの剛性を十分確保し得る構造とする必要がある。 As described above, in the prior art, in order to achieve further downsizing of the longitudinal vibration type ink jet recording head, the piezoelectric element unit including the piezoelectric element and the fixing member that joins the piezoelectric element needs to have a structure that can sufficiently secure the rigidity. is there.
なお、このような必要性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はなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。 Such a need exists not only in an ink jet recording head that ejects ink, but also in a liquid ejecting head that ejects liquid other than ink.
本発明は、上述の如き従来技術に鑑み、圧電素子及びこれを接合する固定部材を含む圧電素子ユニットの剛性を十分確保し得る液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus that can sufficiently ensure the rigidity of a piezoelectric element unit including a piezoelectric element and a fixing member that joins the piezoelectric element.
上記目的を達成する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通するよう列を形成して流路形成基板にそれぞれ並設された第1及び第2の圧力発生室列と、前記流路形成基板に形成された振動板を介して前記第1及び第2の圧力発生室列の容積をそれぞれ変化させる第1及び第2の圧電素子と、前記第1及び第2の圧電素子の前記第1及び第2の圧力発生室列とは反対側に配設されて前記第1及び第2の圧電素子の一部が接合されている共通の固定部材と、前記第1及び第2の圧電素子を駆動する駆動信号が外部から供給されるよう前記第1及び第2の圧電素子に接続されている配線基板とを備え、前記第1及び第2の圧電素子は前記第1及び第2の圧力発生室列に対応させて櫛歯状に切り分けて前記固定部材に接合するとともに、前記固定部材の前記振動板側の端面には前記第1及び第2の圧電素子の前記振動板側の端面の位置を規制する脚部を固着したことを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
本態様によれば、一枚の固定部材に2列分の圧電素子を接合することができるので、その分相対向するノズル開口の間隔を小さくすることができ、装置の小形化とともに印刷密度の向上に資することができるばかりでなく、圧電素子に合わせて脚部を切り分ける必要がない。この結果、脚部の剛性を十分高いものとすることができ、第1及び第2の圧電素子で固定部材を共用しても当該部分の十分な機械的強度を確保することもできる。
An aspect of the present invention that achieves the above object includes a first and a second pressure generation chamber rows that are arranged in parallel to the flow path forming substrate by forming a row so as to communicate with a nozzle opening that ejects liquid, The first and second piezoelectric elements that change the volumes of the first and second pressure generating chamber rows via the diaphragm formed on the path forming substrate, and the first and second piezoelectric elements. A common fixing member disposed on the opposite side of the first and second pressure generating chamber rows and joined with a part of the first and second piezoelectric elements; and the first and second piezoelectric elements And a wiring board connected to the first and second piezoelectric elements so that a drive signal for driving the element is supplied from the outside, and the first and second piezoelectric elements are the first and second piezoelectric elements. Cut into comb teeth corresponding to the pressure generating chamber row and join to the fixing member, The end surface of the vibration plate side of the fixing member in the liquid ejecting head is characterized in that fixed leg portion for regulating the position of the end surface of the vibration plate side of the first and second piezoelectric elements.
According to this aspect, since two rows of piezoelectric elements can be bonded to one fixed member, the interval between the nozzle openings facing each other can be reduced, and the printing density can be reduced along with downsizing of the apparatus. Not only can it contribute to improvement, but there is no need to separate the legs in accordance with the piezoelectric elements. As a result, the rigidity of the leg portion can be made sufficiently high, and even if the fixing member is shared by the first and second piezoelectric elements, sufficient mechanical strength of the portion can be ensured.
ここで、前記脚部は前記固定部材に接着剤により固着されるとともに、前記接着剤の厚みによりその前記振動板側の端面の位置を調整されるものであることが望ましい。脚部の高さ位置を圧電素子の流路基板側の端面位置に合わせて容易に調整することができるからである。 Here, it is desirable that the leg portion is fixed to the fixing member with an adhesive, and the position of the end face on the diaphragm side is adjusted by the thickness of the adhesive. This is because the height of the leg can be easily adjusted according to the position of the end face of the piezoelectric element on the flow path substrate side.
また、前記脚部はその固定部材側の端面にその長手方向に伸びる凹溝を有し、この凹溝に接着剤を流し込むことにより接着したものであることが望ましい。接着剤を凹溝に沿って導くことにより圧電素子側への流れ出しを防止し、圧電素子に接着剤が付着することによるその振動特性に対する影響を未然に防止することができるからである。 Further, it is desirable that the leg portion has a concave groove extending in the longitudinal direction on the end face on the side of the fixing member, and is bonded by pouring an adhesive into the concave groove. This is because by guiding the adhesive along the concave groove, it is possible to prevent the adhesive from flowing out to the piezoelectric element side, and it is possible to prevent the influence of the adhesive on the piezoelectric element from affecting its vibration characteristics.
さらに、前記配線基板は、前記第1及び第2の圧電素子を駆動する駆動信号が外部から供給される入力端子と前記第1及び第2の圧電素子に前記駆動信号を供給する出力端子とが形成された可撓性を有する信号線フィルムで構成され、前記固定部材の一方の側面で前記入力端子と前記第1の圧電素子に前記駆動信号を供給する出力端子を有する第1の配線部と、この第1の配線部から前記固定部材の他方の側面に回り込んで前記第2の圧電素子に前記駆動信号を供給する出力端子を有する第2の配線部とを備えたものであることが望ましい。一枚の信号線フィルムを2列の圧電素子で共用できるので、その分部品点数を減らすことができるからである。 Furthermore, the wiring board has an input terminal to which a drive signal for driving the first and second piezoelectric elements is supplied from the outside, and an output terminal for supplying the drive signal to the first and second piezoelectric elements. A first wiring portion comprising a flexible signal line film formed, and having an input terminal on one side of the fixing member and an output terminal for supplying the drive signal to the first piezoelectric element; And a second wiring portion having an output terminal that wraps around the other side surface of the fixing member from the first wiring portion and supplies the driving signal to the second piezoelectric element. desirable. This is because one signal line film can be shared by two rows of piezoelectric elements, and the number of parts can be reduced accordingly.
さらに、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
本態様によれば、液体噴射装置としても小形化が実現され、また部品点数の削減もはかることができる。
According to another aspect of the invention, there is provided a liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head according to the above aspect.
According to this aspect, the liquid ejecting apparatus can be miniaturized and the number of parts can be reduced.
以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
図1は本発明の実施の形態に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドを示す概略断面図であり、図2はその要部断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an ink jet recording head which is an example of a liquid jet head according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a main cross-sectional view thereof.
両図に示すように、本形態のインクジェット式記録ヘッド10は、インク滴を噴射するノズル開口13A,13Bにそれぞれ連通する2列の圧力発生室列11A,11Bを有している。ここで、圧力発生室列11A,11Bは流路形成基板12に、図1及び図2の紙面に直角な方向にそれぞれ複数並設されて第1及び第2の圧力発生室列を形成している。
As shown in both figures, the ink
さらに詳言すると、流路形成基板12には、その一方面側の表層部分に、圧力発生室列11A,11Bが隔壁によって区画されてその幅方向(図1及び図2の紙面と直角方向)でそれぞれ複数並設されており、第1及び第2の圧力発生室列の外側には、各圧力発生室列11A,11Bにインクを供給するための共通のインク室(液室)となるリザーバー21A,21Bが、流路形成基板12を厚さ方向に貫通して設けられている。そして、各圧力発生室列11A,11Bとリザーバー21A,21Bとは、インク供給路22A,22Bを介して連通している。インク供給路22A,22Bは、本実施形態では、圧力発生室列11A,11Bよりも狭い幅で形成されており、リザーバー21A,21Bから圧力発生室列11A,11Bに流入するインクの流路抵抗を一定に保持する役割を果たしている。さらに、圧力発生室列11A,11Bのリザーバー21A,21Bとは反対の端部側には、流路形成基板12を貫通するノズル連通孔23A,23Bが形成されている。このような流路形成基板12は、例えばシリコン単結晶基板で好適に形成することができ、流路形成基板12に設けられる圧力発生室列11A,11B等は、流路形成基板12をエッチングすることによって好適に形成することができる。
More specifically, in the flow
流路形成基板12の一方面側にはノズル開口13A,13Bが穿設されたノズルプレート14が接着剤や熱溶着フィルムを介して接着され、各ノズル開口13A,13Bは、流路形成基板12に設けられたノズル連通孔23A,23Bを介して各圧力発生室列11A,11Bと連通している。また、流路形成基板12の他方面側、すなわち圧力発生室列11A,11Bの開口面側には振動板15が接合されて、各圧力発生室列11A,11Bはこの振動板15によって封止されている。
A
振動板15は、例えば、樹脂フィルム等の弾性部材からなる弾性膜24と、この弾性膜24を支持する、例えば、金属材料等からなる支持板25との複合板で形成されており、弾性膜24側が流路形成基板12に接合されている。ここで、弾性膜24は、厚さが数μm程度のPPS(ポリフェニレンサルファイド)フィルムからなり、支持板25は、厚さが数十μm程度のステンレス鋼板(SUS)からなる。また、振動板15の各圧力発生室列11A,11Bに対向する領域内には、圧電素子16A,16Bの先端部が当接する島部26A,26Bが設けられている。すなわち、振動板15の各圧力発生室列11A,11Bの周縁部に対向する領域に他の領域よりも厚さの薄い薄肉部27が形成されて、この薄肉部27の内側にそれぞれ島部26A,26Bが設けられている。また、本形態では、振動板15のリザーバー21A,21Bに対向する領域に、薄肉部27と同様に、支持板25がエッチングにより除去されて実質的に弾性膜24のみで構成されるコンプライアンス部28A,28Bが設けられている。なお、このコンプライアンス部28A,28Bは、リザーバー21A,21B内の圧力変化が生じた時に、このコンプライアンス部28A,28Bの弾性膜24が変形することによって圧力変化を吸収し、リザーバー21A,21B内の圧力を常に一定に保持する役割を果たす。
The
振動板15を介して第1及び第2の圧力発生室列11A,11Bの容積をそれぞれ変化させる第1及び第2の圧電素子16A,16Bは、共通の固定部材33の圧力発生室11が形成されている面と直交する面となる両側面にそれぞれの基端部が接合されており、固定部材33とともに圧電素子ユニット17を形成している。ここで、圧電素子16Aは固定部材33の図1中左側の側面に、紙面に直角な方向に亘って接合されており、圧電素子16Bは固定部材33の図1中右側の側面に紙面に直角な方向に亘って接合されている。また、図示はしないが、固定部材33の圧力発生室11が形成されている側に向いた面に圧電素子16A、16Bを接合しても良い。この場合、固定部材33の厚みを厚くすること、また、圧電素子16Aの第1の配線部35Aと接合する面と圧電素子16Bの第2の配線部35Bと接合する面とが、固定部材33の上記側面よりも流路形成基板12の面方向側に突出している。この構成により、各配線部35A、35Bと各圧電素子16A,16Bとが接合しやすいという効果を奏する。ここで、固定部材33は、例えばSUSで好適に形成し得るが、これに限るものではない。また、固定部材33は1枚の板状部材に限るものでもなく、複数枚の板状部材を積層したものでも良い。このように、積層板で固定部材33を形成した場合のその両側面とは各積層板の両側面ではなく、積層して一体となった固定部材33自体の両側面を意味する。
The first and second
ここで、圧電素子16Aは、圧電材料と電極形成材料とを交互にサンドイッチ状に挟んで積層した圧電素子形成部材を形成し、この圧電素子形成部材を各圧力発生室11に対応させて櫛歯状に切り分けることによって形成されている。圧電素子16Bも、同様に形成した圧電素子形成部材を各圧力発生室11に対応させて櫛歯状に切り分けることによって形成されている。すなわち、本形態では、各圧電素子16A,16Bにおける複数の圧電素子がそれぞれ一体的に形成されている。そして、圧電素子16A,16Bの基端部側が固定部材33に固着されている。そして、各圧電素子16A,16Bの基端部側とは反対側の先端部側が振動板15の島部26A,26Bに当接した状態で固定されている。
Here, the
さらに、圧電素子16A,16Bの基端部近傍には、固定部材33とは反対側の面に、各圧電素子16A,16Bを駆動するための信号を供給する配線を有する信号線フィルム35が接続されている。
Further, a
本形態においては共通の固定部材33の両側に2列の圧電素子16A,16Bを相対向させて配設することにより一つの圧電素子ユニット17を形成したので、圧電素子16A,16Bに駆動信号を供給するための信号線フィルム35は、固定部材33の一方の側面(図2の左側面)で第1の圧電素子16Aに駆動信号を供給するための出力端子を有する第1の配線部35Aと、この第1の配線部35Aから固定部材33の他方の側面(図2の右側面)に回り込んで第2の圧電素子16Bに駆動信号を供給するための出力端子を有する第2の配線部35Bとを備えている。この部分に関する説明は後に詳述する。
In this embodiment, since one
本形態では4個の圧電素子ユニット17を有する場合を示しているが、各圧電素子ユニット17は振動板15上に固定されているヘッドケース19が有する4個の収容部18にそれぞれ収容してある。すなわち、本形態のインクジェット式記録ヘッド10は、圧電素子16A,16Bを有する圧電素子ユニット17が合計4個設けられている。これに対応させてノズル開口13A,13Bの列が設けられているため、8列のノズル開口13A,13Bが設けられている。
Although this embodiment shows a case where four
また、ヘッドケース19上には、信号線フィルム35の第1及び第2の配線部35A,35Bの各配線の入力端子がそれぞれ接続される複数の導電パッドが設けられた配線基板37が固定されており、ヘッドケース19の収容部18は、この配線基板37によって実質的に塞がれている。すなわち、配線基板37には、ヘッドケース19の収容部18に対向する領域にスリット状の開口部38が形成されており、信号線フィルム35は配線基板37の開口部38から収容部18の外側に引き出されている。
Further, on the
なお、配線基板37の開口部38は、各収容部18に対して1つ、すなわち、本形態では、4つ設けられており、1つの収容部18に設けられた各圧電素子ユニット17に対して1つの信号線フィルム35が1つの開口部38から引き出されている。
Note that one
ここで、信号線フィルム35は、本形態では、圧電素子16A,16Bを駆動するための駆動IC(図示なし)が搭載されたフレキシブルプリント基板(FPC)、例えば、テープキャリアパッケージ(TCP)やチップオンフィルム(COF)等、可撓性を有する部材からなる。そして、信号線フィルム35の各配線は、その基端部側では、例えば、半田、異方性導電材等によって圧電素子16A,16Bを構成する電極形成材料に接続されている。一方、先端部側では、各配線は配線基板37の各導電パッドに接合されている。具体的には、配線基板37の開口部38から収容部18の外側に引き出された信号線フィルム35の先端部が配線基板37の表面に沿って折り曲げられた状態で、各配線が配線基板37の各導電パッドに接合されている。すなわち、信号線フィルム35は、配線基板37の開口部38で約90度に折り曲げられて配線基板37の表面に設けられた導電パッドに接合されている。
Here, in this embodiment, the
図3は本形態における圧電素子ユニット17の一つを信号線フィルム35に接続した状態で示す図で、(a)が一方の側から見た概略斜視図、(b)が他方の側から見た概略斜視図である。同図に明示するように、信号線フィルム35は圧電素子16A,16Bを駆動する駆動信号が配線基板37を介して供給される入力端子と、圧電素子16A,16Bに前記駆動信号を供給する出力端子とを有する可撓性を有する部材で形成してあり、一箇所の配線34を介して配線基板37に電気的に接続されて駆動信号が供給され、この駆動信号を圧電素子16Aとともに圧電素子16Bにも供給し得るように構成してある。このため、第1の配線部35Aと第2の配線部35Bとを備えたものとなっている。ここで第1の配線部35Aは、固定部材33の一方の側面側(図3(a)の右側面側)で配線基板37に接続される入力端子を有するとともに圧電素子16Aに駆動信号を供給する出力端子を有している。また第2の配線部35Bは、第1の配線部35Aから固定部材33の他方の側面(図3(a)の左側面)に回り込んで圧電素子16Bに駆動信号を供給する出力端子を有している。すなわち、第1の配線部35Aと第2の配線部35Bとが固定部材33の一方の端面で回り込む連結部35Cを介して一枚の回路基板として機能するように構成してある。また、圧電素子16A,16Bを選択的に駆動させる駆動IC42は第1の配線部35Aのみに搭載されているが、この1個で圧電素子16Aのみならず圧電素子16Bも駆動する。
3A and 3B are views showing one of the
ここで、固定部材33の圧力発生室11が形成されている側に向いた下端面には脚部41の上端面が固着してあり、当該圧電素子ユニット17を流路形成基板12に一体化する際に振動板15に当接して圧電素子16A,16Bの先端位置を所定の位置に規制する。すなわち、脚部41の下端面は圧電素子16A,16Bの先端面と同一面となるように形成してある。このことにより圧電素子ユニット17としての全体的な剛性の向上を図り得るばかりでなく、圧電素子16A,16Bの図中上下方向の移動に起因する反力を流路形成基板12で支持させることができる。また、脚部41の左右両端面は圧電素子16A,16Bの左右両端面と面一になるように形成してある。
Here, the upper end surface of the
図4は本形態における圧電素子ユニット17の一つを抽出して示す図で、(a)はその概略斜視図、(b)は圧電素子16A,16Bを切り分ける際の態様で示す概略横断面図、(c)は脚部の左右両側で列をなすノズル開口の配設態様を概念的に示す説明図、(d)は固定部材に脚部を接着する際の態様で示す概略端面図である。
4A and 4B are diagrams showing one of the
これらのうち図4(a)に示すように、本形態における圧電素子ユニット17は、固定部材33、この固定部材33の左右両側でそれぞれの上部を接合された圧電素子16A,16B、及び圧電素子16A,16Bの間で固定部材33の下端面に固着されている脚部41を有する。ここで、圧電素子16A,16Bは固定部材33に接合した状態で圧力発生室列11A,11Bに対応させて切り分け、その後脚部41を固定部材33に固着して構成されている。さらに詳言すると、図4(b)に示すように、圧電素子16A,16Bは固定部材33に接合された状態で斜めの切断線45A,45Bにより相互に干渉することなく片側ずつ切り分けられる。
Among these, as shown in FIG. 4A, the
このように、圧電素子16A,16Bを固定部材33に接合した状態で脚部41を固定部材33に固着する前に切り分けて構成されているので、脚部41が圧電素子16A,16Bとともに切り分けられることはない。すなわち、脚部41の剛性は高く維持することができる。したがって、このこととも相俟って圧電素子ユニット17としての機械的な強度を十分なものとすることができる。また、前述の如く圧電素子16A,16Bの切り分けを、斜めの切断線45A,45Bで相互に干渉することなく行うことで、図4(c)に示すように各圧電素子16A,16Bの位置を列方向にノズル開口13A,13Bの半ピッチδ分ずらしている。このように半ピッチずらすことは必須ではないが、このことにより小さな間隔で相対向する圧電素子16A,16Bが千鳥配置されることになるので、印刷密度を実質的に倍にすることができる。
Thus, since the
ここで、固定部材33に対する脚部41の接着の際には、図4(d)に示すように、脚部41の上面を固定部材33の下面に当接させた状態で脚部41及び圧電素子16A,16Bの下面を定盤43に当接させ、この状態で図4(a)に示す接着剤注入池33Aに接着剤44を注入する。かくして接着剤44の注入に伴う毛細管現象により固定部材33と脚部41との間、特に脚部41の上面に長手方向に伸びるように形成した凹溝41Aに接着剤44を回り込ませて両者を接着する。このとき脚部41の高さは接着剤44の厚味で微調整する。なお、脚部41の固定部材33の幅方向に関する位置は定盤43に配設した位置決め部材43A,43Bの間で規制する。
Here, when the
上述の如き手順で形成された圧電素子ユニット17は図5に示すような工程で組み立てられる。なお、図5において圧電素子16Aに接続されている信号線フィルム35は省略している。先ず、図5(a)に示すように、圧電素子16A,16B、固定部材33及び脚部41が一体となった圧電素子ユニット17を流路形成基板12に対しその所定位置にアライメントする。すなわち、各圧電素子16A,16Bの先端面が、対応する島部26A,26Bに正確に当接するように視認しながら圧電素子ユニット17の流路形成基板12に対する位置を調整して固定する。その後、図5(b)に示すように、流路形成基板12に対して固定された圧電素子ユニット17を収容部18に収容しつつヘッドケース19を流路形成基板12に対して固定する。この際、固定部材33の端面を介して接着剤44により圧電素子ユニット17をヘッドケース19に固定する。
The
このようなインクジェット式記録ヘッド10では、インク滴を吐出する際に、圧電素子16及び振動板15の変形によって各圧力発生室列11A,11Bの容積を変化させて所定のノズル開口13A,13Bからインク滴を吐出させる。具体的には、図示しないインクカートリッジからリザーバー21A,21Bにインクが供給されると、インク供給路22A,22Bを介して各圧力発生室列11A,11Bにインクが分配される。この際信号線フィルム35の第1及び第2の配線部35A,35Bを介して圧電素子16A,16Bに電圧を印加することによりこれらを選択的に収縮させる。これにより、振動板15が圧電素子16A,16Bと共に変形されて圧力発生室列11A,11Bの容積が広げられ、圧力発生室列11A,11B内にインクが引き込まれる。そして、ノズル開口13A,13Bに至るまで内部にインクを満たした後、配線基板37を介して供給される駆動信号に従い、圧電素子16A,16Bの電極形成材料に印加していた電圧を解除する。これにより、圧電素子16A,16Bが伸張されて元の状態に戻ると共に振動板15も変位して元の状態に戻る。結果として圧力発生室列11A,11Bの容積が収縮して圧力発生室列11A,11B内の圧力が高まりノズル開口13A,13Bからインク滴が吐出される。
In such an ink
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明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。固定部材の両側にそれぞれ接合された圧電素子と脚部を有する場合において、脚部が圧電素子と同様に切り分けられることなく一体の部材として機械的強度を受け持ち得るような構成であればそれ以上の特別な制限はない。したがって圧電素子ユニット17を先に流路基板側にアライメントして固着する場合に限るものではない。圧電素子ユニット17をヘッドケース19の収容部18に収容した後、圧電素子ユニット17を一体化したヘッドケース19を流路形成基板12に固着するようにしても良い。この場合には、図3(a)に示すように、連結部35Cの最下部に固定部材33の下端部を一部露出させることができるよう切欠部35Dを形成しておき、圧電素子ユニット17のヘッドケース19に対する位置決め・固定の際には切欠部35Dを介して露出された固定部材33の端面をヘッドケース19に当接させれば良い。ただ、先に圧電素子ユニット17のアライメントを行う方が、圧電素子16A,16Bの島部26A,26Bに対する位置を視認しつつそのアライメントを行うことができるので、アライメントの精度は高く維持することができる。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, the basic composition of this invention is not limited to what was mentioned above. In the case of having a piezoelectric element and legs joined to both sides of the fixing member, if the structure is such that the leg can take on the mechanical strength as an integral member without being cut out in the same manner as the piezoelectric element, the further There are no special restrictions. Therefore, the present invention is not limited to the case where the
さらに、例えば圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。 Furthermore, for example, as a pressure generating means, a heat generating element is arranged in the pressure generating chamber and a droplet is generated from the nozzle opening by a bubble generated by the heat generated by the heat generating element, or static electricity is generated between the diaphragm and the electrode. Thus, a so-called electrostatic actuator that discharges liquid droplets from the nozzle openings by deforming the diaphragm by electrostatic force can be used.
また、上述の如きインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図6は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。 The ink jet recording head as described above constitutes a part of a recording head unit having an ink flow path communicating with an ink cartridge or the like, and is mounted on the ink jet recording apparatus. FIG. 6 is a schematic view showing an example of the ink jet recording apparatus.
図6に示すインクジェット式記録装置において、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 the ink jet recording apparatus shown in FIG. 6, the
そして、駆動モーター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ーなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートSがプラテン8に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
The driving force of the driving
上述した実施形態では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレー、FED(電界放出ディスプレー)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。 In the above-described embodiment, an ink jet recording head has been described as an example of a liquid ejecting head. However, the present invention is widely intended for all liquid ejecting heads, and is a liquid ejecting head that ejects liquid other than ink. Of course, it can also be applied. Other liquid ejecting heads include, for example, various recording heads used in image recording apparatuses such as printers, color material ejecting heads used in the manufacture of color filters such as liquid crystal displays, organic EL displays, and FEDs (field emission displays). Examples thereof include an electrode material ejection head used for electrode formation, a bioorganic matter ejection head used for biochip production, and the like.
10 インクジェット式記録ヘッド、 11A,11B 圧力発生室列、 12 流路形成基板、 13A,13B ノズル開口、 14 ノズルプレート、 15 振動板、 16A,16B 圧電素子、 17 圧電素子ユニット、 18 収容部、 19 ヘッドケース、 26A,26B 島部、 33 固定部材、 34 配線、 35 信号線フィルム、 35A,35B 第1及び第2の配線部、 37 配線基板、 38 開口部、 41 脚部、 41A 凹溝、 44 接着剤
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1及び第2の圧電素子は前記第1及び第2の圧力発生室列に対応させて櫛歯状に切り分けて前記固定部材に接合するとともに、前記固定部材の前記振動板側の端面には前記第1及び第2の圧電素子の前記振動板側の端面の位置を規制する脚部を固着したことを特徴とする液体噴射ヘッド。 A first and second pressure generation chamber rows formed in a row so as to communicate with nozzle openings for ejecting liquid and arranged in parallel with the flow path forming substrate, respectively, and a diaphragm formed on the flow path forming substrate First and second piezoelectric elements for changing the volumes of the first and second pressure generating chamber rows, and the first and second pressure generating chamber rows of the first and second piezoelectric elements, respectively. Is provided on the opposite side and a common fixing member to which a part of the first and second piezoelectric elements are joined and a drive signal for driving the first and second piezoelectric elements are supplied from the outside. And a wiring board connected to the first and second piezoelectric elements,
The first and second piezoelectric elements are cut into comb teeth corresponding to the first and second pressure generating chamber rows and joined to the fixing member, and are attached to the end face of the fixing member on the diaphragm side. Is a liquid jet head in which legs for regulating the positions of the end faces of the first and second piezoelectric elements on the diaphragm side are fixed.
前記脚部は前記固定部材に接着剤により固着されるとともに、前記接着剤の厚みによりその前記振動板側の端面の位置を調整したものであることを特徴とする液体噴射ヘッド。 The liquid ejecting head according to claim 1,
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the leg portion is fixed to the fixing member with an adhesive, and the position of the end surface on the diaphragm side is adjusted by the thickness of the adhesive.
前記脚部はその固定部材側の端面にその長手方向に伸びる凹溝を有し、この凹溝に接着剤を流し込むことにより接着したものであることを特徴とする液体噴射ヘッド。 The liquid ejecting head according to claim 2,
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the leg portion has a concave groove extending in a longitudinal direction on an end surface of the fixing member, and is bonded by pouring an adhesive into the concave groove.
前記配線基板は、前記第1及び第2の圧電素子を駆動する駆動信号が外部から供給される入力端子と前記第1及び第2の圧電素子に前記駆動信号を供給する出力端子とが形成された可撓性を有する信号線フィルムで構成され、前記固定部材の一方の側面で前記入力端子と前記第1の圧電素子に前記駆動信号を供給する出力端子を有する第1の配線部と、この第1の配線部から前記固定部材の他方の側面に回り込んで前記第2の圧電素子に前記駆動信号を供給する出力端子を有する第2の配線部とを備えたものであることを特徴とする液体噴射ヘッド。 The liquid ejecting head according to any one of claims 1 to 3,
The wiring board is formed with an input terminal to which a drive signal for driving the first and second piezoelectric elements is supplied from the outside and an output terminal for supplying the drive signal to the first and second piezoelectric elements. A first wiring portion having an output terminal for supplying the drive signal to the input terminal and the first piezoelectric element on one side surface of the fixing member. And a second wiring part having an output terminal that goes around from the first wiring part to the other side surface of the fixing member and supplies the driving signal to the second piezoelectric element. Liquid ejecting head.
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