JP2012056172A - Liquid droplet injection head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧電素子が駆動されることにより生じる変位を利用して、液滴が噴射される液滴噴射ヘッドに関する。 The present invention relates to a liquid droplet ejecting head that ejects liquid droplets using displacement generated by driving a piezoelectric element.
従来、駆動部と、圧力室とを備える液滴噴射ヘッドがある。駆動部は、圧電素子と振動板とを備える。圧電素子が駆動されることにより変位が生じ、その変位は振動板に伝えられる。振動板は、圧電素子に生ずる変位を圧力室に伝え、圧力室内の体積を変化させる。液滴噴射ヘッドは、圧力室内の体積が変化されると、圧力室内の液滴を噴射する仕組みである。液滴噴射ヘッドの一例として、特許文献1には、圧電素子が駆動されて発生する変位を伝える振動板が、圧力室に対向して設けられる構成の液滴噴射ヘッドが記載されている。前記振動板には、圧力室内のインクが接触して変質してしまうことにより、液滴噴射ヘッドの印字特性が変化するおそれを防ぐために、圧力室内の液体に対して耐性を有する金属膜である保護膜が設けられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a liquid droplet ejecting head that includes a drive unit and a pressure chamber. The drive unit includes a piezoelectric element and a diaphragm. A displacement is generated by driving the piezoelectric element, and the displacement is transmitted to the diaphragm. The diaphragm transmits the displacement generated in the piezoelectric element to the pressure chamber and changes the volume in the pressure chamber. The droplet ejecting head is a mechanism for ejecting droplets in the pressure chamber when the volume in the pressure chamber is changed. As an example of a droplet ejecting head, Patent Document 1 describes a droplet ejecting head having a configuration in which a vibration plate that transmits a displacement generated by driving a piezoelectric element is provided to face a pressure chamber. The diaphragm is a metal film that is resistant to the liquid in the pressure chamber in order to prevent the printing characteristics of the liquid droplet ejecting head from changing due to the ink in the pressure chamber coming into contact with the diaphragm. A protective film is provided.
しかしながら、特許文献1に記載の液滴噴射ヘッドにおける前記保護膜は、硬質の金属膜で構成されており、前記振動板の、圧力室と対向する面の全面に設けられる。その場合、圧力室を区画する隔壁と前記振動板との角において、保護膜の変位が制限される。また、前記振動板から前記保護膜に伝えられる変位は、圧力室を区画する隔壁によっても阻害される。よって、前記圧電素子が駆動されて、前記振動板に伝えられる変位が、阻害されるため、圧力室の容積変化による液滴の吐出性能が低下し、吐出効率が悪いという問題がある。 However, the protective film in the droplet ejecting head described in Patent Document 1 is made of a hard metal film, and is provided on the entire surface of the diaphragm facing the pressure chamber. In that case, the displacement of the protective film is limited at the corners between the partition wall defining the pressure chamber and the diaphragm. Further, the displacement transmitted from the diaphragm to the protective film is also hindered by the partition that partitions the pressure chamber. Therefore, since the displacement transmitted to the diaphragm is inhibited by driving the piezoelectric element, there is a problem in that the ejection performance of the droplet due to the volume change of the pressure chamber is lowered and the ejection efficiency is poor.
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、駆動する圧電素子から保護膜に伝えられる変位に対して、圧力室を区画する隔壁の影響を抑え、圧力室内の液滴の吐出効率の低下を抑える液滴噴射ヘッドを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and suppresses the influence of the partition walls defining the pressure chamber against the displacement transmitted from the driving piezoelectric element to the protective film, thereby reducing the liquid droplets in the pressure chamber. An object of the present invention is to provide a liquid droplet ejecting head that suppresses a decrease in the discharge efficiency.
この目的を達成するために、請求項1記載の液滴噴射ヘッドは、液体供給源に接続可能な圧力室と、前記圧力室に対向して設けられ、前記圧力室を加圧する駆動部と、対向する前記駆動部と前記圧力室とに対応する第1領域と、前記圧力室に対応し、前記第1領域の周辺の領域である第2領域とに設けられ、前記圧力室内の液体が前記駆動部へ浸透することを防止する保護膜と、を備え、前記保護膜には、前記駆動部が前記圧力室と対向する面に対して垂直投影される領域より外側の膜の厚みが、前記領域内の膜の厚みに比べて薄い薄肉部を形成したことを特徴とする。 In order to achieve this object, a liquid droplet ejecting head according to claim 1 is provided with a pressure chamber connectable to a liquid supply source, a drive unit provided opposite to the pressure chamber and pressurizing the pressure chamber; A first region corresponding to the opposing drive unit and the pressure chamber; and a second region corresponding to the pressure chamber and surrounding the first region, wherein the liquid in the pressure chamber is A protective film that prevents penetration into the drive unit, and the protective film has a thickness of a film outside a region where the drive unit is perpendicularly projected with respect to a surface facing the pressure chamber. A thin portion that is thinner than the thickness of the film in the region is formed.
また、請求項2記載の液滴噴射ヘッドは、前記第2領域において、前記薄肉部は、前記保護膜の前記第1領域における前記駆動部側の面と、前記圧力室側の面との間に対応する領域に形成され、前記薄肉部は、前記駆動部に液体が浸透することを防止する膜厚を有することを特徴とする。 Further, in the liquid droplet ejecting head according to claim 2, in the second region, the thin portion is between the surface on the driving unit side and the surface on the pressure chamber side in the first region of the protective film. The thin portion has a film thickness that prevents liquid from penetrating into the driving portion.
また、請求項3記載の液滴噴射ヘッドは、前記圧力室は、前記液体供給源から供給される液体を吐出する吐出口を備え、前記保護膜には、前記第2領域において、前記第1領域より前記吐出口側に、前記薄肉部を備える溝を形成したことを特徴とする。 The liquid droplet ejecting head according to claim 3, wherein the pressure chamber includes a discharge port for discharging a liquid supplied from the liquid supply source, and the protective film includes the first region in the second region. A groove having the thin portion is formed on the discharge port side from the region.
また、請求項4記載の液滴噴射ヘッドは、前記保護膜の前記溝は、前記駆動部の加圧方向に対して傾斜していることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the liquid droplet ejecting head, the groove of the protective film is inclined with respect to the pressurizing direction of the driving unit.
また、請求項5記載の液滴噴射ヘッドは、前記圧力室は、前記液体供給源から液体が供給される供給口と、液体を吐出する吐出口とを備え、前記保護膜には、前記第1領域における膜厚が、前記供給口から前記吐出口側に向かって、徐々に薄くなるような流路促進部を形成したことを特徴とする。 Further, in the liquid droplet ejecting head according to claim 5, the pressure chamber includes a supply port to which a liquid is supplied from the liquid supply source, and a discharge port for discharging the liquid. A flow path promoting portion is formed such that the film thickness in one region gradually decreases from the supply port toward the discharge port.
請求項1記載の液滴噴射ヘッドは、保護膜が、対向する駆動部と圧力室とに対応して設けられる第1領域と、前記圧力室に対応し、前記第1領域の周辺の領域である前記第2領域とは膜の厚さが異なるように形成される。前記第2領域の前記保護膜の厚みが、前記第1領域より薄い構成により、前記駆動部から前記保護膜に伝えられる変位は、前記圧力室の端部により阻害されることが少なく、前記駆動部の変位を効率よく液滴の吐出性能に反映させることができる。 The liquid droplet ejecting head according to claim 1, wherein the protective film is provided in a first region where the protective film is provided corresponding to the driving unit and the pressure chamber facing each other, and in the region around the first region corresponding to the pressure chamber. The second region is formed to have a different film thickness. With the configuration in which the thickness of the protective film in the second region is thinner than that in the first region, the displacement transmitted from the driving unit to the protective film is less likely to be inhibited by the end of the pressure chamber, and the driving The displacement of the portion can be efficiently reflected in the droplet ejection performance.
また、請求項2記載の液滴噴射ヘッドは、前記保護膜は、前記駆動部に液体が浸透することを保護するために、所定の膜厚で形成される。前記駆動部から保護膜へ伝えられる変位は、前記保護膜の膜厚が厚いほど、前記圧力室の端部により阻害されやすい。前記保護膜は、前記薄肉部の厚みが、前記駆動部に対する液体の浸透を防止する膜厚である。これにより、前記駆動部の短絡を防止し、且つ前記駆動部の変位の前記圧力室の端部により阻害されることをできるだけ少なくする構成であり、前記駆動部の変位を効率よく液滴の吐出性能に反映させることができる。 According to a second aspect of the present invention, the protective film is formed with a predetermined film thickness in order to protect the liquid from penetrating the driving unit. The displacement transmitted from the driving unit to the protective film is more easily inhibited by the end of the pressure chamber as the protective film is thicker. In the protective film, the thickness of the thin-walled portion is a thickness that prevents liquid from penetrating into the driving unit. Accordingly, the driving unit is prevented from being short-circuited and the displacement of the driving unit is prevented from being obstructed by the end of the pressure chamber as much as possible, and the displacement of the driving unit is efficiently discharged. It can be reflected in performance.
また、請求項3記載の液滴噴射ヘッドは、液体を吐出する吐出口が前記圧力室に設けられ、前記保護膜の前記吐出口側に溝が形成される。前記駆動部の変位が、前記保護膜に伝えられると、前記溝の前記第1領域側の壁が変位される。前記溝が変形することにより、前記溝の周辺に存在する気体及び液体を、前記圧力室から吐出させるポンプの役割を果たすことにより、前記駆動部により生じる変位を効率よく液滴の吐出性能に反映させることができる。 According to a third aspect of the present invention, a discharge port for discharging a liquid is provided in the pressure chamber, and a groove is formed on the discharge port side of the protective film. When the displacement of the driving unit is transmitted to the protective film, the wall on the first region side of the groove is displaced. When the groove is deformed, it acts as a pump for discharging the gas and liquid existing around the groove from the pressure chamber, thereby efficiently reflecting the displacement generated by the driving unit in the droplet discharge performance. Can be made.
また、請求項4記載の液滴噴射ヘッドは、前記溝が前記駆動部の加圧方向に対して傾斜する構成である。前記溝が傾斜していることにより、前記駆動部の加圧方向とは異なる方向に、液体を流れさせ、前記圧力室に設けられた吐出口に向けて、液体を吐出する構成である。これにより、前記溝の周辺に存在する気体及び液体は、前記駆動部の加圧方向を考慮して、前記圧力室から効率よく吐出させることができる。 According to a fourth aspect of the present invention, the groove is inclined with respect to the pressurizing direction of the driving unit. Since the groove is inclined, the liquid flows in a direction different from the pressurizing direction of the driving unit, and the liquid is discharged toward the discharge port provided in the pressure chamber. Thereby, the gas and liquid existing around the groove can be efficiently discharged from the pressure chamber in consideration of the pressurizing direction of the driving unit.
また、請求項5記載の液滴噴射ヘッドは、前記保護膜が、前記圧力室に設けられた供給口から吐出口に向かって、徐々に薄くなる流路促進部が形成される。前記流路促進部により、前記駆動部から伝えられる変位は、供給口側から吐出口側へ流れる液体の流路方向を考慮した方向の力へ変換されるため、液体を前記供給口から前記吐出口へ流れやすくし、前記吐出口から効率よく吐出させることができる。 According to a fifth aspect of the present invention, there is formed a flow path promoting portion in which the protective film gradually becomes thinner from the supply port provided in the pressure chamber toward the discharge port. The displacement transmitted from the drive unit by the flow channel promoting unit is converted into a force in a direction that takes into account the flow channel direction of the liquid flowing from the supply port side to the discharge port side, so that liquid is discharged from the supply port. It is easy to flow to the outlet and can be efficiently discharged from the discharge port.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施形態1>
図1及び図2を用いて、圧電式インクジェットヘッド1の全体構成を説明する。図1は、前記圧電式インクジェットヘッド1の分解斜視図である。図2は、図1に示す前記圧電式インクジェットヘッド1の部分断面図である。本実施形態1における左右方向、上下方向及び前後方向を図1に示すように定めて、前記圧電式インクジェットヘッド1を説明する。前記圧電式インクジェットヘッド1は、キャビティユニット10と、アクチュエータ30と、フレキシブル配線材40により構成される。図1に示すように、前記圧電式インクジェットヘッド1は、前記キャビティユニット10に前記アクチュエータ30が上方向に積層され、更に前記フレキシブル配線材40が前記アクチュエータ30に重ねて配置される構造である。
<Embodiment 1>
The overall configuration of the piezoelectric inkjet head 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is an exploded perspective view of the piezoelectric inkjet head 1. FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the piezoelectric inkjet head 1 shown in FIG. The left-right direction, the up-down direction, and the front-rear direction in Embodiment 1 are defined as shown in FIG. The piezoelectric inkjet head 1 includes a cavity unit 10, an actuator 30, and a flexible wiring material 40. As shown in FIG. 1, the piezoelectric inkjet head 1 has a structure in which the actuator 30 is stacked on the cavity unit 10 in an upward direction, and the flexible wiring member 40 is stacked on the actuator 30.
図2に示すように、前記キャビティユニット10は、ノズルプレート11、スペーサプレート12、マニーホールド13、サプライプレート14、ベースプレート15、キャビティプレート16から構成される。前記ノズルプレート11には、前後左右に多数のノズル口17が設けられる。前記マニーホールド13には、インクの流路であるインク室18が前後左右に多数設けられる。また、前記キャビティプレート16には、左右前後方向が隔壁により区画された多数の前記圧力室19が設けられる。前記ノズルプレート11、前記スペーサプレート12、前記マニーホールド13、前記サプライプレート14、前記ベースプレート15のそれぞれには、左右方向におけるほぼ同じ位置に、貫通する孔が多数形成される。前記キャビティプレート16においては、図1に示すように、前記圧力室19が左右方向に多数連なる列が、前後方向に4列にわたって配置される。また、前記インク室18、前記孔及び前記ノズル口17のそれぞれは、1つの前記圧力室19に対応するように設けられる。 As shown in FIG. 2, the cavity unit 10 includes a nozzle plate 11, a spacer plate 12, a manifold 13, a supply plate 14, a base plate 15, and a cavity plate 16. The nozzle plate 11 is provided with a number of nozzle openings 17 on the front, rear, left and right. The manifold 13 is provided with a large number of ink chambers 18 serving as ink flow paths in the front, rear, left and right directions. In addition, the cavity plate 16 is provided with a number of pressure chambers 19 that are partitioned in the left-right and front-rear directions by partition walls. Each of the nozzle plate 11, the spacer plate 12, the manifold 13, the supply plate 14, and the base plate 15 is formed with many through holes at substantially the same position in the left-right direction. In the cavity plate 16, as shown in FIG. 1, a plurality of rows in which the pressure chambers 19 are arranged in the left-right direction are arranged in four rows in the front-rear direction. In addition, each of the ink chamber 18, the hole, and the nozzle port 17 is provided so as to correspond to one pressure chamber 19.
尚、前記各プレート12〜15に形成される多数の孔は、前記ノズルプレート11の多数の前記ノズル口17が形成される位置に対応し、前記ノズル口17の上方向に形成される。また、多数の前記圧力室19のぞれぞれは、各1つの前記ノズル口17に対応して配置されており、1つの前記圧力室19と1つの前記ノズル口17とが、前記孔を介して連通されている。 The numerous holes formed in each of the plates 12 to 15 correspond to positions where the numerous nozzle openings 17 of the nozzle plate 11 are formed, and are formed in the upward direction of the nozzle openings 17. Each of the plurality of pressure chambers 19 is arranged corresponding to each one of the nozzle ports 17, and one of the pressure chambers 19 and one of the nozzle ports 17 has the holes. It is communicated through.
さらに、前記サプライプレート14及び前記ベースプレート15には、前記孔とは異なる位置に貫通する多数の貫通路が形成されている。1つの前記インク室18は、それぞれ1つの前記圧力室19に対応して配置されており、1つの前記貫通路を介して連通されている。この構成により、図示外のインクカートリッジ等の液体供給源からインクが前記インク室18に供給され、前記貫通路を介して前記圧力室19を通り、前記孔を通って前記ノズル口17から前記圧電式インクジェットヘッド1外へ吐出させることが可能である。 Further, the supply plate 14 and the base plate 15 are formed with a number of through passages penetrating at positions different from the holes. One ink chamber 18 is arranged corresponding to one pressure chamber 19 and communicates with one through passage. With this configuration, ink is supplied from a liquid supply source such as an ink cartridge (not shown) to the ink chamber 18, passes through the pressure chamber 19 through the through passage, passes through the hole, and passes through the hole from the nozzle port 17. The ink jet head 1 can be ejected outside.
前記キャビティユニット10は、ノズルプレート11、スペーサプレート12、マニーホールド13、サプライプレート14、ベースプレート15が、順に積層されて形成される。このとき、前記各プレート11〜15は、前記貫通された孔のそれぞれが上方向において同位置になるように配置され、各1つの前記ノズル口17と、各1つの前記圧力室19が連通されるように位置決めされる。また、前記サプライプレート14及び前記ベースプレート15においては、前記貫通路を介して前記インク室18と前記圧力室19とが連通されるように位置決めされる。そして、前記ベースプレート15は、後述するように前記圧力室19内にインク浸透保護膜20が設けられた後、前記アクチュエータ30側に形成されるキャビティプレート16と接合される。前記圧力室19の前記インク室18と連通される位置には、供給口27が設けられる。前記キャビティユニット10は、後述する個別電極31を上面側から下方向へ垂直投影したとき、前記個別電極31の配置に対応するように、前記個別電極31の下方向に前記圧力室19が配置されるように位置決めされ、前記キャビティプレート16の上面が前記アクチュエータ30と接合される。 The cavity unit 10 is formed by sequentially laminating a nozzle plate 11, a spacer plate 12, a manifold 13, a supply plate 14, and a base plate 15. At this time, each of the plates 11 to 15 is arranged so that each of the penetrated holes is in the same position in the upward direction, and each one of the nozzle ports 17 and each of the one pressure chamber 19 are communicated. So that they are positioned. Further, the supply plate 14 and the base plate 15 are positioned so that the ink chamber 18 and the pressure chamber 19 communicate with each other through the through passage. The base plate 15 is joined to a cavity plate 16 formed on the actuator 30 side after an ink permeation protection film 20 is provided in the pressure chamber 19 as will be described later. A supply port 27 is provided at a position where the pressure chamber 19 communicates with the ink chamber 18. In the cavity unit 10, the pressure chamber 19 is disposed below the individual electrode 31 so as to correspond to the arrangement of the individual electrode 31 when an individual electrode 31 described later is vertically projected downward from the upper surface side. The upper surface of the cavity plate 16 is joined to the actuator 30.
前記アクチュエータ30は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)などの圧電セラミックス材料からなる8つの圧電シート層35が積層される。前記各圧電シート層35の間においては、上方向に交互に配置されるように前記個別電極31または共通電極32が、積層される。図2に示すように、前記個別電極31と前記共通電極32は、最上面の前記圧電シート層35を除く7つの前記各圧電シート層35のそれぞれを挟んで互いに対向するように交互に配置される。前記各圧電シート層35のそれぞれは、その厚さが約30μmであり、複数の前記圧力室19に共通して配置される。 The actuator 30 includes eight piezoelectric sheet layers 35 made of a piezoelectric ceramic material such as lead zirconate titanate (PZT). Between the piezoelectric sheet layers 35, the individual electrodes 31 or the common electrodes 32 are laminated so as to be alternately arranged in the upward direction. As shown in FIG. 2, the individual electrodes 31 and the common electrodes 32 are alternately arranged so as to face each other across the seven piezoelectric sheet layers 35 excluding the uppermost piezoelectric sheet layer 35. The Each of the piezoelectric sheet layers 35 has a thickness of about 30 μm and is disposed in common with the plurality of pressure chambers 19.
また、図1に示すように、前記アクチュエータ30の最上面には、表面電極33および34が形成される。前記表面電極33および34は、図2に示す前記個別電極31及び前記共通電極32に対応して形成される。図1に示す前記表面電極33および34は、前記アクチュエータ30の図示外のスルーホールに充填された導電性材料を介して、前記個別電極31及び前記共通電極32と導通される。前記アクチュエータ30の最下面は、接着剤等により前記キャビティプレート16の上面と接合される。このとき、前述したように、前記アクチュエータ30は、前記個別電極31が前記圧力室19と上下方向において平行に配置されるように接合される。 As shown in FIG. 1, surface electrodes 33 and 34 are formed on the uppermost surface of the actuator 30. The surface electrodes 33 and 34 are formed corresponding to the individual electrode 31 and the common electrode 32 shown in FIG. The surface electrodes 33 and 34 shown in FIG. 1 are electrically connected to the individual electrode 31 and the common electrode 32 through a conductive material filled in a through hole (not shown) of the actuator 30. The lowermost surface of the actuator 30 is joined to the upper surface of the cavity plate 16 with an adhesive or the like. At this time, as described above, the actuator 30 is joined so that the individual electrode 31 is arranged in parallel with the pressure chamber 19 in the vertical direction.
前記アクチュエータ30には、複数の前記個別電極31が、前後左右平面の左右方向にわたって4列に形成され、各列において互いにその長辺が対向するように整列して複数配置されている。前記キャビティユニット10と前記アクチュエータ30とは、前記圧力室19と、前記個別電極31とが、互いに一対一で対応するような配置関係で、接合される。さらに、前記アクチュエータ30の上面には、前記フレキシブル配線材40が載置される。 In the actuator 30, a plurality of the individual electrodes 31 are formed in four rows in the left-right direction of the front / rear / left / right plane, and a plurality of individual electrodes 31 are arranged in such a manner that their long sides face each other. The cavity unit 10 and the actuator 30 are joined in such an arrangement that the pressure chamber 19 and the individual electrode 31 correspond to each other one to one. Further, the flexible wiring member 40 is placed on the upper surface of the actuator 30.
前記フレキシブル配線材40には、外部からの制御信号を伝達するための配線パターンが配設される。具体的には、前記表面電極33に対応して前記個別端子41が配置され、前記表面電極34に対応して前記共通端子42が配置される。また、前記フレキシブル配線材40に実装された駆動回路を内装する駆動ICチップ43と、前記駆動ICチップ43から延びる配線44と、前記フレキシブル配線材40の外周に沿って形成された前記共通電位導線45が配置される。前記フレキシブル配線材40においては、前記配線44及び前記共通電位導線45が、それぞれ前記端子41及び42に接続されることにより、前記アクチュエータ30と電気的に接続される。 The flexible wiring member 40 is provided with a wiring pattern for transmitting a control signal from the outside. Specifically, the individual terminals 41 are arranged corresponding to the surface electrodes 33, and the common terminals 42 are arranged corresponding to the surface electrodes 34. Further, the driving IC chip 43 that houses the driving circuit mounted on the flexible wiring member 40, the wiring 44 extending from the driving IC chip 43, and the common potential conductor formed along the outer periphery of the flexible wiring member 40. 45 is arranged. In the flexible wiring member 40, the wiring 44 and the common potential conducting wire 45 are electrically connected to the actuator 30 by being connected to the terminals 41 and 42, respectively.
前記フレキシブル配線材40の前記駆動ICチップ43は、前記キャビティユニット10に所定の電位差の電圧を、前記個別電極31と前記共通電極32の間に印加し、対応する前記圧力室19の上面を上下方向に選択的に変位させる。前記駆動ICチップ43の駆動により生じる変位により、前記圧力室19の内部の容積が変化し、減少すると、前記圧力室19に存在するインクが、前記ノズル口17から吐出される。尚、本実施形態1においては、前記個別電極31に正の電位が印加され、前記共通電極32にグランド電位が印加される。 The drive IC chip 43 of the flexible wiring member 40 applies a voltage having a predetermined potential difference between the individual electrode 31 and the common electrode 32 to the cavity unit 10 and moves the corresponding upper surface of the pressure chamber 19 up and down. Displace selectively in the direction. When the internal volume of the pressure chamber 19 changes and decreases due to the displacement generated by driving the driving IC chip 43, the ink existing in the pressure chamber 19 is ejected from the nozzle port 17. In the first embodiment, a positive potential is applied to the individual electrode 31 and a ground potential is applied to the common electrode 32.
前記個別電極31と前記共通電極32との間に電圧が印加されると、前記圧力室19内に存在するインクが、前記アクチュエータ30に浸透する電気浸透現象が発生する。前記電極31、32間に印加される電圧の強さによっては、インクの電気浸透現象が生じることにより、前記アクチュエータ30が短絡されてしまうおそれがある。本実施形態1においては、インクの電気浸透現象により前記アクチュエータ30の短絡を防止するために、前記個別電極31に対応して、前記アクチュエータ30の最下面において、前記キャビティユニット10の前記圧力室19内に、インク浸透保護膜20が形成される。以下に、前記インク浸透保護膜20の構成を詳細に説明する。 When a voltage is applied between the individual electrode 31 and the common electrode 32, an electroosmosis phenomenon in which ink existing in the pressure chamber 19 penetrates into the actuator 30 occurs. Depending on the strength of the voltage applied between the electrodes 31 and 32, the electroosmosis phenomenon of ink may occur, and the actuator 30 may be short-circuited. In the first embodiment, in order to prevent a short circuit of the actuator 30 due to the electroosmosis phenomenon of ink, the pressure chamber 19 of the cavity unit 10 is provided on the lowermost surface of the actuator 30 corresponding to the individual electrode 31. Inside, the ink permeation protective film 20 is formed. Hereinafter, the configuration of the ink permeation protective film 20 will be described in detail.
図3は、本実施形態1における、前記キャビティユニット10の前記圧力室19と、前記キャビティプレート16の上面と接合される前記アクチュエータ30の前記個別電極31及び前記共通電極32の一部と、前記圧電シート層35との配置関係及び、前記圧力室19内の構造を示す図である。図3に示すように、前記アクチュエータ30の最下面において、前記圧力室19内部の領域に、後述する被覆形成方法により前記インク浸透保護膜20が形成される。 FIG. 3 shows the pressure chamber 19 of the cavity unit 10 and a part of the individual electrode 31 and the common electrode 32 of the actuator 30 joined to the upper surface of the cavity plate 16 according to the first embodiment. FIG. 3 is a diagram showing an arrangement relationship with a piezoelectric sheet layer and a structure inside the pressure chamber. As shown in FIG. 3, the ink permeation protective film 20 is formed on the lowermost surface of the actuator 30 in a region inside the pressure chamber 19 by a coating forming method described later.
図3(a)は前記個別電極31と、前記圧力室19との配置の関係を示す上面図である。図3(b)は、図3(a)の前記個別電極31及び前記圧力室19の配置に対応した前記インク浸透保護膜20の形状を示す断面図である。本実施形態1において、前記個別電極31は、1つの前記圧力室19に対応してひとつずつ設けられる。また、前記個別電極31は、前記個別電極31の上方側から前記圧力室19の下方向へ垂直投影した場合に、前記個別電極31が前記圧力室19内の左右前後平面のほぼ中央に位置する態様で設けられる。 FIG. 3A is a top view showing the arrangement relationship between the individual electrode 31 and the pressure chamber 19. FIG. 3B is a cross-sectional view showing the shape of the ink permeation protective film 20 corresponding to the arrangement of the individual electrodes 31 and the pressure chambers 19 shown in FIG. In the first embodiment, the individual electrodes 31 are provided one by one corresponding to the one pressure chamber 19. The individual electrode 31 is positioned substantially at the center of the left and right front and back planes in the pressure chamber 19 when vertically projected from above the individual electrode 31 downward to the pressure chamber 19. Provided in an embodiment.
前記インク浸透保護膜20は、上方保護部21と、下方保護部22とからなる1層構造であり、前記アクチュエータ30へのインクの電気浸透を防止する。前記圧電シート層35の下方に配置される前記圧力室19の上面に設けられる前記インク浸透保護膜20の前記上方保護部21は、一面にわたってほぼ均等な厚さである。前記上方保護部21の上下方向の厚さは、前記アクチュエータ30に、前記圧力室19に存在するインクが電気浸透してしまうことを防止するために必要な最薄の厚さである。本実施形態1においては、前記上方保護部21部分の厚さは、約1μm程度以下である。また、前記インク浸透保護膜20は、前記上方保護部21の下方に、下方保護部22を有する。前記下方保護部22は、最厚の部分が、前記上方保護部21の厚さとほぼ等しい厚さである。前記インク浸透保護膜20は、シリカ系酸化膜やシリカ系窒化膜やDLC(Diamond Like Carbon)膜等で形成される。具体的には、SiO2、SiN、SiCN等が用いられる。 The ink permeation protection film 20 has a one-layer structure including an upper protection part 21 and a lower protection part 22, and prevents ink from penetrating into the actuator 30. The upper protective portion 21 of the ink permeation protective film 20 provided on the upper surface of the pressure chamber 19 disposed below the piezoelectric sheet layer 35 has a substantially uniform thickness over the entire surface. The thickness of the upper protection portion 21 in the vertical direction is the thinnest thickness necessary to prevent the ink existing in the pressure chamber 19 from being electro-osmotic into the actuator 30. In the first embodiment, the thickness of the upper protective portion 21 is about 1 μm or less. Further, the ink permeation protection film 20 has a lower protection part 22 below the upper protection part 21. The lower protective part 22 has a thickness that is substantially equal to the thickness of the upper protective part 21 at its thickest part. The ink permeation protection film 20 is formed of a silica-based oxide film, a silica-based nitride film, a DLC (Diamond Like Carbon) film, or the like. Specifically, SiO2, SiN, SiCN or the like is used.
本実施形態1においては、前記インク浸透保護膜20は、前記上方保護部21と、前記下方保護部22とが1層で形成される構成である。そして、形成された前記下方保護部22に対して、後述のように部分除去処理が行われる。また、前記各保護部21及び22の被覆形成は、前記上方保護部21と前記下方保護部22との2度に分けて行われてもよい。その場合、まず前記上方保護部21が被覆形成され、その後、前記上方保護部21に重ねて前記下方保護部22が被覆形成される。 In the first embodiment, the ink permeation protection film 20 is configured such that the upper protection portion 21 and the lower protection portion 22 are formed in one layer. Then, a partial removal process is performed on the formed lower protective part 22 as described later. Further, the covering formation of each of the protection portions 21 and 22 may be performed in two steps, that is, the upper protection portion 21 and the lower protection portion 22. In that case, the upper protection part 21 is first formed by covering, and then the lower protection part 22 is formed by covering the upper protection part 21.
前記インク浸透保護膜20は、左右前後平面において、下方領域25Aと、外側領域25Bを有する。前記下方領域25Aは、前記個別電極31の上方から前記圧力室19の下方向へ垂直投影した場合に前記個別電極31が設けられる領域に対応する領域であり、前記外側領域25Bは、前記下方領域25Aより前記圧力室19を区画する隔壁側の領域である。前記下方保護部22には、前記外側領域25Bに、中央に薄肉部50を備える逆V字形状の溝23が形成される。また、前記圧力室19内には、前記下方保護部22が設けられる領域より下方の領域に、前記圧力室19を区画する隔壁に沿って、前記上方保護部21及び前記下方保護部22と同様のインク浸透保護膜が形成される。この構成により、前記圧力室19内のインクが、前記隔壁に沿って電気浸透し、前記アクチュエータ30が短絡してしまう可能性を防ぐことができる。尚、本実施形態1における下方領域25Aが、本発明の第1領域の一例であり、外側領域25Bが、本発明の第2領域の一例である。 The ink permeation protective film 20 has a lower region 25A and an outer region 25B on the left and right front and back planes. The lower region 25A is a region corresponding to a region where the individual electrode 31 is provided when vertically projected from above the individual electrode 31 to the lower direction of the pressure chamber 19, and the outer region 25B is the lower region. This is a partition side region that divides the pressure chamber 19 from 25A. In the lower protection part 22, an inverted V-shaped groove 23 having a thin part 50 at the center is formed in the outer region 25B. Further, in the pressure chamber 19, in a region below the region where the lower protective portion 22 is provided, along the partition wall that defines the pressure chamber 19, the same as the upper protective portion 21 and the lower protective portion 22. The ink permeation protective film is formed. With this configuration, it is possible to prevent a possibility that the ink in the pressure chamber 19 is electroosmotic along the partition wall and the actuator 30 is short-circuited. The lower area 25A in the first embodiment is an example of the first area of the present invention, and the outer area 25B is an example of the second area of the present invention.
前記インク浸透保護膜20は、まず、キャビティプレート16が、アクチュエータ30に対応して接合された状態で形成される。前記インク浸透保護膜20は、前記アクチュエータ30の最下面において、前記圧力室19内に所定の被覆形成方法により形成される。被覆形成方法としては、例えば、化学気相成長法(プラズマ、熱、光及びレーザーによるCVD法)、スパッタリング法(直流、高周波、マグネトロン及びイオンスパッタリング)及び物理気相成長法(真空及び低圧雰囲気蒸着法)等が挙げられる。 The ink permeation protection film 20 is first formed in a state where the cavity plate 16 is joined corresponding to the actuator 30. The ink permeation protection film 20 is formed in the pressure chamber 19 on the lowermost surface of the actuator 30 by a predetermined coating forming method. Examples of the coating formation method include chemical vapor deposition (plasma, heat, light and laser CVD), sputtering (direct current, high frequency, magnetron and ion sputtering), and physical vapor deposition (vacuum and low pressure atmosphere deposition). Law).
本実施形態1では、前記キャビティユニット10が接合された前記アクチュエータ30に対し、プラズマCVD法により1つの図示外のCVD装置に原料である所定ガスを充填させ、前記上方保護部21及び前記下方保護部22とからなる前記インク浸透保護膜20を被覆形成する方法が用いられる。このとき、前記圧力室19を区画する前記隔壁においても、前記インク浸透保護膜20が被覆形成される。さらに、形成された前記インク浸透保護膜20の前記下方保護部22に対して、プラズマエッチング法やレーザー加工法等により部分除去することにより、前記溝23が形成される。この結果、前記溝23を備えた前記インク浸透保護膜20が、前記圧力室19内において、前記アクチュエータ30の最下面及び、前記圧力室19を区画する隔壁に形成される。 In the first embodiment, the actuator 30 to which the cavity unit 10 is bonded is filled with a predetermined gas, which is a raw material, in one CVD apparatus (not shown) by a plasma CVD method, and the upper protection unit 21 and the lower protection are made. A method of covering and forming the ink permeation protective film 20 including the portion 22 is used. At this time, the ink permeation protective film 20 is also formed on the partition walls defining the pressure chamber 19. Further, the groove 23 is formed by partially removing the lower protective portion 22 of the formed ink permeation protective film 20 by a plasma etching method, a laser processing method, or the like. As a result, the ink permeation protection film 20 having the groove 23 is formed in the pressure chamber 19 on the lowermost surface of the actuator 30 and on the partition that partitions the pressure chamber 19.
前記インク浸透保護膜20が形成された後、前記キャビティプレート16の下方に、前記ベースプレート15、前記サプライプレート14、前記マニーホールド13、前記スペーサプレート12、前記ノズルプレート11が積層される。前記各プレート11〜15は、前記キャビティプレート16の前記圧力室19から、前記ノズルプレート11の前記ノズル口17が、貫通されるように、順に接合される。これにより、前記圧電式インクジェットヘッド1が形成される。 After the ink permeation protection film 20 is formed, the base plate 15, the supply plate 14, the manifold 13, the spacer plate 12, and the nozzle plate 11 are stacked below the cavity plate 16. The plates 11 to 15 are joined in order so that the nozzle port 17 of the nozzle plate 11 is penetrated from the pressure chamber 19 of the cavity plate 16. Thereby, the piezoelectric inkjet head 1 is formed.
<動作>
前記圧電式インクジェットヘッド1が使用される場合における、前記インク浸透保護膜20が形成された前記圧力室19の状態変化を説明する。前記圧力室19は、図2に示すように、左端の下方における前記供給口27に、前記インク室18からインクが供給される前記貫通路が連通され、右端の下方に、前記ノズル口17からインクを吐出させるための前記孔が連通されている。この構成により、インクは、前記圧力室19内において、右方向から左方向へ流動する。前記アクチュエータ30が駆動されると、前記個別電極31に下方向に向かう変位が発生される。前記個別電極31の変位は、前記アクチュエータ30の最下面に設けられた前記圧電シート層35を介して前記圧力室19の上面に伝えられる。前記圧力室19に変位が伝えられると、前記個別電極31に対応して前記圧力室19内に設けられる前記インク浸透保護膜20の前記下方領域25Aが、下方向に変位される。前記個別電極31において生じる前記インク浸透保護膜20の下方向への変位によって、前記圧力室19は加圧された状態となる。加圧された前記圧力室19は、容積が減少されることにより、前記圧力室19内に存在するインクを前記ノズル口17から吐出させる。
<Operation>
A state change of the pressure chamber 19 in which the ink permeation protective film 20 is formed when the piezoelectric inkjet head 1 is used will be described. As shown in FIG. 2, the pressure chamber 19 is connected to the supply port 27 below the left end through the through passage through which ink is supplied from the ink chamber 18, and from the nozzle port 17 below the right end. The holes for ejecting ink are communicated. With this configuration, the ink flows from the right direction to the left direction in the pressure chamber 19. When the actuator 30 is driven, a downward displacement is generated in the individual electrode 31. The displacement of the individual electrode 31 is transmitted to the upper surface of the pressure chamber 19 through the piezoelectric sheet layer 35 provided on the lowermost surface of the actuator 30. When the displacement is transmitted to the pressure chamber 19, the lower region 25A of the ink permeation protection film 20 provided in the pressure chamber 19 corresponding to the individual electrode 31 is displaced downward. The pressure chamber 19 is pressurized by the downward displacement of the ink permeation protection film 20 that occurs in the individual electrode 31. The pressurized pressure chamber 19 causes the ink present in the pressure chamber 19 to be ejected from the nozzle port 17 by reducing the volume.
前記個別電極31において生じる変位は、前記インク浸透保護膜20において、放射状に伝えられる。具体的には、前記個別電極31からの変位は、前記上方保護部21の前記下方領域25Aに伝え、前記上方保護部21の前記下方領域25Aは、前記下方保護部22の前記下方領域25Aに伝えられる。さらに、その変位は、前記上方保護部21の前記外側領域25Bに対して、前記下方領域25Aから前記圧力室19を区画する隔壁へ向かう方向へ伝えられる。前記下方保護部22の前記外側領域25Bには、特に前記下方保護部22の前記下方領域25Aから変位が伝えられる。前記下方保護部22の前記下方領域25Aの下面が、下方向に変位されることにより、前記圧力室19内の容積は変化され、前記圧力室19内に滞留するインクが前記ノズル口17から吐出される。 The displacement generated in the individual electrode 31 is transmitted radially in the ink permeation protective film 20. Specifically, the displacement from the individual electrode 31 is transmitted to the lower region 25A of the upper protective part 21, and the lower region 25A of the upper protective part 21 is transferred to the lower region 25A of the lower protective part 22. Reportedly. Further, the displacement is transmitted to the outer region 25 </ b> B of the upper protection portion 21 in a direction from the lower region 25 </ b> A toward the partition that partitions the pressure chamber 19. Displacement is transmitted to the outer region 25 </ b> B of the lower protective part 22, particularly from the lower region 25 </ b> A of the lower protective part 22. When the lower surface of the lower region 25 </ b> A of the lower protection part 22 is displaced downward, the volume in the pressure chamber 19 is changed, and ink staying in the pressure chamber 19 is ejected from the nozzle port 17. Is done.
また、前記下方保護部22の前記外側領域25Bには、前記下方保護部22の厚みが前記下方領域25Aと比べて薄い前記薄肉部50を有する前記溝23が形成されている。前記溝23は、前記薄肉部50を中央として、前記下方領域25Aの側に、内側の壁23Aを備え、前記隔壁の側に、外側の壁23Bを備える。 Further, the outer region 25B of the lower protective part 22 is formed with the groove 23 having the thin part 50 in which the thickness of the lower protective part 22 is thinner than that of the lower region 25A. The groove 23 includes an inner wall 23A on the lower region 25A side with the thin portion 50 in the center, and an outer wall 23B on the partition wall side.
前記圧電式インクジェット1は、特に、製造過程において、前記アクチュエータ30の上面に、前記フレキシブル配線材40が載置される際に、異物が入り易くなってしまう。この異物により、前記圧電シート35にクラックが発生する。クラックは、前記表面電極33、34およびその表面電極の下方領域に存在する前記個別電極31の前記下方領域25Aにおいて、発生しやすい。特に、前記下方領域25Aにおいては、中央付近に発生し易い。そのため、前記インク浸透保護膜20の前記下方領域25Aにおける保護膜の厚みを、前記外側領域25Bよりも厚い構成とすることにより、前記アクチュエータ30へのインクの電気浸透を防止する効果を高めることができる。 In particular, in the manufacturing process, the piezoelectric inkjet 1 is likely to have foreign matters when the flexible wiring member 40 is placed on the upper surface of the actuator 30. Due to the foreign matter, a crack is generated in the piezoelectric sheet 35. Cracks are likely to occur in the surface electrodes 33 and 34 and the lower region 25A of the individual electrode 31 existing in the region below the surface electrode. In particular, the lower region 25A is likely to occur near the center. Therefore, by setting the thickness of the protective film in the lower region 25A of the ink permeation protective film 20 to be thicker than that of the outer region 25B, the effect of preventing the electrical permeation of ink into the actuator 30 can be enhanced. it can.
また、前記下方保護部22の前記外側領域25Bにおいて、前記薄肉部50を有する前記溝23が形成される構成により、前記下方領域25Aから伝えられる前記隔壁に向かう方向への変位は、前記内側の壁23Aには伝えられ、前記外側の壁23Bには伝えられない。前記薄肉部50により、前記個別電極31からの変位は、前記下方保護部22において、前記圧力室19を区画する隔壁まで伝えられることがないため、変位が隔壁により阻害されることなく、前記個別電極31の変位を効率良くインクの吐出に反映させることができる。 Further, due to the configuration in which the groove 23 having the thin portion 50 is formed in the outer region 25B of the lower protection portion 22, the displacement in the direction toward the partition wall transmitted from the lower region 25A can be reduced. It is transmitted to the wall 23A and not transmitted to the outer wall 23B. Due to the thin portion 50, the displacement from the individual electrode 31 is not transmitted to the partition wall defining the pressure chamber 19 in the lower protection portion 22, so that the displacement is not hindered by the partition wall. The displacement of the electrode 31 can be efficiently reflected in the ink ejection.
前記インク浸透保護膜20の前記上方保護部21は、前記アクチュエータ30がインクの電気浸透現象により短絡されることを防ぐ構成である。さらに、前記下方保護部22は、前記下方領域25Aにおいて約1μm程度の厚さを有する。前記下方保護部22の前記外側領域25Bの前記溝23は、その前記薄肉部50が、約0μm以上で約0.5μm以下程度で設けられる。前記下方保護部22においては、前記外側領域25Bにおいて、前記下方領域25Aより膜厚が薄い構成を備えるため、前記個別電極31から伝えられる変位が、前記圧力室19を区画する隔壁により阻害されることがなく、効率よく前記圧力室19内のインクを前記ノズル口17から吐出させることができる。 The upper protection portion 21 of the ink permeation protection film 20 is configured to prevent the actuator 30 from being short-circuited due to the electroosmosis phenomenon of ink. Further, the lower protection part 22 has a thickness of about 1 μm in the lower region 25A. The groove 23 in the outer region 25B of the lower protection part 22 is provided with the thin part 50 having a thickness of about 0 μm or more and about 0.5 μm or less. In the lower protection part 22, the outer region 25 </ b> B has a structure that is thinner than the lower region 25 </ b> A, so that the displacement transmitted from the individual electrode 31 is hindered by the partition that partitions the pressure chamber 19. In this case, the ink in the pressure chamber 19 can be efficiently discharged from the nozzle port 17.
また、前記下方保護部22においては、前記溝23の前記内側の壁23Aは、前記圧力室19を区画する隔壁方向に変位可能である。その一方で、前記溝23の前記外側の壁23Bは、前記圧力室19を区画する隔壁に固定されている。前記個別電極31が駆動され、前記インク浸透保護膜20に変位が伝えられるとき、前記溝23の前記外側の壁23Bは変位せず、前記内側の壁23Aは前記圧力室19を区画する方向に変位する。これにより、前記下方保護部22の前記溝23の前記両壁23A及び23Bに挟まれる左右方向の幅が収縮する。前記溝23の2つの前記内側の壁23Aと前記外側の壁23Bとの間に滞留するインク及び気体は、前記個別電極31が駆動されて前記溝23の幅が収縮されると、前記ノズル口17へ向かって流動される勢いは向上する。前記溝23は、幅が収縮されることにより、ポンプのような役割を果たし、前記圧力室19内に存在するインク及び気体の流動が制御されることにより、前記ノズル口17から吐出されるインクの量が増加し、インクの吐出性能が向上される。 Further, in the lower protective part 22, the inner wall 23 </ b> A of the groove 23 can be displaced in the direction of the partition wall defining the pressure chamber 19. On the other hand, the outer wall 23 </ b> B of the groove 23 is fixed to a partition partitioning the pressure chamber 19. When the individual electrode 31 is driven and displacement is transmitted to the ink permeation protection film 20, the outer wall 23 </ b> B of the groove 23 is not displaced, and the inner wall 23 </ b> A is in a direction to partition the pressure chamber 19. Displace. As a result, the width in the left-right direction between the walls 23A and 23B of the groove 23 of the lower protective portion 22 is contracted. The ink and gas staying between the two inner walls 23A and the outer wall 23B of the groove 23 are moved into the nozzle opening when the individual electrode 31 is driven and the width of the groove 23 is contracted. The momentum flowing toward 17 increases. The groove 23 plays a role like a pump when the width is contracted, and ink discharged from the nozzle port 17 is controlled by controlling the flow of ink and gas existing in the pressure chamber 19. The amount of ink increases, and ink ejection performance is improved.
以下、本発明の実施形態2〜5について、図面を用いて説明する。実施形態2〜5は、圧力室に設けられるインク浸透保護膜の形状及び構造と、前記個別電極31の駆動時におけるインク浸透保護膜の形状変化が実施形態1と異なる構成である。実施形態2〜5は、インク浸透保護膜以外の他の部分の構成については実施形態1と同じであるので、相違する構成についてのみ詳述し、実施形態1と同じ構成については、その説明を省略する。実施形態2〜5の具体的な構成を、順に説明する。 Hereinafter, Embodiments 2 to 5 of the present invention will be described with reference to the drawings. The second to fifth embodiments are different from the first embodiment in the shape and structure of the ink permeation protective film provided in the pressure chamber and the change in the shape of the ink permeation protective film when the individual electrode 31 is driven. Embodiments 2 to 5 are the same as those in Embodiment 1 except for the configuration other than the ink permeation protective film. Therefore, only different configurations will be described in detail, and the same configurations as those in Embodiment 1 will be described. Omitted. Specific configurations of Embodiments 2 to 5 will be described in order.
<実施形態2>
図4は、本実施形態2において、前記圧力室19の上面に設けられるインク浸透保護膜120の概略を示す図である。図4(a)は前記個別電極31と、前記圧力室19との配置の関係を示す上面図である。図4(b)は、図4(a)の前記個別電極31及び前記圧力室19の配置に対応した前記インク浸透保護膜120の形状を示す縦断面図である。図4(b)に示すように、前記インク浸透保護膜120は、前記圧電シート層35の下方に配置される前記圧力室19の上面に、上方保護部121を有し、さらに前記上方保護部121の下方に下方保護部122を有するように形成される。尚、前記圧力室19に対応して設けられる前記アクチュエータ30の配置及び構成は、実施形態1と同じ構成である。また、前記圧力室19内のインクは、実施形態1の場合と同様に、左方向から右方向へ流動される。前記上方保護部121及び前記下方保護部122は、前述した実施形態1の前記上方保護部21及び前記下方保護部22と同様の被覆形成方法により形成される。前記インク浸透保護膜120は、下方領域125Aと、外側領域125Bと、を有する構成である。前記下方領域125Aは、前記圧力室19を、前記個別電極31の上方側から前記圧力室19の下方向へ垂直投影した場合に、前記個別電極31が設けられる領域に対応する領域であり、前記外側領域125Bは、前記下方領域125Aより前記圧力室19を区画する隔壁側の領域である。
<Embodiment 2>
FIG. 4 is a diagram showing an outline of the ink permeation protective film 120 provided on the upper surface of the pressure chamber 19 in the second embodiment. FIG. 4A is a top view showing the arrangement relationship between the individual electrode 31 and the pressure chamber 19. 4B is a longitudinal sectional view showing the shape of the ink permeation protective film 120 corresponding to the arrangement of the individual electrodes 31 and the pressure chambers 19 shown in FIG. As shown in FIG. 4B, the ink permeation protection film 120 has an upper protection part 121 on the upper surface of the pressure chamber 19 disposed below the piezoelectric sheet layer 35, and further includes the upper protection part. The lower protection part 122 is formed below the 121. The arrangement and configuration of the actuator 30 provided corresponding to the pressure chamber 19 are the same as those in the first embodiment. Further, the ink in the pressure chamber 19 flows from the left to the right as in the case of the first embodiment. The upper protective part 121 and the lower protective part 122 are formed by the same coating formation method as the upper protective part 21 and the lower protective part 22 of the first embodiment described above. The ink permeation protection film 120 has a lower region 125A and an outer region 125B. The lower region 125A is a region corresponding to a region where the individual electrode 31 is provided when the pressure chamber 19 is vertically projected downward from the upper side of the individual electrode 31 to the pressure chamber 19. The outer region 125B is a partition side region that partitions the pressure chamber 19 from the lower region 125A.
本実施形態2において、前記インク浸透保護膜120の前記上方保護部121の厚さは、前記圧力室19内のインクが、前記アクチュエータ30に電気浸透してしまうことを防止するために必要な最薄の厚さである。また、前記下方保護部122における最も厚い部分は、前記上方保護部121と等しい厚さである。前記下方保護部122は、前記外側領域125Bにおける形状が、実施形態1と異なる。 In the second embodiment, the thickness of the upper protective portion 121 of the ink permeation protective film 120 is the most necessary for preventing the ink in the pressure chamber 19 from electrically penetrating into the actuator 30. Thin thickness. The thickest part of the lower protective part 122 has a thickness equal to that of the upper protective part 121. The lower protective part 122 is different from the first embodiment in the shape of the outer region 125B.
前記上方保護部121は、前記圧力室19内の領域において上下方向の厚さが全て等しく形成されるが、前記下方保護部122では、前記圧力室19の上面に対して傾斜する傾斜部123が設けられる。前記傾斜部123は、前記下方保護部122の前記外側領域125Bに設けられ、前記下方領域125A側に膜厚で、前記圧力室19を区画する隔壁側に膜薄となるように斜面が形成される。前記下方保護部122の前記傾斜部123は、その厚さが、前記下方領域125A側において最も厚く、前記圧力室19を区画する隔壁側に向かうにつれ、徐々に薄く形成され、前記圧力室19を区画する隔壁と隣り合う位置において最も薄い薄肉部150を備えている。前記下方領域125Aには厚さが約1μm程度で設けられ、前記薄肉部150を構成する前記外側領域125Bには、約0μm以上で約1μmより薄く設けられる。前記外側領域125Bの前記下方保護部122は、例えば前記圧力室19を区画する隔壁に向かって徐々に薄くなるように設けられる。前記傾斜部123は、実施形態1の前記溝23の形成手順と同様に、前記アクチュエータ30に対し、前記インク浸透保護膜120の前記上方保護部121及び前記下方保護部122が被覆形成された後、プラズマエッチング法やレーザー加工法等により部分除去されて形成される。尚、前記傾斜部123を形成する際には、前記圧力室19を区画する隔壁に沿って被覆形成される前記インク浸透保護膜120も除去される。 The upper protective part 121 is formed with the same thickness in the vertical direction in the region inside the pressure chamber 19, but the lower protective part 122 has an inclined part 123 that is inclined with respect to the upper surface of the pressure chamber 19. Provided. The inclined portion 123 is provided in the outer region 125B of the lower protective portion 122, and an inclined surface is formed so as to have a film thickness on the lower region 125A side and a thin film on the partition wall side that defines the pressure chamber 19. The The inclined portion 123 of the lower protective portion 122 has the largest thickness on the lower region 125A side, and is gradually formed thinner toward the partition wall side that defines the pressure chamber 19, and the pressure chamber 19 is The thinnest portion 150 is provided at the position adjacent to the partition wall to be partitioned. The lower region 125A is provided with a thickness of about 1 μm, and the outer region 125B constituting the thin portion 150 is provided with a thickness of about 0 μm or more and less than about 1 μm. The lower protective part 122 of the outer region 125B is provided so as to be gradually thinner toward, for example, a partition wall that partitions the pressure chamber 19. The inclined portion 123 is formed after the upper protective portion 121 and the lower protective portion 122 of the ink permeation protective film 120 are covered with the actuator 30 in the same manner as the formation procedure of the groove 23 of the first embodiment. The film is partially removed by a plasma etching method, a laser processing method, or the like. When the inclined portion 123 is formed, the ink permeation protection film 120 that is formed so as to cover the partition walls that define the pressure chamber 19 is also removed.
前記個別電極31において生じる変位は、前記上方保護部121を介して、前記下方保護部122に伝えられる。前記下方保護部122の前記下方領域125Aは、前記上方保護部121から伝えられる変位を、前記外側領域125Bに伝え、前記傾斜部123は傾斜の角度が変化される。前記傾斜部123の傾斜の角度が変化されると、前記圧力室19の容積は変化し、特に、前記傾斜部123の下方周辺に滞留するインク及び気体が下方向へ流動される。前記下方保護部122の前記外側領域125Bは、前記下方領域125Aより膜厚が薄い前記薄肉部150を備える構成であるため、変位は前記傾斜部123には伝わるが、前記隔壁には伝わらない。この構成により、前記下方保護部122の前記外側領域125Bにおける変位が、前記圧力室19を区画する隔壁に阻害されることなく、効率良くインクの吐出に反映させることができる。 The displacement generated in the individual electrode 31 is transmitted to the lower protective part 122 through the upper protective part 121. The lower area 125A of the lower protection part 122 transmits the displacement transmitted from the upper protection part 121 to the outer area 125B, and the inclination angle of the inclined part 123 is changed. When the angle of inclination of the inclined part 123 is changed, the volume of the pressure chamber 19 changes, and in particular, ink and gas staying in the lower periphery of the inclined part 123 are flowed downward. Since the outer region 125B of the lower protective part 122 includes the thin part 150 having a thickness smaller than that of the lower region 125A, the displacement is transmitted to the inclined part 123 but not to the partition wall. With this configuration, the displacement of the lower protective portion 122 in the outer region 125 </ b> B can be efficiently reflected in the ink ejection without being obstructed by the partition walls defining the pressure chamber 19.
また、前記個別電極31が駆動されると、前記傾斜部123の変位により、前記圧力室19の容積が変化する。前記圧力室19内に存在するインクは、前記傾斜部123が変位されることにより、流動される勢いが向上する。前記傾斜部123は、変位されることによって、前記ノズル口17側に流動させるポンプのような役割を果たすため、前記圧力室19に存在するインクが、流動する勢いは向上され、前記ノズル口17へ向かうインクの量および気体が増加し、インクの吐出性能が向上される。 When the individual electrode 31 is driven, the volume of the pressure chamber 19 changes due to the displacement of the inclined portion 123. The ink that is present in the pressure chamber 19 is improved in its fluidity by the displacement of the inclined portion 123. Since the inclined portion 123 functions as a pump that moves to the nozzle port 17 side by being displaced, the momentum of ink flowing in the pressure chamber 19 is improved, and the nozzle port 17 As a result, the amount of ink and the gas flowing in the direction increase, and the ink ejection performance is improved.
<実施形態3>
図5は、本実施形態3において、前記圧力室19の上面に設けられるインク浸透保護膜220の概略を示す断面図である。図5(a)は前記個別電極31と、前記圧力室19との配置の関係を示す上面図である。図5(b)は、図4(5)の前記個別電極31及び前記圧力室19の配置に対応した前記インク浸透保護膜220の形状を示す縦断面図である。図5(b)に示すように、前記インク浸透保護膜220は、前記圧電シート層35の下方に配置される前記圧力室19の上面に、上方保護部221を有し、前記上方保護部221の下方に下方保護部222を有する。尚、前記圧力室19に対応して設けられる前記アクチュエータ30の配置及び構成は、実施形態1と同じ構成である。また、前記圧力室19内のインクは、実施形態1の場合と同様の方向へ流動される。前記上方保護部221及び前記下方保護部222は、前述した実施形態1の前記上方保護部21及び前記下方保護部22と同様の被覆形成方法により形成される。前記インク浸透保護膜220は、下方領域225Aと、外側領域225Bとを有する。前記下方領域225Aは、前記圧力室19を、前記個別電極31の上方側から下方向へ垂直投影した場合に、前記個別電極31が設けられる領域に対応する領域であり、前記下方領域225Bは、前記下方領域225Aより前記圧力室19を区画する隔壁側の領域である。
<Embodiment 3>
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the ink permeation protective film 220 provided on the upper surface of the pressure chamber 19 in the third embodiment. FIG. 5A is a top view showing the arrangement relationship between the individual electrode 31 and the pressure chamber 19. FIG. 5B is a longitudinal sectional view showing the shape of the ink permeation protective film 220 corresponding to the arrangement of the individual electrodes 31 and the pressure chambers 19 shown in FIG. As shown in FIG. 5B, the ink permeation protection film 220 includes an upper protection part 221 on the upper surface of the pressure chamber 19 disposed below the piezoelectric sheet layer 35, and the upper protection part 221. A lower protective part 222 is provided below the lower part. The arrangement and configuration of the actuator 30 provided corresponding to the pressure chamber 19 are the same as those in the first embodiment. The ink in the pressure chamber 19 flows in the same direction as in the first embodiment. The upper protection part 221 and the lower protection part 222 are formed by the same coating formation method as the upper protection part 21 and the lower protection part 22 of the first embodiment described above. The ink permeation protection film 220 has a lower region 225A and an outer region 225B. The lower region 225A is a region corresponding to a region where the individual electrode 31 is provided when the pressure chamber 19 is vertically projected from the upper side of the individual electrode 31 downward, and the lower region 225B is This is an area on the partition side that divides the pressure chamber 19 from the lower area 225A.
本実施形態3において、前記上方保護部221は、前記圧力室19内の領域において上下方向の厚さが全て等しく形成される。前記上方保護部221の厚さは、前記アクチュエータ30に、前記圧力室19内のインクが電気浸透してしまうことを防止するために必要な最薄の厚さである。前記下方保護部222は、前記圧力室19のほぼ中央に、前記上方保護部221とほぼ同じ厚さで、前記下方領域225Aよりやや大きく形成される。また、前記外側領域225Bには、前記圧力室19を区画する隔壁に沿って、前記上方保護部21及び前記下方保護部22と同様のインク浸透保護膜が形成される。前記下方保護部222の周囲であって、前記外側領域225Bにおける前記下方保護部222と前記隔壁との間には、溝223が形成される。尚、実施形態3において、前記溝223は、実施形態1の前記溝23の形成手順と同様に、前記上方保護部221と、前記下方保護部222とが被覆形成された後、プラズマエッチング法やレーザー加工法等により部分除去されて形成される。尚、本実施形態3における前記溝223が、本発明の薄肉部の一例である。 In the third embodiment, the upper protective part 221 is formed to have the same thickness in the vertical direction in the region inside the pressure chamber 19. The thickness of the upper protection part 221 is the thinnest thickness necessary for preventing the ink in the pressure chamber 19 from electroosmotically passing through the actuator 30. The lower protective part 222 is formed in the approximate center of the pressure chamber 19 with the same thickness as the upper protective part 221 and slightly larger than the lower region 225A. The outer region 225 </ b> B is formed with an ink permeation protection film similar to the upper protection part 21 and the lower protection part 22 along the partition walls that define the pressure chamber 19. A groove 223 is formed around the lower protective part 222 and between the lower protective part 222 and the partition wall in the outer region 225B. In the third embodiment, the groove 223 is formed by coating the upper protection portion 221 and the lower protection portion 222 after the covering of the upper protection portion 221 and the lower protection portion 222 in the same manner as the formation procedure of the groove 23 in the first embodiment. It is formed by partial removal by laser processing or the like. In addition, the said groove | channel 223 in this Embodiment 3 is an example of the thin part of this invention.
前記インク浸透保護膜220に前記個別電極31において生じる変位が伝えられると、前記上方保護部221の前記下方領域225Aが下方に変位される。前記上方保護部221が伝えられる変位は、前記下方保護部222に伝えられる。前記下方保護部22において、前記溝部223により、前記個別電極31からの変位は、前記圧力室19を区画する隔壁まで伝えられることがないため、変位が隔壁により阻害されることなく、前記個別電極31の変位を効率良くインクの吐出に反映させることができる。 When the displacement generated in the individual electrode 31 is transmitted to the ink permeation protection film 220, the lower region 225A of the upper protection part 221 is displaced downward. The displacement transmitted by the upper protection unit 221 is transmitted to the lower protection unit 222. In the lower protection part 22, the displacement from the individual electrode 31 is not transmitted to the partition walls defining the pressure chamber 19 by the groove 223, so that the displacement is not hindered by the partition walls, and the individual electrode The displacement of 31 can be efficiently reflected in the ink ejection.
前記下方保護部222の前記外側領域225Bには、前記溝223が設けられていることにより、前記下方保護部222の前記下方領域222Aから伝えられる変位は、前記隔壁まで伝えられ、阻害されてしまうことなく、インクの吐出に効率よく反映させることができる。 Since the groove 223 is provided in the outer region 225B of the lower protective part 222, the displacement transmitted from the lower region 222A of the lower protective part 222 is transmitted to the partition and is inhibited. Without being reflected in the ink ejection efficiently.
また、前記圧力室19を区画する隔壁は固定されている状態であるため、前記下方保護部222の変位により、前記下方保護部222と前記圧力室19を区画する隔壁とに挟まれる前記溝223の幅が狭くなる。前記外側領域225Bに形成される前記溝223は、前記個別電極31の変位に対応して、幅が収縮され、ポンプのような役割を果たすこととなり、インク及び気体を下方向に流動させる。この結果、前記溝223の内側に滞留していたインク及び気体の流動する勢いが向上し、前記ノズル口17へ向かうインクの吐出性能が向上される。 In addition, since the partition wall defining the pressure chamber 19 is fixed, the groove 223 sandwiched between the lower protection member 222 and the partition wall partitioning the pressure chamber 19 due to the displacement of the lower protection member 222. The width of becomes narrower. The groove 223 formed in the outer region 225B is contracted in width corresponding to the displacement of the individual electrode 31 and functions like a pump, and causes ink and gas to flow downward. As a result, the momentum at which the ink and gas staying inside the groove 223 flow is improved, and the ink ejection performance toward the nozzle port 17 is improved.
<実施形態4>
図6は、本実施形態4において、前記圧力室19に形成されるインク浸透保護膜320の概略を示す図である。図6(a)は前記個別電極31と、前記圧力室19との配置の関係を示す上面図である。図6(b)は、図6(a)の前記個別電極31及び前記圧力室19の配置に対応した前記インク浸透保護膜20の形状を示す縦断面図である。図6(b)に示すように、前記インク浸透保護膜320は、前記圧電シート層35の下方に配置される前記圧力室19の上面に、上方保護部321を有し、前記上方保護部321の下方に下方保護部322を有する。尚、前記圧力室19に対応して設けられる前記アクチュエータ30の配置及び構成は、実施形態1と同じ構成である。また、前記圧力室19内のインクは、実施形態1の場合と同様の方向へ流動される。前記上方保護部321及び前記下方保護部322は、前述した実施形態1の前記上方保護部21及び前記下方保護部22と同様の方法で形成される。前記インク浸透保護膜320は、下方領域325Aと、外側領域325Bとを有する。前記下方領域325Aは、前記圧力室19を前記個別電極31の上方側から下方向へ垂直投影した場合に、前記個別電極31が設けられる領域に対応する領域であり、前記外側領域325Bは、前記下方領域325Aより前記圧力室19を区画する隔壁側の領域である。
<Embodiment 4>
FIG. 6 is a diagram showing an outline of the ink permeation protective film 320 formed in the pressure chamber 19 in the fourth embodiment. FIG. 6A is a top view showing the arrangement relationship between the individual electrode 31 and the pressure chamber 19. FIG. 6B is a longitudinal sectional view showing the shape of the ink permeation protective film 20 corresponding to the arrangement of the individual electrodes 31 and the pressure chambers 19 shown in FIG. As shown in FIG. 6B, the ink permeation protection film 320 has an upper protection part 321 on the upper surface of the pressure chamber 19 disposed below the piezoelectric sheet layer 35, and the upper protection part 321. The lower protective portion 322 is provided below the lower portion. The arrangement and configuration of the actuator 30 provided corresponding to the pressure chamber 19 are the same as those in the first embodiment. The ink in the pressure chamber 19 flows in the same direction as in the first embodiment. The upper protection part 321 and the lower protection part 322 are formed by the same method as the upper protection part 21 and the lower protection part 22 of the first embodiment described above. The ink permeation protection film 320 has a lower region 325A and an outer region 325B. The lower region 325A is a region corresponding to a region where the individual electrode 31 is provided when the pressure chamber 19 is vertically projected from the upper side of the individual electrode 31 downward, and the outer region 325B is This is a partition side region that divides the pressure chamber 19 from the lower region 325A.
前記インク浸透保護膜320において、前記上方保護部321は、前記アクチュエータ30に、前記圧力室19内のインクが電気浸透してしまうことを防止するために必要な最薄の厚さで形成される。前記下方保護部322は、前記下方領域325Aに、前記圧力室19の上面に対して斜面を有する前記流路促進部323が形成され、前記外側領域325Bには膜の形成は行われない。前記圧力室19の内部には、右方向に供給口27が設けられ、左方向にノズル口17が連通されており、供給されるインクが、右方向から左方向へ流動される。前記流路促進部323は、前記圧力室19内の任意の位置における前記下方保護部322の上下方向の膜厚が、前記圧力室19の前記供給口27側で最も厚く、前記ノズル口17側において最も薄くなるように形成される。例えば、インクの流路方向の上流の前記供給口27側から、下流の前記ノズル口17側に向けて徐々に薄くなるように斜面が形成される。 In the ink permeation protection film 320, the upper protection part 321 is formed with the thinnest thickness necessary for preventing the ink in the pressure chamber 19 from being electrically permeated into the actuator 30. . In the lower protection part 322, the flow path promoting part 323 having a slope with respect to the upper surface of the pressure chamber 19 is formed in the lower area 325A, and no film is formed in the outer area 325B. Inside the pressure chamber 19, a supply port 27 is provided in the right direction, and the nozzle port 17 is communicated in the left direction. The supplied ink flows from the right direction to the left direction. The flow path promoting portion 323 has a thickness in the vertical direction of the lower protective portion 322 at an arbitrary position in the pressure chamber 19 that is the thickest on the supply port 27 side of the pressure chamber 19 and on the nozzle port 17 side. It is formed so as to be thinnest. For example, the slope is formed so as to gradually become thinner from the upstream supply port 27 side in the ink flow direction toward the downstream nozzle port 17 side.
尚、実施形態4において、前記流路促進部323は、前記インク浸透保護膜320の前記上方保護部321及び前記下方保護部322が被覆形成された後、不要の部分を除去することにより、前記流路促進部323の形状を残す加工が行われる。具体的には、プラズマエッチング法やレーザー加工法等により、前記下方保護部322の、前記圧力室19を区画する隔壁の近傍領域が部分除去されて形成される。前記流路促進部323を形成する際には、前記圧力室19を区画する隔壁に被覆形成される前記インク浸透保護膜320が除去される。 In the fourth embodiment, the flow path promoting portion 323 is formed by removing unnecessary portions after the upper protective portion 321 and the lower protective portion 322 of the ink permeation protective film 320 are formed. Processing to leave the shape of the flow path promoting portion 323 is performed. Specifically, a region in the vicinity of the partition wall defining the pressure chamber 19 of the lower protective portion 322 is partially removed by a plasma etching method, a laser processing method, or the like. When forming the flow path promoting part 323, the ink permeation protection film 320 formed on the partition walls defining the pressure chamber 19 is removed.
前記下方保護部322において、前記下方領域325Aには、前記流路促進部323が設けられる。前記外側領域325Bには、前記下方保護部322が形成されず、前記上方保護部321のみの薄肉部350を備える構成である。前記下方保護部22は、前記外側領域325Bに設けられず、前記薄肉部350が形成されていることにより、前記個別電極31からの変位が、下前記圧力室19を区画する隔壁まで伝えられることがないため、変位が隔壁により阻害されることなく、前記個別電極31の変位を効率良くインクの吐出に反映させることができる。 In the lower protective part 322, the flow path promoting part 323 is provided in the lower region 325A. In the outer region 325 </ b> B, the lower protection part 322 is not formed, and the thin part 350 including only the upper protection part 321 is provided. The lower protective part 22 is not provided in the outer region 325B, and the thin part 350 is formed, so that the displacement from the individual electrode 31 is transmitted to the partition walls defining the lower pressure chamber 19. Therefore, the displacement of the individual electrode 31 can be efficiently reflected in the ink ejection without being disturbed by the partition wall.
本実施形態3において、前記上方保護部321は、前記圧力室19内の領域において上下方向の厚さが全て等しく形成される。前記上方保護部321の厚さは、前記アクチュエータ30に、前記圧力室19内のインクが電気浸透してしまうことを防止するために必要な最薄の厚さである。前記下方保護部322は、前記圧力室19のほぼ中央に、前記上方保護部321とほぼ同じ厚さで、前記下方領域325Aよりやや大きく形成される。前記下方保護部322の周囲であって、前記外側領域325Bにおける前記下方保護部322と前記隔壁との間には、前記薄肉部350が形成される。尚、実施形態3において、前記溝323は、実施形態1の前記溝23の形成手順と同様に、前記上方保護部321と、前記下方保護部322とが被覆形成された後、プラズマエッチング法やレーザー加工法等により部分除去されて形成される。 In the third embodiment, the upper protection part 321 is formed to have the same thickness in the vertical direction in the region inside the pressure chamber 19. The thickness of the upper protection portion 321 is the thinnest thickness necessary for preventing the ink in the pressure chamber 19 from electroosmotically passing through the actuator 30. The lower protection part 322 is formed in the middle of the pressure chamber 19 with the same thickness as the upper protection part 321 and slightly larger than the lower region 325A. The thin portion 350 is formed around the lower protective portion 322 and between the lower protective portion 322 and the partition in the outer region 325B. In the third embodiment, the groove 323 is formed after the upper protective portion 321 and the lower protective portion 322 are formed by coating, similarly to the formation procedure of the groove 23 in the first embodiment. It is formed by partial removal by laser processing or the like.
前記インク浸透保護膜320に前記個別電極31において生じる変位が伝えられると、前記上方保護部221の前記下方領域325Aが下方に変位される。前記上方保護部321が伝えられる変位は、前記下方保護部322に伝えられる。前記下方保護部322において、前記溝部323により、前記個別電極31からの変位は、前記圧力室19を区画する隔壁まで伝えられることがないため、変位が隔壁により阻害されることなく、前記個別電極31の変位を効率良くインクの吐出に反映させることができる。 When the displacement generated in the individual electrode 31 is transmitted to the ink permeation protection film 320, the lower region 325A of the upper protection portion 221 is displaced downward. The displacement transmitted by the upper protection part 321 is transmitted to the lower protection part 322. In the lower protection part 322, the displacement from the individual electrode 31 is not transmitted to the partition walls that define the pressure chamber 19 by the groove 323, so that the displacement is not hindered by the partition walls, and the individual electrode The displacement of 31 can be efficiently reflected in the ink ejection.
前記インク浸透保護膜320に前記個別電極31において生じる変位が伝えられると、前記上方保護部321の前記下方領域325Aが下方に変位される。前記上方保護部321の変位は、前記下方保護部322に伝えられ、前記流路促進部323が下方向に変位する。前記インク浸透保護膜320が下方向に変位されると、前記圧力室19の容積が減少する。このとき、前記流路促進部323が下方向に変位するため、前記流路促進部323の下方に滞留しているインクが圧力室19内を移動する。前記流路促進部323が、インクの流路方向を考慮した斜面形状であることにより、前記流路促進部323の下方に存在するインクが、前記供給口27側から前記ノズル口17側へ流動され易く、効率よく前記圧力室19内のインクを吐出させることができる。 When the displacement generated in the individual electrode 31 is transmitted to the ink permeation protection film 320, the lower region 325A of the upper protection portion 321 is displaced downward. The displacement of the upper protection part 321 is transmitted to the lower protection part 322, and the flow path promoting part 323 is displaced downward. When the ink permeation protection film 320 is displaced downward, the volume of the pressure chamber 19 decreases. At this time, since the flow path promoting portion 323 is displaced downward, the ink staying below the flow path promoting portion 323 moves in the pressure chamber 19. Since the flow path promoting portion 323 has a slope shape in consideration of the ink flow direction, the ink existing below the flow path promoting portion 323 flows from the supply port 27 side to the nozzle port 17 side. The ink in the pressure chamber 19 can be efficiently ejected easily.
(変形例)
本実施形態1において、1つの前記個別電極31は、1つの前記圧力室19にそれぞれ対応しており、前記圧力室19を区画する隔壁より内側に設けられている構成であるが、前記個別電極31の配置及び構成はこれに限らない。例えば、図7(a)に示すように、前記個別電極31の上方側から前記圧力室19の下方向へ垂直投影した場合に、個別電極131の一部が、前記圧力室19を区画する隔壁の上方に架かる状態で配置される形態であってもよい。また、本実施形態1〜4において、前記インク浸透保護膜は、前記上方保護部及び前記下方保護部から構成される1層でより構成されているが、前記上方保護部と、前記下方保護部とが、膜の厚みが共に等しい2膜からなる2層で形成され、その下方保護部の層に溝または斜面等が形成される構成であってもよい。
(Modification)
In the first embodiment, each of the individual electrodes 31 corresponds to each of the pressure chambers 19 and is provided on the inner side of the partition that partitions the pressure chambers 19. The arrangement and configuration of 31 are not limited to this. For example, as shown in FIG. 7A, when the vertical projection is performed downward from the upper side of the individual electrode 31 to the lower side of the pressure chamber 19, a part of the individual electrode 131 may partition the pressure chamber 19. The form arrange | positioned in the state overlaid above may be sufficient. In the first to fourth embodiments, the ink permeation protective film is configured by one layer including the upper protective part and the lower protective part. However, the upper protective part and the lower protective part are included. May be formed of two layers including two films having the same thickness, and a groove or a slope may be formed in the lower protective layer.
また、本実施形態1において前記インク浸透保護膜20の各膜は、プラズマCVD法を一例とした蒸着法により形成されていたが、周知の蒸着法や塗布、焼成等により形成されてもよい。 In the first embodiment, each film of the ink permeation protective film 20 is formed by a vapor deposition method using a plasma CVD method as an example, but may be formed by a known vapor deposition method, coating, baking, or the like.
また、本実施形態1〜4においては、インク浸透保護膜において、それぞれ外側領域に溝を設ける構成、または下方領域に斜面を設ける構成を説明したが、前記圧力室19内のインクの吐出効率を向上させる構成はこれに限らない。例えば、図7(b)に示すように、前記個別電極31の上方側から下方向へ垂直投影した場合に、前記個別電極31が設けられる領域に対応する下方領域525Aに斜面523が設けられ、さらに、前記下方領域525Aより前記圧力室19を区画する隔壁側の外側領域525Bに、上下方向の厚みが前記下方領域525Aと比べて薄い薄肉部550を有する溝524が設けられてもよい。前記斜面523と、前記溝524とが、併用して配置される場合であっても、インクの吐出効率を向上させることは可能である。 In the first to fourth embodiments, the ink permeation protective film has been described with a configuration in which a groove is provided in the outer region, or a configuration in which a slope is provided in the lower region, but the ink ejection efficiency in the pressure chamber 19 is improved. The structure to improve is not restricted to this. For example, as shown in FIG. 7B, when vertically projecting from the upper side of the individual electrode 31 downward, a slope 523 is provided in a lower region 525A corresponding to the region where the individual electrode 31 is provided, Furthermore, a groove 524 having a thin portion 550 whose thickness in the vertical direction is thinner than that of the lower region 525A may be provided in an outer region 525B on the partition wall side that partitions the pressure chamber 19 from the lower region 525A. Even when the slope 523 and the groove 524 are disposed in combination, the ink ejection efficiency can be improved.
また、特にインク浸透保護膜を、斜面形状に形成する構成により、前記個別電極31から伝えられる上下方向の力が、垂直方向の力に変換され、前記個別電極31において生じる力を、インクの吐出に効率よく反映させることができる。また、本実施形態1または3において形成される溝は、それぞれ外側領域に形成される構成であるが、下方領域において、前記個別電極31の中央より偏倚する位置に設けられていてもよい。また、本実施形態のように、下方領域を中心として左右の両側に形成される溝は、複数が設けられる構成は必須ではない。溝が、前記圧力室19内の前記吐出口17側に設けられる場合は、前記供給口27側のみに設けられている場合に比べ、吐出効率に対する寄与率が良い。 In particular, the configuration in which the ink permeation protective film is formed in a slope shape converts the vertical force transmitted from the individual electrode 31 into a vertical force, and the force generated in the individual electrode 31 is used to discharge ink. Can be reflected efficiently. Moreover, although the groove | channel formed in this Embodiment 1 or 3 is the structure each formed in an outer area | region, you may be provided in the position which deviates from the center of the said individual electrode 31 in a lower area | region. Further, as in the present embodiment, a configuration in which a plurality of grooves formed on both the left and right sides around the lower region is not essential. When the groove is provided on the discharge port 17 side in the pressure chamber 19, the contribution ratio to the discharge efficiency is better than when the groove is provided only on the supply port 27 side.
1 圧電式インクジェットヘッド
10 キャビティユニット
17 ノズル口
19 圧力室
20、120、220、320、520 インク浸透保護膜
21、121、221、321 上方保護部
22、122、222、322 下方保護部
23 溝
30 アクチュエータ
31 個別電極
50、150、350,550 薄肉部
123 傾斜部
150 薄肉部
223 溝部
323 流路促進部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric inkjet head 10 Cavity unit 17 Nozzle port 19 Pressure chamber 20, 120, 220, 320, 520 Ink permeation protection film 21, 121, 221, 321 Upper protection part 22, 122, 222, 322 Lower protection part 23 Groove 30 Actuator 31 Individual electrode 50, 150, 350, 550 Thin part 123 Inclined part 150 Thin part 223 Groove part 323 Flow path promoting part
Claims (5)
前記圧力室に対向して設けられ、前記圧力室を加圧する駆動部と、
対向する前記駆動部と前記圧力室とに対応する第1領域と、前記圧力室に対応し、前記第1領域の周辺の領域である第2領域とに設けられ、前記圧力室内の液体が前記駆動部へ浸透することを防止する保護膜と、
を備え、
前記保護膜には、前記第2領域において、膜の厚みが、前記第1領域の膜の厚みに比べて薄い薄肉部を形成したことを特徴とする液滴噴射ヘッド。 A pressure chamber connectable to a liquid source;
A drive unit provided facing the pressure chamber and pressurizing the pressure chamber;
A first region corresponding to the opposing drive unit and the pressure chamber; and a second region corresponding to the pressure chamber and surrounding the first region, wherein the liquid in the pressure chamber is A protective film that prevents penetration into the drive unit;
With
The droplet ejecting head according to claim 1, wherein a thin-walled portion is formed in the protective film in the second region, the thickness of which is smaller than the thickness of the film in the first region.
前記薄肉部は、前記駆動部に液体が浸透することを防止する膜厚を有することを特徴とする請求項1記載の液滴噴射ヘッド。 In the second region of the protective film, the thin portion is formed in a region corresponding to a space between the surface on the drive unit side and the surface on the pressure chamber side in the first region of the protective film,
The liquid droplet ejecting head according to claim 1, wherein the thin portion has a film thickness that prevents liquid from penetrating into the driving portion.
前記保護膜には、前記第2領域において、前記第1領域より前記吐出口側に、前記薄肉部を備える溝を形成したことを特徴とする請求項1または2に記載の液滴噴射ヘッド。 The pressure chamber includes a discharge port for discharging the liquid supplied from the liquid supply source,
3. The liquid droplet ejecting head according to claim 1, wherein a groove having the thin portion is formed in the protective film in the second region on the discharge port side from the first region.
前記保護膜には、前記第1領域における膜厚が、前記供給口から前記吐出口側に向かって、徐々に薄くなるような流路促進部を形成したことを特徴とする請求項2または3のいずれかに記載の液滴噴射ヘッド。 The pressure chamber includes a supply port through which liquid is supplied from the liquid supply source, and a discharge port through which liquid is discharged.
The flow path promoting portion is formed on the protective film so that the film thickness in the first region gradually decreases from the supply port toward the discharge port. The droplet jet head according to any one of the above.
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JP2010200875A JP2012056172A (en) | 2010-09-08 | 2010-09-08 | Liquid droplet injection head |
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JP2020001371A (en) * | 2018-06-25 | 2020-01-09 | セイコーエプソン株式会社 | Liquid injection head and liquid injection device |
-
2010
- 2010-09-08 JP JP2010200875A patent/JP2012056172A/en active Pending
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