JP2012210775A - Liquid jetting head and liquid jetting apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the following problem: when an end region of a reservoir is pointed, stress is concentrated on the pointed part and a crack (a fracture) is likely to occur from the pointed end.SOLUTION: A dummy flow channel part at the peripheral edge of a flow channel formation substrate has a shape where stress is likely to concentrate, and this portion is weaker than other portions. Consequently, when thermal stress is generated due to a temperature change in joining a flow channel unit component, a crack can be generated in the weak portion in preference to the other portions, starting from a stress concentration region. In particular, although a similar corner part is formed at a flow channel part, a position facing the peripheral edge side and adjacent to the stress concentration region is formed with a thin wall part thinned in wall thickness also on the flow channel formation substrate side. Since the wall thickness of this portion is thin while having a shape where stress is likely to occur, the crack is more likely to occur.

Description

本発明は、流路形成基板に形成された共通液体室から圧力室を通ってノズル開口に至る一連の液体流路を有する液体噴射ヘッドと、この液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置に関する。   The present invention relates to a liquid ejecting head having a series of liquid flow paths from a common liquid chamber formed in a flow path forming substrate to a nozzle opening through a pressure chamber, and a liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head.

圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることでノズル開口から液滴として吐出させる液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置(液体噴射装置)に用いられるインクジェット式記録ヘッド(以下、単に記録ヘッドという)、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレー、FED(面発光ディスプレー)等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ(生物化学素子)の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等がある。   Examples of the liquid ejecting head that ejects liquid droplets from the nozzle openings by causing pressure fluctuations in the pressure chamber include, for example, an ink jet recording head (hereinafter simply referred to as an ink jet recording head) used in an image recording apparatus (liquid ejecting apparatus) such as a printer. Recording head), color material ejecting head used for manufacturing color filters such as liquid crystal displays, electrode material ejecting heads used for forming electrodes such as organic EL (Electro Luminescence) displays, FED (surface emitting displays), biochips ( There are bioorganic ejecting heads and the like used in the manufacture of biochemical elements.

上記記録ヘッドの場合を例に挙げると、この記録ヘッドは、複数のノズル開口が開設されたノズルプレート、共通インク室から圧力室を通ってノズル開口に至る一連のインク流路を区画する空部や溝部などの流路部が開設された流路形成基板、圧力発生素子の作動に応じて圧力室に対応する領域が弾性変形する弾性板(流路形成基板の開口面を封止する封止板とも言える)を有する流路ユニットを備えて構成されている(例えば、特許文献1参照)。これらの流路ユニット構成部材のうち、上記流路形成基板は、記録画像の高密度化や記録動作の高速化に対応すべく、高い加工密度や加工精度が要求される。そのため、この流路形成基板の材料としては、異方性エッチング等によって微細な形状を寸法精度良く形成可能なシリコン単結晶性基板(シリコンウェハー)が好適に用いられる。一方、ノズルプレートや弾性板の材料としては、加工の容易性から、例えばステンレス綱等の金属製の板材が用いられる。   Taking the case of the above recording head as an example, this recording head includes a nozzle plate having a plurality of nozzle openings, and an empty portion that defines a series of ink flow paths from a common ink chamber to a nozzle opening through a pressure chamber. A flow path forming substrate having a flow path portion such as a groove or a groove, an elastic plate in which a region corresponding to a pressure chamber is elastically deformed according to the operation of a pressure generating element (sealing for sealing an opening surface of the flow path forming substrate) It is comprised including the flow path unit which can also be said to be a board (for example, refer patent document 1). Among these flow path unit constituent members, the flow path forming substrate is required to have a high processing density and processing accuracy in order to cope with a high density of recorded images and a high speed recording operation. Therefore, a silicon single crystal substrate (silicon wafer) that can form a fine shape with high dimensional accuracy by anisotropic etching or the like is preferably used as the material of the flow path forming substrate. On the other hand, as a material for the nozzle plate and the elastic plate, for example, a metal plate material such as a stainless steel is used for ease of processing.

上記のように流路形成基板には、共通インク室となる貫通孔(以下、単にリザーバという)等の流路部が異方性エッチング等によって設けられるが、特許文献1に開示されている記録ヘッドでは、リザーバの端部領域が、端に行くほど次第に絞られて尖った形状に形成されている。このようにすると、リザーバの端部領域においてインクの流れを円滑にすることができ、この領域における気泡の滞留を防止することができるからである。   As described above, the flow path forming substrate is provided with a flow path portion such as a through hole (hereinafter simply referred to as a reservoir) serving as a common ink chamber by anisotropic etching or the like. In the head, the end region of the reservoir is formed in a sharp shape that is gradually narrowed toward the end. This is because the ink flow can be made smooth in the end region of the reservoir, and bubbles can be prevented from staying in this region.

特開2000−177119号公報(第4図、第10図等)Japanese Patent Laid-Open No. 2000-177119 (FIGS. 4, 10, etc.)

上記のノズルプレート、流路形成基板、及び弾性板からなる流路ユニットの構成部材は、接着剤を構成部材同士の間に介在させ、この接着剤を加熱して硬化させることで接合される。ところが、流路形成基板がシリコンで作製され、ノズルプレートがステンレス鋼等の金属製の板材で作製されている場合には、これらの構成部材の基材間に線膨張率の差があるため、接合時の加熱及び冷却による温度変化によって相対的な伸縮差が生じて構成部材が変形することがある。この際、流路形成基板の周縁側は、流路部が設けられた中央側に比べて剛性が高く、剛性が高い領域と低い領域との境界部分に応力が集中し、これにより、流路形成基板にクラックが入ることがある。特に、上記特許文献1の例のように、リザーバの端部領域が尖った形状となっている場合、尖っているが故に、この尖った部分に応力が集中するため、この尖端からクラック(割れ)が発生し易い。   The constituent members of the flow path unit including the nozzle plate, the flow path forming substrate, and the elastic plate are joined by interposing an adhesive between the constituent members and heating and curing the adhesive. However, when the flow path forming substrate is made of silicon and the nozzle plate is made of a metal plate such as stainless steel, there is a difference in linear expansion coefficient between the base materials of these components, Due to temperature changes caused by heating and cooling during joining, a relative expansion / contraction difference may occur, and the constituent members may be deformed. At this time, the peripheral edge side of the flow path forming substrate is higher in rigidity than the central side where the flow path portion is provided, and stress concentrates on the boundary portion between the high rigidity area and the low rigidity area. Cracks may occur in the formation substrate. In particular, as in the example of Patent Document 1, when the end region of the reservoir has a sharp shape, since the point is sharp, stress concentrates on the sharp portion. ) Is likely to occur.

このようにリザーバ等の流路部にクラックが生じると、このクラックを通じて記録ヘッドの外側にインクが漏れたり、或いは、クラックを通じて漏出したインクが他の色に対応する流路部に浸入して混色が生じる可能性があり得る。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、流路形成基板の液体流路にクラックが生じるのを可及的に防止することが可能な液体噴射ヘッドと、同液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置を提供することにある。
When a crack occurs in a flow path such as a reservoir in this way, ink leaks to the outside of the recording head through the crack, or ink leaked through the crack enters a flow path corresponding to another color and mixes colors. Can occur.
The present invention has been made in view of such circumstances, and the purpose thereof is a liquid ejecting head capable of preventing cracks in the liquid flow path of the flow path forming substrate as much as possible. An object of the present invention is to provide a liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head.

本発明は、圧力発生素子により内部の液体に圧力変動を受ける圧力室に液体を供給する共通液体室と流路部が形成された流路形成基板と、上記圧力室に連通するノズル開口が形成されたノズル形成部材とを有する流路ユニットを備え、上記圧力発生素子の作動に応じて上記ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドであって、上記流路形成基板は、液滴の吐出には関与しないとともに当該流路形成基板を貫通する空間からなるダミー流路部を有し、上記流路形成基板は、上記ダミー流路部の周縁部側の領域から上記流路形成基板の周縁部側に向かう領域に肉厚を薄くした薄肉部が形成されていることを特徴とする。
また、上記流路形成基板は、上記ダミー流路部の周縁部側となる領域で応力が集中しやすい形状に形成されている応力集中領域を有するように構成しても良い。
According to the present invention, a common liquid chamber that supplies a liquid to a pressure chamber that receives pressure fluctuations in an internal liquid by a pressure generating element, a flow path forming substrate having a flow path portion, and a nozzle opening that communicates with the pressure chamber are formed. A liquid ejecting head that ejects liquid from the nozzle opening in response to the operation of the pressure generating element, wherein the flow path forming substrate is used for discharging droplets. Is not involved and has a dummy flow path portion made of a space penetrating the flow path forming substrate, and the flow path forming substrate is formed from the peripheral side of the dummy flow path portion to the peripheral portion of the flow path forming substrate. A thin portion with a reduced thickness is formed in a region toward the side.
Further, the flow path forming substrate may have a stress concentration region formed in a shape in which stress is easily concentrated in a region on the peripheral edge side of the dummy flow channel portion.

上記構成によれば、流路形成基板の周縁部において、ダミー流路部に応力が集中しやすい形状が形成されており、他の部分よりも脆弱となるので、流路ユニット構成部材の接合時の温度変化によって熱応力が生じたときに、同応力集中領域を基点として、他の部分よりも優先的に脆弱な部分にクラックを誘発させることができる。特に、流路部にも同様の角部が形成されるものの、上記流路形成基板の側にも応力集中領域に隣接しつつ上記周縁部側に向かう位置を、肉厚を薄くした薄肉部で形成している。すなわち、応力が集中しやすい形状の上に当該部分の肉厚が薄いので、よりクラックを誘発しやすくなる。   According to the above configuration, at the periphery of the flow path forming substrate, a shape in which stress tends to concentrate on the dummy flow path portion is formed and becomes weaker than other portions. When a thermal stress is generated due to the temperature change, cracks can be induced in a weak part preferentially over other parts with the stress concentration region as a base point. In particular, although the same corner portion is formed in the flow path portion, the position toward the peripheral edge side on the flow path forming substrate side adjacent to the stress concentration region is a thin portion with a reduced thickness. Forming. That is, since the thickness of the part is thin on the shape where stress is likely to concentrate, it becomes easier to induce cracks.

また、上記流路形成基板は、結晶性を有する基材により形成され、上記薄肉部は、上記応力集中領域から結晶構造における最密面の方向に沿って形成しても良い。
一般に結晶構造を有する場合は最密面の方向に沿って割れやすい。従って、薄肉部が応力集中領域から最密面の方向に沿って形成してあれば、その方向に沿って割れやすくなる。
さらに、上記ダミー流路部は、応力が集中しやすい形状として上記流路形成基板における周縁部に近い部分で二面が交差する角部が形成され、上記薄肉部は、この角部に接するように形成することができる。
Further, the flow path forming substrate may be formed of a base material having crystallinity, and the thin portion may be formed along the direction of the closest packed surface in the crystal structure from the stress concentration region.
Generally, when it has a crystal structure, it tends to break along the direction of the closest packed surface. Therefore, if the thin-walled portion is formed along the direction of the close-packed surface from the stress concentration region, the thin-walled portion easily breaks along that direction.
Further, the dummy channel portion has a shape in which stress is likely to concentrate, and a corner portion where two surfaces intersect is formed at a portion near the peripheral portion of the channel forming substrate, and the thin portion is in contact with the corner portion. Can be formed.

二面が交差する角部には応力が集中しやすいので、薄肉部の効果も相乗してよりクラックを誘発しやすい。
角部に接するというのは、薄肉部がある幅を持って形成されているときに、その端から端までのどこかが角部に接していればよい。薄肉部の真ん中であっても良いし、端であっても良い。
そして、上記ダミー流路部の角部を形成する二面のうちの一方が結晶構造における最密面とするようにしてもよい。
Since stress tends to concentrate at the corner where the two surfaces intersect, the effect of the thin portion is also synergistic, and cracks are more likely to be induced.
The contact with the corners means that when the thin part is formed with a certain width, somewhere from the end to the end is in contact with the corner. It may be in the middle of the thin portion or at the end.
Then, one of the two surfaces forming the corners of the dummy channel portion may be the closest surface in the crystal structure.

結晶構造における最密面は他の角度よりも割れやすい。すなわち、応力が集中したときにこの最密面に沿って割れやすい。角部を形成する一面が最密面であることにより、さらに確実に当該角部にクラックを誘発させることができる。
また、上記薄肉部は、上記ダミー流路部の応力集中領域から上記流路形成基板における周縁までつながるように形成してもよい。
The close-packed surface in the crystal structure is more susceptible to cracking than other angles. That is, when stress concentrates, it is easy to break along this close-packed surface. Since the one surface forming the corner is the close-packed surface, cracks can be induced in the corner more reliably.
The thin portion may be formed so as to be connected from the stress concentration region of the dummy flow path portion to the periphery of the flow path forming substrate.

薄肉部が応力集中領域から周縁までつながっていることで、この薄肉部以外の部分にクラックを誘発しにくくなる。
さらに、上記薄肉部は、上記ダミー流路部の応力集中領域から上記流路形成基板における周縁まではつながっていないように形成してもよい。
周縁までつながっていると他の部分にクラックを誘発させないという点で優れるものの、流路形成基板全体の強度が下がる傾向も生じる。このため、クラックを誘発させるという点で薄肉部が作用すればよいので、必ずしも周縁までつなげず、その代わりに流路形成基板全体の強度を確保できる。
Since the thin-walled portion is connected from the stress concentration region to the peripheral edge, it is difficult to induce a crack in a portion other than the thin-walled portion.
Further, the thin portion may be formed so as not to be connected from the stress concentration region of the dummy flow path portion to the periphery of the flow path forming substrate.
Although it is excellent in that cracks are not induced in other portions when connected to the periphery, the strength of the entire flow path forming substrate tends to decrease. For this reason, since the thin-walled portion only has to act in terms of inducing cracks, it is not necessarily connected to the periphery, and instead, the strength of the entire flow path forming substrate can be ensured.

また、上記ダミー流路部の応力集中領域は複数形成され、上記薄肉部は、これらの複数の応力集中領域に隣接するように形成しても良い。
応力集中領域は一つとは限らないが、薄肉部としてはある幅を有する形状となるので、複数の応力集中領域に対してまとめて隣接するように形成すれば良い。
むろん、このような液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置でも、同様にしてクラックを誘発できる。
なお、液体噴射ヘッドのより具体的な構成として、ノズル開口ごとの所定の液体流路と、各色ごとに共通の共通液体室とからなる流路部が形成された流路形成基板と、液滴が吐出される上記ノズル開口が開設され、上記流路形成基板の一方の面に接合されるノズル形成部材と、上記流路形成基板の他方の面に接合され、圧力発生素子の作動に応じて上記ノズル開口ごとの所定の液体流路である圧力室に対応する領域が弾性変形する弾性板とから構成され、上記共通液体室から上記圧力室を通って上記ノズル開口に至る一連の液体流路を形成する流路ユニットを備えるようにしてもよい。
その上で、上記流路形成基板は、上記流路部とともに、液滴の吐出には関与しないとともに当該流路形成基板を貫通する空間からなるダミー流路部を有し、上記ダミー流路部は上記流路形成基板における周縁部に近い部分で応力が集中しやすい応力集中領域を有する形状として形成され、上記流路形成基板は、この応力集中領域に隣接しつつ上記周縁部側に向かう位置に肉厚を薄くした薄肉部を形成することが可能である。
Further, a plurality of stress concentration regions of the dummy flow path portion may be formed, and the thin portion may be formed adjacent to the plurality of stress concentration regions.
Although the stress concentration region is not limited to one, since the thin portion has a shape having a certain width, it may be formed so as to be adjacent to a plurality of stress concentration regions.
Of course, a liquid ejecting apparatus including such a liquid ejecting head can similarly induce cracks.
As a more specific configuration of the liquid ejecting head, a flow path forming substrate in which a flow path portion including a predetermined liquid flow path for each nozzle opening and a common liquid chamber common to each color is formed, and a droplet The nozzle opening from which the nozzle is discharged is opened, and the nozzle forming member bonded to one surface of the flow path forming substrate and the other surface of the flow path forming substrate are bonded to each other according to the operation of the pressure generating element. A region corresponding to a pressure chamber, which is a predetermined liquid flow path for each nozzle opening, is composed of an elastic plate that elastically deforms, and a series of liquid flow paths from the common liquid chamber through the pressure chamber to the nozzle opening You may make it provide the flow path unit which forms.
In addition, the flow path forming substrate has a dummy flow path portion that is not involved in the discharge of liquid droplets and includes a space penetrating the flow path forming substrate together with the flow path portion. Is formed as a shape having a stress concentration region where stress is likely to concentrate at a portion close to the peripheral portion of the flow path forming substrate, and the flow path forming substrate is positioned adjacent to the stress concentration region and toward the peripheral portion side. It is possible to form a thin part with a reduced thickness.

本発明によれば、接合時の熱応力をインクなどが充填されないダミー流路部へ分散させることができ、流路部側にクラックが生じるのを抑制することが可能となる。その結果、液体噴射ヘッドの外側に液体が漏れたり、或いは、流路部から他の流路部に液体が浸入して液体が混じり合うといった不具合を未然に防止することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to disperse the thermal stress at the time of bonding to the dummy flow path portion that is not filled with ink or the like, and it is possible to suppress the generation of cracks on the flow path portion side. As a result, it is possible to prevent problems such as the liquid leaking outside the liquid ejecting head or the liquid entering the other flow path portion and mixing the liquid.

記録ヘッドの構成を説明する分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating a configuration of a recording head. 記録ヘッドの構成を説明する要部断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part for explaining the configuration of a recording head. 流路形成基板の基材となるシリコンウェハーの平面図である。It is a top view of the silicon wafer used as the base material of a flow-path formation board | substrate. 流路形成基板の構成を説明する平面図である。It is a top view explaining the structure of a flow-path formation board | substrate. 図4における領域Aの拡大図である。It is an enlarged view of the area | region A in FIG. 薄肉部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a thin part. 薄肉部の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a thin part. 薄肉部の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a thin part.

以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面等を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下の説明は、本発明の液体噴射ヘッドとして、インクジェット式記録装置(液体噴射装置の一種。以下、単にプリンタという)に搭載されるインクジェット式記録ヘッド(以下、単に記録ヘッドという)を例に挙げて行う。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the embodiments described below, various limitations are made as preferred specific examples of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to the following description unless otherwise specified. However, the present invention is not limited to these embodiments. In the following description, an ink jet recording head (hereinafter simply referred to as a recording head) mounted on an ink jet recording apparatus (a type of liquid ejecting apparatus; hereinafter simply referred to as a printer) is taken as an example of the liquid ejecting head of the present invention. To do.

図1は、本実施形態における記録ヘッド1の分解斜視図、図2は、記録ヘッド1の要部断面図である。例示した記録ヘッド1は、カートリッジ基台2(以下、「基台」という)、駆動用基板5、ケース10、流路ユニット11、及び、アクチュエータユニット13を主な構成要素としている。基台2は、例えば、エポキシ系樹脂等の合成樹脂によって成型されており、その上面にはフィルタ3を介在させた状態でインク導入針4が複数取り付けられている。これらのインク導入針4には、インク(液体の一種)を貯留したインクカートリッジ(図示せず)が装着されるようになっている。   FIG. 1 is an exploded perspective view of the recording head 1 in the present embodiment, and FIG. The illustrated recording head 1 includes a cartridge base 2 (hereinafter referred to as “base”), a drive substrate 5, a case 10, a flow path unit 11, and an actuator unit 13 as main components. The base 2 is molded from, for example, a synthetic resin such as an epoxy resin, and a plurality of ink introduction needles 4 are attached to the upper surface of the base 2 with a filter 3 interposed therebetween. These ink introduction needles 4 are mounted with ink cartridges (not shown) that store ink (a kind of liquid).

駆動用基板5は、図示せぬプリンタ本体側からの駆動信号を圧電振動子19へ供給するための配線パターンが形成されると共に、プリンタ本体側との接続のためのコネクタ6や抵抗やコンデンサ等の電子部品8等を実装している。コネクタ6にはFFC(フレキシブルフラットケーブル)等の配線部材が接続され、駆動用基板5は、このFFCを介してプリンタ本体側から駆動信号を受けるようになっている。そして、この駆動用基板5は、パッキンとして機能するシート7を介在させた状態で、インク導入針4とは反対側の基台2の底面側に配置される。   The drive substrate 5 is provided with a wiring pattern for supplying a drive signal from the printer main body (not shown) to the piezoelectric vibrator 19 and a connector 6 for connection with the printer main body, a resistor, a capacitor, etc. The electronic parts 8 and the like are mounted. A wiring member such as an FFC (flexible flat cable) is connected to the connector 6, and the driving substrate 5 receives a driving signal from the printer main body side via the FFC. The driving substrate 5 is disposed on the bottom surface side of the base 2 opposite to the ink introduction needle 4 with a sheet 7 functioning as a packing interposed.

ケース10は、合成樹脂製の中空箱体状部材であり、先端面(下面)には流路ユニット11を接合し、内部に形成された収容空部12内にはアクチュエータユニット13を収容し、流路ユニット11側とは反対側の基板取付面14には駆動用基板5を取り付けるようになっている。また、このケース10の先端面側には、金属製の薄板部材によって作製されたヘッドカバー16が、流路ユニット11の外側からその周縁部を包囲するように取り付けられる。このヘッドカバー16は、流路ユニット11やケース10を保護すると共に、流路ユニット11のノズルプレート25を接地電位に調整し、記録紙等から発生する静電気によるノイズ等の障害を防止する機能を果たす。   The case 10 is a hollow box-shaped member made of synthetic resin, the flow path unit 11 is joined to the front end surface (lower surface), the actuator unit 13 is accommodated in the accommodation space 12 formed inside, The drive substrate 5 is attached to the substrate attachment surface 14 on the side opposite to the flow path unit 11 side. A head cover 16 made of a metal thin plate member is attached to the front end surface side of the case 10 so as to surround the peripheral edge portion from the outside of the flow path unit 11. The head cover 16 functions to protect the flow path unit 11 and the case 10 and adjust the nozzle plate 25 of the flow path unit 11 to the ground potential to prevent troubles such as noise caused by static electricity generated from recording paper or the like. .

上記アクチュエータユニット13は、櫛歯状に列設された複数の圧電振動子19(圧力発生素子の一種)と、この圧電振動子19が接合される固定板20と、駆動用基板5からの駆動信号を圧電振動子19に伝達するための、TCP(テープキャリアパッケージ)等の配線部材21等から構成される。各圧電振動子19は、固定端部側が固定板20上に接合され、自由端部側が固定板20の先端面よりも外側に突出している。即ち、各圧電振動子19は、所謂片持ち梁の状態で固定板20上に取り付けられている。また、各圧電振動子19を支持する固定板20は、例えば厚さ1mm程度のステンレス鋼によって構成されている。そして、アクチュエータユニット13は、固定板20の背面を、収納空部12を区画するケース内壁面に接着することで収納空部12内に収納・固定されている。   The actuator unit 13 includes a plurality of piezoelectric vibrators 19 (a kind of pressure generating elements) arranged in a comb shape, a fixed plate 20 to which the piezoelectric vibrators 19 are joined, and driving from the driving substrate 5. A wiring member 21 such as a TCP (tape carrier package) for transmitting a signal to the piezoelectric vibrator 19 is formed. Each piezoelectric vibrator 19 has a fixed end portion bonded to the fixed plate 20, and a free end portion protruding outward from the front end surface of the fixed plate 20. That is, each piezoelectric vibrator 19 is mounted on the fixed plate 20 in a so-called cantilever state. The fixing plate 20 that supports each piezoelectric vibrator 19 is made of, for example, stainless steel having a thickness of about 1 mm. The actuator unit 13 is housed and fixed in the housing space 12 by bonding the back surface of the fixed plate 20 to the inner wall surface of the case that defines the housing space 12.

流路ユニット11は、弾性板23、流路形成基板24、及びノズルプレート25からなる流路ユニット構成部材を積層した状態で接着剤で接合して一体化することにより作製されており、共通インク室27(共通液体室)からインク供給口28及び圧力室29を通りノズル開口30に至るまでの一連のインク流路(本発明における液体流路に相当)を形成する部材である。圧力室29は、ノズル開口30の列設方向(ノズル列方向)に対して直交する方向に細長い室として形成されている。また、共通インク室27は、インクカートリッジに挿入されたインク導入針4側からのインクが導入される室である。そして、この共通インク室27に導入されたインクは、インク供給口28を通じて各圧力室29に分配供給される。   The flow path unit 11 is manufactured by joining and integrating a flow path unit constituent member made up of an elastic plate 23, a flow path forming substrate 24, and a nozzle plate 25 with an adhesive in a common ink. It is a member that forms a series of ink flow paths (corresponding to the liquid flow paths in the present invention) from the chamber 27 (common liquid chamber) through the ink supply port 28 and the pressure chamber 29 to the nozzle opening 30. The pressure chamber 29 is formed as an elongated chamber in a direction orthogonal to the direction in which the nozzle openings 30 are arranged (nozzle row direction). The common ink chamber 27 is a chamber into which ink from the side of the ink introduction needle 4 inserted into the ink cartridge is introduced. The ink introduced into the common ink chamber 27 is distributed and supplied to each pressure chamber 29 through the ink supply port 28.

流路ユニット11の底部に配置されるノズルプレート25(本発明におけるノズル形成部材の一種)は、ドット形成密度に対応したピッチ(例えば180dpi)で複数のノズル開口30を、紙送り方向(副走査方向)に列状に開設した金属製の薄い板材である。本実施形態のノズルプレート25は、ステンレス鋼の板材によって作製され、ノズル開口30の列(ノズル列)が、記録ヘッド1の走査方向(主走査方向)に複数並べて設けられている。そして、1つのノズル列は、例えば180個のノズル開口30によって構成される。本実施形態の記録ヘッド1は、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の合計4色のインクを吐出可能に構成されており、これらの色に対応させて合計4列のノズル列がノズルプレート25に形成されている。   A nozzle plate 25 (a kind of nozzle forming member in the present invention) disposed at the bottom of the flow path unit 11 allows a plurality of nozzle openings 30 to be moved in the paper feed direction (sub-scanning) at a pitch (for example, 180 dpi) corresponding to the dot formation density. It is a thin plate made of metal opened in a row in the direction). The nozzle plate 25 of the present embodiment is made of a stainless steel plate material, and a plurality of rows of nozzle openings 30 (nozzle rows) are arranged in the scanning direction (main scanning direction) of the recording head 1. One nozzle row is composed of, for example, 180 nozzle openings 30. The recording head 1 of the present embodiment is configured to be able to eject a total of four colors of cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K), and corresponds to these colors. A total of four nozzle rows are formed on the nozzle plate 25.

流路ユニット構成部材の1つである流路形成基板24は、インク流路となる流路部40、具体的には、共通インク室27となる開口部41、インク供給口28となる溝部、及び、圧力室29となる空部42(何れも図4参照)が区画形成された板状の部材である。本実施形態において、流路形成基板24は、結晶性を有する基材であるシリコンウェハーを異方性エッチング処理することによって作製されている。この流路形成基板24の詳細については、図4を用いて後述する。   A flow path forming substrate 24 that is one of the flow path unit constituent members is a flow path section 40 that becomes an ink flow path, specifically, an opening 41 that becomes a common ink chamber 27, a groove that becomes an ink supply port 28, And it is the plate-shaped member in which the empty part 42 (all refer FIG. 4) used as the pressure chamber 29 was dividedly formed. In this embodiment, the flow path forming substrate 24 is produced by subjecting a silicon wafer, which is a crystalline base material, to anisotropic etching. Details of the flow path forming substrate 24 will be described later with reference to FIG.

ノズルプレート25とは反対側の流路形成基板24の面に配置される弾性板23は、ステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工した二重構造の複合板材である。この弾性板23の圧力室29に対応する部分には、圧電振動子19の自由端部の先端を接合するための島部32が形成されており、この部分がダイヤフラム部として機能する。即ち、この弾性板は23は、圧電振動子19の作動に応じて島部32の周囲の弾性フィルムが弾性変形するように構成されている。また、弾性板23は、流路形成基板24の開口部41の一方の開口面を封止し、コンプライアンス部33としても機能する。このコンプライアンス部33に相当する部分については弾性フィルムだけにしている。   The elastic plate 23 disposed on the surface of the flow path forming substrate 24 opposite to the nozzle plate 25 is a double-structure composite plate material obtained by laminating an elastic film on a metal support plate such as stainless steel. An island portion 32 for joining the tip of the free end of the piezoelectric vibrator 19 is formed in a portion corresponding to the pressure chamber 29 of the elastic plate 23, and this portion functions as a diaphragm portion. That is, the elastic plate 23 is configured such that the elastic film around the island portion 32 is elastically deformed in accordance with the operation of the piezoelectric vibrator 19. In addition, the elastic plate 23 seals one opening surface of the opening 41 of the flow path forming substrate 24 and also functions as a compliance portion 33. A portion corresponding to the compliance portion 33 is made of only an elastic film.

なお、この弾性板23は、流路形成基板24に形成された流路部40の開口面を封止する封止板と言うこともできる。
そして、この記録ヘッド1において、上記駆動用基板5から配線部材21を通じて圧電振動子19に駆動信号が供給されると、この圧電振動子19が素子長手方向に伸縮し、これに伴い島部32が圧力室29に近接する方向或いは離隔する方向に移動する。これにより、圧力室29の容積が変化し、圧力室29内のインクに圧力変動が生じる。この圧力変動によってノズル開口30からインク滴(液滴の一種)が吐出される。即ち、この圧電振動子19は、圧力室29内のインクに圧力変動を発生させることによりこの圧力室29内のインクをノズル開口30からインク滴として吐出させ得る圧力発生源の一種であるとも言える。
The elastic plate 23 can also be referred to as a sealing plate that seals the opening surface of the flow path portion 40 formed on the flow path forming substrate 24.
In the recording head 1, when a driving signal is supplied from the driving substrate 5 to the piezoelectric vibrator 19 through the wiring member 21, the piezoelectric vibrator 19 expands and contracts in the longitudinal direction of the element, and accordingly, the island portion 32. Moves in a direction close to or away from the pressure chamber 29. As a result, the volume of the pressure chamber 29 changes, and the pressure in the ink in the pressure chamber 29 changes. An ink droplet (a kind of droplet) is ejected from the nozzle opening 30 by this pressure fluctuation. That is, the piezoelectric vibrator 19 can be said to be a kind of pressure generating source that can cause ink in the pressure chamber 29 to be ejected from the nozzle opening 30 as ink droplets by generating pressure fluctuations in the ink in the pressure chamber 29. .

図3は、上記流路形成基板24の材料となるシリコンウェハー35の平面図である。このシリコンウェハー35は、例えば、表面37が結晶方位面(110)面に設定されたシリコン単結晶基板である。このシリコンウェハー35の表面37上には、流路形成基板24となる基板領域24´が、切断予定線L1,L2によって複数(本実施形態では10箇所)区画されており、各基板領域24´には、上記インク流路となる流路部40(図4参照)が異方性エッチングによって形成されている。また、切断予定線L1,L2上には、同じく異方性エッチングによって細長く小さな貫通孔が複数穿設されてブレイクパターンが形成されている。なお、図3における横切断予定線L1は、(110)面上であって、この(110)面に直交する第1の(111)面の面方向に設定されている。また、横切断予定線L1に直交する縦方向の縦切断予定線L2は、第1の(111)面に垂直な軸方向に設定されている。上記第1の(111)面は、異方性エッチングにおける基準面となるオリエンテーションフラット(所謂オリフラ)OFを構成している。   FIG. 3 is a plan view of a silicon wafer 35 that is a material of the flow path forming substrate 24. The silicon wafer 35 is, for example, a silicon single crystal substrate whose surface 37 is set to a crystal orientation plane (110) plane. On the surface 37 of the silicon wafer 35, a plurality of substrate regions 24 ′ to be the flow path forming substrate 24 are divided by the planned cutting lines L1 and L2 (10 in this embodiment), and each substrate region 24 ′. The channel portion 40 (see FIG. 4) serving as the ink channel is formed by anisotropic etching. On the planned cutting lines L1 and L2, a plurality of elongated and small through holes are similarly formed by anisotropic etching to form a break pattern. 3 is set on the (110) plane and in the plane direction of the first (111) plane orthogonal to the (110) plane. In addition, a vertical longitudinal cutting line L2 perpendicular to the horizontal cutting line L1 is set in the axial direction perpendicular to the first (111) plane. The first (111) plane constitutes an orientation flat (so-called orientation flat) OF which becomes a reference plane in anisotropic etching.

図4は、上記シリコンウェハー35を切断予定線L1,L2で分割して得られる流路形成基板24の構成を説明する平面図である。同図に示すように、流路形成基板24の中央部24aには、開口部41や空部42等から成る流路部40が、異方性エッチングによって形成されている。本実施形態においては、上記4色のインクに対応させて、共通インク室27となる開口部41が合計4列形成されている。そして、各開口部41からは、インク供給口28となる溝部(図示せず)及び圧力室29となる空部42が、ノズルプレート25に開設されたノズル開口30に対応させて複数分岐して形成されている。そして、本実施形態の流路形成基板24には、開口部41や空部42の列から成る流路部40が、主走査方向に並べられた状態で合計4組形成されている。また、図4において左側の2組の流路部40と右側の2組の流路部40は、夫々対になっており、空部42の列(圧力室列)を互いに向き合わせた状態に配置されている。   FIG. 4 is a plan view illustrating the configuration of the flow path forming substrate 24 obtained by dividing the silicon wafer 35 along the planned cutting lines L1 and L2. As shown in the figure, a flow path portion 40 including an opening 41, an empty portion 42, and the like is formed in the central portion 24a of the flow path forming substrate 24 by anisotropic etching. In the present embodiment, a total of four rows of openings 41 serving as the common ink chambers 27 are formed corresponding to the four colors of ink. From each opening 41, a groove (not shown) serving as the ink supply port 28 and a hollow 42 serving as the pressure chamber 29 are branched into a plurality corresponding to the nozzle openings 30 formed in the nozzle plate 25. Is formed. In the flow path forming substrate 24 of the present embodiment, a total of four sets of flow path portions 40 each including a row of openings 41 and empty portions 42 are formed in a state of being arranged in the main scanning direction. In FIG. 4, the two sets of flow path portions 40 on the left side and the two sets of flow path portions 40 on the right side are paired, and the rows of the empty portions 42 (pressure chamber rows) face each other. Has been placed.

また、流路形成基板24には、インク滴の吐出には関与しない貫通孔であるダミー流路部44が、流路部40に対して隔てた状態で並設されている。本実施形態においては、対になった流路部40同士の間にダミー流路部44が1つずつ、合計2箇所設けられている。より詳しくは、隣り合う流路部40における空部42の列の間にダミー流路部44が配置されている。このダミー流路部44は、流路部40とは隔てて(つまり、流路部40とは連通しない状態で)設けられているので、通常ではインクが入り込まない部分となっており、流路形成基板24の一部の剛性を調整、具体的には空部42の列の間の剛性を意図的に低下させて、圧電振動子19の駆動時の空部42の列の間の応力集中を緩和させるための緩衝孔として機能する部分である。また、このダミー流路部44は、流路ユニット構成部材間を接合する際の余分な接着剤或いは気泡を導入する逃げ孔としても機能し、接着剤が流路部40側に流れ込んだり、各部材間に気泡が入ることで接着不良が発生したりするのを防止する。   In addition, a dummy flow path portion 44 that is a through hole that is not involved in the ejection of ink droplets is provided in parallel on the flow path forming substrate 24 in a state of being separated from the flow path portion 40. In the present embodiment, two dummy flow path portions 44 are provided between the pair of flow path portions 40, one in total. More specifically, the dummy flow path portion 44 is disposed between the rows of the empty portions 42 in the adjacent flow path portions 40. Since the dummy flow path portion 44 is provided apart from the flow path portion 40 (that is, in a state not communicating with the flow path portion 40), the dummy flow path portion 44 is normally a portion into which ink does not enter. By adjusting the rigidity of a part of the formation substrate 24, specifically, by intentionally reducing the rigidity between the rows of the empty portions 42, the stress concentration between the rows of the empty portions 42 when the piezoelectric vibrator 19 is driven. It is a part that functions as a buffer hole for relaxing the above. The dummy flow path portion 44 also functions as an escape hole for introducing excess adhesive or bubbles when the flow path unit constituent members are joined, and the adhesive flows into the flow path section 40 side, It prevents the occurrence of poor adhesion due to bubbles entering between the members.

ところで、上記開口部41の副走査方向の両端部は、端に行くほど次第に絞られて尖った形状となっている。このようにすると、開口部41の両端部、即ち、共通インク室27の両端側のインクの流れを円滑にすることができ、この部分における気泡の滞留を防止することができる。しかしながら、尖っているが故に、この開口部41の両端に応力が集中するため、この先端からクラック(割れ)が発生し易い。この開口部41等の流路部40でクラックが生じると、このクラックを通じてヘッドの外側にインクが漏れたり、或いは、クラックを通じて漏出したインクが他の色に対応する流路部40に浸入して混色が生じる虞がある。このような問題を解決すべく、上記流路形成基板24では、ダミー流路部44の形状が工夫されており、これにより上記問題を解決している。以下、この点について説明する。   By the way, both end portions in the sub-scanning direction of the opening 41 are gradually narrowed and pointed toward the end. In this way, the flow of ink at both ends of the opening 41, that is, at both ends of the common ink chamber 27 can be made smooth, and bubbles can be prevented from staying in this portion. However, since the point is sharp, stress concentrates at both ends of the opening 41, so that a crack is easily generated from the tip. If a crack occurs in the flow path section 40 such as the opening 41, ink leaks to the outside of the head through the crack, or the ink leaked through the crack enters the flow path section 40 corresponding to another color. There is a risk of color mixing. In order to solve such a problem, in the flow path forming substrate 24, the shape of the dummy flow path portion 44 is devised, thereby solving the above problem. Hereinafter, this point will be described.

図5は、図4における領域Aの拡大図である。上記流路形成基板24におけるダミー流路部44は、流路部40との並設方向に直交する方向(本実施形態では副走査方向)の両端部に、流路形成基板24の外側に向けて先細りした角部44aを有している。このような二面が交差する角部の形状では、応力が集中しやすいので、角部が応力集中位置といえ、この領域を応力集中領域といえる。一方、流路形成基板24には、この角部44aと接するように薄肉部46を形成してある。
図6は、図5におけるB−B線矢視断面図である。
この薄肉部46は、図6に示すように、流路形成基板24の上面から一定距離だけ掘り下げた部分である。肉厚が薄くなることで、換言するとその上方には断面コの字形で上方に開口する溝が形成されているとも言える。このような薄肉部46の形状はハーフエッチングによって形成できる。上述した空部42などを形成する過程で同時に形成することができる。
FIG. 5 is an enlarged view of region A in FIG. The dummy flow path portions 44 in the flow path forming substrate 24 are directed to the outside of the flow path forming substrate 24 at both ends in a direction (sub-scanning direction in the present embodiment) perpendicular to the parallel arrangement direction with the flow path portion 40. It has a tapered corner 44a. In such a corner shape where two surfaces intersect, stress is likely to concentrate. Therefore, the corner portion can be said to be a stress concentration position, and this region can be said to be a stress concentration region. On the other hand, a thin-walled portion 46 is formed on the flow path forming substrate 24 so as to contact the corner portion 44a.
6 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
As shown in FIG. 6, the thin portion 46 is a portion dug down a predetermined distance from the upper surface of the flow path forming substrate 24. In other words, it can be said that a groove having a U-shaped cross-section is formed above the lower portion because the thickness is reduced. Such a shape of the thin portion 46 can be formed by half etching. It can be formed at the same time in the process of forming the voids 42 and the like.

応力が集中しやすい角部44aに隣接して薄肉部46が形成されている結果、周縁部24bにおいて、角部44aで剛性が低下して脆弱になるのに加え、肉厚を薄くした分だけ流路部44の先端よりもクラックが生じ易くなっている。また、薄肉部46は、ダミー流路部44に近い側で角部44aに隣接しつつ、流路形成基板24の周縁部までつながる形状となっている。次に、この向きについて説明する。   As a result of the formation of the thin portion 46 adjacent to the corner portion 44a where stress tends to concentrate, in the peripheral portion 24b, the corner portion 44a is less rigid and weak, and the thickness is reduced. Cracks are more likely to occur than the tip of the flow path portion 44. Further, the thin portion 46 has a shape connected to the peripheral portion of the flow path forming substrate 24 while being adjacent to the corner portion 44 a on the side close to the dummy flow path portion 44. Next, this direction will be described.

ここで、本実施形態の流路形成基板24の基材であるシリコンウェハー35のような結晶性を有する基材は、外力や衝撃が加えられたときに、結晶が最密な結晶方位面、即ち、最密面に沿って割れ易い傾向にある。この最密面は、基材の結晶構造によって異なり、例えば、本実施形態におけるシリコンウェハー35のような面心立方晶構造(FCC)の場合には(111)面、体心立方構造(BCC)の場合には(110)面が、それぞれ最密面となる。即ち、最密面の方向はクラックを積極的に誘発させるクラック誘導面として機能する。図5にはこの最密面を破線で示しており、薄肉部45はこの最密面の方向に向けて形成されている。従って、薄肉部46にクラックが生じるときには、クラックは最密面に沿って進むが、薄肉部46が最密面の方向に向けて形成されているので、クラックは確実に薄肉部46に沿って進むことになる。   Here, the base material having crystallinity such as the silicon wafer 35 which is the base material of the flow path forming substrate 24 of the present embodiment has a crystal orientation plane in which crystals are closest when an external force or impact is applied, That is, it tends to break along the closest surface. This close-packed surface varies depending on the crystal structure of the base material. For example, in the case of a face-centered cubic structure (FCC) like the silicon wafer 35 in the present embodiment, the (111) plane, the body-centered cubic structure (BCC) In the case of (1), the (110) plane is the closest packed plane. That is, the direction of the close-packed surface functions as a crack guiding surface that actively induces cracks. In FIG. 5, this close-packed surface is indicated by a broken line, and the thin portion 45 is formed toward the close-packed surface. Therefore, when a crack occurs in the thin wall portion 46, the crack proceeds along the close-packed surface. However, since the thin-wall portion 46 is formed toward the close-packed surface, the crack is surely along the thin-walled portion 46. Will go on.

図7は、薄肉部の変形例を示しているが、角部44b自体の形状も変化している。
この例では、角部44bはダミー流路部44の長手方向に延びる一つの面44b1をそのまま延ばし、他方の面44b3の先端近辺から最密面に沿って面44b2を形成し、面44b2と面44b1とが交差して角部44bを形成している。薄肉部47は所定の幅を有しているがその最も端が最密面である面44b2につながるように形成されている。
FIG. 7 shows a modification of the thin portion, but the shape of the corner portion 44b itself is also changed.
In this example, the corner portion 44b extends one surface 44b1 extending in the longitudinal direction of the dummy channel portion 44 as it is, forms a surface 44b2 along the closest surface from the vicinity of the tip of the other surface 44b3, and the surface 44b2 and the surface 44b1 intersects to form a corner 44b. The thin portion 47 has a predetermined width, but is formed so that the end thereof is connected to the surface 44b2 which is the closest packed surface.

すなわち、本実施形態では、角部44aを区画する面44b1,44b2の少なくとも一方の面44b2が、流路形成基板24(シリコンウェハー35)の最密面に設定されている。具体的には、角部44bの一方の面44b2が、(110)面上でオリフラとしての第1の(111)面と約70°で交差する第2の(111)面に設定されている。即ち、この面44b2は、クラックを積極的に誘発させるクラック誘導面として機能する。このように切り込み部44を区画する面の少なくとも一面を最密面(クラック誘導面)とすることで、切り込み部44の先端を基点として、クラック誘導面に沿ってクラックをより誘発させ易くすることができる。さらに、角部44bを区画する面44b1,44b2の少なくとも一方の面44b2を最密面(クラック誘導面)としつつ、これに接して薄肉部47を形成することで、クラック誘導面に沿ってクラックをより誘発させ易くすることができる。   That is, in this embodiment, at least one surface 44b2 of the surfaces 44b1 and 44b2 that define the corner 44a is set as the closest surface of the flow path forming substrate 24 (silicon wafer 35). Specifically, one surface 44b2 of the corner 44b is set as a second (111) surface that intersects the first (111) surface as an orientation flat at about 70 ° on the (110) surface. . That is, the surface 44b2 functions as a crack induction surface that actively induces cracks. In this way, by making at least one of the surfaces defining the cut portion 44 as a closest-packed surface (crack induction surface), it is easier to induce a crack along the crack induction surface with the tip of the cut portion 44 as a base point. Can do. Furthermore, by forming at least one surface 44b2 of the surfaces 44b1 and 44b2 partitioning the corner portion 44b as a close-packed surface (crack induction surface) and forming a thin portion 47 in contact therewith, cracks are formed along the crack induction surface. Can be more easily induced.

また、ダミー流路部44も流路部40も基本的には上記副走査方向に沿って長穴状として形成され、かつ、ダミー流路部44の方が流路部40よりも長い。このため、ダミー流路部44の角部44a,44bの方が流路部40の先端よりも流路形成基板24における周縁部に近い位置にある。両者のこの位置的関係により、応力は角部44aの側により集中しやすいといえる。さらに、二つの流路部40の間に一つのダミー流路部44が挟まれることにより、一つのダミー流路部44が二つの流路部40に先んじてクラックを誘発することになり、ダミー流路部44の数を減らすことができる。クラックを誘発すれば、全体の剛性が低下することにもなるから、数が少ない方が全体としての剛性を高く維持できる。   In addition, both the dummy channel portion 44 and the channel portion 40 are basically formed in the shape of a long hole along the sub-scanning direction, and the dummy channel portion 44 is longer than the channel portion 40. For this reason, the corners 44 a and 44 b of the dummy channel part 44 are located closer to the peripheral part of the channel forming substrate 24 than the tip of the channel part 40. Due to this positional relationship between the two, it can be said that the stress is more likely to be concentrated on the corner 44a side. Furthermore, when one dummy flow path portion 44 is sandwiched between the two flow path portions 40, one dummy flow path portion 44 induces cracks prior to the two flow path portions 40, and the dummy The number of flow path portions 44 can be reduced. If the crack is induced, the overall rigidity is lowered, so that the smaller the number, the higher the overall rigidity can be maintained.

図8は薄肉部とダミー流路部の変形例を示している。
この例では、ダミー流路部44の先端に二つの角部44c,44dを形成している。それぞれの角部44c,44dを形成する面は図7に示す二つの面44b1,44b2と同様のものである。そして、これら二つの角部44c,44dに接するように薄肉部48を形成してある。二つの角部44c,44dは薄肉部48に隣接し、かつ、二つあるのでより一層ダミー流路部44でクラックを誘発しやすくなる。なお、この例では薄肉部48は流路形成基板24の周縁には到達していない。これによって薄肉部48によって流路形成基板24全体の強度が下がってしまわないようにできる。
FIG. 8 shows a modification of the thin wall portion and the dummy channel portion.
In this example, two corner portions 44 c and 44 d are formed at the tip of the dummy flow path portion 44. The surfaces forming the corner portions 44c and 44d are the same as the two surfaces 44b1 and 44b2 shown in FIG. And the thin part 48 is formed so that these two corner | angular parts 44c and 44d may be contact | connected. Since the two corners 44c and 44d are adjacent to the thin portion 48 and there are two, the dummy channel portion 44 is more likely to induce cracks. In this example, the thin portion 48 does not reach the periphery of the flow path forming substrate 24. Thereby, the strength of the entire flow path forming substrate 24 can be prevented from being lowered by the thin portion 48.

以上のように、流路形成基板24におけるダミー流路部44が、流路部40との並設方向に直交する方向の端部に、流路形成基板24の外側に向けて先細りした角部44a〜44dを有し、この角部44a〜44dに隣接して肉厚の薄い薄肉部46〜48を形成してあるので、周縁部24bにおいてダミー流路部44の角部44a〜44dが流路部40の先端よりも応力集中しやすく脆弱となるので、流路ユニット構成部材の接合時の温度変化によって熱応力が生じたときに、角部44a〜44dの先端を基点として薄肉部46〜48に沿って他の部分よりも優先的に脆弱な部分にクラックを誘発させることができる。このため、接合時の熱応力を分散させることができ、流路部40側にクラックが生じるのを可及的に抑制することが可能となる。その結果、記録ヘッド1の外側にインクが漏れたり、或いは、流路部40から他の流路部40にインクが浸入して混色が生じるといった不具合を未然に防止することが可能となる。   As described above, the corner portion where the dummy flow path portion 44 in the flow path formation substrate 24 is tapered toward the outside of the flow path formation substrate 24 at the end portion in the direction orthogonal to the direction in which the flow path portion 40 is juxtaposed. 44a to 44d and thin wall portions 46 to 48 are formed adjacent to the corner portions 44a to 44d, so that the corner portions 44a to 44d of the dummy flow passage portion 44 flow at the peripheral edge portion 24b. Since stress is more easily concentrated than the tip of the path portion 40 and becomes fragile, when thermal stress is generated due to a temperature change at the time of joining the flow path unit constituent members, the thin-walled portion 46 to the tip of the corner portions 44a to 44d are used as base points. It is possible to induce a crack in a portion that is preferentially weaker than other portions along the line 48. For this reason, the thermal stress at the time of joining can be disperse | distributed and it becomes possible to suppress as much as possible that a crack arises in the flow-path part 40 side. As a result, it is possible to prevent problems such as ink leaking to the outside of the recording head 1 or color mixing due to ink entering the other flow path section 40 from the flow path section 40.

ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。
以上においては、シリコンウェハー35を用いて流路形成基板24を作製する例を示したが、流路形成基板24の基材としては、シリコンウェハー35に限らず、結晶性を有する他の基材を用いることも可能である。また、結晶性を有しない基材であっても薄肉部によってクラックを誘発しやすくなることは変わらない。
By the way, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made based on the description of the scope of claims.
In the above, an example in which the flow path forming substrate 24 is manufactured using the silicon wafer 35 has been shown. However, the base material of the flow path forming substrate 24 is not limited to the silicon wafer 35 and other base materials having crystallinity. It is also possible to use. Moreover, even if it is a base material which does not have crystallinity, it will not change that it becomes easy to induce a crack by a thin part.

また、流路形成基板24に関し、上記実施形態では一枚の板材で構成する例を示したが、これには限らず、流路形成基板24を複数の板材で構成してもよい。即ち、例えば、インク供給口28となる溝部や圧力室29となる空部42が形成された第1流路形成基板と、共通インク室27となる開口部41が形成された第2流路形成基板の2枚で流路形成基板24を構成することも可能である。この場合、夫々の基板にダミー流路部44を形成し、このダミー流路部44の角部に隣接して薄肉部を形成する。 In addition, with respect to the flow path forming substrate 24, the above embodiment has been described with an example in which the flow path forming substrate 24 is configured by a single plate material. However, the present invention is not limited thereto, and the flow path forming substrate 24 may be configured by a plurality of plate materials. That is, for example, a first flow path forming substrate in which a groove portion serving as the ink supply port 28 and a void portion 42 serving as the pressure chamber 29 are formed, and a second flow path formation including an opening portion 41 serving as the common ink chamber 27 are formed. It is also possible to configure the flow path forming substrate 24 with two substrates. In this case, a dummy channel portion 44 is formed on each substrate, and a thin portion is formed adjacent to a corner portion of the dummy channel portion 44.

また、以上では、液体噴射ヘッドとして、インクジェット式記録ヘッド1を例に挙げて説明したが、本発明は他の液体噴射ヘッドにも適用することができる。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレー、FED(面発光ディスプレー)等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ(生物化学素子)の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも本発明を適用することができる。   In the above description, the ink jet recording head 1 has been described as an example of the liquid ejecting head, but the present invention can also be applied to other liquid ejecting heads. For example, a color material ejecting head used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an electrode material ejecting head used for forming an electrode such as an organic EL (Electro Luminescence) display, an FED (surface emitting display), a biochip (biochemical element) The present invention can also be applied to bioorganic matter ejecting heads and the like used in the production of

なお、本発明は上記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。当業者であれば言うまでもないことであるが、
・上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって上記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
Needless to say, the present invention is not limited to the above embodiments. It goes without saying for those skilled in the art,
・ Applying mutually interchangeable members and configurations disclosed in the above embodiments by appropriately changing the combination thereof.− Although not disclosed in the above embodiments, it is a publicly known technique and the above embodiments. The members and configurations that can be mutually replaced with the members and configurations disclosed in the above are appropriately replaced, and the combination is changed and applied.

・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
は本発明の一実施例として開示されるものである。
・ Although not disclosed in the above-described embodiments, those skilled in the art may appropriately substitute members and configurations that can be assumed as substitutes for the members and configurations disclosed in the above-described embodiments based on known techniques, Changing and applying the combination is disclosed as an embodiment of the present invention.

1…記録ヘッド,2…カートリッジ基台,3…フィルタ,4…インク導入針,5…駆動用基板,6…コネクタ,7…シート,8…電子部品,10…ケース,11…流路ユニット,12…収容空部,13…アクチュエータユニット,14…基板取付面,16…ヘッドカバー,19…圧電振動子,20…固定板,21…配線部材,23…弾性板,24…流路形成基板,25…ノズルプレート,27…共通インク室,28…インク供給口,29…圧力室,30…ノズル開口,32…島部,35…シリコンウェハー,37…シリコンウェハーの表面,40…流路部,41…開口部,42…空部,44…ダミー流路部,44a〜44d…角部,44b2…面(最密面)、46〜48…薄肉部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Recording head, 2 ... Cartridge base, 3 ... Filter, 4 ... Ink introduction needle, 5 ... Drive board, 6 ... Connector, 7 ... Sheet, 8 ... Electronic component, 10 ... Case, 11 ... Flow path unit, DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Accommodating empty part, 13 ... Actuator unit, 14 ... Board | substrate attachment surface, 16 ... Head cover, 19 ... Piezoelectric vibrator, 20 ... Fixed plate, 21 ... Wiring member, 23 ... Elastic board, 24 ... Flow path formation board | substrate, 25 ... Nozzle plate, 27 ... Common ink chamber, 28 ... Ink supply port, 29 ... Pressure chamber, 30 ... Nozzle opening, 32 ... Island part, 35 ... Silicon wafer, 37 ... Surface of silicon wafer, 40 ... Channel part, 41 ... Opening, 42... Empty, 44.

Claims (9)

圧力発生素子により内部の液体に圧力変動を受ける圧力室に液体を供給する共通液体室と流路部が形成された流路形成基板と、
上記圧力室に連通するノズル開口が形成されたノズル形成部材とを有する流路ユニットを備え、上記圧力発生素子の作動に応じて上記ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドであって、
上記流路形成基板は、液滴の吐出には関与しないとともに当該流路形成基板を貫通する空間からなるダミー流路部を有し、
上記流路形成基板は、上記ダミー流路部の周縁部側の領域から上記流路形成基板の周縁部側に向かう領域に肉厚を薄くした薄肉部が形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
A common liquid chamber that supplies liquid to a pressure chamber that receives pressure fluctuations in the internal liquid by the pressure generating element, and a flow path forming substrate in which a flow path section is formed
A liquid ejecting head that includes a flow path unit having a nozzle forming member in which a nozzle opening communicating with the pressure chamber is formed, and ejects liquid from the nozzle opening according to the operation of the pressure generating element,
The flow path forming substrate has a dummy flow path portion that is not involved in the discharge of liquid droplets and includes a space penetrating the flow path forming substrate.
The flow path forming substrate is characterized in that a thin portion having a reduced thickness is formed in a region from the peripheral edge side of the dummy flow path portion toward the peripheral edge side of the flow path forming substrate. Jet head.
上記流路形成基板は、上記ダミー流路部の周縁部側となる領域で応力が集中しやすい形状に形成されている応力集中領域を有する請求項1に記載の液体噴射ヘッド。   The liquid jet head according to claim 1, wherein the flow path forming substrate has a stress concentration region formed in a shape in which stress is easily concentrated in a region on a peripheral edge side of the dummy flow path portion. 上記流路形成基板は、結晶性を有する基材により形成され、上記薄肉部は、上記応力集中領域から結晶構造における最密面の方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液体噴射ヘッド。   The said flow path formation board | substrate is formed with the base material which has crystallinity, and the said thin part is formed along the direction of the close-packed surface in a crystal structure from the said stress concentration area | region. Alternatively, the liquid ejecting head according to claim 2. 上記ダミー流路部は、応力が集中しやすい形状として上記流路形成基板における周縁部に近い部分で二面が交差する角部が形成され、
上記薄肉部は、上記角部を含むことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の液体噴射ヘッド。
The dummy channel portion is formed with a corner where two surfaces intersect at a portion near the peripheral edge of the channel forming substrate as a shape in which stress is easily concentrated,
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the thin portion includes the corner portion.
上記ダミー流路部の角部を形成する二面のうちの一方が結晶構造における最密面であることを特徴とする請求項4に記載の液体噴射ヘッド。   5. The liquid jet head according to claim 4, wherein one of two surfaces forming a corner portion of the dummy flow path portion is a closest surface in a crystal structure. 上記薄肉部は、上記ダミー流路部の応力集中領域から上記流路形成基板における周縁までつながっていることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の液体噴射ヘッド。   The liquid jet head according to claim 1, wherein the thin portion is connected from a stress concentration region of the dummy flow path portion to a peripheral edge of the flow path forming substrate. 上記薄肉部は、上記ダミー流路部の応力集中領域から上記流路形成基板における周縁まではつながっていないことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の液体噴射ヘッド。   The liquid jet head according to claim 1, wherein the thin portion is not connected from a stress concentration region of the dummy flow path portion to a peripheral edge of the flow path forming substrate. 上記ダミー流路部の応力集中領域は複数形成され、上記薄肉部は、これらの複数の応力集中領域に隣接することを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の液体噴射ヘッド。   The liquid ejecting head according to claim 1, wherein a plurality of stress concentration regions of the dummy flow path portion are formed, and the thin portion is adjacent to the plurality of stress concentration regions. . 圧力発生素子により内部の液体に圧力変動を受ける圧力室に液体を供給する共通液体室と流路部が形成された流路形成基板と、
上記圧力室に連通するノズル開口が形成されたノズル形成部材とを有する流路ユニットを備え、上記圧力発生素子の作動に応じて上記ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置であって、
上記流路形成基板は、液滴の吐出には関与しないとともに当該流路形成基板を貫通する空間からなるダミー流路部を有し、
上記流路形成基板は、上記ダミー流路部の周縁部側の領域から上記流路形成基板の周縁部側に向かう領域に肉厚を薄くした薄肉部が形成されていることを特徴とする液体噴射装置。
A common liquid chamber that supplies liquid to a pressure chamber that receives pressure fluctuations in the internal liquid by the pressure generating element, and a flow path forming substrate in which a flow path section is formed
A liquid ejecting apparatus including a flow path unit having a nozzle forming member formed with a nozzle opening communicating with the pressure chamber, and having a liquid ejecting head that ejects liquid from the nozzle opening in accordance with the operation of the pressure generating element. There,
The flow path forming substrate has a dummy flow path portion that is not involved in the discharge of liquid droplets and includes a space penetrating the flow path forming substrate.
The flow path forming substrate is characterized in that a thin portion having a reduced thickness is formed in a region from the peripheral edge side of the dummy flow path portion toward the peripheral edge side of the flow path forming substrate. Injection device.
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