JP2016164004A - 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 - Google Patents
液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016164004A JP2016164004A JP2016118611A JP2016118611A JP2016164004A JP 2016164004 A JP2016164004 A JP 2016164004A JP 2016118611 A JP2016118611 A JP 2016118611A JP 2016118611 A JP2016118611 A JP 2016118611A JP 2016164004 A JP2016164004 A JP 2016164004A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- reservoir
- forming substrate
- liquid ejecting
- hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
また、圧電素子が形成された流路形成基板上に保護基板が接合されたヘッド本体が知られている。圧電素子の電極と駆動回路が実装された配線基板であるCOF(Chip On Film)基板とを接続するために、保護基板に貫通孔が形成され、圧電素子からリード電極が貫通孔へ引き出され、リード電極にCOF基板が貫通孔内で接続されている。さらに、リザーバー部の一面が圧力吸収部材である封止膜で封止され、圧力発生室等内の圧力変動が吸収されるようになっている(例えば、特許文献1参照)。
保護基板に貫通孔を形成し、圧電素子からリード電極を貫通孔へ引き出し、リード電極とCOF基板とを貫通孔内で接続する構造においては、貫通孔を避けてリザーバー部を広げる必要がある。したがって、流路形成基板、保護基板、振動板等を、貫通孔を避ける方向に広げてリザーバー部を形成する必要があり、コストを抑えた、小型の液体噴射ヘッドを得るのが困難である。
液体を噴射する複数のノズル開口が並んで配置された液体噴射ヘッドであって、前記ノズル開口に連通した圧力発生室に前記液体を供給する液体供給路を有する流路形成基板と、前記流路形成基板上に形成され、前記圧力発生室の圧力を変化させる圧電素子と、前記圧電素子を保護する圧電素子保持部および前記圧電素子から引き出されたリード電極を露出させる貫通孔を有する保護基板と、前記貫通孔に収められ、前記リード電極と接続された駆動回路と、前記貫通孔を覆うリザーバー形成基板と、前記貫通孔上の前記保護基板および前記リザーバー形成基板に一部が形成されたリザーバー部と、前記リザーバー部を封止し、圧力吸収部材によって前記リザーバー部の圧力変動を吸収するコンプライアンス基板とを備えたことを特徴とする液体噴射ヘッド。
上記液体噴射ヘッドであって、前記駆動回路に接続された配線基板が、前記リード電極が接続された方向とは異なる方向で接続されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
この適用例では、圧電素子から引き出されたリード電極が駆動回路に接続される方向とは異なる方向で、配線基板が駆動回路に接続されているので、圧電素子から引き出されるリード電極の方向に対し、より小型の液体噴射ヘッドが得られる。
上記液体噴射ヘッドであって、前記駆動回路と前記リザーバー形成基板とに接触する熱伝導部材を備えたことを特徴とする液体噴射ヘッド。
この適用例では、駆動回路で発生した熱がリザーバー形成基板を介して逃げ、駆動回路で発生した熱による圧電素子の特性の変化、圧力発生室および液体供給路の容量の変動、流路形成基板、保護基板、リザーバー形成基板およびコンプライアンス基板の熱膨張差による各基板間の剥離が抑えられる。したがって、液体の噴射状態の変動が少なく、基板間からの液体の漏れが抑えられた耐久性の向上した液体噴射ヘッドが得られる。
上記に記載の液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする液体噴射装置。
図1は、液体噴射装置としてのインクジェット式記録装置1000の一例を示す概略斜視図である。インクジェット式記録装置1000は、液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド1を備えている。
図1において、インクジェット式記録装置1000は、記録ヘッドユニット1Aおよび1Bを備えている。記録ヘッドユニット1Aおよび1Bには、インク供給手段を構成するカートリッジ2Aおよび2Bが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット1Aおよび1Bを搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられている。
インクジェット式記録ヘッド1の形状は略直方体である。直方体の最も広い面の一面の長手方向の両端に設けられた開口220から配線基板としてのフレキシブル基板210が挿入されている。長手方向は、図2中において白抜き矢印で示した。図1に示した記録シートSの搬送方向とインクジェット式記録ヘッド1の長手方向は、一致している。ここで、一致しているとは、製造上生じる寸法誤差や搬送時に生じる搬送方向のずれによる誤差を含むものである。
図3は、インクジェット式記録ヘッド1の概略構成を示す分解斜視図、図4は、インクジェット式記録ヘッド1の図2におけるA−A断面斜視図、図5は、インクジェット式記録ヘッド1の図2におけるA−AおよびB−B断面斜視図である。
流路形成基板10とノズルプレート20と保護基板30とは、流路形成基板10をノズルプレート20と保護基板30とで挟むように積み重ねられ、保護基板30上には、リザーバー形成基板35が積み重ねられ、さらにリザーバー形成基板35上にコンプライアンス基板40が積み重ねられている。
駆動回路200は、流路形成基板10とリザーバー形成基板35との間で、保護基板30に形成された貫通孔33の中に配置されている。
流路形成基板10は、例えば、面方位(110)のシリコン単結晶板からなる。流路形成基板10には、異方性エッチングによって、複数の圧力発生室12が2つの列13をなすように形成されている。ここで、列13は、インクジェット式記録ヘッド1の幅方向(長手方向に直交する方向)に並設されている。圧力発生室12のインクジェット式記録ヘッド1の幅方向の断面形状は台形状で、圧力発生室12は、インクジェット式記録ヘッド1の幅方向に長く形成されている。
なお、ノズルプレート20は、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板または不錆鋼などからなる。
流路形成基板10とノズルプレート20とは、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。
流路形成基板10の弾性膜50上には、酸化膜からなる絶縁体膜55が形成されている。例えば、絶縁体膜55は、酸化ジルコニウムからなり、スパッタリング法等によりジルコニウム膜を形成したのち、ジルコニウム膜を500℃〜1200℃の拡散炉で熱酸化することにより得られる。ここで、弾性膜50と絶縁体膜55とで振動板が構成される。
例えば、圧電体層70および上電極80は以下の方法で形成することができる。
先ず、下電極60および絶縁体膜55上に、圧電材料からなる圧電体層膜を形成する。圧電材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)からなる圧電体層膜を用いることができる。
圧電体層膜の製造方法としては、金属有機物を触媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層膜を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いることができる。
なお、ゾル−ゲル法に限定されず、例えば、MOD(Metal−Organic Decomposition)法等を用いてもよい。さらに、これらの液相法による圧電体層膜の製造方法に限定されず、スパッタリングなどの気相成長を用いた圧電体層膜の製造方法であってもよい。
なお、ここで言う脱脂とは、ゾル膜の有機成分を、例えば、NO2、CO2、H2O等として離脱させることである。
焼成温度は、650℃〜850℃程度であることが好ましく、例えば、約700℃で30分間、圧電体前駆体膜を焼成して圧電体膜を形成する。このような条件で形成した圧電体膜の結晶は(100)面に優先配向する。
上述した塗布・乾燥・脱脂・焼成の工程を、複数回繰り返すことにより、多層の圧電体膜からなる所定厚さの圧電体層膜を形成する。
なお、実施形態では、下電極60を圧電素子300の共通電極とし、上電極80を圧電素子300の個別電極としているが、駆動回路200や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。いずれの場合においても、圧力発生室12毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子300と当該圧電素子300の駆動により変位が生じる弾性膜50および絶縁体膜55(振動板)とを合わせて圧電アクチュエーターと称する。
圧電素子300が形成された流路形成基板10上には、保護基板30が接着剤56によって接着されている。
接着は、保護基板30とは別に用意した圧電素子300が形成された流路形成基板10と保護基板30とを、圧電素子300が圧電素子保持部31に収まるように向かい合わせ、接着剤56によって接着する。
接着は、接着面をプライマーで処理後、接着剤56を保護基板30の接着面に転写後、流路形成基板10と保護基板30とを貼り合せ、仮接着し硬化することで行なう。
保護基板30の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板10の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることがより好ましく、実施形態では、流路形成基板10と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成する。
貫通孔33は、例えば、ドライエッチングによって形成できる。ドライエッチングとしては、例えば、RIE(Reactive Ion Etching)を用いることができる。例えば、深堀RIEを用いることができる。深堀RIEとは、アスペクト比の高い(狭く深い)反応性イオンエッチングをいう。深く掘る手法は通常高密度プラズマを使い、サンプルを低温に冷やす方法とボッシュプロセスと呼ばれるエッチング技術を用いる方法、またはその両方を用いる。
プロセスは以下の2つの処理を繰り返す。場合によってはさらにステップが増えることもある。
エッチングステップ:主に六フッ化硫黄(SF6)を用いて等方エッチングを行う。エッチング穴底面に保護膜が付いている場合があるので底面の保護膜を除去する働きもある。
保護ステップ:テフロン(登録商標)系のガス(C4F8など)を用いて側壁を保護する。側壁を保護することで横方向のエッチングを抑制する。
保護膜により横方向のエッチングが抑制されるため細く深い(高アスペクト比)穴を掘ることができる。側壁の角度はほぼ垂直にすることができ、また、プロセス条件を変えることで他の角度にもできる。
高密度プラズマを発生する方法は主に、ICP(誘導結合プラズマ)RIE、ECR(Electron Cyclotron Resonance)RIEと呼ばれるマイクロ波を用いた方法等が用いられる。
駆動回路200は貫通孔33内に収められている。貫通孔33に露出したリード電極90の先端部に駆動回路200は載せられ、リード電極90の先端部と駆動回路200の図示しない端子とが接続されている。
熱伝導部材400としては、接着剤等の樹脂、シリコングリース、セラミックフィラーをシリコンに高充填したグリース、放熱シートを用いることができる。
(1)リザーバー部32が貫通孔33上にも形成されているので、コンプライアンス基板40の封止膜41の面積を大きく取ることができ、圧力変動の吸収効率がよくできる。
特に、カートリッジ2Aおよび2Bを、インクジェット式記録ヘッド1と繋げる際にリザーバー部32、圧力発生室12、連通部14およびインク供給路15内に発生する大きな圧力変動を吸収することができる。
また、流路形成基板10、保護基板30、リザーバー形成基板35の積み重ねられた方向の貫通孔33の上にもリザーバー部32の一部が形成されているので、貫通孔33を避けて、これらの基板を広げてリザーバー部32を形成した場合と比較して、コストを抑えた、小型のインクジェット式記録ヘッド1を得ることができる。
その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレイ、FED(電界放出ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
Claims (4)
- 液体を噴射する複数のノズル開口が並んで配置された液体噴射ヘッドであって、
前記ノズル開口に連通した圧力発生室に前記液体を供給する液体供給路を有する流路形成基板と、
前記流路形成基板上に形成され、前記圧力発生室の圧力を変化させる圧電素子と、
前記圧電素子を保護する圧電素子保持部および前記圧電素子から引き出されたリード電極を露出させる貫通孔を有する保護基板と、
前記貫通孔に収められ、前記リード電極と接続された駆動回路と、
前記貫通孔を覆うリザーバー形成基板と、
前記貫通孔上の前記保護基板および前記リザーバー形成基板に一部が形成されたリザーバー部と、
前記リザーバー部を封止し、圧力吸収部材によって前記リザーバー部の圧力変動を吸収するコンプライアンス基板とを備えた
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。 - 請求項1に記載の液体噴射ヘッドにおいて、
前記駆動回路に接続された配線基板が、前記リード電極が接続された方向とは異なる方向で接続されている
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。 - 請求項1または請求項2に記載の液体噴射ヘッドにおいて、
前記駆動回路と前記リザーバー形成基板とに接触する熱伝導部材を備えた
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。 - 請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドを備えた
ことを特徴とする液体噴射装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016118611A JP6249050B2 (ja) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016118611A JP6249050B2 (ja) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011266549A Division JP5953723B2 (ja) | 2011-12-06 | 2011-12-06 | 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017222480A Division JP6409944B2 (ja) | 2017-11-20 | 2017-11-20 | 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016164004A true JP2016164004A (ja) | 2016-09-08 |
JP2016164004A5 JP2016164004A5 (ja) | 2017-05-18 |
JP6249050B2 JP6249050B2 (ja) | 2017-12-20 |
Family
ID=56876207
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016118611A Active JP6249050B2 (ja) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6249050B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109484032A (zh) * | 2017-09-13 | 2019-03-19 | 精工爱普生株式会社 | 液体喷射头及其制造方法、液体喷射装置以及压电器件 |
CN110722880A (zh) * | 2018-07-17 | 2020-01-24 | 精工爱普生株式会社 | 头单元以及液体喷出装置 |
WO2024048526A1 (ja) * | 2022-08-29 | 2024-03-07 | 京セラ株式会社 | 液体吐出ヘッドおよび記録装置 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002046281A (ja) * | 2000-08-01 | 2002-02-12 | Seiko Epson Corp | インクジェット式記録ヘッド及びその製造方法並びにインクジェット式記録装置 |
JP2005209898A (ja) * | 2004-01-23 | 2005-08-04 | Seiko Epson Corp | 圧電体素子、及びその製造方法並びに液体噴射ヘッド |
JP2006116767A (ja) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Seiko Epson Corp | 液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置 |
JP2010069688A (ja) * | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
JP2010228265A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置 |
JP2011121369A (ja) * | 2009-12-14 | 2011-06-23 | Fujifilm Corp | 流体吐出装置の防湿 |
US20120212547A1 (en) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | Ricoh Company, Ltd. | Droplet discharging head and image forming apparatus |
JP2012161968A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Ricoh Co Ltd | インクジェット記録ヘッド、インクカートリッジ、インクジェット記録装置、および、画像形成装置。 |
JP2013028033A (ja) * | 2011-07-27 | 2013-02-07 | Ricoh Co Ltd | 液滴吐出ヘッド、及び画像形成装置 |
-
2016
- 2016-06-15 JP JP2016118611A patent/JP6249050B2/ja active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002046281A (ja) * | 2000-08-01 | 2002-02-12 | Seiko Epson Corp | インクジェット式記録ヘッド及びその製造方法並びにインクジェット式記録装置 |
JP2005209898A (ja) * | 2004-01-23 | 2005-08-04 | Seiko Epson Corp | 圧電体素子、及びその製造方法並びに液体噴射ヘッド |
JP2006116767A (ja) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Seiko Epson Corp | 液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置 |
JP2010069688A (ja) * | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
JP2010228265A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置 |
JP2011121369A (ja) * | 2009-12-14 | 2011-06-23 | Fujifilm Corp | 流体吐出装置の防湿 |
JP2012161968A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Ricoh Co Ltd | インクジェット記録ヘッド、インクカートリッジ、インクジェット記録装置、および、画像形成装置。 |
US20120212547A1 (en) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | Ricoh Company, Ltd. | Droplet discharging head and image forming apparatus |
JP2012171149A (ja) * | 2011-02-18 | 2012-09-10 | Ricoh Co Ltd | 液滴吐出ヘッド、及び画像形成装置 |
JP2013028033A (ja) * | 2011-07-27 | 2013-02-07 | Ricoh Co Ltd | 液滴吐出ヘッド、及び画像形成装置 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109484032A (zh) * | 2017-09-13 | 2019-03-19 | 精工爱普生株式会社 | 液体喷射头及其制造方法、液体喷射装置以及压电器件 |
CN110722880A (zh) * | 2018-07-17 | 2020-01-24 | 精工爱普生株式会社 | 头单元以及液体喷出装置 |
EP3597435A3 (en) * | 2018-07-17 | 2020-05-06 | Seiko Epson Corporation | Head unit and liquid-discharging apparatus |
CN110722880B (zh) * | 2018-07-17 | 2021-01-12 | 精工爱普生株式会社 | 头单元以及液体喷出装置 |
US10926561B2 (en) | 2018-07-17 | 2021-02-23 | Seiko Epson Corporation | Head unit and liquid-discharging apparatus |
WO2024048526A1 (ja) * | 2022-08-29 | 2024-03-07 | 京セラ株式会社 | 液体吐出ヘッドおよび記録装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6249050B2 (ja) | 2017-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5953723B2 (ja) | 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 | |
JP6394903B2 (ja) | ヘッド及び液体噴射装置 | |
US10682854B2 (en) | Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, piezoelectric device, and method of manufacturing liquid ejecting head | |
US20090289999A1 (en) | Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus including the same | |
JP2012000873A (ja) | 液体噴射ヘッドの製造方法 | |
JP5472596B2 (ja) | 液体噴射ヘッド及びそれを用いた液体噴射装置 | |
JP6249050B2 (ja) | 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 | |
JP2009016625A (ja) | アクチュエータ、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 | |
JP2008284781A (ja) | 液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置 | |
JP2009143002A (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 | |
JP2014188782A (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 | |
JP7009857B2 (ja) | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置、及び、圧電デバイス | |
JP6149453B2 (ja) | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置、および液体噴射ヘッドの製造方法 | |
JP2012011558A (ja) | 液体噴射ヘッドの製造方法 | |
JP5581781B2 (ja) | 圧電アクチュエーターの製造方法 | |
US9566790B2 (en) | Method of forming stacked wiring | |
JP6409944B2 (ja) | 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 | |
JP6714881B2 (ja) | 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 | |
JP5760616B2 (ja) | 液体噴射ヘッドの製造方法 | |
JP2009226744A (ja) | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置および液体噴射ヘッドの製造方法 | |
JP4888647B2 (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 | |
JP2010228272A (ja) | 液体噴射ヘッドの製造方法、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 | |
JP2012025096A (ja) | 圧電素子、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 | |
JPH11291497A (ja) | インクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置 | |
JP5858183B2 (ja) | 圧電素子、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160714 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160714 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170316 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170329 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170426 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170509 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170615 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171024 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171106 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6249050 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |