JP3407514B2 - Liquid ejection device - Google Patents

Liquid ejection device

Info

Publication number
JP3407514B2
JP3407514B2 JP32085895A JP32085895A JP3407514B2 JP 3407514 B2 JP3407514 B2 JP 3407514B2 JP 32085895 A JP32085895 A JP 32085895A JP 32085895 A JP32085895 A JP 32085895A JP 3407514 B2 JP3407514 B2 JP 3407514B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
pressurizing chamber
ink
liquid pressurizing
discharge port
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP32085895A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09156097A (en
Inventor
佳直 宮田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP32085895A priority Critical patent/JP3407514B2/en
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to DE69627045T priority patent/DE69627045T2/en
Priority to EP99121357A priority patent/EP0974466B1/en
Priority to US08/634,770 priority patent/US5754205A/en
Priority to EP96106204A priority patent/EP0738599B1/en
Priority to DE69624282T priority patent/DE69624282T2/en
Priority to US08/795,565 priority patent/US5922218A/en
Publication of JPH09156097A publication Critical patent/JPH09156097A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3407514B2 publication Critical patent/JP3407514B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、微少な液滴を精度
よく吐出できるマイクロデバイスに関する。さらには、
微少な液滴としてインクを吐出し、所望の画像を被印画
物上に形成するインクジェットプリンタのヘッドに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microdevice capable of accurately ejecting minute droplets. Moreover,
The present invention relates to an inkjet printer head that ejects ink as minute droplets to form a desired image on an object to be printed.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば特開平7−176770号
公報記載のようなマイクロデバイスが知られていた(従
来例1)。
2. Description of the Related Art Conventionally, a microdevice as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-176770 has been known (conventional example 1).

【0003】図7(a)は、従来例1で開示されている
マイクロポンプの構造を示す平面図、図7(b)は図7
(a)のA−A’断面図である。図中、201は第1基
板、202はシリコンである第2基板、203はメンブ
レン部(以下振動板と記す)、204は第3基板、20
5及び206は電極、207はリード電極、208はリ
ード電極引き出し部、209は流体注入口、210は流
体吐出口である。
FIG. 7 (a) is a plan view showing the structure of the micropump disclosed in Conventional Example 1, and FIG. 7 (b) is shown in FIG.
It is an AA 'sectional view of (a). In the figure, 201 is a first substrate, 202 is a second substrate made of silicon, 203 is a membrane portion (hereinafter referred to as a diaphragm), 204 is a third substrate, 20
Reference numerals 5 and 206 are electrodes, 207 is a lead electrode, 208 is a lead electrode lead portion, 209 is a fluid inlet, and 210 is a fluid outlet.

【0004】流体は、流体注入口209より注入され、
第2基板202及び第3基板204の間に充填される。
振動板203に形成された電極205と対向する電極2
06との間の電圧を制御し、振動板203を上下に振動
させることにより、流体を流体吐出口210より吐出さ
せることができるものである。
Fluid is injected through the fluid inlet 209,
It is filled between the second substrate 202 and the third substrate 204.
Electrode 2 facing electrode 205 formed on diaphragm 203
By controlling the voltage with respect to 06, and vibrating the vibrating plate 203 up and down, the fluid can be ejected from the fluid ejection port 210.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近で
はコスト面、機能面からより小型で安価な液体吐出装置
が求められている。具体的には例えばインクジェットプ
リンタに液体吐出装置を応用したインクジェットプリン
トヘッドでは、より高精細な画像を印刷するために、吐
出口の配列密度を上げるという要求が非常に高い。更
に、液体の吐出量に関してもより微細な液滴を精度よく
吐出することで、液体の供給量の制御を容易にすること
が要求されている。具体的には、液滴の量が一滴当たり
10〜30ngといった要求が特にインクジェットヘッ
ドのようなものに液体吐出装置を応用する場合に必要に
なる。微細な液滴を精度よく吐出させるためには、吐出
口の口径、形状が非常に重要になる。
However, recently, there has been a demand for a smaller and cheaper liquid ejecting apparatus in terms of cost and function. Specifically, for example, in an inkjet print head in which a liquid ejection device is applied to an inkjet printer, there is a very high demand for increasing the array density of ejection ports in order to print a higher-definition image. Further, regarding the discharge amount of the liquid, it is required to easily control the supply amount of the liquid by discharging finer liquid droplets with high accuracy. Specifically, the requirement that the amount of droplets is 10 to 30 ng per droplet is required especially when the liquid ejection device is applied to an inkjet head. The diameter and shape of the discharge port are very important for accurately discharging fine droplets.

【0006】このような背景に於いて、例えば従来例1
の場合、液体加圧室を非常に大きく取る必要があるばか
りでなく、液体吐出口も微細な液滴を吐出するための充
分なサイズまで小径化することは困難であるという課題
を有している。また、液体吐出口近傍の液体加圧室に関
する記述はない。
Under such a background, for example, the conventional example 1
In the case of, it is not only necessary to make the liquid pressurizing chamber very large, but also the liquid ejection port has a problem that it is difficult to reduce the diameter to a sufficient size for ejecting fine droplets. There is. Further, there is no description about the liquid pressurizing chamber near the liquid discharge port.

【0007】また、インクジェットヘッドの微細化を目
指す場合、液体加圧室の幅を狭くすることや、液体加圧
室間の隔壁も薄くすることが必要である。それによっ
て、液体吐出口の配列密度を上げ、微細化を実現するた
めである。
Further, in order to miniaturize the ink jet head, it is necessary to narrow the width of the liquid pressurizing chamber and to thin the partition wall between the liquid pressurizing chambers. This is to increase the array density of the liquid ejection ports and realize miniaturization.

【0008】しかしながら、液体加圧室の幅を狭くする
ことや、液体加圧室間の隔壁を薄くすることは、大きく
2つの課題を有している。
However, narrowing the width of the liquid pressurizing chamber and thinning the partition between the liquid pressurizing chambers have two major problems.

【0009】第1に液体加圧室間の隔壁を薄くすること
で、隣接する液体加圧室の液体を加圧すると、液体にか
かる圧力が隔壁に作用し、隔壁が撓む現象が現れてく
る。隔壁が撓むと、本来加圧していない液体加圧室の圧
力が上昇し、液体が吐出してしまうといった現象が現れ
る。これは一般的にクロストークと言われ、隔壁の高さ
と厚さによって顕著に現れる現象である。クロストーク
を押さえるためには、隔壁は一定以上の高さと厚さが必
要になる。
First, by thinning the partition walls between the liquid pressurizing chambers, when the liquid in the adjacent liquid pressurizing chambers is pressurized, the pressure applied to the liquid acts on the partition walls to cause the partition walls to bend. come. When the partition wall bends, the pressure in the liquid pressurizing chamber, which is not originally pressurized, rises and the liquid is ejected. This is generally called crosstalk, and is a phenomenon that appears remarkably depending on the height and thickness of partition walls. In order to suppress crosstalk, the partition wall must have a certain height and thickness.

【0010】第2には、液体加圧室の幅を狭くすること
で、インクジェットヘッド等で、インクを精度よく吐出
できる吐出口(以降ノズルと記す)形状を有するノズル
を使用することが困難になる点である。以下にこのよう
な課題について説明する。
Second, by narrowing the width of the liquid pressurizing chamber, it becomes difficult to use a nozzle having an ejection port (hereinafter referred to as a nozzle) shape capable of ejecting ink accurately in an ink jet head or the like. That is the point. Hereinafter, such a problem will be described.

【0011】吐出口の形状に関しては例えば、ドイツ国
際特許1511397号により公表され、既知の通り、
その断面はノズルプレートの背面に向けて拡開する形状
が有効である。また、ノズルプレートの厚さに関して
は、特開平5−177834号公報のインクジェット記
録ヘッドに詳細に開示されているように、機械強度を確
保するために一定の厚さが必要である。具体的には、8
0μm程度以上の厚さが必要であると説明されている。
As to the shape of the discharge port, for example, as disclosed in German International Patent No. 1511397 and known,
It is effective that the cross section has a shape that widens toward the back surface of the nozzle plate. Further, regarding the thickness of the nozzle plate, as disclosed in detail in the ink jet recording head of Japanese Patent Laid-Open No. 5-177834, a certain thickness is required to ensure mechanical strength. Specifically, 8
It is described that a thickness of about 0 μm or more is necessary.

【0012】従って、吐出口の口径を例えば直径30μ
m程度にし、ノズルプレートの厚さを80μmに設定し
た場合、液体加圧側の面の口径は少なくとも直径70μ
m、望ましくは90μm程度が必要になる。
Therefore, the diameter of the discharge port is, for example, 30 μm.
m, and the thickness of the nozzle plate is set to 80 μm, the liquid pressurizing surface has a diameter of at least 70 μm.
m, preferably about 90 μm is required.

【0013】例えば、特開平6−55733号公報記載
のインクジェットヘッドでは、図8の如く、インクキャ
ビティー104、リザーバー105、インク供給口10
6が形成されたシリコン基板103と、シリコン基板1
03に接合され、ノズル102を有するノズルプレート
101と、シリコン基板103に接合された振動板10
7と、振動板107に接合され、前記インクキャビティ
ー104に対するように接合された圧電素子108から
成るインクジェットヘッドが開示されている。
For example, in the ink jet head described in JP-A-6-55733, as shown in FIG. 8, the ink cavity 104, the reservoir 105 and the ink supply port 10 are provided.
Silicon substrate 103 on which 6 is formed, and silicon substrate 1
Nozzle plate 101 having a nozzle 102 and a diaphragm 10 joined to a silicon substrate 103.
7 and a piezoelectric element 108 bonded to the vibrating plate 107 and bonded to the ink cavity 104 as described above.

【0014】前述の如く液体加圧室(以降インクジェッ
トヘッドの液体加圧室をインクキャビティと記す)の幅
が狭くなってくることで図9(図8のインクジェットヘ
ッドのBB’断面図)のインクジェットヘッドの断面模
式図に示す如く、ノズル102のインクキャビティ10
4側の開口部よりもインクキャビティ104の幅が狭く
なる場合が生じる。このようにノズル102とインクキ
ャビティー104の接合部に鋭角な凹部102aができ
ることは、インクキャビティー104内で発生あるいは
流入した気泡が鋭角な凹部102aに溜まりやすくな
り、インクの流れを阻害するために、精密なインク吐出
が困難になる。また、鋭角な凹部102aでインクの流
れが乱れ、インクの吐出量や吐出速度が安定しないとい
う課題を有する。
As described above, since the width of the liquid pressurizing chamber (hereinafter, the liquid pressurizing chamber of the ink jet head is referred to as an ink cavity) becomes narrower, the ink jet of FIG. 9 (BB 'sectional view of the ink jet head of FIG. 8). As shown in the schematic cross-sectional view of the head, the ink cavity 10 of the nozzle 102 is
The width of the ink cavity 104 may be narrower than that of the opening on the fourth side. The formation of the acute-angled concave portion 102a at the joining portion between the nozzle 102 and the ink cavity 104 in this way makes it easier for bubbles generated or flowing in the ink cavity 104 to accumulate in the acute-angled concave portion 102a, which hinders the ink flow. In addition, precise ink ejection becomes difficult. Further, there is a problem in that the ink flow is disturbed by the acute-angled concave portion 102a, and the ink ejection amount and ejection speed are not stable.

【0015】そこで本発明の液体吐出装置は、液体加圧
室の幅を狭くし、高密度化に対応できるようにすると共
に、液体加圧室と液体吐出口の接合部で鋭角な凹部が形
成されず、高密度で安定した液体吐出装置を得ることを
目的としている。また、ノズルとの接続部近傍のみの液
体加圧室間の隔壁を薄く形成するため、クロストークの
無い液体吐出装置を提供することを目的とする。
Therefore, in the liquid ejecting apparatus of the present invention, the width of the liquid pressurizing chamber is made narrower so that the liquid pressurizing chamber can be made higher in density, and an acute-angled concave portion is formed at the joint between the liquid pressurizing chamber and the liquid ejecting port. However, the purpose is to obtain a high-density and stable liquid ejection device. It is another object of the present invention to provide a liquid ejecting apparatus having no crosstalk, since the partition wall between the liquid pressurizing chambers is formed thin only in the vicinity of the connecting portion with the nozzle.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明の液体吐出装置
は、液体加圧室が単結晶シリコンに複数形成された液体
加圧室と、該液体加圧室に連通した吐出口と、前記液体
加圧室に液体を供給する供給口と、前記複数の液体加圧
室毎に設けられ、該夫々の液体加圧室に圧力を発生させ
圧電素子から成る加圧手段とを有する液体吐出装置
あって、 前記液体加圧室は吐出口が連通する部位及び供
給口側の他の部位により構成され、吐出口が連通する部
位の幅が他の部位の幅よりも広くかつ吐出口の液体加圧
室側の口径より広く形成されていると共に、前記他の部
位の液体加圧室に対応して前記圧電素子が設けられてい
ることを特徴とする。また、本発明の液体吐出装置は、
液体加圧室と、該液体加圧室に連通した吐出口と、前記
液体加圧室に液体を供給する供給口と、前記複数の液体
加圧室毎に設けられ、該夫々の液体加圧室に圧力を発生
させる圧電素子から成る加圧手段とを有する液体吐出装
置であって、前記液体加圧室の前記吐出口と対向する部
位の幅は、前記吐出口の前記液体加圧室と対向する側の
孔径よりも大きく形成され、且つ前記液体加圧室の前記
加圧手段と対向する領域の幅は、前記吐出口の前記液体
加圧室と対向する側の孔径よりも小さく形成されている
ことを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid ejecting apparatus comprising a liquid pressurizing chamber having a plurality of liquid pressurizing chambers formed in single crystal silicon, a discharge port communicating with the liquid pressurizing chamber, and the liquid. Supply port for supplying liquid to the pressurizing chamber and pressurizing the plurality of liquids
A liquid ejecting apparatus, which is provided for each chamber and has a pressurizing unit including a piezoelectric element that generates a pressure in each of the liquid pressurizing chambers.
Therefore , the liquid pressurizing chamber is provided in
Portion composed of other parts on the inlet side and communicating with the outlet
Width is wider than that of other parts and liquid pressure is applied to the discharge port
It is formed wider than the diameter of the chamber side and the other parts
The piezoelectric element corresponding to the liquid pressurizing chamber
It is characterized by Further, the liquid ejection device of the present invention,
A liquid pressurizing chamber; a discharge port communicating with the liquid pressurizing chamber;
A supply port for supplying a liquid to the liquid pressurizing chamber, and the plurality of liquids
It is provided for each pressurizing chamber and generates pressure in each liquid pressurizing chamber.
Ejecting device having pressurizing means composed of a piezoelectric element
And a portion facing the discharge port of the liquid pressurizing chamber
The width of the position is on the side of the discharge port facing the liquid pressurizing chamber.
Is formed larger than the hole diameter, and
The width of the region facing the pressurizing means is equal to that of the liquid at the discharge port.
It is formed smaller than the hole diameter on the side facing the pressure chamber.
It is characterized by

【0017】また、前記吐出口が複数の液体加圧室に連
通されていることを特徴とする。
Further, the discharge port is communicated with a plurality of liquid pressurizing chambers.

【0018】[0018]

【0019】また、前記圧電素子が少なくとも下電極層
と、該下電極層上に形成された圧電材料と、該圧電材料
上に形成された上電極層とで構成されていることを特徴
とする。
Further, the piezoelectric element is composed of at least a lower electrode layer, a piezoelectric material formed on the lower electrode layer, and an upper electrode layer formed on the piezoelectric material. .

【0020】また、前記液体加圧室に対して形成された
圧電素子下に振動板が形成されて成ることを特徴とす
る。
Further, a vibrating plate is formed below the piezoelectric element formed for the liquid pressurizing chamber.

【0021】また、前記吐出口が前記液体加圧室の端部
に形成された斜面部範囲内にあることを特徴とする。
Further, the discharge port is in a range of a slope portion formed at an end of the liquid pressurizing chamber.

【0022】[0022]

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例により図面
を参照して詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below with reference to the drawings by way of embodiments.

【0024】(実施例1)まず、本発明の液体吐出装置
が好適に応用できる、インクキャビティーが形成された
シリコン基板を使用したインクジェットヘッドの実施例
について述べる。
(Embodiment 1) First, an embodiment of an ink jet head using a silicon substrate in which an ink cavity is formed, to which the liquid ejection apparatus of the present invention can be suitably applied, will be described.

【0025】図1(a)は、本発明の液体吐出装置をイ
ンクジェットヘッドに応用した例の平面図であって、図
1(b)は、図1(a)のC−C’断面図である。図
中、101はノズルプレート、102はノズル、103
はシリコン基板、104はインクキャビティー、105
はリザーバー、106はインク供給口、107は振動
板、108は圧電素子である。また、109はノズル1
02近傍に形成された、幅広の部位である。
FIG. 1 (a) is a plan view of an example in which the liquid ejection apparatus of the present invention is applied to an ink jet head, and FIG. 1 (b) is a sectional view taken along the line CC 'of FIG. 1 (a). is there. In the figure, 101 is a nozzle plate, 102 is a nozzle, and 103.
Is a silicon substrate, 104 is an ink cavity, 105
Is a reservoir, 106 is an ink supply port, 107 is a vibrating plate, and 108 is a piezoelectric element. Further, 109 is the nozzle 1
It is a wide portion formed near 02.

【0026】リザーバー105に満たされたインクは供
給口106を通じて、インクキャビティー104に導入
される。一方振動板107上に形成された圧電素子10
8は、図示しない電極間に印加される電界によってイン
クキャビティー104側にたわみ、インクキャビティー
104に圧力を発生させる。加圧されたインクの一部は
インク供給口106へと逆流するものの、ノズル102
からインク滴として吐出する。
The ink filled in the reservoir 105 is introduced into the ink cavity 104 through the supply port 106. On the other hand, the piezoelectric element 10 formed on the vibrating plate 107
8 is bent toward the ink cavity 104 side by an electric field applied between electrodes (not shown), and generates pressure in the ink cavity 104. Although part of the pressurized ink flows back to the ink supply port 106, the nozzle 102
Is ejected as an ink droplet.

【0027】ここで、微少なインク滴を精度よく吐出す
るためのノズル102の構造について説明する。インク
ジェットヘッドでは、機械的な強度の要求から、一般的
にノズルプレート101の厚さは90μm程度のものが
使用される。また、ノズル102の吐出面の口径は35
μm程度の径が適当とされている。また、ノズル102
のインクキャビティー104側の口径は80μm程度の
径が適当である。即ち、ノズル102の断面形状は、イ
ンクキャビティー104側から、吐出面にかけて滑らか
な円錐形状になっていることが望ましいのである。これ
は、ノズル中のインクの流れを滑らかにすることによ
り、吐出するインク滴の量を精度よく安定させることが
できるためである。
Now, the structure of the nozzle 102 for accurately ejecting a minute ink droplet will be described. In the inkjet head, a nozzle plate 101 having a thickness of about 90 μm is generally used because of its mechanical strength. The diameter of the ejection surface of the nozzle 102 is 35.
A diameter of about μm is suitable. In addition, the nozzle 102
A suitable diameter of the ink cavity 104 side is about 80 μm. That is, it is desirable that the cross-sectional shape of the nozzle 102 be a smooth conical shape from the ink cavity 104 side to the ejection surface. This is because the amount of ink droplets to be ejected can be stabilized with high accuracy by smoothing the flow of ink in the nozzles.

【0028】図2は図1(a)のD−D’方向のインク
キャビティー部の拡大断面図である。図2には3キャビ
ティー分の断面図を示してある。ノズル102上に接合
されたインクキャビティー104を有するシリコン基板
103を接合してなる。特に、シリコン基板103とノ
ズルプレート101の接合部のインクキャビティー10
4の隔壁の一部が、ノズル102の接合面のノズル10
2の径よりも広い幅広部109を形成してなる。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of the ink cavity portion in the DD ′ direction of FIG. 1 (a). FIG. 2 shows a sectional view of three cavities. A silicon substrate 103 having an ink cavity 104 bonded on the nozzle 102 is bonded. In particular, the ink cavity 10 at the joint between the silicon substrate 103 and the nozzle plate 101.
4 is a part of the partition wall of the nozzle 10 on the joint surface of the nozzle 102.
A wide portion 109 wider than the diameter of 2 is formed.

【0029】ここでインクキャビティー104に圧力を
発生させる機構について図2を用いて説明する。
A mechanism for generating pressure in the ink cavity 104 will be described with reference to FIG.

【0030】まず、圧電素子108に図の上下の方向に
電界を印加することで圧電素子108は図中アの矢印方
向へ変形しようとする。このとき、振動板107との間
に働く応力により、振動板107、圧電素子108は図
中イの方向へ変形する。一般に振動板107、圧電素子
108の図中イの方向への変形量を変位量と称する。
First, by applying an electric field to the piezoelectric element 108 in the vertical direction in the figure, the piezoelectric element 108 tends to deform in the direction of the arrow A in the figure. At this time, the stress acting between the vibrating plate 107 and the vibrating plate 107 causes the vibrating plate 107 and the piezoelectric element 108 to deform in the direction of B in the figure. Generally, the amount of deformation of the vibrating plate 107 and the piezoelectric element 108 in the direction of B in the figure is referred to as the amount of displacement.

【0031】変位量は圧電素子108の圧電定数と圧電
素子108にかかる電界強度による応力と、振動板10
7の曲げ剛性、ヤング率及び、インクキャビティー10
4の広さによってほぼ決定される。圧電素子108の圧
電定数がほぼ一定であるとすると、前述の如くより低い
印加電圧で圧電素子を駆動することを目指す場合、より
高い電界強度を得る必要がある。この場合、圧電素子1
08の膜厚はより薄いことが望ましい。しかしながら、
圧電素子108の膜厚が薄くなると、発生する応力が減
少してしまうため、一定の変位量を得るためには振動板
107の曲げ剛性が小さいことが必要である。従って、
振動板107の厚さもより薄いことが望ましいことにな
る。しかしながら、インクキャビティー104に満たさ
れたインクに一定以上の圧力を発生させ、ノズル102
から必要なインクを吐出させるためには、振動板107
に一定以上の剛性が必要になる。
The amount of displacement depends on the piezoelectric constant of the piezoelectric element 108, the stress due to the electric field strength applied to the piezoelectric element 108, and the vibration plate 10.
Bending rigidity of 7, Young's modulus and ink cavity 10
It is almost determined by the size of 4. Assuming that the piezoelectric constant of the piezoelectric element 108 is substantially constant, it is necessary to obtain a higher electric field strength when driving the piezoelectric element with a lower applied voltage as described above. In this case, the piezoelectric element 1
It is desirable that the film thickness of 08 be thinner. However,
When the film thickness of the piezoelectric element 108 is thin, the generated stress is reduced. Therefore, in order to obtain a constant displacement amount, it is necessary that the bending rigidity of the vibration plate 107 is small. Therefore,
It is desirable that the diaphragm 107 also has a smaller thickness. However, a pressure above a certain level is generated in the ink filled in the ink cavity 104, and the nozzle 102
In order to eject the necessary ink from the diaphragm 107,
Requires a certain degree of rigidity.

【0032】そこで、我々はインクが満たされたインク
キャビティー104内に必要な圧力を発生させ、且つ、
一定以下の駆動電圧で圧電素子108を駆動するために
必要な構造について詳細に検討した。その結果、インク
キャビティー104の幅は40〜50μm程度が最も良
好な結果が得られることを発見した。
So, we create the necessary pressure in the ink cavity 104 filled with ink, and
The structure required for driving the piezoelectric element 108 with a drive voltage of a certain level or less was examined in detail. As a result, it has been found that the best result is obtained when the width of the ink cavity 104 is about 40 to 50 μm.

【0033】しかしながら、前述の如くノズル102の
インクキャビティー104側の口径は80μm程度が望
ましいことから、ノズル102とシリコン基板103を
接合した場合、ノズル102のインクキャビティー10
4側のノズル口がふさがれるために、微細なインクを精
度よく吐出させることが困難になる。
However, since the diameter of the nozzle 102 on the side of the ink cavity 104 is preferably about 80 μm as described above, when the nozzle 102 and the silicon substrate 103 are bonded, the ink cavity 10 of the nozzle 102 is joined.
Since the nozzle openings on the fourth side are blocked, it becomes difficult to eject fine ink with high accuracy.

【0034】そこで本実施例1は、図1及び図2の如
く、ノズル102の近傍のみにインクキャビティー幅広
部109を形成し、インクキャビティー104全体の幅
を広げることなく、微細なインクを精度よく吐出させる
ことができるようにしたものである。
Therefore, in the first embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the ink cavity wide portion 109 is formed only in the vicinity of the nozzle 102, and the fine ink can be formed without expanding the width of the entire ink cavity 104. It is designed so that the ink can be discharged accurately.

【0035】また、図1(b)に於いて、110は、イ
ンクキャビティー104の端部に形成された斜面部であ
る。この斜面部110は、例えばシリコン基板103と
して、(110)面方位の基板を使用し、KOH等のア
ルカリ溶液で異方性エッチングを行った場合、(11
0)面に対して約35度の角度で出現する(111)面
である。図で明らかなように、斜面部110はノズルプ
レート101と約35度の角度で接することになる。こ
のようにインクキャビティー104内に狭角で囲まれた
部位が存在することは、インク中に混入、あるいは発生
した気泡が狭角部にたまり易くなる。このことは、圧電
素子108によって発生した圧力が減少するために、イ
ンクを正確に吐出することが困難になる。気泡は通常ノ
ズル102から吸引等の方法によってインクキャビティ
ー104内から排出するが、特にこのような狭角部はイ
ンクが滞留するために気泡の排出は困難である。そこ
で、本発明の如くノズル102を(111)面の斜面1
10に対する部位に配置することは、インクの滞留を防
止し、効率よく気泡を排出するために重要である。
Further, in FIG. 1B, 110 is a sloped portion formed at the end of the ink cavity 104. For example, when the inclined surface portion 110 uses a substrate having a (110) plane orientation as the silicon substrate 103 and is anisotropically etched with an alkaline solution such as KOH, (11)
It is a (111) plane that appears at an angle of about 35 degrees with respect to the (0) plane. As is apparent from the figure, the inclined surface portion 110 contacts the nozzle plate 101 at an angle of about 35 degrees. The presence of the portion surrounded by the narrow angle in the ink cavity 104 as described above facilitates the accumulation of bubbles in the ink or generated bubbles in the narrow angle portion. This makes it difficult to eject ink accurately because the pressure generated by the piezoelectric element 108 decreases. Bubbles are usually discharged from the ink cavity 104 by a method such as suction from the nozzle 102. However, it is difficult to discharge bubbles particularly in such a narrow angle portion because the ink is retained therein. Therefore, as in the present invention, the nozzle 102 is provided with the slope 1 of the (111) plane.
Arranging at a position corresponding to 10 is important for preventing ink retention and efficiently discharging bubbles.

【0036】本実施例1のように、インクジェットヘッ
ドに於いてインクキャビティー幅広部109を形成する
ことには更に格別の効果があるため、図2を用いて説明
する。
Since the formation of the ink cavity wide portion 109 in the ink jet head as in the first embodiment has a further remarkable effect, it will be described with reference to FIG.

【0037】図2に示されている3つの圧電素子108
のうち、両端の圧電素子108を駆動した場合、両端の
インクキャビティー104内のインクの圧力が上昇し、
中心のインクキャビティー104を構成するシリコン基
板103製の隔壁が図のウの方向にたわむことになる。
これによって中心のインクキャビティー104の圧力が
上昇し、中心のノズル102からインクが吐出してしま
うことになる。このような現象は一般的にクロストーク
と呼ばれ、異常な吐出動作である。
The three piezoelectric elements 108 shown in FIG.
Of these, when the piezoelectric elements 108 at both ends are driven, the ink pressure in the ink cavities 104 at both ends rises,
The partition wall made of the silicon substrate 103, which constitutes the central ink cavity 104, bends in the direction of C in the figure.
As a result, the pressure in the central ink cavity 104 rises, and ink is ejected from the central nozzle 102. Such a phenomenon is generally called crosstalk and is an abnormal ejection operation.

【0038】このようなクロストークに対しては、隔壁
の高さを低くすることと、隔壁の厚さを厚くすることが
有効な手段である。しかしながら、本実施例のようにシ
リコン基板103を使用する場合、シリコン基板103
の製造上の制約により、200μm程度の厚さが限界で
ある。そこで隔壁の厚さを厚くすることがクロストーク
を防ぐ上で重要になる。一般に、ノズル102の配列ピ
ッチは180DPI(ドット・パー・インチ)等のピッ
チで固定されている。従って隔壁の厚さを厚くするため
にはインクキャビティー104の幅を狭くすることが必
要になる。例えば、180DPIでインクキャビティー
104を配列する場合、そのピッチは141μmピッチ
になる。しかしながら前述の如く、インクキャビティー
104の幅を狭くすることはノズル102のインクキャ
ビティー104側の口径よりも大きくなってしまう。こ
のような場合でも、ノズル102近傍のみのキャビティ
ー104の幅を広げることで、クロストークが発生しな
いような充分な隔壁厚さを確保すると共に、吐出特性の
良いノズル形状のノズルプレート101を使用すること
ができるものである。
For such crosstalk, it is effective to reduce the height of the partition wall and increase the thickness of the partition wall. However, when the silicon substrate 103 is used as in this embodiment, the silicon substrate 103
Due to manufacturing restrictions, the maximum thickness is about 200 μm. Therefore, increasing the thickness of the partition wall is important for preventing crosstalk. Generally, the arrangement pitch of the nozzles 102 is fixed at a pitch of 180 DPI (dots per inch) or the like. Therefore, in order to increase the thickness of the partition wall, it is necessary to narrow the width of the ink cavity 104. For example, when the ink cavities 104 are arranged at 180 DPI, the pitch is 141 μm pitch. However, as described above, narrowing the width of the ink cavity 104 becomes larger than the diameter of the nozzle 102 on the ink cavity 104 side. Even in such a case, by expanding the width of the cavity 104 only in the vicinity of the nozzle 102, a sufficient partition wall thickness that does not cause crosstalk is ensured, and a nozzle plate 101 having a nozzle shape with good ejection characteristics is used. Is what you can do.

【0039】ここで、このような液体吐出装置をインク
ジェットヘッドとして形成するための製造方法について
図3(a)〜(f)を用いて説明する。まず、図3
(a)のように、面方位(110)のシリコン基板10
3上にを熱酸化等の方法で酸化シリコン層112を形成
する。次に圧電素子として、Pt下電極層108−1、
PZT圧電層108−2、Pt上電極層108−3をス
パッタリング等の方法で成膜し、適宜一般的なフォトリ
ソグラフィー等の方法でパターニングを行う。このPt
下電極層108−1及びPt上電極層108−3の電極
層でサンドイッチされたPZT圧電層108−2の構造
が、上下の電極間に印加された電圧によって圧電素子と
して機能する。以降圧電素子の形成された面を能動面、
対する面を裏面と記す。
Here, a manufacturing method for forming such a liquid ejecting apparatus as an ink jet head will be described with reference to FIGS. First, FIG.
A silicon substrate 10 having a plane orientation (110) as shown in (a)
A silicon oxide layer 112 is formed on 3 by a method such as thermal oxidation. Next, as a piezoelectric element, a Pt lower electrode layer 108-1,
The PZT piezoelectric layer 108-2 and the Pt upper electrode layer 108-3 are formed by a method such as sputtering and appropriately patterned by a method such as general photolithography. This Pt
The structure of the PZT piezoelectric layer 108-2 sandwiched between the electrode layers of the lower electrode layer 108-1 and the Pt upper electrode layer 108-3 functions as a piezoelectric element due to the voltage applied between the upper and lower electrodes. After that, the surface on which the piezoelectric element is formed is the active surface,
The opposite surface is referred to as the back surface.

【0040】次に図3(b)のように、裏面の酸化シリ
コン層112のパターニングを行う(第1の酸化シリコ
ンエッチング工程)。
Next, as shown in FIG. 3B, the silicon oxide layer 112 on the back surface is patterned (first silicon oxide etching step).

【0041】次に図3(c)の如く、インクキャビティ
ーが部分的に広い、インクキャビティー幅広部109を
形成する部位や、インク供給口106を形成する部位の
酸化シリコン層112を他の酸化シリコン層112の厚
さより薄くするごとく、ハーフエッチングを行う(第2
の酸化シリコンエッチング工程)。
Next, as shown in FIG. 3 (c), the silicon oxide layer 112 at the portion where the ink cavity wide portion 109 where the ink cavity is partially wide and the portion where the ink supply port 106 is formed is changed to another portion. Half etching is performed as the thickness becomes smaller than that of the silicon oxide layer 112 (second
Silicon oxide etching step).

【0042】次に図3(d)のように、第1の酸化シリ
コンエッチング工程で酸化シリコン層112の除去され
た部位のシリコン基板103を、KOH溶液等のエッチ
ャントを用いて異方性エッチングを行うことで、インク
キャビティー104、リザーバー105を形成する。こ
の時、面方位(111)の斜面部110が出現する(第
1のシリコンエッチング工程)。
Next, as shown in FIG. 3D, the silicon substrate 103 in the portion where the silicon oxide layer 112 is removed in the first silicon oxide etching step is anisotropically etched using an etchant such as a KOH solution. By doing so, the ink cavity 104 and the reservoir 105 are formed. At this time, the slope portion 110 having the plane orientation (111) appears (first silicon etching step).

【0043】次に図3(e)の如く、第2の酸化シリコ
ンエッチング工程でハーフエッチングされた、インクキ
ャビティー幅広部109を形成する部位や、インク供給
口106を形成する部位の薄い酸化シリコン層112は
除去し、その他の部位の酸化シリコン層112を残すよ
うに酸化シリコン層112のエッチングを行う(第3の
酸化シリコンエッチング工程)。
Next, as shown in FIG. 3E, thin silicon oxide is half-etched in the second silicon oxide etching step to form the ink cavity wide portion 109 and the ink supply port 106. The layer 112 is removed, and the silicon oxide layer 112 is etched so that the silicon oxide layer 112 at the other portions is left (third silicon oxide etching step).

【0044】次に図3(f)の如く、第3の酸化シリコ
ンエッチング工程で除去された部位のシリコン基板10
3をハーフエッチングすることで、インクキャビティー
が部分的に広い、インクキャビティー幅広部109及び
インク供給口106を形成する。
Next, as shown in FIG. 3F, the silicon substrate 10 in the portion removed in the third silicon oxide etching step.
By half-etching 3, the ink cavity wide portion 109 and the ink supply port 106 in which the ink cavity is partially wide are formed.

【0045】(実施例2)実施例1では、下電極層と、
圧電層、上電極層を酸化シリコン層を有するシリコン基
板上にスパッタリング等の方法で成膜した場合の例を説
明した。実施例2では、酸化シリコン層を形成したシリ
コンを両面からエッチングを行い、液体吐出装置をイン
クジェットヘッドのインクキャビティーとして形成する
場合について説明する。
Example 2 In Example 1, a lower electrode layer and
An example in which the piezoelectric layer and the upper electrode layer are formed on a silicon substrate having a silicon oxide layer by a method such as sputtering has been described. In the second embodiment, a case will be described where silicon having a silicon oxide layer is etched from both sides to form a liquid ejection device as an ink cavity of an inkjet head.

【0046】図4(a)は本発明の液体吐出装置をイン
クジェットヘッドに応用し、酸化シリコン層を形成した
シリコンを両面からエッチングを行い、インクジェット
ヘッドのインクキャビティーとして形成する場合の断面
図である。また、図4(b)は図4(a)のインクキャ
ビティーの平面図である。
FIG. 4 (a) is a cross-sectional view in which the liquid ejection apparatus of the present invention is applied to an ink jet head, and silicon having an oxide silicon layer is etched from both sides to form an ink cavity of the ink jet head. is there. 4B is a plan view of the ink cavity of FIG. 4A.

【0047】(110)面方位のシリコン基板103を
前述のごとく、KOH等のエッチャントによってエッチ
ングし、インクキャビティー104、インク供給口10
6、リザーバー105を形成する。このとき、ノズルプ
レート101面側の図示しない酸化シリコン層と、振動
板107面側の酸化シリコン層をエッチングマスクとし
て、両面の酸化シリコン層のパターン形状を合わせてお
くことで、(110)面に垂直な(111)面で囲まれ
たインクキャビティー104を形成することができる。
その後、実施例1で述べたように、酸化シリコンのハー
フエッチング技術を使用して、図4(b)の如く、イン
クキャビティー幅広部109を形成する。次に図4
(a)に示したように、ノズル102を有するノズルプ
レート101、振動板107、圧電素子108を接着等
の方法で接合し、インクジェットヘッドを得るものであ
る。
As described above, the silicon substrate 103 having the (110) plane orientation is etched with an etchant such as KOH to form the ink cavity 104 and the ink supply port 10.
6. Form the reservoir 105. At this time, the silicon oxide layer (not shown) on the side of the nozzle plate 101 and the silicon oxide layer on the side of the vibrating plate 107 are used as etching masks to match the pattern shapes of the silicon oxide layers on both sides, so that the (110) plane is formed. The ink cavity 104 surrounded by the vertical (111) plane can be formed.
Then, as described in the first embodiment, the ink cavity wide portion 109 is formed as shown in FIG. 4B using the silicon oxide half etching technique. Next in FIG.
As shown in (a), the nozzle plate 101 having the nozzle 102, the vibrating plate 107, and the piezoelectric element 108 are joined by a method such as bonding to obtain an inkjet head.

【0048】(実施例3)複数のインクキャビティーが
一つのノズルに連通されてなるインクジェットヘッドに
ついて説明する。
(Embodiment 3) An ink jet head having a plurality of ink cavities communicating with one nozzle will be described.

【0049】図5は本発明の複数のインクキャビティー
を一つのノズルに連通してなるインクジェットヘッドの
平面図である。
FIG. 5 is a plan view of an ink jet head in which a plurality of ink cavities of the present invention are connected to one nozzle.

【0050】実施例1と同様に、振動板107上には圧
電素子108を形成してある。本実施例では一つのノズ
ル102に対して、第1のインクキャビティー104−
1と、第2のインクキャビティー104−2の二つのイ
ンクキャビティーが接続された構造である。
As in the first embodiment, the piezoelectric element 108 is formed on the vibrating plate 107. In the present embodiment, one nozzle 102 has a first ink cavity 104-
In this structure, the first ink cavity 104-2 and the second ink cavity 104-2 are connected to each other.

【0051】このように、複数のインクキャビティーが
一つのノズルに連通されてなるインクジェットヘッドの
格別な効果について図2を用いて説明する。実施例1で
説明したように、インクが満たされたインクキャビティ
ー104内に必要な圧力を発生させ、且つ、一定以下の
駆動電圧で圧電素子108を駆動するために必要な構造
は、インクキャビティー104の幅が40〜50μm程
度が適当である。ノズル102から吐出するインクの体
積(インク量)は、振動板107が図中のイの方向にた
わむことによるインクキャビティー104の体積減少分
(以下排除体積と記す。)によって決まる。従って、ノ
ズル102からのインクの吐出量をある一定以上増やそ
うとした場合には、インクキャビティー104の長さを
長くする必要がある。しかしながら、インクキャビティ
ー104の長さを長くすることは、インクジェットヘッ
ドの大型化をまねき、コスト増加につながってしまうこ
とななる。そこで本実施例の如く、二つあるいは、それ
以上の複数のインクキャビティーを並列に形成し、一つ
のノズル102からインクを吐出させる構造にすること
で、インクキャビティー104の長さを長くすることな
く、より多くの排除体積を得ることができるものであ
る。
The special effect of the ink jet head in which a plurality of ink cavities are connected to one nozzle in this way will be described with reference to FIG. As described in the first embodiment, the structure required for generating the necessary pressure in the ink cavity 104 filled with ink and driving the piezoelectric element 108 with a driving voltage of a certain level or less is the ink cavity. A suitable width of the tee 104 is about 40 to 50 μm. The volume of ink ejected from the nozzles 102 (ink amount) is determined by the volume reduction of the ink cavity 104 (hereinafter referred to as the excluded volume) due to the vibration plate 107 bending in the direction of B in the figure. Therefore, when it is attempted to increase the amount of ink ejected from the nozzles 102 by a certain amount or more, it is necessary to increase the length of the ink cavity 104. However, increasing the length of the ink cavity 104 leads to an increase in the size of the inkjet head and an increase in cost. Therefore, as in this embodiment, by forming two or more plural ink cavities in parallel and ejecting ink from one nozzle 102, the length of the ink cavity 104 is lengthened. It is possible to obtain a larger excluded volume without having to do so.

【0052】(実施例4)本発明の液体吐出装置を微量
な液体を精度よく搬送するマイクロポンプに応用した例
について述べる。
(Embodiment 4) An example in which the liquid ejecting apparatus of the present invention is applied to a micro pump for accurately conveying a small amount of liquid will be described.

【0053】図6は本発明の液体吐出装置を微量な液体
を搬送するマイクロポンプに応用した例であって、10
5はリザーバー、106aは液体供給口、104aは液
体キャビティー、102はノズルである。リザーバー1
05への液体の供給や、ノズル102からの液体の取り
出しは、用途によって適宜選択できる。また、液体キャ
ビティー104aでの液体の加圧方法は圧電素子、静電
アクチュエーター、加熱による発泡を利用するもの等が
使用できる。
FIG. 6 shows an example in which the liquid discharge device of the present invention is applied to a micro pump for conveying a small amount of liquid.
5 is a reservoir, 106a is a liquid supply port, 104a is a liquid cavity, and 102 is a nozzle. Reservoir 1
The supply of the liquid to the nozzle 05 and the removal of the liquid from the nozzle 102 can be appropriately selected depending on the application. As a method of pressurizing the liquid in the liquid cavity 104a, a piezoelectric element, an electrostatic actuator, a method utilizing foaming by heating, or the like can be used.

【0054】図6のように複数の液体キャビティー10
4aを、一つのノズル102に接続した構造にすること
で、駆動する液体キャビティー104aの数を制御し、
吐出する液体の量のダイナミックレンジを広くすること
ができる。また、各々の液体キャビティー104aでの
圧力を精密に制御することで、非常に精度の高い液体搬
送が可能になるものである。
A plurality of liquid cavities 10 as shown in FIG.
4a is connected to one nozzle 102 to control the number of liquid cavities 104a to be driven,
The dynamic range of the amount of ejected liquid can be widened. Further, by precisely controlling the pressure in each liquid cavity 104a, it is possible to carry out liquid transfer with extremely high accuracy.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、駆
動エネルギーを低減し、滑らかな形状を有する吐出口を
使用することが可能になり、更に、隣接した液体加圧室
のクロストークを軽減しながら、より微細な液滴を精度
よく吐出できる液体吐出装置を得ることができるもので
ある。
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce driving energy and use a discharge port having a smooth shape, and further, to prevent crosstalk between adjacent liquid pressurizing chambers. It is possible to obtain a liquid ejecting apparatus that can eject finer droplets with high accuracy while reducing the number of droplets.

【0056】また、複数の液体加圧室を一つの吐出口に
接続することで、より小型で制御性の高い液体吐出装置
を得ることができる。
Further, by connecting a plurality of liquid pressurizing chambers to one discharge port, it is possible to obtain a liquid discharge device having a smaller size and higher controllability.

【0057】更に本発明の液体吐出装置は、インクジェ
ットヘッドや、マイクロポンプ等の微量な液体を吐出す
る装置に応用でき、吐出精度を向上することが可能であ
る。
Furthermore, the liquid ejecting apparatus of the present invention can be applied to an apparatus for ejecting a very small amount of liquid such as an ink jet head or a micro pump, and it is possible to improve the ejection accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の液体吐出装置の実施例である、インク
ジェットヘッドの図であり、(a)は平面図、(b)は
(a)のC−C’断面図である。
1A and 1B are diagrams of an inkjet head, which is an embodiment of a liquid ejection device of the present invention, in which FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a sectional view taken along line CC ′ of FIG.

【図2】本発明の液体吐出装置の実施例である、インク
ジェットヘッドの拡大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of an inkjet head that is an embodiment of the liquid ejection device of the present invention.

【図3】本発明の液体吐出装置の実施例である、インク
ジェットヘッドの製造方法を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing an inkjet head, which is an embodiment of the liquid ejection device of the present invention.

【図4】本発明の液体吐出装置の実施例である、インク
ジェットヘッドの、シリコンのインクキャビティーを両
面から形成する場合の図であり、(a)は断面図、
(b)はインクキャビティー及び、ノズルプレートの平
面図である。
FIG. 4 is a diagram showing a case where a silicon ink cavity of an ink jet head, which is an embodiment of a liquid ejection device of the present invention, is formed from both sides, (a) is a cross-sectional view,
(B) is a plan view of the ink cavity and the nozzle plate.

【図5】本発明の液体吐出装置の実施例である、複数の
インクキャビティーが一つのノズルに連通されてなるイ
ンクジェットヘッドの平面図である。
FIG. 5 is a plan view of an ink jet head in which a plurality of ink cavities communicate with one nozzle, which is an embodiment of the liquid ejection apparatus of the present invention.

【図6】本発明の液体吐出装置の実施例である、マイク
ロポンプの平面図である。
FIG. 6 is a plan view of a micropump, which is an embodiment of the liquid ejection device of the present invention.

【図7】従来のマイクロポンプを示す図であり、(a)
は平面図、(b)は(a)のA−A’断面図である。
FIG. 7 is a diagram showing a conventional micropump, (a)
Is a plan view and (b) is a sectional view taken along the line AA ′ of (a).

【図8】従来のインクジェットヘッドの模式図である。FIG. 8 is a schematic view of a conventional inkjet head.

【図9】図8のインクジェットヘッドの断面図である。9 is a cross-sectional view of the inkjet head of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101:ノズルプレート 102:ノズル 102a:鋭角な凹部 103:シリコン基板 104:インクキャビティー 104a:液体キャビティー 105:リザーバー 106:インク供給口 106a:液体供給口 107:振動板 108:圧電素子 108−1:下電極層 108−2:圧電層 108−3:上電極層 109:インクキャビティー幅広部 110:インクキャビティー斜面部 112:酸化シリコン層 201:第1基板 202:第2基板 203:メンブレン部 204:第3基板 205、206:電極 207:リード電極 208:リード電極引き出し部 209:流体注入口 210:流体吐出口 101: Nozzle plate 102: nozzle 102a: a concave part with an acute angle 103: Silicon substrate 104: Ink cavity 104a: Liquid cavity 105: Reservoir 106: Ink supply port 106a: Liquid supply port 107: diaphragm 108: Piezoelectric element 108-1: Lower electrode layer 108-2: Piezoelectric layer 108-3: Upper electrode layer 109: Wide part of ink cavity 110: Slope of ink cavity 112: Silicon oxide layer 201: First substrate 202: Second substrate 203: Membrane part 204: Third substrate 205, 206: electrodes 207: Lead electrode 208: Lead electrode lead portion 209: Fluid inlet 210: Fluid outlet

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−55733(JP,A) 特開 平5−309835(JP,A) 特開 平3−297653(JP,A) 特開 平6−191028(JP,A) 特開 平7−89074(JP,A) 特開 平7−195682(JP,A) 特開 昭55−3916(JP,A) 特開 平7−137266(JP,A) 特開 平5−62964(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/16 B41J 2/175 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-6-55733 (JP, A) JP-A-5-309835 (JP, A) JP-A-3-297653 (JP, A) JP-A-6- 191028 (JP, A) JP 7-89074 (JP, A) JP 7-195682 (JP, A) JP 55-3916 (JP, A) JP 7-137266 (JP, A) JP-A-5-62964 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/16 B41J 2/175

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 液体加圧室と、該液体加圧室に連通した
吐出口と、前記液体加圧室に液体を供給する供給口と、
前記複数の液体加圧室毎に設けられ、該夫々の液体加圧
室に圧力を発生させる圧電素子から成る加圧手段とを有
する液体吐出装置であって、 前記液体加圧室は吐出口が連通する部位及び供給口側の
他の部位により構成され、吐出口が連通する部位の幅が
他の部位の幅よりも広くかつ吐出口の液体加圧室側の口
径より広く形成されていると共に、前記他の部位の液体
加圧室に対応して前記圧電素子が設けられていることを
特徴とする液体吐出装置。
1. A liquid pressurizing chamber, a discharge port communicating with the liquid pressurizing chamber, a supply port for supplying a liquid to the liquid pressurizing chamber,
A liquid ejecting apparatus comprising: a pressurizing unit provided for each of the plurality of liquid pressurizing chambers, the pressurizing unit including a piezoelectric element for generating a pressure in each of the liquid pressurizing chambers , wherein the liquid pressurizing chamber has an ejection port. Of communicating part and supply port side
The width of the part that is composed of other parts and communicates with the discharge port
Port that is wider than the width of other parts and on the liquid pressurizing chamber side of the discharge port
Formed wider than the diameter, and liquid in other parts
A liquid ejecting apparatus, wherein the piezoelectric element is provided so as to correspond to a pressurizing chamber .
【請求項2】 前記吐出口が複数の液体加圧室に連通さ
れていることを特徴とする請求項1記載の液体吐出装
置。
2. The liquid ejection device according to claim 1, wherein the ejection port is communicated with a plurality of liquid pressurizing chambers.
【請求項3】 前記圧電素子が少なくとも下電極層と、
該下電極層上に形成された圧電材料と、該圧電材料上に
形成された上電極層とで構成されていることを特徴とす
る請求項1記載の液体吐出装置。
3. The piezoelectric element comprises at least a lower electrode layer,
The liquid ejecting apparatus according to claim 1, comprising a piezoelectric material formed on the lower electrode layer and an upper electrode layer formed on the piezoelectric material.
【請求項4】 前記液体加圧室に対して形成された圧電
素子下に振動板が形成されて成ることを特徴とする請求
項3記載の液体吐出装置。
4. The liquid ejecting apparatus according to claim 3, wherein a vibrating plate is formed below the piezoelectric element formed for the liquid pressurizing chamber.
【請求項5】 前記吐出口が前記液体加圧室の端部に形
成された斜面部範囲内にあることを特徴とする請求項1
記載の液体吐出装置。
5. The discharge port is within a range of a slope formed at an end of the liquid pressurizing chamber.
The liquid ejection device described.
【請求項6】 液体加圧室と、該液体加圧室に連通した
吐出口と、前記液体加圧室に液体を供給する供給口と、
前記複数の液体加圧室毎に設けられ、該夫々の液体加圧
室に圧力を発生させる圧電素子から成る加圧手段とを有
する液体吐出装置であって、 前記液体加圧室の前記吐出口と対向する部位の幅は、前
記吐出口の前記液体加圧室と対向する側の孔径よりも大
きく形成され、且つ前記液体加圧室の前記加圧手段と対
向する領域の幅は、前記吐出口の前記液体加圧室と対向
する側の孔径よりも小さく形成されていることを特徴と
する液体吐出装置。
6. A liquid pressurizing chamber communicated with the liquid pressurizing chamber.
A discharge port and a supply port for supplying a liquid to the liquid pressurizing chamber,
The liquid pressurizing chamber is provided for each of the plurality of liquid pressurizing chambers.
A pressurizing means including a piezoelectric element for generating pressure in the chamber
A liquid ejecting apparatus, the width of a portion facing the discharge port of the liquid pressurizing chamber is pre
Larger than the hole diameter on the side of the discharge port facing the liquid pressurizing chamber.
And is formed in a pair with the pressurizing means of the liquid pressurizing chamber.
The width of the facing area faces the liquid pressurizing chamber of the discharge port.
It is characterized by being formed smaller than the hole diameter on the side
Liquid ejecting device.
JP32085895A 1995-04-19 1995-12-08 Liquid ejection device Expired - Lifetime JP3407514B2 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32085895A JP3407514B2 (en) 1995-12-08 1995-12-08 Liquid ejection device
EP99121357A EP0974466B1 (en) 1995-04-19 1996-04-19 Ink jet recording head and method of producing same
US08/634,770 US5754205A (en) 1995-04-19 1996-04-19 Ink jet recording head with pressure chambers arranged along a 112 lattice orientation in a single-crystal silicon substrate
EP96106204A EP0738599B1 (en) 1995-04-19 1996-04-19 Ink Jet recording head and method of producing same
DE69627045T DE69627045T2 (en) 1995-04-19 1996-04-19 Ink jet recording head and method of manufacturing the same
DE69624282T DE69624282T2 (en) 1995-04-19 1996-04-19 Ink jet recording head and method of manufacturing the same
US08/795,565 US5922218A (en) 1995-04-19 1997-02-06 Method of producing ink jet recording head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32085895A JP3407514B2 (en) 1995-12-08 1995-12-08 Liquid ejection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09156097A JPH09156097A (en) 1997-06-17
JP3407514B2 true JP3407514B2 (en) 2003-05-19

Family

ID=18126045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP32085895A Expired - Lifetime JP3407514B2 (en) 1995-04-19 1995-12-08 Liquid ejection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3407514B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6502930B1 (en) 1999-08-04 2003-01-07 Seiko Epson Corporation Ink jet recording head, method for manufacturing the same, and ink jet recorder
JP2002103618A (en) 2000-01-17 2002-04-09 Seiko Epson Corp Ink jet recording head and its manufacturing method and ink jet recorder
US6783588B2 (en) 2000-12-15 2004-08-31 Canon Kabushiki Kaisha BaTiO3-PbTiO3 series single crystal and method of manufacturing the same piezoelectric type actuator and liquid discharge head using such piezoelectric type actuator
JP2002211122A (en) * 2001-01-22 2002-07-31 Ricoh Co Ltd Ink for ink jet recording, ink jet recording method and ink jet recording cartridge
JP5782878B2 (en) * 2011-07-12 2015-09-24 セイコーエプソン株式会社 Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09156097A (en) 1997-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5424769A (en) Ink jet recording head
US6213590B1 (en) Inkjet head for reducing pressure interference between ink supply passages
US6099111A (en) Ink jet recording head
JPH06218917A (en) Ink jet head
WO1998022288A1 (en) Ink-jet recording head
JP3473675B2 (en) Ink jet recording head
JP3436299B2 (en) Ink jet recording head
JP3407514B2 (en) Liquid ejection device
JP3552024B2 (en) Ink jet recording head
JPH05229116A (en) Ink jet head
JP3281206B2 (en) Inkjet head
JP3125536B2 (en) Inkjet head
JP3141652B2 (en) Ink jet head and method of manufacturing ink jet head
JP3365192B2 (en) Ink jet recording head
JP3326970B2 (en) Ink jet recording head and method of manufacturing the same
JP3235630B2 (en) Ink jet recording head
US6951385B2 (en) Liquid ejecting head and method of manufacturing flow path forming plate in use of liquid ejecting head
JPH06297701A (en) Ink jet head
JP4061953B2 (en) Ink jet head and manufacturing method thereof
JP3531495B2 (en) Ink jet recording head
JP3649268B2 (en) Ink jet recording head and ink jet recording apparatus
JP3189575B2 (en) Ink jet recording head
JP3186305B2 (en) Inkjet head
JP3182915B2 (en) Inkjet recording head
JP4151226B2 (en) Inkjet head

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080314

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090314

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090314

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100314

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100314

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110314

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120314

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120314

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130314

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140314

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term