JP3433660B2 - Actuator and ink jet recording head - Google Patents

Actuator and ink jet recording head

Info

Publication number
JP3433660B2
JP3433660B2 JP34890097A JP34890097A JP3433660B2 JP 3433660 B2 JP3433660 B2 JP 3433660B2 JP 34890097 A JP34890097 A JP 34890097A JP 34890097 A JP34890097 A JP 34890097A JP 3433660 B2 JP3433660 B2 JP 3433660B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow path
forming substrate
pressure generating
recording head
fixing member
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 - Fee Related
Application number
JP34890097A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH11179903A (en
Inventor
富士男 赤羽
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
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP34890097A priority Critical patent/JP3433660B2/en
Publication of JPH11179903A publication Critical patent/JPH11179903A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3433660B2 publication Critical patent/JP3433660B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14491Electrical connection
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/18Electrical connection established using vias

Landscapes

  • 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、圧電振動子を具え
た流路形成基板に駆動用ICを実装したアクチュエータ
及びこれにノズル形成部材を積層したインクジェット式
記録ヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an actuator in which a drive IC is mounted on a flow path forming substrate having a piezoelectric vibrator, and an ink jet recording head in which a nozzle forming member is laminated.

【0002】[0002]

【従来の技術】インク滴を吐出するノズル開口と連通す
る圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧
電振動子により変形させて圧力発生室のインクを加圧し
てノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット
式記録ヘッドには、圧電振動子の軸方向に伸長、収縮す
る縦振動モードの圧電振動子を使用したものと、たわみ
振動モードの圧電振動子を使用したものの2種類が実用
化されている。
2. Description of the Related Art A part of a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for ejecting ink droplets is composed of a vibrating plate, and this vibrating plate is deformed by a piezoelectric vibrator to pressurize ink in the pressure generating chamber to open the nozzle opening. There are two types of inkjet recording heads that eject ink droplets, one that uses a longitudinal vibration mode piezoelectric vibrator that expands and contracts in the axial direction of the piezoelectric vibrator, and one that uses a flexural vibration mode piezoelectric vibrator. Has been put to practical use.

【0003】前者は圧電振動子の端面を振動板に当接さ
せることにより圧力発生室の容積を変化させることがで
きて、高密度印刷に適したヘッドの製作が可能である反
面、圧電振動子をノズル開口の配列ピッチに一致させて
櫛歯状に切り分けるという困難な工程や、切り分けられ
た圧電振動子を圧力発生室に位置決めして固定する作業
が必要となり、製造工程が複雑であるという問題があ
る。
The former allows the volume of the pressure generating chamber to be changed by bringing the end surface of the piezoelectric vibrator into contact with the vibration plate, so that a head suitable for high-density printing can be manufactured, while the piezoelectric vibrator is manufactured. Problem that the manufacturing process is complicated because it requires a difficult process of cutting the combs into a comb shape in accordance with the arrangement pitch of the nozzle openings and a work of positioning and fixing the cut piezoelectric vibrators in the pressure generating chamber. There is.

【0004】これに対して後者は、圧電材料のグリーン
シートを圧力発生室の形状に合わせて貼付し、これを焼
成するという比較的簡単な工程で振動板に圧電振動子を
作り付けることができるものの、たわみ振動を利用する
関係上、ある程度の面積が必要となり、高密度配列が困
難であるという問題がある。
On the other hand, in the latter, the piezoelectric vibrator can be attached to the vibrating plate by a relatively simple process of sticking a green sheet of a piezoelectric material in conformity with the shape of the pressure generating chamber and firing the same. However, due to the use of flexural vibration, there is a problem that a certain area is required and high-density arrangement is difficult.

【0005】一方、後者の記録ヘッドの不都合を解消す
べく、特開平5−286131号公報に見られるよう
に、振動板の表面全体に亙って成膜技術により均一な圧
電材料層を形成し、この圧電材料層をリソグラフィ法に
より圧力発生室に対応する形状に切り分けて各圧力発生
室毎に独立するように圧電振動子を形成したものが提案
されている。
On the other hand, in order to eliminate the disadvantage of the latter recording head, a uniform piezoelectric material layer is formed over the entire surface of the diaphragm by a film forming technique as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-286131. It has been proposed that the piezoelectric material layer is cut into a shape corresponding to the pressure generating chamber by a lithographic method and a piezoelectric vibrator is formed so as to be independent for each pressure generating chamber.

【0006】これによれば圧電振動子を振動板に貼付け
る作業が不要となって、リソグラフィ法という精密で、
かつ簡便な手法で圧電振動子を作り付けることができる
ばかりでなく、圧電振動子の厚みを薄くできて高速駆動
が可能になるという利点がある。
According to this, the work of attaching the piezoelectric vibrator to the diaphragm becomes unnecessary, and the precision of the lithography method
Further, not only the piezoelectric vibrator can be built by a simple method, but there is an advantage that the piezoelectric vibrator can be made thin and high speed driving becomes possible.

【0007】また、この場合、基板として、例えばシリ
コン単結晶基板を用い、圧力発生室やリザーバ等の流路
を異方性エッチングにより形成し、圧力発生室の開口面
積を可及的に小さくして記録密度の向上を図ることが可
能である。
Further, in this case, for example, a silicon single crystal substrate is used as the substrate, and the flow passages such as the pressure generating chamber and the reservoir are formed by anisotropic etching to reduce the opening area of the pressure generating chamber as much as possible. It is possible to improve the recording density.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述したインクジェッ
ト式記録ヘッドでは、何れにしても圧電振動子を駆動す
るための半導体集積回路(IC)等が必要であり、イン
クジェット式記録ヘッド近傍に搭載されている。すなわ
ち、従来においては、圧電振動子の近傍にICを配置し
てワイヤボンディング等により配線する手法がとられて
いる。
In any of the ink jet recording heads described above, a semiconductor integrated circuit (IC) or the like for driving the piezoelectric vibrator is required, and is mounted near the ink jet recording head. There is. That is, conventionally, a method has been adopted in which an IC is arranged near the piezoelectric vibrator and wiring is performed by wire bonding or the like.

【0009】しかしながら、特に、記録密度の向上に伴
って、IC等の搭載スペース及び各圧電振動子とIC等
との配線のスペースが、記録ヘッドを小型化する上での
課題となる。また、このような課題は、同様な圧電振動
子を有するアクチュエータにおいても存在する。
However, in particular, as the recording density is improved, the mounting space for ICs and the like and the space for wiring between the piezoelectric vibrators and ICs and the like become an issue for downsizing the recording head. Further, such a problem also exists in an actuator having a similar piezoelectric vibrator.

【0010】本発明はこのような事情に鑑み、ICを効
率よく且つ作業性よく搭載したアクチュエータ及びイン
クジェット式記録ヘッドを提供することを課題とする。
In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide an actuator and an ink jet recording head in which an IC is mounted efficiently and with good workability.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の第1の態様は、圧力発生室を画成して当該圧力発生
室の一方面側に振動板を介して圧電振動子を有する流路
形成基板を具備するアクチュエータにおいて、一方面に
配線パターンを形成し、該配線パターン側に前記流路形
成基板の前記圧電振動子側を接合させて当該流路形成基
板を保持固定する固定部材を有し、前記圧電振動子を駆
動する駆動用集積回路が前記固定部材の前記一方面とは
反対側の面に実装され、且つ前記配線パターンが前記固
定部材を貫通して延設され、前記駆動用集積回路と前記
圧電振動子とを接続していることを特徴とするアクチュ
エータにある。
According to a first aspect of the present invention for solving the above problems, a pressure generating chamber is defined and a piezoelectric vibrator is provided on one side of the pressure generating chamber via a vibration plate. One side of an actuator equipped with a flow path forming substrate
A driving member for driving the piezoelectric vibrator, which has a fixing member for forming a wiring pattern, and bonding the piezoelectric vibrator side of the flow path forming substrate to the wiring pattern side to hold and fix the flow path forming substrate. An integrated circuit is mounted on the surface of the fixing member opposite to the one surface, and the wiring pattern is fixed to the fixed surface.
The driving integrated circuit and the driving integrated circuit,
An actuator characterized by being connected to a piezoelectric vibrator .

【0012】かかる第1の態様では、流路形成基板を保
持する固定部材に駆動用集積回路を実装するだけでアク
チュエータが構成でき、小型化、高密度化を実現でき
る。
In the first aspect, the actuator can be constructed by simply mounting the driving integrated circuit on the fixing member for holding the flow path forming substrate, and downsizing and high density can be realized.

【0013】本発明の第2の態様は、第1の態様におい
て、前記流路形成基板の前記固定部材側の表面には前記
圧電振動子の駆動用電極に接続する接点部が配される一
方、前記固定部材の前記流路形成基板側の表面には前記
駆動用配線の前記他端の接続部が前記接点部に対応して
配されており、前記接点部と前記接続部とが圧着接合さ
れていることを特徴とするアクチュエータにある。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a contact portion for connecting to a driving electrode of the piezoelectric vibrator is arranged on the surface of the flow path forming substrate on the fixed member side. The connection part at the other end of the drive wiring is arranged corresponding to the contact part on the surface of the fixing member on the flow path forming substrate side, and the contact part and the connection part are pressure-bonded to each other. The actuator is characterized in that

【0014】かかる第2の態様では、流路形成基板を固
定部材に接合することにより、各圧電振動子との配線接
続が行われ、組立が容易となる。
In the second aspect, the flow path forming substrate is joined to the fixing member, whereby the wiring connection with each piezoelectric vibrator is made and the assembling becomes easy.

【0015】本発明の第3の態様は、第1又は2の態様
において、前記固定部材には、外部装置との接続を行う
接続端子を具備し、当該接続端子を介して前記外部装置
からの駆動信号を前記駆動用集積回路に接続することを
特徴とするアクチュエータにある。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the fixing member is provided with a connection terminal for connecting with an external device, and the external device is connected via the connection terminal. An actuator is characterized in that a drive signal is connected to the drive integrated circuit.

【0016】かかる第3の態様では、外部装置との接続
が容易となる。
In the third aspect, connection with an external device becomes easy.

【0017】本発明の第4の態様は、第1〜3の何れか
の態様において、前記流路形成基板の他方面側には、前
記圧力発生室に連通するノズル開口を有するノズル形成
部材が接合されてヘッドチップを構成していることを特
徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, a nozzle forming member having a nozzle opening communicating with the pressure generating chamber is provided on the other surface side of the flow path forming substrate. The inkjet recording head is characterized by being joined to form a head chip.

【0018】かかる第4の態様では、ヘッドチップを保
持する固定部材に駆動用集積回路を実装するだけでイン
クジェット式記録ヘッドが構成でき、小型化、高密度化
を実現できる。
In the fourth aspect, the ink jet type recording head can be constructed only by mounting the driving integrated circuit on the fixing member for holding the head chip, and the miniaturization and high density can be realized.

【0019】本発明の第5の態様は、第4の態様におい
て、前記流路形成基板がシリコン単結晶基板からなり、
前記固定部材が前記シリコン単結晶基板の線膨張係数と
近い線膨張係数を有する材質で形成されていることを特
徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the flow path forming substrate is a silicon single crystal substrate,
In the ink jet recording head, the fixing member is formed of a material having a linear expansion coefficient close to that of the silicon single crystal substrate.

【0020】かかる第5の態様では、環境温度が変化し
ても、圧電振動子に余計な応力等が発生することがな
い。
In the fifth aspect, even if the ambient temperature changes, extra stress is not generated in the piezoelectric vibrator.

【0021】本発明の第6の態様は、第4又は5の態様
において、前記固定部材が、ガラスセラミックス及び窒
化アルミニウムからなる群から選択される材質からなる
ことを特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
A sixth aspect of the present invention is an ink jet recording head according to the fourth or fifth aspect, characterized in that the fixing member is made of a material selected from the group consisting of glass ceramics and aluminum nitride. is there.

【0022】かかる第6の態様では、温度変化に強いイ
ンクジェット式記録ヘッドとなる。
In the sixth aspect, the ink jet recording head is resistant to temperature changes.

【0023】本発明の第7の態様は、第4の態様におい
て、前記流路形成基板と前記ノズル形成部材とがセラミ
ックスで形成され、前記圧電振動子の各層がグリーンシ
ート貼付又は印刷により形成されていること特徴とする
インクジェット式記録ヘッドにある。
According to a seventh aspect of the present invention, in the fourth aspect, the flow path forming substrate and the nozzle forming member are formed of ceramics, and each layer of the piezoelectric vibrator is formed by sticking or printing a green sheet. The inkjet recording head is characterized by the fact that

【0024】かかる第7の態様では、ヘッドチップを容
易に製造することができる。
In the seventh aspect, the head chip can be easily manufactured.

【0025】本発明の第8の態様は、第4〜7の何れか
の態様において、前記流路形成基板には前記圧力発生室
に連通されるリザーバが画成され、前記ノズル形成部材
は前記ノズル開口を有するノズルプレートであることを
特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the fourth to seventh aspects, a reservoir communicating with the pressure generating chamber is defined in the flow path forming substrate, and the nozzle forming member is formed of the reservoir. The inkjet recording head is characterized by being a nozzle plate having nozzle openings.

【0026】かかる第8の態様では、ノズル開口からイ
ンクを吐出するインクジェット式記録ヘッドを容易に実
現できる。
In the eighth aspect, it is possible to easily realize an ink jet recording head which ejects ink from the nozzle openings.

【0027】本発明の第9の態様は、第4〜7の何れか
の態様において、前記ノズル形成部材は、前記圧力発生
室にインクを供給する共通インク室と、前記圧力発生室
と前記ノズル開口とを連通する通路とを形成する流路ユ
ニットであることを特徴とするインクジェット式記録ヘ
ッドにある。
According to a ninth aspect of the present invention, in any one of the fourth to seventh aspects, the nozzle forming member includes a common ink chamber for supplying ink to the pressure generating chamber, the pressure generating chamber and the nozzle. An ink jet recording head is characterized in that it is a flow path unit that forms a passage communicating with an opening.

【0028】かかる第9の態様では、流路ユニットを介
してノズル開口からインクが吐出される。
In the ninth aspect, ink is ejected from the nozzle openings via the flow path unit.

【0029】本発明の第10の態様は、第4〜9の何れ
かの態様において、前記流路形成基板の前記固定部材側
の表面には前記圧力発生室に連通するインク供給口が開
口し、一方、前記固定部材には、前記インク供給口に対
向して相互に連通するインク供給流路が設けられている
ことを特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
In a tenth aspect of the present invention according to any one of the fourth to ninth aspects, an ink supply port communicating with the pressure generating chamber is opened on the surface of the flow path forming substrate on the fixing member side. On the other hand, the ink jet recording head is characterized in that the fixing member is provided with an ink supply channel facing the ink supply port and communicating with each other.

【0030】かかる第10の態様では、固定部材がイン
ク供給用の部材を兼ね、さらに小型化を図ることができ
る。
In the tenth aspect, the fixing member also serves as a member for supplying ink, and the size can be further reduced.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下に本発明を一実施形態に基づ
いて詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below in detail based on an embodiment.

【0032】(実施形態1)図1は、本発明の一実施形
態に係るインクジェット式記録ヘッドを示す分解斜視図
であり、図2は、その1つの圧力発生室の長手方向にお
けるそれぞれの断面構造を示す図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is an exploded perspective view showing an ink jet recording head according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional structure of each pressure generating chamber in the longitudinal direction. FIG.

【0033】図示するように、流路形成基板10は、本
実施形態では面方位(110)のシリコン単結晶基板か
らなる。流路形成基板10としては、通常、150〜3
00μm程度の厚さのものが用いられ、望ましくは18
0〜280μm程度、より望ましくは220μm程度の
厚さのものが好適である。これは、隣接する圧力発生室
間の隔壁の剛性を保ちつつ、配列密度を高くできるから
である。
As shown in the figure, the flow path forming substrate 10 is a silicon single crystal substrate having a plane orientation (110) in this embodiment. The flow path forming substrate 10 is usually 150 to 3
A thickness of about 00 μm is used, preferably 18
The thickness is preferably about 0 to 280 μm, more preferably about 220 μm. This is because the array density can be increased while maintaining the rigidity of the partition wall between the adjacent pressure generating chambers.

【0034】流路形成基板10の一方の面は開口面とな
り、他方の面には予め熱酸化により形成した二酸化シリ
コンからなる、厚さ0.1〜2μmの弾性膜50が形成
されている。
One surface of the flow path forming substrate 10 is an opening surface, and the other surface is provided with an elastic film 50 of 0.1 to 2 μm in thickness made of silicon dioxide formed by thermal oxidation in advance.

【0035】一方、流路形成基板10の開口面には、シ
リコン単結晶基板を異方性エッチングすることにより、
複数の隔壁11により区画された圧力発生室12の列1
3が2列と、各圧力発生室12に対応するリザーバ14
と、各圧力発生室12と各リザーバ14とを一定の流体
抵抗で連通するインク供給口15がそれぞれ形成されて
いる。なお、各リザーバ14に対応する弾性膜50に
は、外部から当該リザーバ14にインクを供給するため
のインク導入孔16が形成されている。
On the other hand, the opening surface of the flow path forming substrate 10 is anisotropically etched to form a silicon single crystal substrate.
Row 1 of pressure generating chambers 12 partitioned by a plurality of partition walls 11
3 in two rows and reservoirs 14 corresponding to each pressure generating chamber 12
And an ink supply port 15 that connects each pressure generating chamber 12 and each reservoir 14 with a constant fluid resistance. The elastic film 50 corresponding to each reservoir 14 has an ink introduction hole 16 for supplying ink to the reservoir 14 from the outside.

【0036】ここで、異方性エッチングは、シリコン単
結晶基板をKOH等のアルカリ溶液に浸漬すると、徐々
に侵食されて(110)面に垂直な第1の(111)面
と、この第1の(111)面と約70度の角度をなし且
つ上記(110)と約35度の角度をなす第2の(11
1)面とが出現し、(110)面のエッチングレートと
比較して(111)面のエッチングレートが約1/18
0であるという性質を利用して行われるものである。か
かる異方性エッチングにより、二つの第1の(111)
面と斜めの二つの第2の(111)面とで形成される平
行四辺形状の深さ加工を基本として精密加工を行うこと
ができ、圧力発生室12を高密度に配列することができ
る。
In the anisotropic etching, when a silicon single crystal substrate is dipped in an alkaline solution such as KOH, it is gradually eroded to form a first (111) plane perpendicular to the (110) plane and the first (111) plane. Of the second (11) which forms an angle of about 70 degrees with the (111) plane of the above and forms an angle of about 35 degrees with the above (110).
1) plane appears, and the etching rate of the (111) plane is about 1/18 of the etching rate of the (110) plane.
This is performed by utilizing the property of being 0. By such anisotropic etching, two first (111)
Precision machining can be performed based on the depth machining of the parallelogram formed by the plane and the two diagonal (111) planes, and the pressure generating chambers 12 can be arranged at high density.

【0037】本実施形態では、各圧力発生室12の長辺
を第1の(111)面で、短辺を第2の(111)面で
形成している。この圧力発生室12は、流路形成基板1
0をほぼ貫通して弾性膜50に達するまでエッチングす
ることにより形成されている。ここで、弾性膜50は、
シリコン単結晶基板をエッチングするアルカリ溶液に侵
される量がきわめて小さい。また各圧力発生室12の一
端に連通する各インク供給口15は、圧力発生室12よ
り浅く形成されている。すなわち、インク供給口15
は、シリコン単結晶基板を厚さ方向に途中までエッチン
グ(ハーフエッチング)することにより形成されてい
る。なお、ハーフエッチングは、エッチング時間の調整
により行われる。
In this embodiment, the long side of each pressure generating chamber 12 is formed by the first (111) plane, and the short side is formed by the second (111) plane. The pressure generating chamber 12 is provided in the flow path forming substrate 1
It is formed by etching through almost 0 to reach the elastic film 50. Here, the elastic film 50 is
The amount of the alkaline solution that etches the silicon single crystal substrate is extremely small. Each ink supply port 15 communicating with one end of each pressure generating chamber 12 is formed shallower than the pressure generating chamber 12. That is, the ink supply port 15
Is formed by halfway etching the silicon single crystal substrate in the thickness direction. The half etching is performed by adjusting the etching time.

【0038】また、流路形成基板10の開口面側には、
各圧力発生室12のインク供給口15とは反対側に連通
するノズル開口17が穿設されたノズルプレート18が
接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。な
お、ノズルプレート18は、厚さが例えば、0.1〜1
mmで、線膨張係数が300℃以下で、例えば2.5〜
4.5[×10-6/℃]であるガラスセラミックス、又
は不錆鋼などからなる。ノズルプレート18は、一方の
面で流路形成基板10の一面を全面的に覆い、シリコン
単結晶基板を衝撃や外力から保護する補強板の役目も果
たす。
On the opening surface side of the flow path forming substrate 10,
A nozzle plate 18 having a nozzle opening 17 that communicates with the side opposite to the ink supply port 15 of each pressure generating chamber 12 is fixed via an adhesive or a heat-welding film. The nozzle plate 18 has a thickness of, for example, 0.1 to 1
mm, a coefficient of linear expansion of 300 ° C. or less, for example, 2.5 to
It is made of glass ceramics of 4.5 [× 10 −6 / ° C.] or rust-free steel. The nozzle plate 18 entirely covers one surface of the flow path forming substrate 10 with one surface, and also serves as a reinforcing plate that protects the silicon single crystal substrate from impact and external force.

【0039】ここで、インク滴吐出圧力をインクに与え
る圧力発生室12の大きさと、インク滴を吐出するノズ
ル開口17の大きさとは、吐出するインク滴の量、吐出
スピード、吐出周波数に応じて最適化される。例えば、
1インチ当たり360個のインク滴を記録する場合、ノ
ズル開口17は数十μmの径で精度よく形成する必要が
ある。
Here, the size of the pressure generating chamber 12 that applies the ink droplet ejection pressure to the ink and the size of the nozzle opening 17 that ejects the ink droplet depend on the amount of the ejected ink droplet, the ejection speed, and the ejection frequency. Optimized. For example,
When recording 360 ink droplets per inch, it is necessary to accurately form the nozzle openings 17 with a diameter of several tens of μm.

【0040】一方、流路形成基板10の開口面とは反対
側の弾性膜50の上には、厚さが例えば、約0.5μm
の下電極膜60と、厚さが例えば、約1μmの圧電体膜
70と、厚さが例えば、約0.1μmの上電極膜80と
が、後述するプロセスで積層形成されて、圧電振動子
(圧電素子)を構成している。このように、弾性膜50
の各圧力発生室12に対向する領域には、各圧力発生室
12毎に独立して圧電振動子が設けられている。本実施
形態では、下電極膜60を圧電振動子の共通電極とし、
上電極膜80を圧電振動子の個別電極としているが、駆
動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何
れの場合においても、各圧力発生室12毎に圧電体能動
部が形成されていることになる。本実施形態では、詳細
を後述するように、圧力発生室12毎に圧電体膜70及
び上電極膜80を形成している。
On the other hand, a thickness of, for example, about 0.5 μm is formed on the elastic film 50 on the side opposite to the opening surface of the flow path forming substrate 10.
The lower electrode film 60, the piezoelectric film 70 having a thickness of, for example, about 1 μm, and the upper electrode film 80 having a thickness of, for example, about 0.1 μm are laminated in a process described later to form a piezoelectric vibrator. (Piezoelectric element). In this way, the elastic film 50
In a region facing each pressure generating chamber 12, a piezoelectric vibrator is provided independently for each pressure generating chamber 12. In this embodiment, the lower electrode film 60 is used as a common electrode of the piezoelectric vibrator,
Although the upper electrode film 80 is used as an individual electrode of the piezoelectric vibrator, there is no problem even if the upper electrode film 80 is reversed for convenience of the drive circuit and wiring. In any case, the piezoelectric active portion is formed for each pressure generating chamber 12. In the present embodiment, as will be described later in detail, the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 are formed for each pressure generating chamber 12.

【0041】ここで、シリコン単結晶基板からなる流路
形成基板10上に、圧電体膜70等を形成するプロセス
を図3を参照しながら説明する。
Here, a process of forming the piezoelectric film 70 and the like on the flow path forming substrate 10 made of a silicon single crystal substrate will be described with reference to FIG.

【0042】図3(a)に示すように、まず、流路形成
基板10となるシリコン単結晶基板のウェハを約110
0℃の拡散炉で熱酸化して二酸化シリコンからなる弾性
膜50を形成する。
As shown in FIG. 3A, first, about 110 wafers of a silicon single crystal substrate to be the flow path forming substrate 10 are prepared.
An elastic film 50 made of silicon dioxide is formed by thermal oxidation in a 0 ° C. diffusion furnace.

【0043】次に、図3(b)に示すように、スパッタ
リングで下電極膜60を形成する。下電極膜60の材料
としては、Pt等が好適である。これは、スパッタリン
グやゾル−ゲル法で成膜する後述の圧電体膜70は、成
膜後に大気雰囲気下又は酸素雰囲気下で600〜100
0℃程度の温度で焼成して結晶化させる必要があるから
である。すなわち、下電極膜60の材料は、このような
高温、酸化雰囲気下で導電性を保持できなければなら
ず、殊に、圧電体膜70としてPZTを用いた場合に
は、PbOの拡散による導電性の変化が少ないことが望
ましく、これらの理由からPtが好適である。
Next, as shown in FIG. 3B, the lower electrode film 60 is formed by sputtering. Pt or the like is suitable as the material of the lower electrode film 60. This is because the piezoelectric film 70 to be described later, which is formed by the sputtering or sol-gel method, is 600 to 100 in the air atmosphere or the oxygen atmosphere after the film formation.
This is because it is necessary to fire and crystallize at a temperature of about 0 ° C. That is, the material of the lower electrode film 60 must be able to maintain the conductivity under such a high temperature and oxidizing atmosphere, and particularly when PZT is used as the piezoelectric film 70, the conductivity due to the diffusion of PbO. It is desirable that the change in sex is small, and Pt is preferable for these reasons.

【0044】次に、図3(c)に示すように、圧電体膜
70を成膜する。この圧電体膜70の成膜にはスパッタ
リングを用いることもできるが、本実施形態では、金属
有機物を溶媒に溶解・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
からなる圧電体膜70を得る、いわゆるゾル−ゲル法を
用いている。圧電体膜70の材料としては、チタン酸ジ
ルコン酸鉛(PZT)系の材料がインクジェット式記録
ヘッドに使用する場合には好適である。
Next, as shown in FIG. 3C, a piezoelectric film 70 is formed. Although sputtering can be used to form the piezoelectric film 70, in the present embodiment, a so-called sol in which a metal organic material is dissolved / dispersed in a solvent is applied, dried, gelled, and fired at a higher temperature to form a metal. A so-called sol-gel method for obtaining the piezoelectric film 70 made of an oxide is used. As a material for the piezoelectric film 70, a lead zirconate titanate (PZT) -based material is suitable for use in an inkjet recording head.

【0045】次に、図3(d)に示すように、上電極膜
80を成膜する。上電極膜80は、導電性の高い材料で
あればよく、Al、Au、Ni、Pt等の多くの金属
や、導電性酸化物等を使用できる。本実施形態では、P
tをスパッタリングにより成膜している。
Next, as shown in FIG. 3D, an upper electrode film 80 is formed. The upper electrode film 80 may be made of a material having high conductivity, and many metals such as Al, Au, Ni, Pt, etc., conductive oxides, etc. can be used. In this embodiment, P
t is deposited by sputtering.

【0046】次に、図3(e)に示すように、各圧力発
生室12それぞれに対して圧電振動子を配設するよう
に、上電極膜80及び圧電体膜70のパターニングを行
う。図3(e)では圧電体膜70を上電極膜80と同一
のパターンでパターニングを行った場合を示している
が、上述したように、圧電体膜70は必ずしもパターニ
ングを行う必要はない。これは、上電極膜80のパター
ンを個別電極として電圧を印加した場合、電界はそれぞ
れの上電極膜80と、共通電極である下電極膜60との
間にかかるのみで、その他の部位には何ら影響を与えな
いためである。しかしながら、この場合には、同一の排
除体積を得るためには大きな電圧印加が必要となるた
め、圧電体膜70もパターニングするのが好ましい。ま
た、この後、下電極膜60をパターニングして、例え
ば、圧力発生室12の両側境界部近傍の腕部を除去する
ようにしてもよく、これにより、変位量を向上すること
ができる。
Next, as shown in FIG. 3E, the upper electrode film 80 and the piezoelectric film 70 are patterned so that the piezoelectric vibrators are arranged for the respective pressure generating chambers 12. FIG. 3E shows the case where the piezoelectric film 70 is patterned in the same pattern as the upper electrode film 80, but as described above, the piezoelectric film 70 does not necessarily have to be patterned. This is because, when a voltage is applied using the pattern of the upper electrode film 80 as an individual electrode, the electric field is applied only between the respective upper electrode films 80 and the lower electrode film 60 which is the common electrode, and other regions are not affected. This is because it has no effect. However, in this case, a large voltage must be applied to obtain the same excluded volume. Therefore, it is preferable to pattern the piezoelectric film 70 as well. Further, after that, the lower electrode film 60 may be patterned to remove, for example, the arm portions in the vicinity of the boundary portions on both sides of the pressure generating chamber 12, whereby the displacement amount can be improved.

【0047】ここで、パターニングには、レジストパタ
ーンを形成した後、エッチング等を行うことにより実施
する。
Here, the patterning is performed by forming a resist pattern and then performing etching or the like.

【0048】レジストパターンは、例えば、ネガレジス
トをスピンコートなどにより塗布し、所定形状のマスク
を用いて露光・現像・ベークを行うことにより形成す
る。なお、勿論、ネガレジストの代わりにポジレジスト
を用いてもよい。
The resist pattern is formed, for example, by applying a negative resist by spin coating or the like and performing exposure, development and baking using a mask having a predetermined shape. Of course, a positive resist may be used instead of the negative resist.

【0049】また、エッチングは、ドライエッチング装
置、例えば、イオンミリング装置を用いて二酸化シリコ
ン膜が露出するまで行う。なお、エッチング後には、レ
ジストパターンをアッシング装置等を用いて除去する。
The etching is performed using a dry etching device, for example, an ion milling device, until the silicon dioxide film is exposed. After etching, the resist pattern is removed using an ashing device or the like.

【0050】また、ドライエッチング法としては、イオ
ンミリング法以外に、反応性エッチング法等を用いても
よい。また、ドライエッチングの代わりにウェットエッ
チングを用いることも可能であるが、ドライエッチング
法と比較してパターニング精度が多少劣り、上電極膜8
0の材料も制限されるので、ドライエッチングを用いる
のが好ましい。
As the dry etching method, other than the ion milling method, a reactive etching method or the like may be used. It is also possible to use wet etching instead of dry etching, but the patterning accuracy is somewhat inferior to the dry etching method, and the upper electrode film 8 is formed.
Since the material of 0 is also limited, it is preferable to use dry etching.

【0051】以上が膜形成プロセスである。このように
して膜形成を行った後、図3(f)に示すように、前述
したアルカリ溶液によるシリコン単結晶基板の異方性エ
ッチングを行い、圧力発生室12等を形成する。なお、
以上説明した一連の膜形成及び異方性エッチングは、一
枚のウェハ上に多数のチップを同時に形成し、プロセス
終了後、図1に示すような一つのチップサイズの流路形
成基板10毎に分割する。
The above is the film forming process. After forming the film in this manner, as shown in FIG. 3F, the silicon single crystal substrate is anisotropically etched by the above-described alkaline solution to form the pressure generating chamber 12 and the like. In addition,
In the series of film formation and anisotropic etching described above, a large number of chips are simultaneously formed on a single wafer, and after the process is completed, each flow path forming substrate 10 of one chip size as shown in FIG. To divide.

【0052】そして、このような流路形成基板10及び
ノズルプレート18からなるヘッドチップは、図4及び
図5に示すように、固定部材120に固定される。な
お、図4は、分解斜視図、図5は、平面図及び断面図で
ある。
The head chip including the flow path forming substrate 10 and the nozzle plate 18 is fixed to the fixing member 120 as shown in FIGS. 4 and 5. 4 is an exploded perspective view, and FIG. 5 is a plan view and a sectional view.

【0053】固定部材120は、流路形成基板10の線
膨張係数に近い線膨張係数を有するガラスセラミック
ス、窒化アルミニウムなどの材質からなり、一方面に流
路形成基板10を保持するための凹部121を有する。
凹部121は、ヘッドチップを保持する大きさを有すれ
ばよいが、ヘッドチップの周囲に嵌合して周囲からも保
持するような大きさとしてもよい。
The fixing member 120 is made of a material such as glass ceramic or aluminum nitride having a linear expansion coefficient close to that of the flow path forming substrate 10, and has a concave portion 121 for holding the flow path forming substrate 10 on one surface. Have.
The recess 121 may have a size that holds the head chip, but may have a size that fits around the head chip and holds it from the surroundings.

【0054】凹部121内の流路形成基板10の接合位
置には、各圧力発生室12に対向する上電極膜80のパ
ターンに対向する配線パターン130が形成され、この
配線パターン130の一端部131には、異方性導電接
着剤135を介して、それぞれ上電極膜80の端部80
aが接合されている。一方、配線パターン130は、固
定部材120を貫通して反対面まで延設されており、他
端部がIC配線部132となっている。
A wiring pattern 130 facing the pattern of the upper electrode film 80 facing each pressure generating chamber 12 is formed at the joining position of the flow path forming substrate 10 in the recess 121, and one end portion 131 of this wiring pattern 130 is formed. To the end portions 80 of the upper electrode film 80 via the anisotropic conductive adhesive 135.
a is joined. On the other hand, the wiring pattern 130 extends through the fixing member 120 to the opposite surface, and the other end portion is the IC wiring portion 132.

【0055】また、固定部材120の他端面には、凹部
122が形成され、凹部122内には、駆動用IC14
0が実装されている。そして、駆動用IC140の各端
子141とこれらに対応するIC配線部132とはワイ
ヤボンディング145により接続されている。なお、駆
動用IC140及びワイヤボンディング145は、モー
ルド150により覆われている。
A concave portion 122 is formed on the other end surface of the fixing member 120, and the driving IC 14 is formed in the concave portion 122.
0 is implemented. The terminals 141 of the driving IC 140 and the IC wiring portions 132 corresponding to these terminals are connected by wire bonding 145. The driving IC 140 and the wire bonding 145 are covered with the mold 150.

【0056】また、固定部材120の凹部122の両
側、流路形成基板10のインク導入口16に対向する位
置には、貫通溝であるインク供給路125が形成されて
おり、各インク導入口16に対応する貫通孔161を有
し、各インク導入口16とインク供給路125とを連通
する流路シール材160が、固定部材120と流路形成
基板10との間に設けられている。なお、インク供給路
125に他端側には、図示しないインク供給手段が設け
られるようになっている。
An ink supply path 125, which is a through groove, is formed on both sides of the concave portion 122 of the fixing member 120 and at a position facing the ink introducing port 16 of the flow path forming substrate 10, and each ink introducing port 16 is formed. A flow passage sealing material 160 having a through hole 161 corresponding to the above and communicating each ink introduction port 16 with the ink supply passage 125 is provided between the fixing member 120 and the flow passage forming substrate 10. An ink supply unit (not shown) is provided at the other end of the ink supply path 125.

【0057】さらに、固定部材120には、駆動用IC
140に信号を供給するための配線が施されており、当
該配線の一端部が駆動用端子170となっている。そし
て、駆動用端子170には、外部装置との接続のための
フレキシブルプリント回路180が接続されるようにな
っている。
Further, the fixing member 120 includes a driving IC.
Wiring for supplying a signal to 140 is provided, and one end of the wiring serves as a driving terminal 170. The flexible printed circuit 180 for connecting to an external device is connected to the driving terminal 170.

【0058】このように構成したインクジェット式記録
ヘッドは、図示しない外部インク供給手段とインク供給
路125を介して接続されたインク導入口16からイン
クを取り込み、リザーバ14からノズル開口17に至る
まで内部をインクで満たした後、図示しない外部装置か
らの信号により駆動用IC140が出力した記録信号に
従い、下電極膜60と上電極膜80との間に電圧を印加
し、弾性膜50と圧電体膜70とをたわみ変形させるこ
とにより、圧力発生室12内の圧力が高まりノズル開口
17からインク滴が吐出する。
The ink jet recording head thus constructed takes in ink from the ink introducing port 16 which is connected to the external ink supplying means (not shown) through the ink supplying path 125, and internally from the reservoir 14 to the nozzle opening 17. After being filled with ink, a voltage is applied between the lower electrode film 60 and the upper electrode film 80 in accordance with a recording signal output from the driving IC 140 by a signal from an external device (not shown), and the elastic film 50 and the piezoelectric film By flexurally deforming 70 and 70, the pressure in the pressure generating chamber 12 increases and ink droplets are ejected from the nozzle openings 17.

【0059】以上説明した本実施形態では、ノズルチッ
プを保持固定する固定部材120に、駆動用IC140
を実装することにより、容易にインクジェット式記録ヘ
ッドを構成することができ、また、実装の省スペース化
を図ることができる。
In this embodiment described above, the driving IC 140 is attached to the fixing member 120 for holding and fixing the nozzle tip.
By mounting, it is possible to easily configure an ink jet recording head and to save the mounting space.

【0060】また、固定部材120を流路形成基板10
の線膨張係数と近似する線膨張係数を有する材質で形成
したことにより、環境温度が変化しても圧電振動子に余
計な応力を発生させることがない。
Further, the fixing member 120 is connected to the flow path forming substrate 10
Since it is made of a material having a linear expansion coefficient close to the linear expansion coefficient of 1, the piezoelectric vibrator does not generate extra stress even when the environmental temperature changes.

【0061】(実施形態2)図6に、実施形態2に係る
インクジェット式記録ヘッドの断面を示す。
(Second Embodiment) FIG. 6 shows a cross section of an ink jet recording head according to a second embodiment.

【0062】本実施形態は、駆動用IC140の固定部
材120の配線パターンとの接続をワイヤボンディング
ではなく、バンプを介して行うようにした以外は、上述
した実施形態と同様である。
The present embodiment is the same as the above-mentioned embodiment except that the connection of the driving IC 140 to the wiring pattern of the fixing member 120 is made through bumps instead of wire bonding.

【0063】すなわち、本実施形態では、駆動用IC1
40Aは配線用のバンプ141を有し、固定部材120
の配線パターン130のIC配線部132に直接、熱圧
着、超音波圧着等により接合することにより実装するこ
とができる。
That is, in this embodiment, the driving IC 1
40A has bumps 141 for wiring, and the fixing member 120
It can be mounted by directly bonding to the IC wiring portion 132 of the wiring pattern 130 by thermocompression bonding, ultrasonic pressure bonding, or the like.

【0064】なお、配線部132側にバンプを設けても
よく、勿論、駆動用ICの実装方法は、これらに限定さ
れないことは言うまでもない。
Needless to say, bumps may be provided on the wiring portion 132 side, and of course the mounting method of the driving IC is not limited to these.

【0065】(他の実施形態)以上、本発明の実施形態
を説明したが、インクジェット式記録ヘッドの基本的構
成は上述したものに限定されるものではない。
(Other Embodiments) Although the embodiments of the present invention have been described above, the basic structure of the ink jet recording head is not limited to the above.

【0066】例えば、上述した実施形態では、流路形成
基板10に圧力発生室12と共にリザーバ14を形成し
ているが、共通インク室を別部材で形成する流路ユニッ
トを流路形成基板10に重ねて設けてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the reservoir 14 is formed together with the pressure generating chamber 12 in the flow path forming substrate 10. However, a flow path unit for forming the common ink chamber as a separate member is provided in the flow path forming substrate 10. You may provide in piles.

【0067】このように構成した実施形態に係るヘッド
チップの分解斜視図を図7に、そのヘッドチップを用い
たヘッドの断面図を図8に示す。この実施形態では、ノ
ズル開口17Aが穿設されたノズルプレート18Aと流
路形成基板10Aとの間に、封止板200、共通インク
室形成板210、薄肉板220及びインク室側板230
が挟持され、これらを貫通するように、圧力発生室12
Aとノズル開口17Aとを連通するノズル連通口31が
配されている。
FIG. 7 shows an exploded perspective view of the head chip according to the embodiment configured as described above, and FIG. 8 shows a sectional view of a head using the head chip. In this embodiment, the sealing plate 200, the common ink chamber forming plate 210, the thin plate 220, and the ink chamber side plate 230 are provided between the nozzle plate 18A having the nozzle openings 17A and the flow path forming substrate 10A.
And the pressure generating chamber 12 so as to penetrate them.
A nozzle communication port 31 that connects A and the nozzle opening 17A is arranged.

【0068】すなわち、封止板200、共通インク室形
成板210および薄肉板220とで共通インク室32が
画成され、各圧力発生室12Aと共通インク室32と
は、封止板200に穿設されたインク連通孔33を介し
て連通されている。また、封止板200には供給インク
室32に外部からインクを導入するためのインク導入孔
16Aも穿設されている。また、薄肉板220とノズル
プレート18Aとの間に位置するインク室側板230に
は各供給インク室32に対向する位置に貫通部35が形
成されており、インク滴吐出の際に発生するノズル開口
17Aと反対側へ向かう圧力を、薄肉板220が吸収す
るのを許容するようになっており、これにより、他の圧
力発生室12Aに、共通インク室32を経由して不要な
正又は負の圧力が加わるのを防止することができる。な
お、薄肉板220とインク室側板230とは一体に形成
されてもよい。
That is, the sealing plate 200, the common ink chamber forming plate 210 and the thin plate 220 define the common ink chamber 32, and the pressure generating chambers 12A and the common ink chamber 32 are formed in the sealing plate 200. The ink is communicated through the ink communication hole 33 provided. Further, the sealing plate 200 is also provided with an ink introduction hole 16A for introducing ink into the supply ink chamber 32 from the outside. Further, the ink chamber side plate 230 located between the thin plate 220 and the nozzle plate 18A has a penetrating portion 35 formed at a position facing each supply ink chamber 32, and a nozzle opening generated when ejecting an ink droplet is formed. The thin plate 220 is allowed to absorb the pressure directed to the side opposite to 17A, whereby unnecessary positive or negative pressure is applied to the other pressure generating chamber 12A via the common ink chamber 32. It is possible to prevent pressure from being applied. The thin plate 220 and the ink chamber side plate 230 may be integrally formed.

【0069】このように形成されたヘッドチップは、図
8に示すように、上述した実施形態と同様に固定部材1
20に固定される。
As shown in FIG. 8, the head chip thus formed has the same fixing member 1 as in the above-described embodiment.
It is fixed at 20.

【0070】以上説明した各実施形態は、成膜及びリソ
グラフィプロセスを応用することにより製造できる薄膜
型のインクジェット式記録ヘッドを例にしたが、勿論こ
れに限定されるものではなく、例えば、結晶成長により
圧電体膜を形成するもの等としてもよい。また、例え
ば、基板をセラミックシートを積層して圧力発生室を形
成するものとし、グリーンシートを貼付もしくはスクリ
ーン印刷等により圧電体膜を形成するものとしてもよ
い。さらに、各種の構造のインクジェット式記録ヘッド
に本発明を採用することができる。
In each of the embodiments described above, the thin film type ink jet recording head which can be manufactured by applying the film forming and the lithographic process is taken as an example. However, the present invention is not limited to this, for example, crystal growth. The piezoelectric film may be formed by Further, for example, the substrate may be formed by laminating ceramic sheets to form a pressure generating chamber, and the piezoelectric film may be formed by attaching a green sheet or by screen printing. Furthermore, the present invention can be applied to ink jet recording heads having various structures.

【0071】また、上述した各実施形態では、振動板と
して下電極膜とは別に弾性膜を設けたが、下電極膜が弾
性膜を兼ねるようにしてもよい。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, the elastic film is provided as the diaphragm in addition to the lower electrode film, but the lower electrode film may also serve as the elastic film.

【0072】さらに、上述した各実施形態では、上電極
膜を固定部材の配線パターンに直接接続したが、上電極
膜に接続するリード電極を介して接続するようにしても
よい。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, the upper electrode film is directly connected to the wiring pattern of the fixing member, but it may be connected via the lead electrode connected to the upper electrode film.

【0073】このように、本発明は、その趣旨に反しな
い限り、種々の構造のインクジェット式記録ヘッドに応
用することができる。
As described above, the present invention can be applied to ink jet recording heads having various structures as long as it does not violate the gist thereof.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
ヘッドチップを保持固定する固定部材に、駆動用ICを
実装することにより、容易にアクチュエータ及びインク
ジェット式記録ヘッドを構成することができ、また、実
装の省スペース化を図ることができる。また、固定部材
を流路形成基板の線膨張係数と近似する線膨張係数を有
する材質で形成したことにより、環境温度が変化しても
圧電振動子に余計な応力を発生させることがない。
As described above, in the present invention,
By mounting the drive IC on the fixing member that holds and fixes the head chip, the actuator and the ink jet recording head can be easily configured, and the mounting space can be saved. In addition, since the fixing member is made of a material having a linear expansion coefficient close to that of the flow path forming substrate, the piezoelectric vibrator does not generate extra stress even when the environmental temperature changes.

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

【図1】本発明の一実施形態に係るインクジェット式記
録ヘッドのヘッドチップの分解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view of a head chip of an inkjet recording head according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態1に係るヘッドチップの断面
図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the head chip according to the first embodiment of the invention.

【図3】本発明の実施形態1の薄膜製造工程を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing a thin film manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施形態1のインクジェット式記録ヘ
ッドの分解斜視図である。
FIG. 4 is an exploded perspective view of the ink jet recording head according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施形態1に係るインクジェット式記
録ヘッドの平面及び断面を示す図である。
5A and 5B are views showing a plane and a cross section of the ink jet recording head according to the first embodiment of the invention.

【図6】本発明の実施形態2に係るインクジェット式記
録ヘッドの断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of an ink jet recording head according to a second embodiment of the invention.

【図7】本発明の他の実施形態に係るヘッドチップの分
解斜視図である。
FIG. 7 is an exploded perspective view of a head chip according to another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の他の実施形態に係るインクジェット式
記録ヘッドの断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of an ink jet recording head according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】 10 流路形成基板 11 隔壁 12 圧力発生室 14 リザーバ 15 インク供給口 16 インク導入口 17 ノズル開口 18 ノズルプレート 50 弾性膜 60 下電極膜 70 圧電体膜 80 上電極膜 120 固定部材 130 配線パターン 140,140A 駆動用IC 160 流路シール材 170 駆動用端子 180 フレキシブルプリント基板[Explanation of symbols] 10 Flow path forming substrate 11 partitions 12 Pressure generation chamber 14 Reservoir 15 Ink supply port 16 ink inlet 17 nozzle opening 18 nozzle plate 50 elastic membrane 60 Lower electrode film 70 Piezoelectric film 80 Upper electrode film 120 fixing member 130 wiring pattern 140,140A drive IC 160 flow path sealant 170 Drive terminal 180 Flexible printed circuit board

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−304168(JP,A) 特開 平3−187756(JP,A) 特開 平9−277516(JP,A) 特開 平9−226115(JP,A) 特開 平7−235708(JP,A) 特開 平9−123449(JP,A) 特開 平5−57892(JP,A) 特開 平5−147215(JP,A) 特開 昭63−37958(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/045 B41J 2/055 Continuation of front page (56) Reference JP-A-7-304168 (JP, A) JP-A-3-187756 (JP, A) JP-A-9-277516 (JP, A) JP-A-9-226115 (JP , A) JP 7-235708 (JP, A) JP 9-123449 (JP, A) JP 5-57892 (JP, A) JP 5-147215 (JP, A) JP 63-37958 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B41J 2/045 B41J 2/055

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 圧力発生室を画成して当該圧力発生室の
一方面側に振動板を介して圧電振動子を有する流路形成
基板を具備するアクチュエータにおいて、一方面に配線パターンを形成し、該配線パターン側に
記流路形成基板の前記圧電振動子側を接合させて当該流
路形成基板を保持固定する固定部材を有し、 前記圧電振動子を駆動する駆動用集積回路が前記固定部
材の前記一方面とは反対側の面に実装され、且つ前記配
線パターンが前記固定部材を貫通して延設され、前記駆
動用集積回路と前記圧電振動子とを接続していることを
特徴とするアクチュエータ。
1. An actuator comprising a flow path forming substrate which defines a pressure generating chamber and has a piezoelectric vibrator on one side of the pressure generating chamber via a vibration plate, wherein a wiring pattern is formed on one side. A driving member for driving the piezoelectric vibrator, which has a fixing member for bonding the piezoelectric vibrator side of the flow path forming substrate to the wiring pattern side and holding and fixing the flow path forming substrate. from said one surface of the integrated circuit is the fixing member is mounted on the opposite side, and the distribution
A line pattern extends through the fixing member,
An actuator characterized in that a dynamic integrated circuit is connected to the piezoelectric vibrator .
【請求項2】 請求項1において、前記流路形成基板の
前記固定部材側の表面には前記圧電振動子の駆動用電極
に接続する接点部が配される一方、前記固定部材の前記
流路形成基板側の表面には前記駆動用配線の前記他端の
接続部が前記接点部に対応して配されており、前記接点
部と前記接続部とが圧着接合されていることを特徴とす
るアクチュエータ。
2. The contact portion connected to a drive electrode of the piezoelectric vibrator is disposed on a surface of the flow path forming substrate on the side of the fixed member, while the flow path of the fixed member is provided. The connection portion at the other end of the drive wiring is arranged corresponding to the contact portion on the surface on the side of the formation substrate, and the contact portion and the connection portion are pressure-bonded to each other. Actuator.
【請求項3】 請求項1又は2において、前記固定部材
には、外部装置との接続を行う接続端子を具備し、当該
接続端子を介して前記外部装置からの駆動信号を前記駆
動用集積回路に接続することを特徴とするアクチュエー
タ。
3. The driving circuit according to claim 1, wherein the fixing member is provided with a connection terminal for connecting with an external device, and a drive signal from the external device is supplied through the connection terminal. An actuator characterized by being connected to.
【請求項4】 請求項1〜3の何れかにおいて、前記流
路形成基板の他方面側には、前記圧力発生室に連通する
ノズル開口を有するノズル形成部材が接合されてヘッド
チップを構成していることを特徴とするインクジェット
式記録ヘッド。
4. The head chip according to claim 1, wherein a nozzle forming member having a nozzle opening communicating with the pressure generating chamber is joined to the other surface side of the flow path forming substrate. Inkjet recording head characterized in that
【請求項5】 請求項4において、前記流路形成基板が
シリコン単結晶基板からなり、前記固定部材が前記シリ
コン単結晶基板の線膨張係数と近い線膨張係数を有する
材質で形成されていることを特徴とするインクジェット
式記録ヘッド。
5. The flow path forming substrate according to claim 4, wherein the flow path forming substrate is made of a silicon single crystal substrate, and the fixing member is made of a material having a linear expansion coefficient close to that of the silicon single crystal substrate. An inkjet recording head characterized by:
【請求項6】 請求項4又は5において、前記固定部材
が、ガラスセラミックス及び窒化アルミニウムからなる
群から選択される材質からなることを特徴とするインク
ジェット式記録ヘッド。
6. The ink jet recording head according to claim 4, wherein the fixing member is made of a material selected from the group consisting of glass ceramics and aluminum nitride.
【請求項7】 請求項4において、前記流路形成基板と
前記ノズル形成部材とがセラミックスで形成され、前記
圧電振動子の各層がグリーンシート貼付又は印刷により
形成されていること特徴とするインクジェット式記録ヘ
ッド。
7. The ink jet system according to claim 4, wherein the flow path forming substrate and the nozzle forming member are formed of ceramics, and each layer of the piezoelectric vibrator is formed by sticking or printing a green sheet. Recording head.
【請求項8】 請求項4〜7の何れかにおいて、前記流
路形成基板には前記圧力発生室に連通されるリザーバが
画成され、前記ノズル形成部材は前記ノズル開口を有す
るノズルプレートであることを特徴とするインクジェッ
ト式記録ヘッド。
8. The flow passage forming substrate according to claim 4, wherein a reservoir communicating with the pressure generating chamber is defined, and the nozzle forming member is a nozzle plate having the nozzle opening. An ink jet recording head characterized by the above.
【請求項9】 請求項4〜7の何れかにおいて、前記ノ
ズル形成部材は、前記圧力発生室にインクを供給する共
通インク室と、前記圧力発生室と前記ノズル開口とを連
通する流路とを形成する流路ユニットであることを特徴
とするインクジェット式記録ヘッド。
9. The nozzle forming member according to claim 4, wherein the nozzle forming member includes a common ink chamber that supplies ink to the pressure generating chamber, and a flow path that connects the pressure generating chamber and the nozzle opening. An ink jet recording head, characterized in that it is a flow path unit that forms a.
【請求項10】 請求項4〜9の何れかにおいて、前記
流路形成基板の前記固定部材側の表面には前記圧力発生
室に連通するインク供給口が開口し、一方、前記固定部
材には、前記インク供給口に対向して相互に連通するイ
ンク供給流路が設けられていることを特徴とするインク
ジェット式記録ヘッド。
10. The ink supply port communicating with the pressure generating chamber is opened on the surface of the flow path forming substrate on the side of the fixing member, while the fixing member is formed on the surface of the fixing member side. An ink jet recording head, characterized in that an ink supply channel is provided facing the ink supply port and communicating with each other.
JP34890097A 1997-12-18 1997-12-18 Actuator and ink jet recording head Expired - Fee Related JP3433660B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34890097A JP3433660B2 (en) 1997-12-18 1997-12-18 Actuator and ink jet recording head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34890097A JP3433660B2 (en) 1997-12-18 1997-12-18 Actuator and ink jet recording head

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11179903A JPH11179903A (en) 1999-07-06
JP3433660B2 true JP3433660B2 (en) 2003-08-04

Family

ID=18400149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34890097A Expired - Fee Related JP3433660B2 (en) 1997-12-18 1997-12-18 Actuator and ink jet recording head

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3433660B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6616270B1 (en) 1998-08-21 2003-09-09 Seiko Epson Corporation Ink jet recording head and ink jet recording apparatus comprising the same
KR100481900B1 (en) 1999-12-10 2005-04-11 후지 샤신 필름 가부시기가이샤 Ink-jet head and printer
CN1169670C (en) 2000-02-25 2004-10-06 松下电器产业株式会社 Ink jet head and ink jet recording device
JP2003159800A (en) 2001-09-13 2003-06-03 Seiko Epson Corp Liquid-jet head and liquid-jet apparatus
JP4616609B2 (en) 2004-10-05 2011-01-19 ブラザー工業株式会社 Inkjet head
JP4887747B2 (en) * 2004-11-12 2012-02-29 ブラザー工業株式会社 Piezoelectric actuator, method for manufacturing piezoelectric actuator, and liquid transfer device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11179903A (en) 1999-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6209994B1 (en) Micro device, ink-jet printing head, method of manufacturing them and ink-jet recording device
JP3931976B2 (en) Actuator device, ink jet recording head, and ink jet recording device
JP3522163B2 (en) Inkjet recording head and inkjet recording apparatus
US6231169B1 (en) Ink jet printing head including a backing member for reducing displacement of partitions between pressure generating chambers
JP3725390B2 (en) Inkjet recording head and inkjet recording apparatus
JP3433660B2 (en) Actuator and ink jet recording head
JP2002036547A (en) Ink jet recording head, and its manufacturing method, and ink jet recorder
JP3695507B2 (en) Method for manufacturing ink jet recording head
JP3387380B2 (en) Ink jet recording head
JP3531553B2 (en) Ink jet recording head, method of manufacturing the same, and ink jet recording apparatus
JP2003266394A (en) Method for fabricating silicon device and method of manufacturing ink-jet type recording head and silicon wafer
JP3374900B2 (en) Ink jet recording head
JP3384294B2 (en) Ink jet recording head
JP2000127382A (en) Ink jet recording head and ink jet recorder
JP4121600B2 (en) Through hole forming method and through hole forming substrate
JP3365485B2 (en) Ink jet recording head, method of manufacturing the same, and ink jet recording apparatus
JPH11235818A (en) Ink jet recording head
JPH11291495A (en) Ink jet recording head and manufacture thereof
JPH11291493A (en) Ink jet type recording head
JP3541638B2 (en) Ink jet recording head
JPH11300961A (en) Ink jet recording head and its production
JP2000085133A (en) Manufacture of ink jet type recording head
JP3365486B2 (en) Ink jet recording head, method of manufacturing the same, and ink jet recording apparatus
JP3409662B2 (en) Ink jet recording head
JPH11170505A (en) Ink-jet type recording head

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20030430

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080530

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090530

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100530

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110530

Year of fee payment: 8

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120530

Year of fee payment: 9

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130530

Year of fee payment: 10

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140530

Year of fee payment: 11

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees