JP5618208B2 - 液滴吐出ヘッド、液体カートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents
液滴吐出ヘッド、液体カートリッジおよび画像形成装置 Download PDFInfo
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Description
本発明の目的は、振動板の構成膜である圧縮応力膜と引張応力膜を3層以上積層し、高精度で安定した吐出特性を有する液滴吐出ヘッド、液体カートリッジおよび画像形成装置を提供することにある。
図1は、本発明が適用される圧電型アクチュエータを有する液滴吐出ヘッド(斜視図)を示す。図2(a)は、図1の加圧液室の短辺長の断面を示し、図2(b)は、図1の加圧液室の長辺方向の断面(図1の点線)を示す。
図9(a)は、実施例2の振動板の構成を示す。実施例2は、参考例1の振動板3の剛性より大きな剛性を必要とする場合の実施例である。
参考例1、実施例2は、振動板全体の膜応力(膜張力)をほぼ零になるようにするため、振動板厚さ方向の中心から上下に、その膜構成、膜厚を対称系としている(例えば、図9(b))
しかし、振動板上に圧電素子を形成するため、圧電素子材料膜(電極層、圧電体)の応力を考慮して、振動板全体の応力を制御する必要があり、参考例1、実施例2のように必ずしも振動板のみの膜応力零が最適とは限らない。例えば、振動板全体の膜応力がほぼ零で、圧電体素子が引張応力を有する場合は、振動板は加圧液室側へ凸に撓む。圧電体素子を形成した後の振動板を平坦にする必要がある場合は、圧電体素子の膜応力とバランスを取るために振動板全体の膜応力(膜張力)を零以外にする必要がある。
実施例4は、液滴吐出ヘッド1を一体化したカートリッジの実施例である。図10に示すインクカートリッジ80は、ノズル81等を有する液滴吐出ヘッド1と、この液滴吐出ヘッド1に対してインクを供給するインクタンク82とを一体化したものである。このようにインクタンク82が一体型の液滴吐出ヘッド1の場合、アクチュエータ部を高精度化、高密度化、および高信頼化することで、インクカートリッジ80の歩留まりや信頼性を向上することができ、インクカートリッジ80の低コスト化を図ることができる。
実施例5は、液滴吐出ヘッド1を搭載したインクジェット記録装置(画像形成装置)の実施例である。図11は、インクジェット記録装置(a)と機構部の構成(b)を示す。
2 圧電体素子
3 振動板
4 加圧液室隔壁
5 加圧液室
6 ノズル孔
7 流体抵抗
8 共通液室
9 共通液滴供給路
10 共通電極
11 個別電極
12 圧電体
21 シリコン単結晶基板
22、26、27 シリコン酸化膜
23、25 ポリシリコン膜
24 シリコン窒化膜
66 液滴供給口
67 ザグリ
100 第1の基板
200 第2の基板
300 ノズル基板
Claims (6)
- 液滴を吐出する液滴吐出孔と、前記液滴吐出孔と連通する加圧液室と、前記加圧液室の壁面の一部を構成する振動板と、前記振動板を振動させることにより前記加圧液室内部の圧力を変化させて前記液滴吐出孔から液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドにおいて、
前記振動板は、LPCVD法で成膜された圧縮応力を有する膜と引張応力を有する膜を含む3層以上の膜を積層して構成されており、
前記引張応力を有する膜としてシリコン窒化膜を含み、
前記シリコン窒化膜の間に前記圧縮応力を有する膜を挟んだ構造を含むことを特徴とする液滴吐出ヘッド。 - 前記振動板は、前記加圧液室側に向かって、前記圧縮応力を有する膜、前記構造、前記圧縮応力を有する膜を含む層構成を有することを特徴する請求項1記載の液滴吐出ヘッド。
- 前記圧縮応力を有する膜として、シリコン酸化膜またはポリシリコン膜を含むことを特徴する請求項1又は2記載の液滴吐出ヘッド。
- 前記シリコン窒化膜の膜厚は、0.3μm以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッド。
- 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドに記録液を供給するインクタンクを一体化したことを特徴とする液体カートリッジ。
- 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドを搭載したことを特徴とする画像形成装置。
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