KR100756149B1 - Luquid-jet head and liquid-jet apparatus - Google Patents
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Abstract
각 헤드 본체를 근접하여 배치할 수 있고, 인쇄 품질을 향상할 수 있는 액체 분사 헤드 및 액체 분사 장치를 제공한다.Provided are a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus capable of placing each head body in close proximity and improving print quality.
노즐 개구(21)가 뚫어 설치된 노즐 플레이트(20)와, 노즐 플레이트(20)가 한쪽 면 측에 접합됨과 동시에 압력 발생실(12)이 복수 병설(竝設)되는 유로 형성 기판(10)과, 압력 발생 수단(300)을 적어도 가지는 헤드 본체(2)와, 노즐 개구(21)를 노출하는 노출구(111)을 가져 복수의 헤드 본체(2)가 위치 결정 고정되는 고정판(3)을 구비하고, 이 고정판(3)이, 리저버(reservoir)(112)가 설치된 리저버 형성 기판(110)과, 리저버(112)에 대향하는 영역에 가요부(可撓部)(131)를 가지는 컴플라이언스(compliance) 기판(130)과, 리저버 형성 기판(110)의 다른 쪽 면 측에 접합되어 리저버(112)를 봉지(封止)하는 봉지 기판(120)으로 이루어지도록 한다.A nozzle plate 20 provided with nozzle openings 21, a flow path forming substrate 10 in which a plurality of pressure generating chambers 12 are provided at the same time the nozzle plate 20 is joined to one surface side, and And a fixing plate 3 having a head main body 2 having at least a pressure generating means 300 and an exposure port 111 exposing the nozzle opening 21 to which the plurality of head main bodies 2 are positioned and fixed. The fixing plate 3 has a reservoir forming substrate 110 provided with a reservoir 112 and a compliance portion having a flexible portion 131 in a region facing the reservoir 112. The substrate 130 and the other side of the reservoir formation substrate 110 are bonded to each other so as to be formed of an encapsulation substrate 120 encapsulating the reservoir 112.
Description
도 1은 실시 형태 1에 관한 기록 헤드의 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view of a recording head according to the first embodiment.
도 2는 실시 형태 1에 관한 기록 헤드의 단면도이다.2 is a sectional view of a recording head according to the first embodiment.
도 3은 실시 형태 1에 관한 기록 헤드의 확대 단면도이다.3 is an enlarged cross-sectional view of the recording head according to the first embodiment.
도 4는 실시 형태 1에 관한 기록 헤드의 변형예를 나타내는 분해 사시도이다.4 is an exploded perspective view showing a modification of the recording head according to the first embodiment.
도 5는 일실시 형태에 관한 잉크젯식 기록 장치의 개략도이다.5 is a schematic diagram of an inkjet recording apparatus according to one embodiment.
<부호의 설명><Description of the code>
1 잉크젯식 기록 헤드, 2 헤드 본체, 3 고정판, 4 유로 기판, 10 유로 형성 기판, 12 압력 발생실, 20 노즐 플레이트, 21 노즐 개구, 22 잉크 공급구, 30 보호 기판, 31 압전 소자 유지부, 110 리저버 형성 기판, 111 노출구, 112 리저버, 120봉지 기판, 130 컴플라이언스 기판, 132 탄성 시트, 133 보강 기판, 134 관통부, 135 잉크 공급 연통구, 135 잉크 도입구1 inkjet recording head, 2 head body, 3 fixing plate, 4 flow path substrate, 10 flow path forming substrate, 12 pressure generating chamber, 20 nozzle plate, 21 nozzle opening, 22 ink supply port, 30 protection substrate, 31 piezoelectric element holder, 110 reservoir forming substrate, 111 exposed hole, 112 reservoir, 120 encapsulation substrate, 130 compliance substrate, 132 elastic sheet, 133 reinforcement substrate, 134 penetration, 135 ink supply communication port, 135 ink inlet
<기술 분야><Technology field>
본 발명은, 피(被)분사액을 토출하는 액체 분사 헤드 및 액체 분사 장치에 관한 것이고, 특히 잉크 방울을 토출하는 노즐 개구와 연통하는 압력 발생실 내의 액체에 압력을 부여하는 압력 발생 수단 변위에 의해 잉크 방울을 토출시키는 잉크젯식 기록 헤드 및 잉크젯식 기록 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
<배경 기술><Background technology>
프린터나 플로터(plotter) 등의 잉크젯식 기록 장치에는, 잉크 카트리지나 잉크 탱크 등의 잉크 저장부에 저장된 잉크를, 잉크 방울로서 토출 가능한 복수의 헤드 본체를 가지는 잉크젯식 기록 헤드가 탑재되어 있다.An inkjet recording head, such as a printer or a plotter, is equipped with an inkjet recording head having a plurality of head bodies capable of discharging ink stored in an ink storage unit such as an ink cartridge or an ink tank as ink droplets.
또, 이와 같은 잉크젯식 기록 장치는, 복수 색의 잉크 방울을 토출하여 컬러 인쇄가 행해지는 것이 일반적으로 되어 있고, 잉크젯식 기록 장치에는, 각각 색이 다른 잉크 방울을 토출하는 복수의 헤드 본체를 가지는 잉크젯식 기록 헤드가 탑재되어 있다. 이와 같은 잉크젯식 기록 헤드(잉크젯식 기록 헤드 유니트)로서는, 예를 들면, 각 헤드 본체(잉크젯식 기록 헤드)가, 노즐 플레이트 측에 설치되는 고정판에 소정 간격으로 위치 결정 고정되어 있는 것이 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).In addition, such an inkjet recording apparatus generally discharges a plurality of ink droplets and color printing is performed. The inkjet recording apparatus has a plurality of head bodies each ejecting ink droplets of different colors. An inkjet recording head is mounted. As such an inkjet recording head (inkjet recording head unit), for example, each head main body (inkjet recording head) is positioned and fixed to a fixed plate provided on the nozzle plate side at predetermined intervals (example For example, refer patent document 1).
또, 각 헤드 본체는, 예를 들면, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 실리콘 단결정 기판으로 이루어지고 압력 발생실 및 리저버의 일부를 구성하는 연통부가 설치되는 유로 형성 기판과 압력 발생실에 연통하는 노즐 개구가 뚫어 설치된 노즐 플레이트와, 연통부와 함께 리저버를 구성하는 리저버부와 압전 소자를 보호 하는 압전 소자 유지부를 가지는 리저버 형성 기판 등으로 구성되어 있다.Moreover, each head main body communicates with the flow path formation board | substrate which consists of a silicon single crystal board | substrate, and the communication part which comprises a part of a pressure generating chamber and a reservoir is provided as described, for example in
이와 같은 구조의 헤드 본체는, 통로 형성 기판에 압력 발생실과 함께 리저버의 일부가 형성되어 있기 때문에, 유로 형성 기판의 면적이 크게 되어 버린다. 이 때문에, 복수의 헤드 본체가 병설되어 있는 잉크젯식 기록 헤드도 대형화해 버린다고 하는 문제도 있다. 또한, 각 헤드 본체의 간격이 넓어져 버리기 때문에, 즉, 노즐 개구의 열(列)의 간격이 넓어져 노즐 개구를 고밀도로 배열할 수 없기 때문에, 인쇄 품질의 향상이 곤란하게 된다고 하는 문제도 있다.In the head main body of such a structure, since a part of the reservoir is formed in the passage forming substrate together with the pressure generating chamber, the area of the flow passage forming substrate becomes large. For this reason, there also exists a problem that the inkjet type recording head in which the some head main body is provided also becomes large. Moreover, since the space | interval of each head main body becomes wider, ie, the space | interval of the row of nozzle openings becomes wider and a nozzle opening cannot be arranged in high density, there also exists a problem that the improvement of print quality becomes difficult. .
또한, 이와 같은 문제는, 잉크를 토출하는 잉크젯식 기록 헤드만이 아니고, 물론, 잉크 이외를 토출하는 다른 액체 분사 헤드에 있어서도 동일하게 존재한다.In addition, such a problem exists not only in the inkjet recording head which discharges ink but also of course in other liquid jet heads which discharge other than ink.
[특허문헌 1][Patent Document 1]
특개2005-096419호 공보(특허청구의 범위, 제 1도, 제 5도 등)Japanese Patent Laid-Open No. 2005-096419 (claims of patent claims, first, fifth, etc.)
본 발명은 이와 같은 사정에 감안하여, 각 헤드 본체를 근접하여 배치할 수 있고, 인쇄 품질을 향상할 수 있는 액체 분사 헤드 및 액체 분사 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a liquid jet head and a liquid jet device capable of arranging each head body in close proximity and improving print quality.
<과제를 해결하기 위한 수단>Means for solving the problem
본 발명의 제 1 형태는, 액체 방울을 토출하는 노즐 개구가 뚫어 설치된 노즐 플레이트와, 이 노즐 플레이트가 한쪽 면 측에 접합됨과 동시에 상기 노즐 개구에 연통하는 압력 발생실이 복수 병설(竝設)되는 유로 형성 기판과, 상기 압력 발 생실 내의 액체에 압력을 부여하는 압력 발생 수단을 적어도 가지는 헤드 본체와, 이 헤드 본체에 대응하는 영역의 각각 상기 노즐 개구를 노출하는 노출구를 가져 복수의 상기 헤드 본체가 소정 간격으로 위치 결정 고정되는 고정판을 구비하고, 이 고정판이, 복수의 상기 압력 발생실에 연통하는 리저버가 설치된 리저버 형성 기판과, 상기 리저버 형성 기판의 한쪽 면에 접합되어 상기 리저버에 대향하는 영역에 이 리저버 내의 압력 변화에 의해서 변형 가능한 가요부를 가지는 컴플라이언스 기판과, 상기 리저버 형성 기판의 다른 면 측에 접합되어 상기 리저버를 봉지하는 봉지 기판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드이다.According to a first aspect of the present invention, a nozzle plate provided with a nozzle opening for discharging a liquid drop and a plurality of pressure generating chambers connected to the nozzle opening while being bonded to one side of the nozzle plate are provided in parallel. The plurality of head bodies having a flow passage-forming substrate, a head body having at least pressure generating means for applying pressure to the liquid in the pressure generating chamber, and an exposure opening exposing the nozzle openings in regions corresponding to the head body, respectively. Is provided with a fixed plate to which the fixed position is fixed at a predetermined interval, and the fixed plate is bonded to one surface of the reservoir forming substrate and a reservoir in which a reservoir communicating with the plurality of pressure generating chambers is provided, and is opposed to the reservoir. A compliance board | substrate which has a flexible part deformable by the pressure change in this reservoir, and the said reservoir It is bonded to the other surface of the substrate side of the liquid-jet head characterized by comprising a sealing substrate for sealing the reservoir.
이러한 제 1 형태에서는, 리저버가 고정판에 설치되고, 유로 형성 기판에는 압력 발생실만을 형성하면 좋기 때문에, 유로 형성 기판의 면적이 작아져 헤드 본체가 소형화된다. 또, 헤드 본체의 소형화에 수반하여, 액체 분사 헤드의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 각 헤드 본체의 간격(노즐 개구의 열의 간격)을 좁게 할 수 있다. 즉, 노즐 개구를 고밀도로 배열할 수 있기 때문에, 인쇄 품질이 향상한다.In this first aspect, the reservoir is provided on the fixed plate, and only the pressure generating chamber needs to be formed in the flow path formation substrate, so that the area of the flow path formation substrate is reduced and the head main body is miniaturized. In addition, with the miniaturization of the head body, the liquid jet head can be miniaturized. Moreover, the space | interval (interval of the row of nozzle opening) of each head main body can be narrowed. That is, since the nozzle openings can be arranged at high density, the print quality is improved.
본 발명의 제 2 형태는, 제 1 형태에 있어서, 상기 압력 발생실과 상기 리저버가, 상기 컴플라이언스 기판에 설치된 관통 구멍과, 상기 노즐 플레이트에 설치된 복수의 미소 구멍으로 구성되는 공급 구멍을 통하여 연통하고 있는 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드이다.According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the pressure generating chamber and the reservoir communicate with each other through a supply hole formed by a through hole provided in the compliance substrate and a plurality of micro holes provided in the nozzle plate. It is a liquid jet head characterized in that.
이러한 제 2 형태에서는, 액체에 기포가 혼입하는 것을 방지하여, 리저버로부터 각 압력 발생실에 액체를 양호하게 공급할 수 있다.In this second aspect, bubbles can be prevented from mixing into the liquid, and the liquid can be satisfactorily supplied to each pressure generating chamber from the reservoir.
본 발명의 제 3 형태는, 제 1 또는 2 형태에 있어서, 상기 노즐 플레이트가 실리콘 단결정 기판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드이다.A third aspect of the present invention is the liquid jet head according to the first or second aspect, wherein the nozzle plate is made of a silicon single crystal substrate.
이러한 제 3 형태에서는, 노즐 개구 및 공급 구멍을 고정밀도로 형성할 수 있어, 액체 방울의 토출 특성이 향상한다.In this third aspect, the nozzle opening and the supply hole can be formed with high accuracy, and the discharge characteristic of the liquid droplets is improved.
본 발명의 제 4 형태는, 제 1 ~ 3 중 어느 한 형태에 있어서, 상기 컴플라이언스 기판이, 탄성 재료로 이루어지는 탄성 시트와 이 탄성 시트 위에 접합되어 이 탄성 시트를 고정하는 보강 기판으로 이루어지고, 상기 가요부가 상기 탄성 시트만으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드이다.According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the compliance substrate includes an elastic sheet made of an elastic material and a reinforcing substrate bonded onto the elastic sheet to fix the elastic sheet. A flexible part is formed with only the said elastic sheet, It is a liquid jet head characterized by the above-mentioned.
이러한 제 4 형태에서는, 가요부의 탄성 시트가 변형하는 것으로, 리저버 내의 압력이 항상 일정하게 유지된다.In this 4th aspect, the elastic sheet of a flexible part deform | transforms and the pressure in a reservoir is always kept constant.
본 발명의 제 5 형태는, 제 1 ~ 4 중 어느 한 형태에 있어서, 상기 고정판 위에는, 상기 리저버에 대응하는 영역에 상기 리저버와 각 리저버에 공급되는 액체가 유지된 액체 유지 수단을 연결하는 유로의 일부를 구성하는 연통로가 설치됨과 동시에 각 헤드 본체에 대응하는 영역에 헤드 유지부를 가지는 유로 부재가 더 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드이다.According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, a flow path for connecting the reservoir and the liquid holding means in which the liquid supplied to each reservoir is held in the region corresponding to the reservoir is provided on the fixed plate. A communication path constituting a part is provided, and a flow path member having a head holding portion is further joined to a region corresponding to each head main body.
이러한 제 5 형태에서는, 유로 부재의 연통로를 통하여 각 리저버에 액체가 양호하게 공급된다. 그리고, 헤드 본체가 소형화되는 것으로, 이 연통로를 가지는 유로 부재도 소형화된다.In this fifth aspect, the liquid is satisfactorily supplied to each reservoir through the communication path of the flow path member. And the head main body becomes small, and the flow path member which has this communication path also becomes small.
본 발명의 제 6 형태는, 제 1 ~ 5 중 어느 한 형태에 있어서, 상기 압력 발생 수단이, 상기 유로 형성 기판의 상기 노즐 플레이트와는 반대 측의 면에 진동판을 통하여 설치되는 압전 소자인 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드이다.According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the pressure generating means is a piezoelectric element provided on a surface on the side opposite to the nozzle plate of the flow path forming substrate via a diaphragm. It is a liquid jet head.
이러한 제 6 형태에서는, 압전 소자의 구동에 의해 노즐 개구로부터 액체 방울이 토출된다. 또, 유로 형성 기판에는 압력 발생실만이 형성되어 있기 때문에, 이와 같은 압전 소자를 가지는 구조로 하여도, 진동판에 균열 등이 발생하지 않는다.In this sixth aspect, liquid droplets are discharged from the nozzle opening by driving the piezoelectric element. In addition, since only the pressure generating chamber is formed in the flow path forming substrate, even if the structure having such a piezoelectric element is provided, no crack or the like occurs in the diaphragm.
본 발명의 제 7 형태는, 제 1 ~ 6 중 어느 한 형태의 액체 분사 헤드를 구비하는 것을 특징으로 하는 액체 분사 장치이다.7th aspect of this invention is a liquid ejection apparatus provided with the liquid ejection head of any one of 1st-6.
이러한 제 7 형태에서는, 신뢰성을 향상하고, 또한 소형화한 액체 분사 장치를 실현할 수 있다.In this seventh aspect, it is possible to realize a liquid jetting apparatus which has improved reliability and has been miniaturized.
<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>Preferred Mode for Carrying Out the Invention
이하에 본 발명을 실시 형태에 근거하여 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, this invention is demonstrated in detail based on embodiment.
(실시 형태 1)(Embodiment 1)
도 1은, 본 발명의 실시 형태 1에 관한 잉크젯식 기록 헤드를 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는, 잉크젯식 기록 헤드의 요부를 나타내는 단면도이다.1 is an exploded perspective view showing an inkjet recording head according to
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 잉크젯식 기록 헤드(1)는, 복수의 헤드 본체(2)와, 이러한 헤드 본체(2)가 위치 결정 고정되는 고정판(3)과, 헤드 본체(2)와 함께 고정판(3)에 접합되는 유로 기판(4)을 가진다.As shown in FIG. 1, the
도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 헤드 본체(2)는, 압력 발생 수단의 일례인 압전 소자(300)의 구동에 의해 압력이 부여되는 압력 발생실(12)이 형성된 유로 형성 기판(10)과, 유로 형성 기판(10)의 한쪽 면에 접합되는 노즐 플레이트(20)와, 유로 형성 기판(10)의 압전 소자(300) 측의 면에 접합되는 보호 기판(30)으로 구성되어 있다.As shown in FIG. 2, the head
헤드 본체(2)는, 잉크와 구동 신호를 공급함으로써 잉크 토출 가능하므로, 헤드 본체(2)의 형태로 잉크 토출 검사를 실시할 수 있다. 따라서, 헤드 본체(2)를 복수 늘어놓았을 때에, 공차가 작고, 생산률 높은 잉크젯식 기록 헤드를 얻을 수 있다고 하는 특징이 있다.Since the head
유로 형성 기판(10)은, 실리콘 단결정 기판으로 이루어지고, 그 한쪽 면에는 미리 열산화에 의해 형성된 이산화 실리콘으로 이루어지는 탄성 막(50)이 형성되어 있다. 이 유로 형성 기판(10)에는, 그 다른 쪽 면 측으로부터 이방성(異方性) 에칭(etching)하는 것에 의해, 복수의 격벽에 의해서 구획된 압력 발생실(12)이, 폭 방향으로 병설된 열이 2열 형성되어 있다. 유로 형성 기판(10)의 개구 면 측에는, 노즐 플레이트(20)가 접착제나 열용착 필름 등을 통하여 고착되어 있다.The flow
노즐 플레이트(20)에는, 잉크 방울을 토출하는 노즐 개구(21)이 뚫어 설치되어 각 노즐 개구(21)은, 각 압력 발생실(12)의 길이 방향 일단부, 즉, 유로 형성 기판(10)의 중앙 측의 단부에 연통하고 있다. 또, 노즐 플레이트(20)에는, 압력 발생실(12)의 노즐 개구(21)와는 반대 측의 단부에 연통하는 잉크 공급구(22)가 설치되어 있다. 그리고, 각 압력 발생실(12)에는, 후술하는 리저버로부터 이 잉크 공급구(22)를 통하여 잉크가 공급된다. 본 실시 형태에 관한 잉크 공급구(22)는, 복수의 미소 구멍에 의해서 구성되어 있다. 이 미소 구멍의 크기(직경)는, 특히 한정되지 않지만, 비교적 작은 것이 바람직하고, 적어도 노즐 개구(21)보다 작은 것이 바람직하다.The
또한, 노즐 플레이트(20)의 재료로서는, 유로 형성 기판(10)과 선팽창(線膨脹) 계수가 가까운 재료를 이용하는 것이 바람직하고, 본 실시 형태에서는, 실리콘 단결정 기판을 이용하여, 각 노즐 개구(21) 및 잉크 공급구(22)를 에칭에 의해 형성하고 있다. 물론, 노즐 플레이트(20)의 재료는, 특히 한정되지 않고, 예를 들면, 스텐레스강(SUS)을 이용하도록 하여도 좋고, 이 경우, 각 노즐 개구(21) 및 잉크 공급구(22)는, 프레스 가공으로 형성하면 좋다.As the material of the
한편, 유로 형성 기판(10)의 개구 면과는 반대 측에는, 탄성 막(50) 위에, 예를 들면, 산화 지르코늄(Zr02) 등으로 이루어지는 절연체 막(55)이 설치되고, 이 절연체 막(55) 위에는, 예를 들면, 백금, 이리듐(iridium) 등의 금속재료로 이루어지는 하부 전극막(60)과, 예를 들면, 티탄산지르콘산연(PZT) 등의 압전 재료로 이루어지는 압전체층(70)과, 예를 들면, 이리듐 등의 금속재료로 이루어지는 상부 전극막(80)이 적층되어, 각 압력 발생실(12)에 대향하는 영역에 각각 압전 소자(300)가 형성되어 있다. 또, 여기서는, 압전 소자(300)와 이 압전 소자(300)의 구동에 의해 변위가 생기는 진동판을 합하여 액츄에이터라고 칭한다.On the other hand, an
또, 각 압전 소자(300)의 개별 전극인 상부 전극막(80)에는, 리드 전극(90)이 각각 접속되어 있다. 이러한 리드 전극(90)은, 본 실시 형태에서는, 그 일단이 압전 소자(300)의 길이 방향에 따라서, 유로 형성 기판(10)의 중앙부까지 연장하여 설치되어 있고, 그 선단은, 후술하는 보호 기판(30)의 관통부(32) 내에 노출되어 있다.Moreover, the
유로 형성 기판(10)의 압전 소자(300) 측의 면에는, 압전 소자(300)를 보호 하기 위한 압전 소자 유지부(31)를 가지는 보호 기판(30)이, 접착제 등을 통하여 접합되어 있다. 본 실시 형태에서는, 압전 소자 유지부(31)는, 각 압전 소자(300)의 열에 대향하는 영역에 각각 독립하여 설치되어 있다. 압전 소자(300)는, 이 압전 소자 유지부(31) 내에 형성되어 있기 때문에, 외부 환경의 영향을 거의 받지 않는 상태로 보호되어 있다. 또한, 압전 소자 유지부(31)는, 밀봉되어 있어도 좋지만, 물론, 밀봉되어 있지 않아도 좋다.A
여기서, 유로 형성 기판(10)의 보호 기판(30)과의 접합 영역에, 진동판만으로 구성되는 영역, 즉, 잉크 유로가 형성된 영역이면, 유로 형성 기판(10)에 보호 기판(30)을 접합할 때 등, 그 영역에서 진동판에 분열이 생긴다고 하는 문제가 있다. 그렇지만, 본 발명의 구성에서는, 유로 형성 기판(10)에는 압력 발생실(12)만이 형성되어, 보호 기판(30)과의 접합 영역에는 잉크 유로가 형성되어 있지 않기 때문에, 이와 같은 문제가 생기지 않는다.Here, the
또, 보호 기판(30)의 중앙부, 즉, 압전 소자(300)의 열 사이에 대응하는 영역에는, 보호 기판(30)을 두께 방향으로 관통하는 관통부(32)가 설치되어 있다. 그리고, 상술한 바와 같이, 각 압전 소자(300)에 대응하는 리드 전극(90)은, 각각 이 관통부(32)에 대향하는 영역까지 연장하여 설치되고, 도시하지 않지만, 이 관통부(32) 내에 연장하여 설치되는 접속 배선을 통하여 압전 소자(300)를 구동하기 위한 구동 IC 등과 전기적으로 접속된다. 또한, 보호 기판(30)의 재료로서는, 예를 들면, 유리, 세라믹, 금속, 플라스틱 등을 들 수 있지만, 유로 형성 기판(10)의 열팽창율과 대략 동일한 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 본 실시 형태 에서는, 보호 기판(30)의 재료로서, 유로 형성 기판(10)과 동일 재료의 실리콘 단결정 기판을 이용하고 있다.Moreover, the penetrating
그리고, 이와 같은 구성의 복수의 헤드 본체(2), 본 실시 형태에서는, 3개의 헤드 본체(2)가, 고정판(3)에 소정 간격으로 위치 결정되어 접합되어 있다. 또, 본 실시 형태에서는, 이들 복수의 헤드 본체(2)와 함께, 유로 기판(4)이 고정판(3)에 접합되어 있다(도 1 참조).The plurality of head
여기서, 본 발명에 관한 고정판(3)은, 리저버 형성 기판(110), 봉지 기판(120) 및 컴플라이언스 기판(130)으로 구성되어, 각 헤드 본체(2)의 노즐 개구(21)에 대응하는 영역에는, 이들 리저버 형성 기판(110), 봉지 기판(120) 및 컴플라이언스 기판(130)을 관통하여 각 노즐 개구(21)를 노출하는 노출구(111)이 설치되어 있다. 또한, 이 노출구(111)의 헤드 본체(2)와는 반대 측의 개구 가장자리, 즉, 봉지 기판(120) 측의 개구 가장자리는, 모따기된 테이퍼면(111a)으로 이루어져 있는 것이 바람직하다(도 3 참조). 노즐 개구(21)의 표면의 와이핑(wiping)을 부드럽게행하기 위해서 이다.Here, the fixing
리저버 형성 기판(110)은, 예를 들면, 실리콘 단결정 기판 등의 재료로 이루어지고, 각 압력 발생실(12)의 열에 대응하여, 리저버 형성 기판(110)을 두께 방향으로 관통하는 리저버(112)를 가진다. 그리고, 리저버 형성 기판(110)의 한쪽 면, 즉, 헤드 본체(2)와는 반대 측의 면에는, 예를 들면, 실리콘 단결정 기판 등의 재료로 이루어지는 봉지 기판(120)이 접합되어, 이것에 의해 리저버(112)의 한쪽 측의 면이 봉지되어 있다.The
컴플라이언스 기판(130)은, 리저버 형성 기판(110)의 한쪽 면 측에 접합되고, 리저버(112)에 대응하는 영역에는, 리저버(112) 내의 압력 변화에 의해서 변형 가능한 가요부(131)가 설치되어 있다. 이 가요부(131)가 변형함으로써, 리저버(112) 내의 압력 변화가 실질적으로 흡수되어, 리저버(112) 내는 항상 거의 일정한 압력으로 유지된다.The
본 실시 형태에서는, 컴플라이언스 기판(130)은, 수지 재료 등의 탄성 재료로 이루어지는 탄성 시트(132)와, 예를 들면, 스텐레스강(SUS) 등으로 이루어져 탄성 시트(132)를 보강하는 보강 기판(133)으로 이루어지고, 탄성 시트(132) 측이 리저버 형성 기판(110)에 접합되어 있다. 그리고, 보강 기판(133)의 리저버에 대향하는 영역에는, 보강 기판(133)을 두께 방향으로 관통하는 관통부(134)가 형성되고, 이 관통부(134) 내가 탄성 시트(132)만 구성되는 상기 가요부(131)가 된다.In this embodiment, the compliance board |
또, 컴플라이언스 기판(130)에는, 일단이 리저버(112)에 연통함과 동시에, 타단 측에 노즐 플레이트(20)의 잉크 공급구(22)가 연통하는 잉크 공급 연통구(135)가 형성되어 있다. 그리고, 리저버 형성 기판(110)에 설치되어 있는 리저버(112)는, 이 잉크 공급 연통구(135)와 노즐 플레이트(20)에 설치된 잉크 공급구(22)를 통하여 각 헤드 본체(2)의 압력 발생실(12)에 각각 연통하고 있다.In addition, an ink
또한, 잉크 공급 연통구(135)는, 압력 발생실(12)마다 독립하여 설치되어 있어도 좋지만, 본 실시 형태에서는, 슬릿(slit) 모양으로 형성되어 있어, 복수의 압력 발생실(12)에 공통되어 있다. 노즐 플레이트(20)에 설치되어 있는 잉크 공급구(22)가 압력 발생실(12)마다 독립하여 설치되고 있기 때문에, 잉크 공급 연통 구(135)가 슬릿 모양이어도, 각 압력 발생실(12)에 양호하게 잉크가 공급된다. 또한, 컴플라이언스 기판(130)에는, 리저버(112) 내에 잉크를 공급하기 위한 잉크 도입구(136)가 더 설치되어 있다. 이 잉크 도입구(136)의 수는, 특히 한정되지 않지만, 본 실시 형태에서는, 각 리저버(112)에 대응하여 각각 2개 설치하도록 하고 있다.In addition, although the ink
그리고, 이 컴플라이언스 기판(130) 위에는, 잉크 도입구(136)에 일단이 연통 함과 동시에, 타단 측이 잉크 카트리지 등의 잉크 유지 수단(도시 없음)에 연결되는 잉크 연통로(4a)를 가지는 유로 기판(4)이 접합되어 있다. 본 실시 형태에 관한 유로 기판(4)은, 각 헤드 본체(2)에 대응하는 영역에 유로 기판(4)을 두께 방향으로 관통하는 헤드 유지부(4b)를 가지고, 각 헤드 본체(2)의 주위를 둘러싸도록 설치되어 있다. 그리고, 유로 기판(4)에는, 컴플라이언스 기판(130)의 각 잉크 도입구(136)에 대응하는 위치에, 각각 잉크 연통로(4a)가 설치되어, 잉크 연통로(4a) 및 잉크 도입구(136)를 통하여 잉크 유지 수단 내의 잉크가 리저버(112)에 공급되도록 되어 있다.On this
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는, 헤드 본체(2)의 유로 형성 기판(10)에 압력 발생실(12)만을 형성하도록 하여, 복수의 헤드 본체(2)가 고정되는 고정판(3)에 리저버(112)를 설치하도록 하였다. 이것에 의해, 유로 형성 기판(10)의 면적이 작아져, 유로 형성 기판(10) 위에 형성되는 액츄에이터가 소형화되기 때문에, 대폭적인 비용 감소을 도모할 수 있다. 즉, 제조 비용이 비싼 액츄에이터 부분의 면적을 축소함으로써, 헤드로서는 대폭적인 비용 삭감이 된다.As described above, in the present invention, only the
또, 유로 형성 기판(10)의 면적이 작아지는 것으로 헤드 본체(2)도 소형화된다. 따라서, 각 헤드 본체(2)의 배열 피치를 좁게 할 수 있어, 각 노즐 개구(21)의 열의 간격도 좁아진다. 즉, 노즐 개구(21)을 고밀도에 배치하여, 인쇄 품질의 향상을 도모할 수도 있다.Moreover, the head
(다른 실시 형태)(Other embodiment)
이상, 본 발명의 각 실시 형태를 설명했지만, 본 발명은 상술한 것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상술한 실시 형태에서는, 헤드 본체를, 압력 발생실(12)의 열 방향과는 직교하는 방향으로 병설하도록 하였지만, 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 헤드 본체(2)를 압력 발생실(12)의 열 방향에 있어서도 복수 병설하도록 하여도 좋다. 또, 이 경우, 고정판(3)에 복수의 헤드 본체(2)에 공통되는 리저버(112A)를 형성하도록 하여도 좋다. 또, 리저버(112A)와 함께, 보강 기판(133)의 관통부(134A), 즉, 가요부(131A)를, 복수의 헤드 본체(2)에 대응하는 영역에 걸쳐 연속적으로 형성하도록 하여도 좋다. 물론, 이와 같은 구성으로 했을 경우에서도, 각 헤드 본체(2)의 피치를 좁게 할 수 있다. 따라서, 잉크젯식 기록 헤드의 소형화를 도모할 수 있음과 동시에 인쇄 품질을 향상할 수 있다고 하는 효과는 얻을 수 있다.As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to what was mentioned above. For example, in the above-described embodiment, the head body is arranged in a direction orthogonal to the column direction of the
또, 상술한 실시 형태에서는, 압력 발생실(12) 내의 액체에 압력을 부여하는 압력 발생 수단으로서, 휨 진동형의 압전 소자를 예시했지만, 압력 발생 수단은, 특히 한정되지 않고, 예를 들면, 압전 재료와 전극 형성 재료를 교호(交互)하게 적층시켜 축방향으로 신축시키는 종(縱) 진동형의 압전 소자이어도 좋으며, 발열 소 자 등이어도 좋다.Moreover, although the bending vibration type piezoelectric element was illustrated as a pressure generating means which applies pressure to the liquid in the
또한, 상술한 실시 형태의 잉크젯식 기록 헤드(1)는, 예를 들면, 잉크 카트리지 등의 액체 유지 수단이 탑재되는 유지 부재 등과 함께 헤드 유니트를 구성하여, 잉크젯식 기록 장치에 탑재된다. 도 5는, 잉크젯식 기록 장치의 일례를 나타내는 개략도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 잉크젯식 기록 헤드(1)를 가지는 헤드 유니트(200)는, 복수 색의 잉크 카트리지(201)가 착탈 가능하게 고정된 상태로, 왕복대(202)에 탑재된다. 이 헤드 유니트(200)를 탑재한 왕복대(202)는, 장치 본체(203)에 장착된 왕복대 축(204)에 축 방향 이동이 자유롭게 설치되어 있다.In addition, the
그리고, 헤드 유니트(200)를 탑재한 왕복대(202)는, 구동 모터(205)의 구동력이 도시하지 않는 복수의 톱니바퀴 및 타이밍 벨트(206)를 통하여 왕복대(202)에 전달되는 것으로, 왕복대 축(204)에 따라 이동된다. 한편, 장치 본체(203)에는 왕복대 축(204)에 따라 플레이튼(platen)(207)이 설치되어 있고, 도시하지 않는 급지 롤러 등에 의해 급지된 종이 등의 기록 매체인 기록 시트(S)가 플레이튼(207) 위를 반송되도록 되어 있다.The
또, 상술한 실시 형태에서는, 액체 분사 헤드로서 잉크를 토출하는 잉크젯식 기록 헤드를 일례로서 설명했지만, 본 발명은, 넓게 액체 분사 헤드 및 액체 분사 장치 전반을 대상으로 한 것이다. 액체 분사 헤드로서는, 예를 들면, 액정 디스플레이 등의 컬러 필터의 제조에 이용되는 색재 분사 헤드, 유기 EL 디스플레이, FED(면발광 디스플레이) 등의 전극 형성에 이용되는 전극 재료 분사 헤드, 바이오 Chip 제조에 이용되는 생체 유기물 분사 헤드 등을 들 수 있다.In addition, in the above-described embodiment, the inkjet recording head for discharging ink as the liquid jet head has been described as an example, but the present invention broadly covers the liquid jet head and the entire liquid jet apparatus. As the liquid jet head, for example, a color material jet head used for the production of color filters such as a liquid crystal display, an electrode material jet head used for forming electrodes such as an organic EL display, a FED (surface light emitting display), and a biochip production The bio organic substance injection head etc. which are used are mentioned.
이와 같이 본 발명에 의하면, 리저버가 고정판에 설치되고, 유로 형성 기판에는 압력 발생실만을 형성하면 좋기 때문에, 유로 형성 기판의 면적이 작아져 헤드 본체가 소형화된다. 또, 헤드 본체의 소형화에 수반하여, 액체 분사 헤드의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 각 헤드 본체의 간격(노즐 개구의 열의 간격)을 좁게 할 수 있다. 즉, 노즐 개구를 고밀도로 배열할 수 있기 때문에, 인쇄 품질이 향상한다.As described above, according to the present invention, since the reservoir is provided on the fixed plate and only the pressure generating chamber is formed in the flow path forming substrate, the area of the flow path forming substrate is reduced and the head main body can be miniaturized. In addition, with the miniaturization of the head body, the liquid jet head can be miniaturized. Moreover, the space | interval (interval of the row of nozzle opening) of each head main body can be narrowed. That is, since the nozzle openings can be arranged at high density, the print quality is improved.
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