JP2010082980A - Liquid jetting head and printer - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid jetting head which can enlarge the amount of displacement of an oscillating board. <P>SOLUTION: The liquid jetting head 100 includes a substrate 20 in which a pressure chamber 22 is formed, the oscillating board 30 formed above the substrate 20, a first member 40 formed above the oscillating board 30, a second member 50 which is formed above the oscillating board 30 and has a leg 52 for supporting the first member 40 at the lower part side, and a piezoelectric element 60 formed above the first member 40. The first member 40 has a first part 42 adherent to the oscillating board 30 located above a pressure chamber 22, a second part 44 in which the piezoelectric element 60 is formed, and a third part 46 which extends in the slanting upper part toward the second part 44 from the first part 42 and is supported by the leg 52 of the second member 50. The distance L1 from the leg 52 to the first part 42 is larger than the distance L2 from the leg 52 to the second part 44. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、液体噴射ヘッド、およびプリンタに関する。   The present invention relates to a liquid ejecting head and a printer.

従来から、インク滴を吐出するノズル孔と連通する圧力室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧電素子により変形させて、圧力室のインクを加圧してノズル孔からインク滴を吐出させるインクジェットヘッドが知られている（例えば特許文献１参照）。このようなインクジェットヘッドでは、振動板の変位量を大きくすることができると圧力室の容積変化を大きくすることができるので、インク滴の吐出量を変化させたり、様々な種類のインク滴を吐出させたりと、その汎用性を高めることができる。
特開２００７−１１４４号公報 Conventionally, a part of a pressure chamber communicating with a nozzle hole for ejecting ink droplets is constituted by a vibration plate, and the vibration plate is deformed by a piezoelectric element to pressurize ink in the pressure chamber and eject ink droplets from the nozzle holes. An ink jet head for discharging is known (see, for example, Patent Document 1). In such an ink jet head, if the displacement amount of the diaphragm can be increased, the volume change of the pressure chamber can be increased, so that the ink droplet discharge amount can be changed or various types of ink droplets can be discharged. It is possible to increase its versatility.
Japanese Patent Laid-Open No. 2007-1144

本発明の目的の１つは、振動板の変位量を大きくすることができる液体噴射ヘッドを提供することにある。また、本発明の目的の１つは、上記液体噴射ヘッドを有するプリンタを提供することにある。   One of the objects of the present invention is to provide a liquid jet head capable of increasing the amount of displacement of the diaphragm. Another object of the present invention is to provide a printer having the liquid ejecting head.

本発明に係る液体噴射ヘッドは、
圧力室が形成された基板と、
前記基板の上方に形成された振動板と、
前記振動板の上方に形成された第１部材と、
前記振動板の上方に形成され、前記第１部材を下方側から支持している支持部を有する第２部材と、
前記第１部材の上方に形成された圧電素子と、
を含み、
前記第１部材は、
前記圧力室の上方の前記振動板に接着された第１部分と、
前記圧電素子が形成された第２部分と、
前記第１部分から前記第２部分に向かって斜め上方に延び、前記第２部材の前記支持部によって支持された第３部分と、
を有し、
前記支持部から前記第１部分までの距離は、前記支持部から前記第２部分までの距離より大きい。 A liquid ejecting head according to the present invention includes:
A substrate on which a pressure chamber is formed;
A diaphragm formed above the substrate;
A first member formed above the diaphragm;
A second member formed above the diaphragm and having a support portion supporting the first member from below;
A piezoelectric element formed above the first member;
Including
The first member is
A first portion bonded to the diaphragm above the pressure chamber;
A second portion on which the piezoelectric element is formed;
A third portion extending obliquely upward from the first portion toward the second portion and supported by the support portion of the second member;
Have
The distance from the support part to the first part is greater than the distance from the support part to the second part.

本発明に係る液体噴射ヘッドは、振動板の変位量を大きくすることができる。   The liquid jet head according to the present invention can increase the displacement of the diaphragm.

なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの（以下「Ａ」という）の「上方」に他の特定のもの（以下「Ｂ」という）を形成する」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ａ上に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ上に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。同様に、「下方」という文言は、Ａ下に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ下に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとする。   In the description of the present invention, the word “upper” is, for example, “forms another specific thing (hereinafter referred to as“ B ”)“ above ”a specific thing (hereinafter referred to as“ A ”)”. Etc. In the description according to the present invention, in the case of this example, the case where B is directly formed on A and the case where B is formed on A via another are included. The word “upward” is used. Similarly, the term “below” includes a case where B is directly formed under A and a case where B is formed under another through A.

本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
前記第１部材の前記第１部分は、前記第１部材の一方の端部であり、
前記第１部材の前記第２部分は、前記第１部材の他方の端部であることができる。 In the liquid jet head according to the present invention,
The first portion of the first member is one end of the first member;
The second part of the first member may be the other end of the first member.

本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
前記第１部材の前記第１部分は、前記基板の厚み方向と直交する方向に延びていることができる。 In the liquid jet head according to the present invention,
The first portion of the first member may extend in a direction perpendicular to the thickness direction of the substrate.

本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
前記第１部材の前記第２部分は、前記基板の厚み方向と直交する方向に延びていることができる。 In the liquid jet head according to the present invention,
The second portion of the first member may extend in a direction orthogonal to the thickness direction of the substrate.

本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
１０ｍＰａ・ｓ以上の粘度である液体を吐出することができる。 In the liquid jet head according to the present invention,
A liquid having a viscosity of 10 mPa · s or more can be discharged.

本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
前記第１部材は、複数の前記第２部分と、複数の前記第３部分と、を有し、
複数の前記第３部分は、１つの前記第１部分から複数の前記第２部分に向かって延びていることができる。 In the liquid jet head according to the present invention,
The first member includes a plurality of the second portions and a plurality of the third portions,
The plurality of third portions may extend from one first portion toward the plurality of second portions.

本発明に係るプリンタは、
本発明に係る液体噴射ヘッドを有する。 The printer according to the present invention is
The liquid ejecting head according to the invention is provided.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。   Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

１． 液体噴射ヘッド
まず、本実施形態に係る液体噴射ヘッドについて説明する。図１は、本実施形態に係る液体噴射ヘッド１００の要部を模式的に示す断面図である。図２は、本実施形態に係る液体噴射ヘッド１００の分解斜視図であり、通常使用される状態とは上下を逆に示したものである。なお、図２では、便宜上、第１部材４０および第２部材５０の図示を省略している。 1. Liquid Ejecting Head First, the liquid ejecting head according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a main part of the liquid jet head 100 according to the present embodiment. FIG. 2 is an exploded perspective view of the liquid jet head 100 according to the present embodiment, which is shown upside down from a state in which it is normally used. In addition, in FIG. 2, illustration of the 1st member 40 and the 2nd member 50 is abbreviate | omitted for convenience.

液体噴射ヘッド１００は、図１および図２に示すように、ノズル孔１２が形成されたノズルプレート１０と、圧力室２２が形成された基板２０と、振動板３０と、第１部材４０と、第２部材５０と、圧電素子６０と、を有する。さらに、液体噴射ヘッド１００は、図２に示すように、供給路２４と、リザーバ２６と、筐体７０と、を有することができる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid jet head 100 includes a nozzle plate 10 in which nozzle holes 12 are formed, a substrate 20 in which pressure chambers 22 are formed, a diaphragm 30, a first member 40, The second member 50 and the piezoelectric element 60 are included. Furthermore, as shown in FIG. 2, the liquid ejecting head 100 can include a supply path 24, a reservoir 26, and a housing 70.

ノズルプレート１０は、例えば、ニッケル、銅、シリコン、ステンレスなどからなる。   The nozzle plate 10 is made of, for example, nickel, copper, silicon, stainless steel, or the like.

ノズル孔１２は、ノズルプレート１０に形成されている。ノズル孔１２は、複数設けられていることができ、その数は特に限定されない。ノズル孔１２は、基板２０の厚み方向
（−Ｙ方向）に向けて液体（インク）を吐出することができる。ノズル孔１２から吐出される液体の粘度は、例えば、２５℃において、１０ｍＰａ・ｓ以上、さらには、２０ｍＰａ・ｓ以上である。 The nozzle hole 12 is formed in the nozzle plate 10. A plurality of nozzle holes 12 can be provided, and the number thereof is not particularly limited. The nozzle hole 12 can eject liquid (ink) in the thickness direction (−Y direction) of the substrate 20. The viscosity of the liquid discharged from the nozzle hole 12 is, for example, 10 mPa · s or more, further 20 mPa · s or more at 25 ° C.

基板２０は、図１に示すように、ノズルプレート１０上（図２では下）に形成されている。基板２０は、例えば、ニッケル、銅、シリコンなどからなる。基板２０は、圧力室２２、供給路２４およびリザーバ２６を区画することができる。   As shown in FIG. 1, the substrate 20 is formed on the nozzle plate 10 (lower in FIG. 2). The substrate 20 is made of, for example, nickel, copper, silicon, or the like. The substrate 20 can partition the pressure chamber 22, the supply path 24 and the reservoir 26.

圧力室２２は、基板２０に形成されている。圧力室２２は、ノズル孔１２と連通している。圧力室２２は、図２に示すように、供給路２４を介してリザーバ２６と連通している。リザーバ２６は、供給路２４を介して圧力室２２に液体を供給することができる。リザーバ２６には、貫通孔２８が形成されており、貫通孔２８を通って外部からリザーバ２６内に液体が供給される。   The pressure chamber 22 is formed in the substrate 20. The pressure chamber 22 communicates with the nozzle hole 12. As shown in FIG. 2, the pressure chamber 22 communicates with a reservoir 26 via a supply path 24. The reservoir 26 can supply liquid to the pressure chamber 22 through the supply path 24. A through hole 28 is formed in the reservoir 26, and the liquid is supplied into the reservoir 26 from the outside through the through hole 28.

振動板３０は、図１に示すように、基板２０上（図２では下）に形成されている。振動板５０は、例えば、ニッケルなどの金属膜、ポリイミドなどの高分子材料膜、二酸化ジルコニウムや二酸化シリコンなどの絶縁膜からなる。   As shown in FIG. 1, the diaphragm 30 is formed on the substrate 20 (lower in FIG. 2). The diaphragm 50 is made of, for example, a metal film such as nickel, a polymer material film such as polyimide, and an insulating film such as zirconium dioxide or silicon dioxide.

第２部材５０は、振動板３０上に形成されている。第２部材は、例えば、ステンレス鋼からなる。第２部材５０は、支持部５２を有する。支持部５２は、第１部材４０を下方側（Ｙ方向側）から支持することができる。   The second member 50 is formed on the diaphragm 30. The second member is made of, for example, stainless steel. The second member 50 has a support portion 52. The support part 52 can support the first member 40 from the lower side (Y direction side).

第１部材４０は、振動板３０上に形成されている。第１部材は、例えば、タングステンカーボン、ステンレスなどからなる。第１部材４０は、第１部分４２と、第２部分４４と、第３部分４６と、を有する。   The first member 40 is formed on the diaphragm 30. The first member is made of, for example, tungsten carbon or stainless steel. The first member 40 includes a first portion 42, a second portion 44, and a third portion 46.

第１部分４２は、圧力室２２上の振動板３０に接着されている。第１部分４２は、第１部材４０の一方の端部であることができる。第１部分４２は、基板２０の厚み方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）に延びていることができる。   The first portion 42 is bonded to the diaphragm 30 on the pressure chamber 22. The first portion 42 may be one end of the first member 40. The first portion 42 can extend in a direction (X direction) orthogonal to the thickness direction (Y direction) of the substrate 20.

第２部分４４は、振動板３０の上方に形成されている。第２部分４４には、圧電素子６０が形成されている。第２部分４４は、第１部材４０の他方の端部であることができる。第２部分４４は、Ｘ方向に延びていることができる。   The second portion 44 is formed above the diaphragm 30. A piezoelectric element 60 is formed in the second portion 44. The second portion 44 can be the other end of the first member 40. The second portion 44 can extend in the X direction.

第３部分４６は、第１部分４２から第２部分４４に向かって斜め上方（Ｙ方向に対して斜めの方向）に延びている。第３部分４６は、第１部分４２から第２部分４４まで斜め上方に延びているということもできる。すなわち、第２部分４４は、第１部分４２の斜め上方に位置している。第３部分４６は、第１部分４２および第２部分４４と接していることができる。第３部材４６は、第２部材５０の支持部５２によって支持されている。支持部５２から第１部分４２までの距離Ｌ１は、支持部５２から第２部分４４までの距離Ｌ２より大きい。例えば、距離Ｌ１は、距離Ｌ２の２倍である。   The third portion 46 extends obliquely upward (direction oblique to the Y direction) from the first portion 42 toward the second portion 44. It can also be said that the third portion 46 extends obliquely upward from the first portion 42 to the second portion 44. That is, the second portion 44 is located obliquely above the first portion 42. The third portion 46 can be in contact with the first portion 42 and the second portion 44. The third member 46 is supported by the support portion 52 of the second member 50. A distance L1 from the support portion 52 to the first portion 42 is larger than a distance L2 from the support portion 52 to the second portion 44. For example, the distance L1 is twice the distance L2.

圧電素子６０は、第１部材４０の第２部分４４上に形成されている。圧電素子６０は、与えられる電気信号にしたがって、第２部分４４を上下方向（Ｙ方向）に振動（変位）させることができる。圧電素子６０は、圧電体を電極で挟んだ構造を有する。圧電素子６０の電極の延びる方向は、第２部分４４の振動方向に対して垂直（縦モード）であってもよいし、平行（横モード）であってもよい。縦モードの場合は、圧電素子６０の上部は、固定基板（図示せず）に固定されている。圧電素子６０の電極は、例えばケーブル（図示せず）によって、外部駆動回路と接続されている。圧電素子６０の圧電体は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３：ＰＺＴ）からなる。圧電素子６０の電極は、例えば、白金、イリジウムなどからなる。 The piezoelectric element 60 is formed on the second portion 44 of the first member 40. The piezoelectric element 60 can vibrate (displace) the second portion 44 in the up-down direction (Y direction) in accordance with the applied electric signal. The piezoelectric element 60 has a structure in which a piezoelectric body is sandwiched between electrodes. The direction in which the electrodes of the piezoelectric element 60 extend may be perpendicular (longitudinal mode) to the vibration direction of the second portion 44, or may be parallel (transverse mode). In the longitudinal mode, the upper portion of the piezoelectric element 60 is fixed to a fixed substrate (not shown). The electrodes of the piezoelectric element 60 are connected to an external drive circuit by, for example, a cable (not shown). The piezoelectric body of the piezoelectric element 60 is made of, for example, lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) O ₃ : PZT). The electrode of the piezoelectric element 60 is made of, for example, platinum or iridium.

筐体７０は、図２に示すように、圧電素子６０やノズルプレート１０などを収納することができる。筐体７０は、例えば、各種樹脂材料、各種金属材料からなる。   As shown in FIG. 2, the housing 70 can accommodate the piezoelectric element 60, the nozzle plate 10, and the like. The housing 70 is made of, for example, various resin materials or various metal materials.

ここで、液体噴射ヘッド１００の動作原理について説明する。   Here, the operation principle of the liquid jet head 100 will be described.

圧電素子６０によって、第１部材４０の第２部分４４が、例えば、下方向（−Ｙ方向）にΔｄ変位したとする。このとき、支持部５２から第１部分４２までの距離Ｌ１が、支持部５２から第２部分４４までの距離Ｌ２の２倍の長さであるとすると、「てこの原理」により、第１部分４２は、上方向（＋Ｙ方向）にΔｄの２倍変位することができる。いうなれば、支持部５２が「支点」、第２部分４４が「力点」、第１部分４２が「作用点」となる。すなわち、「てこの原理」により、第１部分４２の変位量は、第２部分４４の変位量の２倍となることができる。第１部分４２は、振動板３０に接着されているため、圧電素子６０によって直接的に変位する第２部分４４に対して、より大きく振動板３０を変位させることができる。その結果、圧力室２２の容積変化を大きくすることができる。   It is assumed that the second portion 44 of the first member 40 is displaced by Δd in the downward direction (−Y direction) by the piezoelectric element 60, for example. At this time, if the distance L1 from the support portion 52 to the first portion 42 is twice as long as the distance L2 from the support portion 52 to the second portion 44, the first portion 42 can be displaced twice in the upward direction (+ Y direction) by Δd. In other words, the support portion 52 is a “fulcrum”, the second portion 44 is a “power point”, and the first portion 42 is an “action point”. That is, according to the “lever principle”, the displacement amount of the first portion 42 can be twice the displacement amount of the second portion 44. Since the first portion 42 is bonded to the vibration plate 30, the vibration plate 30 can be displaced more greatly than the second portion 44 that is directly displaced by the piezoelectric element 60. As a result, the volume change of the pressure chamber 22 can be increased.

本実施形態に係る液体噴射ヘッド１００は、例えば、以下の特徴を有する。   The liquid jet head 100 according to the present embodiment has, for example, the following characteristics.

液体噴射ヘッド１００では、上述のように、「てこの原理」を利用することにより、振動板３０の変位量を大きくすることができる。   In the liquid ejecting head 100, as described above, the displacement amount of the diaphragm 30 can be increased by utilizing the “leverage principle”.

液体噴射ヘッド１００では、第１部材４０の第１部分４２は、Ｘ方向に延びていることができる。そのため、第１部分４２と振動板３０との接着面積を大きくすることができ、確実に、第１部分４２の変位を振動板３０に伝えることができる。   In the liquid ejecting head 100, the first portion 42 of the first member 40 can extend in the X direction. Therefore, the adhesion area between the first portion 42 and the diaphragm 30 can be increased, and the displacement of the first portion 42 can be reliably transmitted to the diaphragm 30.

液体噴射ヘッド１００では、第１部材４０の第２部分４４は、Ｘ方向に延びていることができる。そのため、圧電素子６０は、効率よく第２部分４４を変位させることができる。   In the liquid ejecting head 100, the second portion 44 of the first member 40 can extend in the X direction. Therefore, the piezoelectric element 60 can displace the second portion 44 efficiently.

液体噴射ヘッド１００では、例えば、１０ｍＰａ・ｓ以上の粘度である液体を吐出することができる。すなわち、液体噴射ヘッド１００は、上述のように振動板３０の変位量を大きくすることができるため、圧力室２２の変位量を大きくすることができ、高粘度の液体の吐出に有利である。   In the liquid ejecting head 100, for example, a liquid having a viscosity of 10 mPa · s or more can be discharged. That is, since the liquid ejecting head 100 can increase the displacement amount of the diaphragm 30 as described above, the displacement amount of the pressure chamber 22 can be increased, which is advantageous for discharging a highly viscous liquid.

２． 液体噴射ヘッドの製造方法
次に、本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法について、図面を参照しながら説明する。図３および図４は、本実施形態に係る液体噴射ヘッド１００の要部の製造工程を模式的に示す断面図である。 2. Next, a method for manufacturing a liquid jet head according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. 3 and 4 are cross-sectional views schematically showing the manufacturing process of the main part of the liquid jet head 100 according to the present embodiment.

図３に示すように、母型基板１上にノズルプレート１０を形成する。ノズルプレート１０は、例えば、電鋳法、ＬＩＧＡ（Lithographie Galvanoformung Abformung）プロセスなどにより形成される。具体的には、母型基板１上に所定の形状を有するレジスト層Ｒ１を形成し、めっきを行うことによりノズルプレート１０を形成する。レジスト層Ｒ１の形状によって、ノズル孔１２の形状が決定される。なお、母型基板１は、例えば、ステンレスからなる。   As shown in FIG. 3, the nozzle plate 10 is formed on the matrix substrate 1. The nozzle plate 10 is formed by, for example, an electroforming method or a LIGA (Lithographie Galvanoformung Abformung) process. Specifically, the nozzle plate 10 is formed by forming a resist layer R1 having a predetermined shape on the matrix substrate 1 and performing plating. The shape of the nozzle hole 12 is determined by the shape of the resist layer R1. Note that the mother substrate 1 is made of stainless steel, for example.

図３に示すように、ノズルプレート１０上に基板２０を形成する。基板２０は、ノズルプレート１０上およびレジスト層Ｒ１上に、所定の形状を有するレジスト層Ｒ２を形成して、例えばノズルプレート１０と同じ方法で形成される。レジスト層Ｒ２の形状によって、圧力室２２の形状が決定される。   As shown in FIG. 3, a substrate 20 is formed on the nozzle plate 10. The substrate 20 is formed by, for example, the same method as the nozzle plate 10 by forming a resist layer R2 having a predetermined shape on the nozzle plate 10 and the resist layer R1. The shape of the pressure chamber 22 is determined by the shape of the resist layer R2.

図４に示すように、レジスト層Ｒ１，Ｒ２を除去し、母型基板１を剥離する。これにより、ノズル孔１２および圧力室２２を形成することができる。なお、同時に、供給路２４およびリザーバ２６を形成することができる。   As shown in FIG. 4, the resist layers R1 and R2 are removed, and the matrix substrate 1 is peeled off. Thereby, the nozzle hole 12 and the pressure chamber 22 can be formed. At the same time, the supply path 24 and the reservoir 26 can be formed.

図４に示すように、基板２０上に振動板３０および第２部材５０を形成する。具体的には、まず、振動板３０を、例えば、めっき法により形成する。次に、例えば、振動板３０上の全面に金属膜（図示せず）を形成し、該金属膜をパターニングすることにより、第２部材５０を形成する。次に、第２部材５０が形成されている振動板３０を、基板２０上に接着させる。なお、まず、基板２０上に振動板３０を形成し、次に、振動板３０上に第２部材５０を形成することもできる。   As shown in FIG. 4, the diaphragm 30 and the second member 50 are formed on the substrate 20. Specifically, first, the diaphragm 30 is formed by, for example, a plating method. Next, for example, a metal film (not shown) is formed on the entire surface of the vibration plate 30, and the second member 50 is formed by patterning the metal film. Next, the diaphragm 30 on which the second member 50 is formed is bonded onto the substrate 20. It is also possible to first form the diaphragm 30 on the substrate 20 and then form the second member 50 on the diaphragm 30.

図１に示すように、振動板３０上に第１部材４０および圧電素子６０を形成する。具体的には、まず、第１部材４０を電鋳法やプレス加工技術により形成する。次に、第１部材４０を振動板３０上に接着させる。次に、公知の方法で形成された圧電素子６０を、第１部材４０の第２部分４４上に接着させる。なお、まず、第１部材４０の第２部分４４上に圧電素子６０を接着させ、次に、圧電素子６０が形成されている第１部材４０を、振動板３０上に接着させることもできる。   As shown in FIG. 1, the first member 40 and the piezoelectric element 60 are formed on the diaphragm 30. Specifically, first, the first member 40 is formed by an electroforming method or a press working technique. Next, the first member 40 is bonded onto the diaphragm 30. Next, the piezoelectric element 60 formed by a known method is bonded onto the second portion 44 of the first member 40. First, the piezoelectric element 60 can be bonded onto the second portion 44 of the first member 40, and then the first member 40 on which the piezoelectric element 60 is formed can be bonded onto the diaphragm 30.

以上の方法により、液体噴射ヘッド１００を製造することができる。なお、液体噴射ヘッド１００の製造方法は、上述の製造方法に限定されない。例えば、シリコン基板をフォトリソグラフィ技術によって加工してノズルプレート１０および基板２０を形成し、液体噴射ヘッド１００を製造することもできる。   The liquid ejecting head 100 can be manufactured by the above method. Note that the manufacturing method of the liquid jet head 100 is not limited to the above-described manufacturing method. For example, the liquid ejecting head 100 can be manufactured by processing the silicon substrate by a photolithography technique to form the nozzle plate 10 and the substrate 20.

３． 変形例
次に、本実施形態の変形例に係る液体噴射ヘッド２００について、図面を参照しながら説明する。図５は、本実施形態の変形例に係る液体噴射ヘッド２００の要部を模式的に示す断面図であり、本実施形態に係る液体噴射ヘッド１００の図１に相当している。以下、本実施形態の変形例に係る液体噴射ヘッド２００において、本実施形態に係る液体噴射ヘッド１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。 3. Modified Example Next, a liquid jet head 200 according to a modified example of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a cross-sectional view schematically illustrating a main part of a liquid jet head 200 according to a modification of the present embodiment, and corresponds to FIG. 1 of the liquid jet head 100 according to the present embodiment. Hereinafter, in the liquid ejecting head 200 according to the modified example of the present embodiment, members having the same functions as the constituent members of the liquid ejecting head 100 according to the present embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. To do.

液体噴射ヘッド２００では、図５に示すように、第１部材２４０は、複数の第２部分４４と、複数の第３部分４６と、を有することができる。第２部分４４および第３部分４６は、図示の例では、２つずつ設けられているが、その数は特に限定されない。複数の第３部分４６は、１つの第１部分４２から複数の第２部分４４に向かって延びている。そして、複数の第２部分４４の各々の上には、圧電素子６０が形成されている。また、複数の第３部分４６の各々は、第２部材５０の支持部５２によって、支持されている。   In the liquid ejecting head 200, as shown in FIG. 5, the first member 240 can have a plurality of second portions 44 and a plurality of third portions 46. The second portion 44 and the third portion 46 are provided two by two in the illustrated example, but the number is not particularly limited. The multiple third portions 46 extend from the single first portion 42 toward the multiple second portions 44. A piezoelectric element 60 is formed on each of the plurality of second portions 44. Further, each of the plurality of third portions 46 is supported by the support portion 52 of the second member 50.

液体噴射ヘッド２００では、複数の圧電素子６０によって複数の第３部分４４を変位させ、該変位を「てこの原理」により１つの第１部分４２に伝えることができる。そのため、いっそう振動板３０を変位させる力を大きくすることができる。   In the liquid ejecting head 200, the plurality of third portions 44 can be displaced by the plurality of piezoelectric elements 60, and the displacement can be transmitted to one first portion 42 by the “lever principle”. Therefore, the force for displacing the diaphragm 30 can be further increased.

４． プリンタ
次に、本実施形態に係るプリンタについて説明する。本実施形態に係るプリンタは、本発明に係る液体噴射ヘッドを有する。ここでは、本実施形態に係るプリンタ３００がインクジェットプリンタである場合について説明する。図６は、本実施形態に係るプリンタ３００を模式的に示す斜視図である。 4). Printer Next, the printer according to the present embodiment will be described. The printer according to this embodiment includes the liquid ejecting head according to the present invention. Here, a case where the printer 300 according to the present embodiment is an inkjet printer will be described. FIG. 6 is a perspective view schematically showing the printer 300 according to the present embodiment.

プリンタ３００は、ヘッドユニット３３０と、駆動部３１０と、制御部３６０と、を含む。また、プリンタ３００は、装置本体３２０と、給紙部３５０と、記録用紙Ｐを設置するトレイ３２１と、記録用紙Ｐを排出する排出口３２２と、装置本体３２０の上面に配置された操作パネル３７０と、を含むことができる。   The printer 300 includes a head unit 330, a drive unit 310, and a control unit 360. In addition, the printer 300 includes an apparatus main body 320, a paper feeding unit 350, a tray 321 on which the recording paper P is placed, a discharge port 322 for discharging the recording paper P, and an operation panel 370 disposed on the upper surface of the apparatus main body 320. And can be included.

ヘッドユニット３３０は、例えば、上述した液体噴射ヘッド１００から構成されるインクジェット式記録ヘッド（以下単に「ヘッド」ともいう）を有する。ヘッドユニット３３０は、さらに、ヘッドにインクを供給するインクカートリッジ３３１と、ヘッドおよびインクカートリッジ３３１を搭載した運搬部（キャリッジ）３３２と、を備える。   The head unit 330 includes, for example, an ink jet recording head (hereinafter also simply referred to as “head”) configured from the liquid ejecting head 100 described above. The head unit 330 further includes an ink cartridge 331 that supplies ink to the head, and a transport unit (carriage) 332 on which the head and the ink cartridge 331 are mounted.

駆動部３１０は、ヘッドユニット３３０を往復動させることができる。駆動部３１０は、ヘッドユニット３３０の駆動源となるキャリッジモータ３４１と、キャリッジモータ３４１の回転を受けて、ヘッドユニット３３０を往復動させる往復動機構３４２と、を有する。   The drive unit 310 can reciprocate the head unit 330. The drive unit 310 includes a carriage motor 341 serving as a drive source for the head unit 330, and a reciprocating mechanism 342 that receives the rotation of the carriage motor 341 and reciprocates the head unit 330.

往復動機構３４２は、その両端がフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸３４４と、キャリッジガイド軸３４４と平行に延在するタイミングベルト３４３と、を備える。キャリッジガイド軸３４４は、キャリッジ３３２が自在に往復動できるようにしながら、キャリッジ３３２を支持している。さらに、キャリッジ３３２は、タイミングベルト３４３の一部に固定されている。キャリッジモータ３４１の作動により、タイミングベルト３４３を走行させると、キャリッジガイド軸３４４に導かれて、ヘッドユニット３３０が往復動する。この往復動の際に、ヘッドから適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。   The reciprocating mechanism 342 includes a carriage guide shaft 344 supported at both ends by a frame (not shown), and a timing belt 343 extending in parallel with the carriage guide shaft 344. The carriage guide shaft 344 supports the carriage 332 while allowing the carriage 332 to freely reciprocate. Further, the carriage 332 is fixed to a part of the timing belt 343. When the timing belt 343 is caused to travel by the operation of the carriage motor 341, the head unit 330 is reciprocated by being guided by the carriage guide shaft 344. During this reciprocation, ink is appropriately discharged from the head, and printing on the recording paper P is performed.

制御部３６０は、ヘッドユニット３３０、駆動部３１０および給紙部３５０を制御することができる。   The control unit 360 can control the head unit 330, the driving unit 310, and the paper feeding unit 350.

給紙部３５０は、記録用紙Ｐをトレイ３２１からヘッドユニット３３０側へ送り込むことができる。給紙部３５０は、その駆動源となる給紙モータ３５１と、給紙モータ３５１の作動により回転する給紙ローラ３５２と、を備える。給紙ローラ３５２は、記録用紙Ｐの送り経路を挟んで上下に対向する従動ローラ３５２ａおよび駆動ローラ３５２ｂを備える。駆動ローラ３５２ｂは、給紙モータ３５１に連結されている。制御部３６０によって供紙部３５０が駆動されると、記録用紙Ｐは、ヘッドユニット３３０の下方を通過するように送られる。   The paper feed unit 350 can feed the recording paper P from the tray 321 to the head unit 330 side. The paper feed unit 350 includes a paper feed motor 351 serving as a drive source thereof, and a paper feed roller 352 that is rotated by the operation of the paper feed motor 351. The paper feed roller 352 includes a driven roller 352a and a drive roller 352b that face each other up and down across the feeding path of the recording paper P. The drive roller 352b is connected to the paper feed motor 351. When the paper feeding unit 350 is driven by the control unit 360, the recording paper P is sent so as to pass below the head unit 330.

ヘッドユニット３３０、駆動部３１０、制御部３６０および給紙部３５０は、装置本体３２０の内部に設けられている。   The head unit 330, the drive unit 310, the control unit 360, and the paper feed unit 350 are provided inside the apparatus main body 320.

プリンタ３００では、本発明に係る液体噴射ヘッドを有することができる。本発明に係る液体噴射ヘッドは、上述のように、振動板３０の変位量を大きくすることができる。そのため、振動板３０の変位量が大きいプリンタ３００を得ることができる。   The printer 300 can include the liquid ejecting head according to the invention. As described above, the liquid ejecting head according to the present invention can increase the displacement amount of the diaphragm 30. Therefore, the printer 300 with a large displacement amount of the diaphragm 30 can be obtained.

なお、上述した例では、プリンタ３００がインクジェットプリンタである場合について説明したが、本発明のプリンタは、工業的な液体吐出装置として用いられることもできる。この場合に吐出される液体（液状材料）としては、各種の機能性材料を溶媒や分散媒によって適当な粘度に調整したものなどを用いることができる。   In the example described above, the case where the printer 300 is an ink jet printer has been described. However, the printer of the present invention can also be used as an industrial liquid ejecting apparatus. As the liquid (liquid material) discharged in this case, various functional materials adjusted to an appropriate viscosity with a solvent or a dispersion medium can be used.

上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail as described above, those skilled in the art will readily understand that many modifications are possible without substantially departing from the novel matters and effects of the present invention. Accordingly, all such modifications are intended to be included in the scope of the present invention.

本実施形態に係る液体噴射ヘッドを模式的に示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating the liquid ejecting head according to the embodiment. 本実施形態に係る液体噴射ヘッドを模式的に示す分解斜視図。FIG. 3 is an exploded perspective view schematically illustrating the liquid ejecting head according to the embodiment. 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造工程を模式的に示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a manufacturing process of the liquid jet head according to the embodiment. 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造工程を模式的に示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a manufacturing process of the liquid jet head according to the embodiment. 本実施形態の変形例に係る液体噴射ヘッドを模式的に示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view schematically illustrating a liquid ejecting head according to a modification example of the embodiment. 本実施形態に係るプリンタを模式的に示す斜視図。1 is a perspective view schematically showing a printer according to an embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１ 母型基板、１０ ノズルプレート、１２ノズル孔、２０ 基板、２２ 圧力室、
２４ 供給路、２６ リザーバ、２８ 貫通孔、３０ 振動板、４０ 第１部材、
４２ 第１部分、４４ 第２部分、４６ 第３部分、５０ 第２部材、５２ 支持部、
６０ 圧電素子、７０ 筐体、１００ 液体噴射ヘッド、２００ 液体噴射ヘッド、
２４０ 第１部材、３００ プリンタ、３１０ 駆動部、３２０ 装置本体、
３２１ トレイ、３２２ 排出口、３３０ ヘッドユニット、
３３１ インクカートリッジ、３３２ キャリッジ、３４１ キャリッジモータ、
３４２ 往復動機構、３４３ タイミングベルト、３４４ キャリッジガイド軸、
３５０ 給紙部、３５１ 給紙モータ、３５２ 給紙ローラ、３６０ 制御部、
３７０ 操作パネル 1 matrix substrate, 10 nozzle plate, 12 nozzle holes, 20 substrate, 22 pressure chamber,
24 supply path, 26 reservoir, 28 through-hole, 30 diaphragm, 40 first member,
42 1st part, 44 2nd part, 46 3rd part, 50 2nd member, 52 support part,
60 piezoelectric element, 70 housing, 100 liquid ejecting head, 200 liquid ejecting head,
240 first member, 300 printer, 310 drive unit, 320 device main body,
321 tray, 322 outlet, 330 head unit,
331 ink cartridge, 332 carriage, 341 carriage motor,
342 reciprocating mechanism, 343 timing belt, 344 carriage guide shaft,
350 paper feed unit, 351 paper feed motor, 352 paper feed roller, 360 control unit,
370 Operation panel

Claims (7)

圧力室が形成された基板と、
前記基板の上方に形成された振動板と、
前記振動板の上方に形成された第１部材と、
前記振動板の上方に形成され、前記第１部材を下方側から支持している支持部を有する第２部材と、
前記第１部材の上方に形成された圧電素子と、
を含み、
前記第１部材は、
前記圧力室の上方の前記振動板に接着された第１部分と、
前記圧電素子が形成された第２部分と、
前記第１部分から前記第２部分に向かって斜め上方に延び、前記第２部材の前記支持部によって支持された第３部分と、
を有し、
前記支持部から前記第１部分までの距離は、前記支持部から前記第２部分までの距離より大きい、液体噴射ヘッド。 A substrate on which a pressure chamber is formed;
A diaphragm formed above the substrate;
A first member formed above the diaphragm;
A second member formed above the diaphragm and having a support portion supporting the first member from below;
A piezoelectric element formed above the first member;
Including
The first member is
A first portion bonded to the diaphragm above the pressure chamber;
A second portion on which the piezoelectric element is formed;
A third portion extending obliquely upward from the first portion toward the second portion and supported by the support portion of the second member;
Have
The liquid ejecting head, wherein a distance from the support portion to the first portion is larger than a distance from the support portion to the second portion. 請求項１において、
前記第１部材の前記第１部分は、前記第１部材の一方の端部であり、
前記第１部材の前記第２部分は、前記第１部材の他方の端部である、液体噴射ヘッド。 In claim 1,
The first portion of the first member is one end of the first member;
The liquid ejecting head, wherein the second portion of the first member is the other end of the first member. 請求項１または２において、
前記第１部材の前記第１部分は、前記基板の厚み方向と直交する方向に延びている、液体噴射ヘッド。 In claim 1 or 2,
The liquid ejecting head, wherein the first portion of the first member extends in a direction orthogonal to a thickness direction of the substrate. 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記第１部材の前記第２部分は、前記基板の厚み方向と直交する方向に延びている、液体噴射ヘッド。 In any of claims 1 to 3,
The liquid ejecting head, wherein the second portion of the first member extends in a direction orthogonal to the thickness direction of the substrate. 請求項１ないし４のいずれかにおいて、
１０ｍＰａ・ｓ以上の粘度である液体を吐出する、液体噴射ヘッド。 In any of claims 1 to 4,
A liquid ejecting head that ejects a liquid having a viscosity of 10 mPa · s or more. 請求項１ないし５のいずれかにおいて、
前記第１部材は、複数の前記第２部分と、複数の前記第３部分と、を有し、
複数の前記第３部分は、１つの前記第１部分から複数の前記第２部分に向かって延びている、液体噴射ヘッド。 In any of claims 1 to 5,
The first member includes a plurality of the second portions and a plurality of the third portions,
The liquid ejecting head, wherein the plurality of third portions extend from one of the first portions toward the plurality of second portions. 請求項１ないし６のいずれかに記載の液体噴射ヘッドを有する、プリンタ。   A printer comprising the liquid ejecting head according to claim 1.

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