JP2010099996A - Liquid jetting head and printer - Google Patents

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JP2010099996A JP2008275391A JP2008275391A JP2010099996A JP 2010099996 A JP2010099996 A JP 2010099996A JP 2008275391 A JP2008275391 A JP 2008275391A JP 2008275391 A JP2008275391 A JP 2008275391A JP 2010099996 A JP2010099996 A JP 2010099996A
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liquid
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ejecting head
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Katsuya Ide
勝也 井出
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid jetting head for delivering a liquid droplet to a required position and improving delivering stability. <P>SOLUTION: The liquid jetting head 100 includes a nozzle plate 30, a pressure room 40 formed above the nozzle plate 30, a vibrating plate 50 formed above the pressure room 40, and a piezoelectric element 60 formed above the vibrating plate 50. The nozzle plate 30 has a first substrate 10 provided with nozzle holes 12 communicated with the pressure room 40, and a second substrate 20 formed below the first substrate 10 and provided with openings 22 communicated with the nozzle holes 12. The opening diameter 22W of the opening 22 is larger than the diameter 12W of the opening in the undersurface 10b of the first substrate 10 of the nozzle hole 12. <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.

近年、インクジェット技術は、家庭用のプリンタのみならず、工業用、産業用など様々な分野に用いられている。これらの分野に応じて、インクジェット技術では、様々な組成のインクを吐出する必要がある。そのなかでも、特に高分子ポリマーなどからなる高粘度インクは、ノズル孔から吐出されたインク液柱が切れ難く、液滴状を形成し難いなど、吐出安定性を確保することが困難である（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２３０８１１号公報 In recent years, inkjet technology has been used in various fields such as industrial printers and industrial printers as well as household printers. Depending on these fields, the ink jet technology needs to eject inks of various compositions. Among them, in particular, high-viscosity ink made of a polymer or the like is difficult to ensure ejection stability, such as the ink liquid column ejected from the nozzle hole is difficult to cut and it is difficult to form droplets ( For example, see Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-230811

このようなインクは、例えば、インクジェットプリンタのキャリッジに搭載されたインクジェット式記録ヘッドから吐出される。より具体的には、キャリッジは、タイミングベルトの一部に固定されており、タイミングベルトの走行によりインクジェット式記録ヘッドが往復動する。その際に、インクジェット式記録ヘッドからインクが吐出され、例えば記録用紙への印刷が行われる。   Such ink is ejected from, for example, an ink jet recording head mounted on a carriage of an ink jet printer. More specifically, the carriage is fixed to a part of the timing belt, and the ink jet recording head reciprocates as the timing belt travels. At that time, ink is ejected from the ink jet recording head, and printing on, for example, recording paper is performed.

しかしながら、上述のように高粘度インクは、ノズル孔から吐出された時点では、液滴形状に比べて長い液柱形状であるため、その分、インクジェット式記録ヘッドの往復動による空気抵抗を受けやすい。そのため、往復動中にインク液柱が曲がってしまい、所望の位置にインク液滴を着弾できないという問題が生じる。すなわち、いわゆる「飛行曲がり」が発生し、吐出安定性が低下してしまう場合がある。   However, as described above, the high-viscosity ink has a liquid column shape that is longer than the droplet shape when ejected from the nozzle hole, and accordingly, is susceptible to air resistance due to the reciprocation of the ink jet recording head. . Therefore, the ink liquid column is bent during the reciprocating motion, and there is a problem that the ink droplet cannot be landed at a desired position. In other words, so-called “flight bends” may occur, resulting in a decrease in ejection stability.

本発明の目的の１つは、所望の位置に液滴を着弾させ、吐出安定性を向上させることができる液体噴射ヘッド、および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 ejecting head and a printer capable of landing a droplet at a desired position and improving ejection stability.

本発明に係る液体噴射ヘッドは、
ノズルプレートと、
前記ノズルプレートの上方に形成された圧力室と、
前記圧力室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圧電素子と、
を含み、
前記ノズルプレートは、
前記圧力室と連通しているノズル孔が設けられた第１基板と、
前記第１基板の下方に形成され、前記ノズル孔と連通している開口部が設けられた第２基板と、
を有し、
前記開口部の開口径は、前記ノズル孔の前記第１基板の下面の開口径より大きい。 A liquid ejecting head according to the present invention includes:
A nozzle plate;
A pressure chamber formed above the nozzle plate;
A diaphragm formed above the pressure chamber;
A piezoelectric element formed above the diaphragm;
Including
The nozzle plate is
A first substrate provided with a nozzle hole communicating with the pressure chamber;
A second substrate formed below the first substrate and provided with an opening communicating with the nozzle hole;
Have
The opening diameter of the opening is larger than the opening diameter of the lower surface of the first substrate of the nozzle hole.

本発明に係る液体噴射ヘッドは、所望の位置に液滴を着弾させ、吐出安定性を向上させることができる。   The liquid ejecting head according to the present invention can improve the ejection stability by landing droplets at a desired position.

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、
前記ノズル孔から吐出された液体は、前記開口部の内壁と離間することができる。 In the liquid jet head according to the present invention,
The liquid discharged from the nozzle hole can be separated from the inner wall of the opening.

本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
前記ノズル孔から吐出された液体は、前記ノズル孔内の液体と連続している液柱形状であることができる。 In the liquid jet head according to the present invention,
The liquid discharged from the nozzle hole may have a liquid column shape that is continuous with the liquid in the nozzle hole.

本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
前記第２基板の厚みは、前記ノズル孔から吐出された液体の長さ以上であることができる。 In the liquid jet head according to the present invention,
The thickness of the second substrate may be equal to or greater than the length of the liquid ejected from the nozzle hole.

本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
前記液体の粘度は、１０ｍＰａ・ｓ以上であることができる。 In the liquid jet head according to the present invention,
The viscosity of the liquid may be 10 mPa · s or more.

本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
前記液体の粘度は、２０ｍＰａ・ｓ以上であることができる。 In the liquid jet head according to the present invention,
The liquid may have a viscosity of 20 mPa · s or more.

本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
前記第２基板の少なくとも下方側の端部は、テーパ形状であることができる。 In the liquid jet head according to the present invention,
At least a lower end portion of the second substrate may have a tapered shape.

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。
１． 液体噴射ヘッド
（１）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。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1. Liquid Ejecting Head (1) 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.

液体噴射ヘッド１００は、図１および図２に示すように、ノズルプレート３０と、圧力室４０と、振動板５０と、圧電素子６０と、を有する。ノズルプレート３０は、図１に示すように、第１基板１０と、第２基板２０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、筐体８０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 30, a pressure chamber 40, a vibration plate 50, and a piezoelectric element 60. As illustrated in FIG. 1, the nozzle plate 30 includes a first substrate 10 and a second substrate 20. Further, the liquid ejecting head 100 can include a housing 80 as shown in FIG.

第１基板１０は、例えば、ニッケル、銅、シリコンからなる。第１基板１０には、ノズル孔１２が設けられている。   The first substrate 10 is made of, for example, nickel, copper, or silicon. A nozzle hole 12 is provided in the first substrate 10.

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、図１に示すように、圧力室４０と連通している。ノズル孔１２は、第１基板１０の圧力室４０側の面１０ａ（上面１０ａ）に設けられた第１開口１２ａと、第１基板１０の上面１０ａと反対側の面１０ｂ（下面１０ｂ）に設けられた第２開口１２ｂと、を有する。第１開口１２ａの開口径は、例えば、第２開口１２ｂの開口径より大きい。ノズル孔１２は、液体７０を下方（−Ｙ方向）に吐出することができる。より具体的には、第１開口１２ａから液体７０が供給され、第２開口１２ｂから液体７０が吐出される。液体７０は、第１基板１０の上面１０ａから下面１０ｂの方向に吐出されるともいえる。   A plurality of nozzle holes 12 can be provided, and the number thereof is not particularly limited. As shown in FIG. 1, the nozzle hole 12 communicates with the pressure chamber 40. The nozzle hole 12 is provided in the first opening 12a provided in the pressure chamber 40 side surface 10a (upper surface 10a) of the first substrate 10 and the surface 10b (lower surface 10b) opposite to the upper surface 10a of the first substrate 10. Second opening 12b. The opening diameter of the first opening 12a is larger than the opening diameter of the second opening 12b, for example. The nozzle hole 12 can discharge the liquid 70 downward (−Y direction). More specifically, the liquid 70 is supplied from the first opening 12a, and the liquid 70 is discharged from the second opening 12b. It can be said that the liquid 70 is discharged in the direction from the upper surface 10a to the lower surface 10b of the first substrate 10.

ノズル孔１２から吐出された液体７０ａは、ノズル孔１２内および圧力室４０内の液体７０と連続している液柱形状であることができる。これは、液体７０の粘度が、例えば、２５℃で、１０ｍＰａ・ｓ以上、さらには、２０ｍＰａ・ｓ以上と、高いためである。ここで、図３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３は、図１に示した状態から所定時間、経過した状態を示している。図３に示すように、ノズル孔１２から吐出された液体７０ａ（液柱７０ａ）は、液体７０から分離して液滴７２となり、−Ｙ方向に飛行することができる。   The liquid 70 a discharged from the nozzle hole 12 may have a liquid column shape that is continuous with the liquid 70 in the nozzle hole 12 and the pressure chamber 40. This is because the viscosity of the liquid 70 is as high as, for example, 10 mPa · s or more, further 20 mPa · s or more at 25 ° C. Here, FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a main part of the liquid jet head 100 according to the present embodiment. FIG. 3 shows a state in which a predetermined time has elapsed from the state shown in FIG. As shown in FIG. 3, the liquid 70 a (liquid column 70 a) discharged from the nozzle hole 12 is separated from the liquid 70 to become a droplet 72 and can fly in the −Y direction.

第２基板２０は、図１に示すように、第１基板１０の下に形成されている。すなわち、第２基板２０は、第１基板１０の下面１０ｂ側に形成されている。第２基板２０は、例えば、ニッケル、銅、シリコンからなる。第２基板２０の厚み（Ｙ方向の長さ）２０Ｌは、吐出された液柱７０ａの長さ７０Ｌ以上である。第２基板２０の厚み２０Ｌは、例えば、０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度である。第２基板２０には、開口部２２が設けられている。   As shown in FIG. 1, the second substrate 20 is formed under the first substrate 10. That is, the second substrate 20 is formed on the lower surface 10 b side of the first substrate 10. The second substrate 20 is made of, for example, nickel, copper, or silicon. The thickness (length in the Y direction) 20L of the second substrate 20 is equal to or greater than the length 70L of the discharged liquid column 70a. The thickness 20L of the second substrate 20 is, for example, about 0.5 mm to 2 mm. An opening 22 is provided in the second substrate 20.

開口部２２は、ノズル孔１２と連通している。開口部２２の開口径２２Ｗは、ノズル孔１２の第２開口１２ｂの開口径１２Ｗより大きい。さらに、開口部２２の開口径２２Ｗは、吐出された液柱７０ａの最大幅７０Ｗより大きい。そのため、液柱７０ａは、開口部２２の内壁と離間している。すなわち、液柱７０ａは、第２基板２０と接しない。開口部２２の開口径２２Ｗは、例えば、０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。   The opening 22 communicates with the nozzle hole 12. The opening diameter 22W of the opening 22 is larger than the opening diameter 12W of the second opening 12b of the nozzle hole 12. Furthermore, the opening diameter 22W of the opening 22 is larger than the maximum width 70W of the discharged liquid column 70a. Therefore, the liquid column 70 a is separated from the inner wall of the opening 22. That is, the liquid column 70 a does not contact the second substrate 20. The opening diameter 22W of the opening 22 is, for example, about 0.01 mm to 0.5 mm.

圧力室４０は、図１に示すように、第１基板１０上（図２では下）に形成されている。圧力室４０は、第３基板４２によって区画されている。第３基板４２は、例えば、ニッケル、銅、シリコンからなる。圧力室４０は、図２に示すように、供給路４４を介してリザーバ４６と連通していることができる。リザーバ４６は、供給路４４を介して圧力室４０に液体を供給することができる。リザーバ４６には、貫通孔４８が形成されており、貫通孔４８を通って外部からリザーバ４６内に液体が供給される。   As shown in FIG. 1, the pressure chamber 40 is formed on the first substrate 10 (lower in FIG. 2). The pressure chamber 40 is partitioned by the third substrate 42. The third substrate 42 is made of, for example, nickel, copper, or silicon. As shown in FIG. 2, the pressure chamber 40 can communicate with the reservoir 46 via the supply path 44. The reservoir 46 can supply the liquid to the pressure chamber 40 via the supply path 44. A through hole 48 is formed in the reservoir 46, and the liquid is supplied into the reservoir 46 from the outside through the through hole 48.

振動板５０は、図１に示すように、圧力室４０および第３基板４２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酸化膜からなる。振動板５０は、圧電素子６０によって振動（変位）することができる。   As shown in FIG. 1, the diaphragm 50 is formed on the pressure chamber 40 and the third substrate 42 (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 oxide film such as zirconium dioxide or silicon dioxide. The diaphragm 50 can be vibrated (displaced) by the piezoelectric element 60.

圧電素子６０は、図１に示すように、圧力室４０の上方であって、振動板５０上（図２では下）に形成されている。圧電素子６０は、図示はしないが、ダイヤフラムや接着剤などを介して、振動板５０上に形成されていてもよい。圧電素子６０は、与えられる電気信号にしたがって、振動板５０を上下方向（Ｙ方向）に振動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、振動板５０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）Ｏ３：ＰＺＴ）からなる。圧電素子６０の電極は、例えば、白金、イリジウムからなる。 As shown in FIG. 1, the piezoelectric element 60 is formed above the pressure chamber 40 and on the vibration plate 50 (below in FIG. 2). Although not shown, the piezoelectric element 60 may be formed on the diaphragm 50 via a diaphragm, an adhesive, or the like. The piezoelectric element 60 can vibrate the diaphragm 50 in the vertical direction (Y direction) in accordance with an 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) or parallel (transverse mode) to the vibration direction of the diaphragm 50. 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８０は、図２に示すように、圧電素子６０やノズルプレート３０などを収納することができる。筐体８０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 80 can accommodate the piezoelectric element 60, the nozzle plate 30, and the like. The housing 80 is made of, for example, various resin materials or various metal materials.

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、ノズル孔１２が設けられた第１基板１０の下に第２基板２０が形成されている。第２基板２０の厚み２０Ｌは、ノズル孔１２から吐出された液柱７０ａの長さ７０Ｌ以上であることができる。そのため、液柱７０ａは、上述のように、液体噴射ヘッド１００がプリンタのキャリッジに搭載され、例えばＸ方向に往復動したときでも、空気抵抗を受けない。したがって、液柱７０ａは、往復動時にＸ方向に曲がることはない。すなわち、第２基板２０は、往復動時の空気抵抗防止する機能を有することができる。これにより、液柱７０ａが液体７０から分離して液滴７２となった後、液滴７２は所望の位置に着弾されることができ、吐出安定性を向上させることができる。   In the liquid jet head 100, the second substrate 20 is formed under the first substrate 10 in which the nozzle holes 12 are provided. The thickness 20L of the second substrate 20 may be equal to or longer than the length 70L of the liquid column 70a discharged from the nozzle hole 12. Therefore, as described above, the liquid column 70a does not receive air resistance even when the liquid ejecting head 100 is mounted on the carriage of the printer and reciprocates in the X direction, for example. Therefore, the liquid column 70a does not bend in the X direction when reciprocating. That is, the second substrate 20 can have a function of preventing air resistance during reciprocation. Thereby, after the liquid column 70a is separated from the liquid 70 to become the liquid droplet 72, the liquid droplet 72 can be landed at a desired position, and the discharge stability can be improved.

液体噴射ヘッド１００では、開口部２２の開口径２２Ｗは、ノズル孔１２の第２開口１２ｂの開口径１２Ｗより大きい。さらに、開口部２２の開口径２２Ｗは、吐出された液柱７０ａの最大幅７０Ｗより大きい。そのため、液柱７０ａは、開口部２２の内壁と離間している。したがって、ノズル孔１２から吐出された液柱７０ａ（液柱７２）は、−Ｙ方向へ安定して飛行することができる。   In the liquid jet head 100, the opening diameter 22 </ b> W of the opening 22 is larger than the opening diameter 12 </ b> W of the second opening 12 b of the nozzle hole 12. Furthermore, the opening diameter 22W of the opening 22 is larger than the maximum width 70W of the discharged liquid column 70a. Therefore, the liquid column 70 a is separated from the inner wall of the opening 22. Therefore, the liquid column 70a (liquid column 72) discharged from the nozzle hole 12 can fly stably in the -Y direction.

（２）次に、本実施形態に係る液体噴射ヘッド１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図４および図５は、本実施形態に係る液体噴射ヘッド１００の製造工程を模式的に示す断面図である。   (2) Next, a method for manufacturing the liquid jet head 100 according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. 4 and 5 are cross-sectional views schematically showing the manufacturing process of the liquid jet head 100 according to the present embodiment.

図４に示すように、母型基板１上に第２基板２０を形成する。第２基板２０は、例えば、電鋳法、ＬＩＧＡ（Lithographie Galvanoformung Abformung）プロセスにより形成される。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、第２基板２０を形成する。なお、母型基板１は、例えば、ステンレスからなる。   As shown in FIG. 4, the second substrate 20 is formed on the mother substrate 1. The second substrate 20 is formed by, for example, an electroforming method or a LIGA (Lithographie Galvanoformung Abformung) process. Specifically, the second substrate 20 is formed by forming a resist layer R1 having a predetermined shape on the matrix substrate 1 and performing plating. Note that the mother substrate 1 is made of stainless steel, for example.

図４に示すように、第２基板２０上およびレジスト層Ｒ１上に、第１基板１０を形成する。第１基板１０は、レジスト層Ｒ１上に所定の形状を有するレジスト層Ｒ２，Ｒ３を形成して、例えば第２基板２０と同じ方法で形成される。レジスト層Ｒ２，Ｒ３の形状によって、ノズル孔１２の形状が決定される。   As shown in FIG. 4, the first substrate 10 is formed on the second substrate 20 and the resist layer R1. The first substrate 10 is formed by, for example, the same method as the second substrate 20 by forming resist layers R2 and R3 having a predetermined shape on the resist layer R1. The shape of the nozzle hole 12 is determined by the shape of the resist layers R2 and R3.

図５に示すように、第１基板１０上に第３基板４２を形成する。第３基板４２は、第１基板１０上およびレジスト層Ｒ３上に所定の形状を有するレジスト層Ｒ４形成して、例えば第２基板２０と同じ方法で形成される。レジスト層Ｒ４の形状によって、圧力室４０の形状が決定される。   As shown in FIG. 5, the third substrate 42 is formed on the first substrate 10. The third substrate 42 is formed by, for example, the same method as the second substrate 20 by forming a resist layer R4 having a predetermined shape on the first substrate 10 and the resist layer R3. The shape of the pressure chamber 40 is determined by the shape of the resist layer R4.

図１に示すように、レジスト層Ｒ１〜Ｒ４を除去し、母型基板１を剥離する。これにより、開口部２２、ノズル孔１２および圧力室４０を形成することができる。   As shown in FIG. 1, the resist layers R1 to R4 are removed, and the matrix substrate 1 is peeled off. Thereby, the opening part 22, the nozzle hole 12, and the pressure chamber 40 can be formed.

図１に示すように、圧力室４０上および第３基板４２上に振動板５０を形成する。振動板５０は、例えば、めっき法により形成された金属膜を、接着することにより形成される。次に、振動板５０上に圧電素子６０を形成する。圧電素子６０は、例えば、公知の方法で形成された後、振動板５０上に接着される。   As shown in FIG. 1, the diaphragm 50 is formed on the pressure chamber 40 and the third substrate 42. The diaphragm 50 is formed, for example, by bonding a metal film formed by a plating method. Next, the piezoelectric element 60 is formed on the vibration plate 50. For example, the piezoelectric element 60 is formed on the diaphragm 50 after being formed by a known method.

なお、図示はしないが、第１基板１０、第２基板２０および第３基板４２を独自に形成した後に、それぞれを接着させることもできる。この場合には、第３基板４２上に予め、振動板５０と、圧電素子６０と、を接着させておくこともできる。   Although not shown, the first substrate 10, the second substrate 20, and the third substrate 42 can be independently formed and then bonded to each other. In this case, the diaphragm 50 and the piezoelectric element 60 can be bonded in advance on the third substrate 42.

（３）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６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) Next, a liquid jet head 200 according to a modification of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the main part of the liquid jet head 200 according to a modification of 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６に示すように、第２基板２０の少なくとも下方側（第２基板２０の第１基板１０が形成されている側の面と反対側の面の側、すなわち−Ｙ方向側）の端部２０ａは、テーパ形状である。より具体的には、端部２０ａは、−Ｙ方向に向けて徐々にその幅が小さくなっているテーパ形状である。逆にいうと、開口部２２の下方側の端部は、−Ｙ方向に向けて徐々にその開口径が大きくなっている。なお、図示はしないが、第２基板２０は端部２０ａのみならず、その全体がテーパ形状であることもできる。   In the liquid ejecting head 200, as shown in FIG. 6, at least the lower side of the second substrate 20 (the surface of the second substrate 20 opposite to the surface on which the first substrate 10 is formed, that is, -Y The (direction side) end 20a has a tapered shape. More specifically, the end 20a has a tapered shape whose width gradually decreases in the -Y direction. In other words, the opening diameter of the lower end of the opening 22 gradually increases in the -Y direction. In addition, although not shown in figure, the 2nd board | substrate 20 can also have the taper shape not only the edge part 20a but the whole.

ここで、液柱７０ａは、例えば、下方側でその幅が最大となる。したがって、液体噴射ヘッド２００では、上述のように、第２基板２０の少なくとも下方側の端部２０ａは、テーパ形状であるため、確実に液柱７０ａと開口部２２の内壁との接触を防止することができる。   Here, the width of the liquid column 70a becomes maximum on the lower side, for example. Therefore, in the liquid ejecting head 200, as described above, at least the lower end 20a of the second substrate 20 has a tapered shape, and thus the liquid column 70a and the inner wall of the opening 22 are reliably prevented from contacting each other. be able to.

２． 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７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。 2. 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. 7 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、所望の位置に液滴を着弾させ、吐出安定性を向上させることができる。そのため、所望の位置に液滴を着弾させ、吐出安定性を向上させることができるプリンタ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 cause droplets to land at a desired position and improve ejection stability. Therefore, it is possible to obtain the printer 300 that can land droplets at a desired position and improve the ejection stability.

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.

なお、上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。   In addition, embodiment mentioned above and a modification are examples, Comprising: It is not necessarily limited to these. For example, it is possible to appropriately combine each embodiment and each modification.

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 第１基板、１０ａ 上面、１０ｂ 下面、１２ ノズル孔、
１２ａ 第１開口、１２ｂ 第２開口、２０ 第２基板、２０ａ 端部、２２ 開口部、
３０ ノズルプレート、４０ 圧力室、４２ 第３基板、４４ 供給路、
４６ リザーバ、４８ 貫通孔、５０ 振動板、６０ 圧電素子、７０ 液体、
７０ａ 液柱、７２ 液滴、８０ 筐体、１００ 液体噴射ヘッド、
２００ 液体噴射ヘッド、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 mother substrate, 10 first substrate, 10a upper surface, 10b lower surface, 12 nozzle holes,
12a 1st opening, 12b 2nd opening, 20 2nd board | substrate, 20a edge part, 22 opening part,
30 nozzle plate, 40 pressure chamber, 42 3rd substrate, 44 supply path,
46 reservoir, 48 through-hole, 50 diaphragm, 60 piezoelectric element, 70 liquid,
70a liquid column, 72 droplets, 80 housing, 100 liquid jet head,
200 liquid ejecting head, 300 printer, 310 driving unit, 320 apparatus 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 (8)

ノズルプレートと、
前記ノズルプレートの上方に形成された圧力室と、
前記圧力室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圧電素子と、
を含み、
前記ノズルプレートは、
前記圧力室と連通しているノズル孔が設けられた第１基板と、
前記第１基板の下方に形成され、前記ノズル孔と連通している開口部が設けられた第２基板と、
を有し、
前記開口部の開口径は、前記ノズル孔の前記第１基板の下面の開口径より大きい、液体噴射ヘッド。 A nozzle plate;
A pressure chamber formed above the nozzle plate;
A diaphragm formed above the pressure chamber;
A piezoelectric element formed above the diaphragm;
Including
The nozzle plate is
A first substrate provided with a nozzle hole communicating with the pressure chamber;
A second substrate formed below the first substrate and provided with an opening communicating with the nozzle hole;
Have
The liquid ejecting head, wherein the opening diameter of the opening is larger than the opening diameter of the lower surface of the first substrate of the nozzle hole. 請求項１において、
前記ノズル孔から吐出された液体は、前記開口部の内壁と離間する、液体噴射ヘッド。 In claim 1,
The liquid ejecting head, wherein the liquid ejected from the nozzle hole is separated from the inner wall of the opening. 請求項１または２において、
前記ノズル孔から吐出された液体は、前記ノズル孔内の液体と連続している液柱形状である、液体噴射ヘッド。 In claim 1 or 2,
The liquid ejecting head, wherein the liquid discharged from the nozzle hole has a liquid column shape continuous with the liquid in the nozzle hole. 請求項３において、
前記第２基板の厚みは、前記ノズル孔から吐出された液体の長さ以上である、液体噴射ヘッド。 In claim 3,
The thickness of the said 2nd board | substrate is a liquid jet head which is more than the length of the liquid discharged from the said nozzle hole. 請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記液体の粘度は、１０ｍＰａ・ｓ以上である、液体噴射ヘッド。 In any of claims 1 to 4,
The liquid ejecting head, wherein the liquid has a viscosity of 10 mPa · s or more. 請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記液体の粘度は、２０ｍＰａ・ｓ以上である、液体噴射ヘッド。 In any of claims 1 to 4,
The liquid ejecting head, wherein the liquid has a viscosity of 20 mPa · s or more. 請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記第２基板の少なくとも下方側の端部は、テーパ形状である、液体噴射ヘッド。 In any one of Claims 1 thru | or 6.
The liquid ejecting head, wherein at least a lower end portion of the second substrate has a tapered shape. 請求項１ないし７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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