JP2011093254A - Head and device for ejecting liquid - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に、液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus, and more particularly to an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus that eject ink as a liquid.
液体噴射ヘッドであるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズル開口に連通する圧力発生室とこの圧力発生室の長手方向一端部側に圧力発生室の短手方向に亘って設けられて各圧力発生室に連通する連通部とが形成される流路形成基板と、この流路形成基板の一方面側に形成される圧電素子と、流路形成基板の圧電素子側の面に接着剤を介して接合されて、連通部と共にリザーバー(本願のマニホールドに相当する。)の一部を構成するリザーバー部を有するリザーバー形成基板と、リザーバー及び流路の底面を構成し、かつノズル開口が形成されたノズルプレートとを具備するものがある(例えば、特許文献1参照)。 As an ink jet recording head that is a liquid ejecting head, for example, a pressure generation chamber communicating with a nozzle opening and a longitudinal direction one end side of the pressure generation chamber are provided across the short direction of the pressure generation chamber. A flow path forming substrate formed with a communication portion communicating with the chamber, a piezoelectric element formed on one surface side of the flow path forming substrate, and an adhesive agent on the surface of the flow path forming substrate on the piezoelectric element side A reservoir forming substrate having a reservoir portion that forms a part of a reservoir (corresponding to the manifold of the present application) together with a communication portion, and a nozzle that forms a bottom surface of the reservoir and the flow path and has a nozzle opening formed Some have a plate (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に開示されたインクジェット式記録ヘッドの構成では、流路形成基板の圧力発生室の長手方向一端部側にマニホールドの一部を構成する連通部が設けられているため、流路形成基板は長手方向に大型化し、インクジェット式記録ヘッドも長手方向に大型化してしまうという問題がある。 In the configuration of the ink jet recording head disclosed in Patent Document 1, the flow path forming substrate is provided with a communication portion constituting a part of the manifold on one end side in the longitudinal direction of the pressure generating chamber of the flow path forming substrate. Is increased in size in the longitudinal direction, and the ink jet recording head is also increased in size in the longitudinal direction.
そこで、インクジェット式記録ヘッドを支持するヘッドホルダーを利用して、このヘッドホルダーとノズルプレートとでリザーバーを形成することにより圧力発生室の長手方向で小型化した液体噴射ヘッドが知られている(例えば、特許文献2参照)。また、該液体噴射ヘッドのノズルプレートには、リザーバー内に導入されたインクの圧力を吸収するための薄肉部と弾性変形する高分子材料とからなるコンプライアンス部が設けられている。 Therefore, there is known a liquid ejecting head that is miniaturized in the longitudinal direction of the pressure generating chamber by using a head holder that supports an ink jet recording head and forming a reservoir with the head holder and a nozzle plate (for example, , See Patent Document 2). The nozzle plate of the liquid ejecting head is provided with a compliance portion composed of a thin portion for absorbing the pressure of the ink introduced into the reservoir and a polymer material that is elastically deformed.
しかしながら、上記構成では、ヘッドホルダーを利用することで流路形成基板の小型化は可能であるものの、ノズルプレートがリザーバーの一部を形成するため、このリザーバーの大きさに合わせてノズルプレートを形成しなければならず、ノズルプレートの小型化が困難になるという問題がある。 However, in the above configuration, although the flow path forming substrate can be reduced in size by using the head holder, the nozzle plate forms a part of the reservoir, so the nozzle plate is formed according to the size of the reservoir. There is a problem that it is difficult to reduce the size of the nozzle plate.
また、このような構造のインクジェット式記録ヘッドでは、インク吐出の際、圧力発生室内に圧力変化を生じさせる関係上、インク吐出と共に圧力発生室内のインクがインク供給路を介してリザーバー側に流出する。上記構成では、このリザーバー側に流出するインクの流れとは平行にコンプライアンス部が設けられているため、該インクの圧力を十分に吸収できない。このため、隣接する圧力発生室から流出したインクの流れが干渉して、いわゆるクロストークが発生し、安定したインク吐出特性が得られないという問題が生じる。 Further, in the ink jet recording head having such a structure, the ink in the pressure generating chamber flows out to the reservoir side through the ink supply path together with the ink discharging because of the pressure change in the pressure generating chamber at the time of ink discharging. . In the above configuration, since the compliance portion is provided in parallel with the flow of ink flowing out to the reservoir side, the pressure of the ink cannot be sufficiently absorbed. For this reason, the flow of ink flowing out from the adjacent pressure generation chamber interferes, so-called crosstalk occurs, and there is a problem that stable ink ejection characteristics cannot be obtained.
なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッドに限定されず、他のデバイスに用いられる液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。 Such a problem is not limited to a liquid ejecting head such as an ink jet recording head, and similarly exists in liquid ejecting heads used in other devices.
本発明はこのような事情に鑑み、吐出特性の低下を抑制した液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus in which deterioration of ejection characteristics is suppressed.
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口が形成されたノズルプレートと、前記ノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、前記圧力発生室に圧力を発生させる圧力発生素子と、複数の前記圧力発生室に対して共通の流路となるマニホールドとを具備し、前記マニホールドは、当該マニホールドに液体を導入するための液体導入孔が設けられた液体導入部材と、前記マニホールドの前記液体導入孔側の第1の面に相対向する側の第2の面の少なくとも一部にマニホールド形成部を有するマニホールド形成基板と、前記マニホールド形成基板から前記液体導入部材に亘って前記ノズルプレートのノズル面に直交する方向に起立して設けられて前記マニホールド内の液体の圧力を吸収するコンプライアンス基板とから画成され、前記マニホールド形成部には、前記コンプライアンス基板側に傾斜した傾斜面が形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、液体導入孔からマニホールドに導入された液体による圧力は、傾斜面に沿う方向、もしくは傾斜面に反射してコンプライアンス基板側に伝達され、そのインクの圧力は吸収される。また、圧力発生室からの液体の流れによる圧力は、直接的にコンプライアンス基板に吸収される。従って、マニホールド内の液体の圧力が十分に吸収され、液体の吐出特性の低下を抑制することができる。また、マニホールドを構成する部材としてマニホールド形成基板を用いたので、ノズルプレートや流路形成基板を小型化することができる。したがって、一枚の基板から得られるノズルプレートや流路形成基板の数を増やすことができ、これによるコストの削減が可能である。
An aspect of the present invention that solves the above problems includes a nozzle plate in which a nozzle opening for ejecting liquid is formed, a flow path forming substrate in which a pressure generation chamber communicating with the nozzle opening is provided, and a pressure in the pressure generation chamber. And a manifold that serves as a common flow path for the plurality of pressure generating chambers, and the manifold is provided with a liquid introduction hole for introducing liquid into the manifold. An introduction member, a manifold formation substrate having a manifold formation portion on at least a part of a second surface of the manifold facing the first surface on the liquid introduction hole side, and introducing the liquid from the manifold formation substrate A compliant device that stands up in a direction orthogonal to the nozzle surface of the nozzle plate across the member and absorbs the pressure of the liquid in the manifold Is defined from the substrate, the manifold forming portion is a liquid-jet head, characterized in that the inclined surface inclined to the compliance substrate side is formed.
In this aspect, the pressure by the liquid introduced into the manifold from the liquid introduction hole is transmitted to the compliance substrate side in the direction along the inclined surface or reflected by the inclined surface, and the ink pressure is absorbed. Further, the pressure due to the flow of the liquid from the pressure generating chamber is directly absorbed by the compliance substrate. Therefore, the pressure of the liquid in the manifold is sufficiently absorbed, and the deterioration of the liquid discharge characteristics can be suppressed. Further, since the manifold forming substrate is used as a member constituting the manifold, the nozzle plate and the flow path forming substrate can be reduced in size. Therefore, the number of nozzle plates and flow path forming substrates obtained from a single substrate can be increased, thereby reducing the cost.
ここで、前記マニホールド形成部の第2の面であって前記傾斜面以外の領域には、複数の凸部が形成されていることが好ましい。これにより、液体導入孔からマニホールドに導入された液体による圧力が凸部により緩和されるので、この圧力に起因した吐出特性の低下をさらに抑制することができる。 Here, it is preferable that a plurality of convex portions are formed in a region other than the inclined surface on the second surface of the manifold forming portion. Thereby, since the pressure by the liquid introduced into the manifold from the liquid introduction hole is relieved by the convex portion, it is possible to further suppress the deterioration of the discharge characteristics due to this pressure.
また、前記マニホールド形成基板は、前記ノズルプレートから離隔して設けられていることが好ましい。マニホールド形成基板は、ノズルプレートから離隔して設けられているため、マニホールド形成基板が液体の圧力で振動したとしても、その振動が直接ノズルプレートに伝わることがない。このようにノズルプレートの振動が防止されるので、液体の吐出特性がより一層安定する。 Further, it is preferable that the manifold forming substrate is provided apart from the nozzle plate. Since the manifold forming substrate is provided apart from the nozzle plate, even if the manifold forming substrate vibrates due to the pressure of the liquid, the vibration is not directly transmitted to the nozzle plate. Since the vibration of the nozzle plate is prevented in this way, the liquid ejection characteristics are further stabilized.
また、上記課題を解決する本発明の他の態様は、上記態様に記載する液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、吐出特性の低下を抑制した液体噴射装置が提供される。
According to another aspect of the invention for solving the above problem, a liquid ejecting apparatus includes the liquid ejecting head described in the above aspect.
In this aspect, a liquid ejecting apparatus that suppresses a decrease in ejection characteristics is provided.
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
〈実施形態1〉
図1は、本発明の実施形態1に係る液体噴射ヘッドの一例であ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、図1の平面図及び断面図である。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り、その一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弾性膜50が形成されている。流路形成基板10には、隔壁11により複数の圧力発生室12がその幅方向に並設されている。また、流路形成基板10の圧力発生室12の長手方向外側の領域には、インク供給路14と連通部13とが隔壁11によって区画されている。この圧力発生室12とインク供給路14と連通部13とで個別流路が構成されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
<Embodiment 1>
FIG. 1 is an exploded perspective view illustrating an ink jet recording head that is an example of a liquid jet head according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view of FIG. As shown in the figure, the flow
連通部13は、圧力発生室12の列毎に共通の流路となるマニホールド100に連通する。インク供給路14は、圧力発生室12よりも上面視において狭い幅となるように形成されており、連通部13から圧力発生室12に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。
The
流路形成基板10の開口面側には、マニホールド形成基板110が接合され、さらにこのマニホールド形成基板110にノズルプレート20が接合されている。マニホールド形成基板110は、流路形成基板10の開口面全体を覆っており、この開口面がマニホールド形成基板110で封止されることにより圧力発生室12が画成されている。
The
マニホールド形成基板110には、各圧力発生室12のインク供給路14とは反対側の端部近傍に連通する連通孔114が形成され、ノズルプレート20には、連通孔114に連通するノズル開口21が穿設されている。すなわち、各ノズル開口21は、各連通孔114を介して各圧力発生室12に連通している。
The
マニホールド形成基板110は、流路形成基板10よりも圧力発生室12の長手方向に突出したマニホールド形成部111を有している。詳細は後述するが、マニホールド形成部111は、マニホールド100の一部を形成する。
The
ノズルプレート20は、マニホールド形成基板110の連通孔114を封止しうる程度の大きさに形成されている。本実施形態では、圧力発生室の長手方向の長さが、流路形成基板よりも短く形成されている。
The
このようなマニホールド形成基板110及びノズルプレート20は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板などからなる。また、流路形成基板10、マニホールド形成基板110及びノズルプレート20は、それぞれ接着剤や熱溶着フィルム等で接合されている。
The
一方、このような流路形成基板10の開口面とは反対側には、上述したように弾性膜50が形成され、この弾性膜50上には、例えば、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜55が形成されている。さらに、この絶縁体膜55上には、第1電極60と圧電体層70と第2電極80とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧力発生素子の一例である圧電素子300を構成している。ここで、圧電素子300は、第1電極60、圧電体層70及び第2電極80を含む部分をいう。一般的には、圧電素子300の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層70を各圧力発生室12毎にパターニングして構成する。本実施形態では、第1電極60は圧電素子300の共通電極とし、第2電極80を圧電素子300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。
On the other hand, the
なお、このような各圧電素子300の第2電極80には、例えば、金(Au)等からなるリード電極90がそれぞれ接続されている。リード電極90には、駆動IC200が設けられているCOF201が接続されており、駆動IC200からの信号は、リード電極90を介して各圧電素子300に選択的に印加される。
In addition, a
また、流路形成基板10上の圧電素子300側の面には、圧電素子300に対向する領域にその運動を阻害しない程度の空間を確保可能な圧電素子保持部31を有する保護基板30が接合されている。圧電素子300は、この圧電素子保持部31内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。なお、保護基板30の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板10の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることがより好ましく、本実施形態では、流路形成基板10と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
Further, a
保護基板30上には、マニホールド100を構成する液体導入部材の一例であるインク導入部材120が接着剤層を介して設けられている。インク導入部材120は、天井壁121と3つの側壁とから構成されている。即ち、インク導入部材120は、底面と、圧力発生室12の長手方向における連通部13側の側面(図2中右側の側面)とが開放されている。天井壁121には、インクを導入するためのインク導入孔(液体導入孔)122が設けられている。
On the
第1の面131は、マニホールド100のインク導入孔122側の面、すなわち、インク導入部材120のマニホールド形成基板110側の面のうちマニホールド100を画成する部分である。第2の面132は、マニホールド形成基板110の第1の面131に相対向する面、すなわち、マニホールド形成基板110のインク導入部材120側の面のうちマニホールド100を画成する部分である。
The
前述したマニホールド形成基板110のマニホールド形成部111は、マニホールド形成基板110の第2の面132の一部に形成されている。すなわち、マニホールド形成基板110の第2の面132を構成する領域の一部分がマニホールド形成部111となっている。なお、マニホールド形成部111は、第2の面132の全体に亘って形成されてもよい。
The
また、インク導入部材120の開放された側面側には、封止膜41及び固定板42とからなるコンプライアンス基板40がインク導入部材120からマニホールド形成基板110までに亘って接合されている。このように、インク導入部材120と、保護基板30及び流路形成基板10の壁面、マニホールド形成部111、及びコンプライアンス基板40により画成された空間がマニホールド100となっている。このようなマニホールド100は、インク導入孔122に連通すると共に各連通部13、即ち各個別流路に連通しており、これによりインク流路が構成されている。
A
封止膜41は、剛性が低く可撓性を有する材料(例えば、厚さが6μmのポリフェニレンサルファイド(PPS)フィルム)からなり、固定板42は、ステンレス鋼(SUS)等の金属等の硬質の材料で形成される。この固定板42のマニホールド100に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部43となっているため、マニホールド100の一方面は可撓性を有する封止膜41のみで封止されている。
The sealing
マニホールド形成部111には、コンプライアンス基板40側に傾斜した傾斜面112が形成されている。本実施形態では、第2の面132の一部にマニホールド形成部111が設けられているので、第2の面132の一部が傾斜面112となっている。なお、マニホールド形成基板110の第2の面を構成する領域をマニホールド形成部とした場合は、その第2の面全体が傾斜面となる。
The
このように構成されたマニホールド100は、可撓性を有する封止膜41により、マニホールド100内に導入されたインクの圧力が吸収される。このとき、マニホールド形成部111には、コンプライアンス基板40側に傾斜した傾斜面112が形成されているため、インクの圧力がより一層、吸収され易くなっている。
In the manifold 100 configured as described above, the pressure of the ink introduced into the manifold 100 is absorbed by the
このことを、図3を用いて詳細に説明する。図3は、図2(b)の要部断面図である。図示するように、マニホールド形成部111には、コンプライアンス基板40側に傾斜した傾斜面112が設けられている。上述したように、このマニホールド形成部111は、第1の面131に相対向する第2の面132の一部に設けられているので、矢印Aに示すように、インク導入孔122に導入されたインクによる圧力は、傾斜面112に沿う方向、もしくは傾斜面112に反射してコンプライアンス基板40側に伝達され、そのインクの圧力は、封止膜41により吸収される。
This will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part of FIG. As shown in the figure, the
また、インク吐出の際、圧力発生室12内に圧力変化が生じたとき、矢印Bに示すように、インク吐出と共に圧力発生室12内のインクがインク供給路14を介してマニホールド100側に流出する。このとき、ノズルプレート20のノズル面に垂直に配設されたコンプライアンス基板40は個別流路に相対向しているため、そのインクの流れによる圧力はコンプライアンス基板40に直接的に伝わり、封止膜41により吸収される。このため、隣接する圧力発生室12にクロストークが発生することが抑制され、安定したインク吐出特性が得られる。
Further, when a pressure change occurs in the
このように、インク導入孔122から導入されるインクの流れによる圧力は、傾斜面112を設けることでコンプライアンス基板40に吸収され、圧力発生室12からのインクの流れによる圧力は、直接的にコンプライアンス基板40に吸収される。従って、本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドでは、マニホールド100内のインクの圧力が十分に吸収され、インクの吐出特性の低下を抑制することができる。
As described above, the pressure due to the flow of ink introduced from the
また、本実施形態のようにマニホールド100を構成する部材としてノズルプレート20を用いずにマニホールド形成基板110を用いたので、ノズルプレート20は、必要最小限の大きさにすることができる。すなわち、ノズルプレート20は、流路形成基板10の開口面を封止しうる程度の大きさであればよく、マニホールド100を構成するために必要な大きさ(本実施形態のマニホールド形成基板110の大きさと同等の大きさ)に形成する必要が無い。このようにノズルプレート20を小型化することができるので、一枚の基板から得られるノズルプレート20の数を増やすことができ、これによるコストの削減が可能である。
Further, since the
また、従来技術では、流路形成基板にマニホールドの一部を構成するように連通路が形成されていたが、本実施形態に係る流路形成基板10ではマニホールド形成基板110を用いたため、そのような連通路は不要となっている。このため、流路形成基板10は、そのような連通路が不要となる分、小型化することができる。これにより、一枚の基板から得られるノズルプレート20の数を増やすことができ、これによるコストの削減が可能である。
Further, in the prior art, the communication path is formed so as to constitute a part of the manifold in the flow path forming substrate. However, since the flow
ノズルプレート20については、ノズル開口21や表面に撥水膜を形成する工程等、流路形成基板10については、圧力発生室12や圧電素子300等を形成する工程等は、複雑でコストが掛かるものである。しかしながら、本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドでは、比較的、加工に要する手間やコストが掛からないマニホールド形成基板110を用いてマニホールド100を形成することで、ノズルプレート20や流路形成基板10の小型化を実現し、ノズルプレート20や流路形成基板10などのコストが掛かる部材については、一枚の基板から得られる数を多くすることでコストの増大を抑制することができる。
For the
また、本実施形態では、吐出特性を向上させるべく、コンプライアンス基板40の封止膜41の面積を広げてコンプライアンスを大きくするためには、コンプライアンス基板40をノズルプレート20のノズル面に対して垂直な方向に延設すればよい。このため、インクジェット式記録ヘッドの専有面積を大きくすることなく、コンプライアンスを大きくすることができる。
In the present embodiment, in order to increase the compliance by increasing the area of the sealing
このような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からインク導入孔122を介してインクを取り込み、マニホールド100からノズル開口21に至るまで内部をインクで満たした後、駆動IC200からの信号に従い、COF201を介して圧力発生室12に対応するそれぞれの第1電極60と第2電極80との間に電圧を印加し、弾性膜50、絶縁体膜55、第1電極60及び圧電体層70をたわみ変形させることにより、各圧力発生室12内の圧力が高まりノズル開口21からインク滴が吐出する。
Such an ink jet recording head takes in ink from an external ink supply means (not shown) through an
〈実施形態2〉
本発明の実施形態2について、図4を用いて説明する。本発明の実施形態2に係る記録ヘッドは、実施形態1に係る記録ヘッドとは、マニホールド形成基板110Aの構造が異なるものである。即ち、本実施形態においては、マニホールド形成部111の第2の面132であって傾斜面112が設けられていない面に、複数の凸部113が形成されている。
<Embodiment 2>
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The recording head according to the second embodiment of the present invention is different from the recording head according to the first embodiment in the structure of the
このような凸部113がマニホールド形成部111に形成されていることで、マニホールド100に導入されたインクは、矢印に示すように、凸部113及び傾斜面112に流れる。傾斜面112に到達したインクは、傾斜面112に沿ってコンプライアンス基板40に誘導される。一方、凸部113に到達したインクは、凸部113によりインクの圧力が打ち消される。このように、本実施形態では、コンプライアンス基板40のコンプライアンスとともに、凸部113でインクの圧力を吸収することができるため、インク吐出特性の低下をより一層抑制することができる。なお、凸部113は、傾斜面112に設けられていてもよく、この場合、さらに確実にインクの圧力を吸収することができる。
Since such a
〈実施形態3〉
本発明の実施形態3について、図5を用いて説明する。本発明の実施形態3に係る記録ヘッドは、実施形態1に係る記録ヘッドとは、マニホールド形成基板110Bの構造が異なるものである。即ち、実施形態1においては、マニホールド形成基板110は、流路形成基板10とノズルプレート20との間に配設されていたが、本実施形態においては、マニホールド形成基板110Bは、ノズルプレート20の流路形成基板10とは反対側に接合されている。
<
本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドは、マニホールド形成基板110Bがノズルプレート20に接合され、マニホールド形成基板110Bのノズルプレート20が接合されていない領域がマニホールド形成部111となっている。実施形態1と同様に、マニホールド形成部111は、インク導入部材120、コンプライアンス基板40とともにマニホールド100を形成しており、マニホールド形成部111には、傾斜面112が形成されている。
In the ink jet recording head according to the present embodiment, the
このような構成のインクジェット式記録ヘッドにおいても、実施形態1と同様の作用効果を奏する。なお、本実施形態では、マニホールド形成基板110Bは、ノズルプレート20に接合された状態が維持できる程度の大きさ、形状であればよく、マニホールド形成基板110Bを小型化して、その分コストを削減することができる。
The ink jet recording head having such a configuration also has the same effects as those of the first embodiment. In the present embodiment, the
なお、マニホールド形成基板110Bと、インク導入部材120とは同一部材であってもよい。
The
〈実施形態4〉
本発明の実施形態4について、図6を用いて説明する。本発明の実施形態4に係る記録ヘッドは、マニホールド形成基板110Cがノズルプレート20とは離隔して設けられていることを特徴とする。
<Embodiment 4>
Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. The recording head according to Embodiment 4 of the present invention is characterized in that the
図示するように、流路形成基板10には、その開口面の一部を封止するノズルプレート20が設けられるとともに、その開口面の他の部分を封止する流路底面部15が設けられている。
As shown in the figure, the flow
本実施形態では流路形成基板10をエッチングして圧力発生室12を形成する際にこの部分を残して流路底面部15を形成してもよく、また、流路形成基板10を厚さ方向に2部材に分けて構成してもよい。具体的には、流路形成基板10を一方面からエッチングして圧力発生室12、連通部13、インク供給路14を形成する。この時に、圧力発生室12は連通部13、インク供給路14と同じ深さまで形成する。次いで、このエッチングにより形成された部分に犠牲層材料を充填し、犠牲層を形成する。その後、この犠牲層を形成した面に後述するように弾性膜50、絶縁体膜55及び圧電素子300をこの順で形成する。次いで、犠牲層が形成された面とは逆の面からエッチングを行い、圧力発生室12のノズル開口に連通する部分を形成し、その後このエッチングした部分から犠牲層の除去剤を導入して犠牲層を取り除く。このようにして、流路底面部15を残して個別流路をエッチングにより形成することができる。なお、これらの流路底面部15及びノズルプレート20はそれぞれ流路形成基板10と強度を十分に保てる程度に接着されている。
In the present embodiment, when forming the
マニホールド形成基板110Cは、流路底面部15に接合されている。すなわち、マニホールド形成基板110Cは、ノズルプレート20から離隔して設けられているため、マニホールド形成基板110Cがインクの圧力で振動したとしても、その振動が直接ノズルプレート20に伝わることがない。このようにノズルプレート20の振動が防止されるので、インクの吐出特性が安定する。
The
〈液体噴射装置〉
さらに、これらインクジェット式記録ヘッドIは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置IIに搭載される。図7は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。
<Liquid ejector>
Further, these ink jet recording heads I constitute a part of a recording head unit having an ink flow path communicating with an ink cartridge or the like, and are mounted on the ink jet recording apparatus II. FIG. 7 is a schematic view showing an example of the ink jet recording apparatus.
図示するように、インクジェット式記録ヘッドIは、インク供給手段を構成するカートリッジ2A及び2Bが着脱可能に設けられ、このインクジェット式記録ヘッドIを搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられている。このインクジェット式記録ヘッドIは、例えば、ブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
As shown in the figure, the ink jet recording head I is provided with
そして、駆動モーター6の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト7を介してキャリッジ3に伝達されることで、インクジェット式記録ヘッドIを搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿って移動される。一方、装置本体4にはキャリッジ軸5に沿ってプラテン8が設けられており、図示しない給紙ローラーなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートSがプラテン8に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
Then, the driving force of the driving motor 6 is transmitted to the
〈他の実施形態〉
本発明は上述した実施形態に限られない。マニホールド100へのインクの導入方向、即ちインク導入孔122に相対向する面を構成する部材(マニホールド形成部)にコンプライアンス基板側に傾斜した傾斜面が設けられていれば、マニホールド100へのインク導入時におけるインクの圧力を吸収することができ、また、圧力発生室12からのインクの圧力を吸収できるという本発明の効果を得ることができる。従って、他の構成のインクジェット式記録ヘッドにおいてもこのような構成とすることで同様の効果を得ることができる。例えば、液体を吐出するノズル開口に連通する複数の圧力発生室が並設された流路形成基板と、この流路形成基板上に設けられて圧力発生室の一方側の面を構成する振動板と、振動板に先端部が当接するように設けられる圧電素子と、圧力発生室の周縁部に対向する領域に薄肉部が形成されてこの振動板の各圧力発生室に対向する領域内に圧電素子の先端部が当接する島部が設けられている液体噴射ヘッドの場合について説明する。この場合においても、圧力発生室に連通するマニホールドの底面を、ノズル開口が形成されているノズルプレートとは別の部材により構成し、この別の部材に傾斜面112を設けることで、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiment described above. If the inclined surface inclined toward the compliance substrate side is provided on the member (manifold forming portion) constituting the direction of ink introduction into the manifold 100, that is, the surface opposite to the
また、上述した実施形態では、流路形成基板10として、シリコン単結晶基板を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、SOI基板、ガラス等の材料を用いるようにしてもよい。
In the embodiment described above, a silicon single crystal substrate is exemplified as the flow
なお、上述した実施形態では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレー、FED(電界放出ディスプレー)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。 In the above-described embodiment, the ink jet recording head has been described as an example of the liquid ejecting head. However, the present invention is widely applied to all liquid ejecting heads, and the liquid ejecting ejects a liquid other than ink. Of course, it can also be applied to the head. Other liquid ejecting heads include, for example, various recording heads used in image recording apparatuses such as printers, color material ejecting heads used in the manufacture of color filters such as liquid crystal displays, organic EL displays, and FEDs (field emission displays). Examples thereof include an electrode material ejection head used for electrode formation, a bioorganic matter ejection head used for biochip production, and the like.
I インクジェット式記録ヘッド、II インクジェット式記録装置(液体噴射装置)、 10 流路形成基板、 12 圧力発生室、 20 ノズルプレート、 21 ノズル開口、 30 保護基板、 40 コンプライアンス基板、 41 封止膜、 42 固定板、 100 マニホールド、 110、110A、110B、110C マニホールド形成基板、 111 マニホールド形成部、 112 傾斜面、 113 凸部、 120 インク導入部材(液体導入部材)、 122 インク導入孔(液体導入孔)、 131 第1の面、 132 第2の面、 300 圧電素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS I Inkjet recording head, II Inkjet recording apparatus (liquid ejecting apparatus), 10 Flow path formation board | substrate, 12 Pressure generating chamber, 20 Nozzle plate, 21 Nozzle opening, 30 Protection board | substrate, 40 Compliance board | substrate, 41 Sealing film, 42 Fixing plate, 100 manifold, 110, 110A, 110B, 110C manifold forming substrate, 111 manifold forming portion, 112 inclined surface, 113 convex portion, 120 ink introducing member (liquid introducing member), 122 ink introducing hole (liquid introducing hole), 131 First surface, 132 Second surface, 300 Piezoelectric element
Claims (4)
前記マニホールドは、当該マニホールドに液体を導入するための液体導入孔が設けられた液体導入部材と、前記マニホールドの前記液体導入孔側の第1の面に相対向する側の第2の面の少なくとも一部にマニホールド形成部を有するマニホールド形成基板と、前記マニホールド形成基板から前記液体導入部材に亘って前記ノズルプレートのノズル面に直交する方向に起立して設けられて前記マニホールド内の液体の圧力を吸収するコンプライアンス基板とから画成され、
前記マニホールド形成部には、前記コンプライアンス基板側に傾斜した傾斜面が形成されている
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。 A nozzle plate in which a nozzle opening for ejecting liquid is formed; a flow path forming substrate provided with a pressure generating chamber communicating with the nozzle opening; a pressure generating element for generating pressure in the pressure generating chamber; A manifold that serves as a common flow path for the pressure generating chamber,
The manifold includes at least a liquid introduction member provided with a liquid introduction hole for introducing a liquid into the manifold, and a second surface on a side opposite to the first surface on the liquid introduction hole side of the manifold. A manifold forming substrate having a manifold forming portion in part, and standing up in a direction orthogonal to the nozzle surface of the nozzle plate from the manifold forming substrate to the liquid introducing member, and controlling the pressure of the liquid in the manifold Defined by the compliance substrate to absorb,
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein an inclined surface inclined toward the compliance substrate is formed in the manifold forming portion.
前記マニホールド形成部の第2の面であって前記傾斜面以外の領域には、複数の凸部が形成されている
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。 The liquid ejecting head according to claim 1,
A liquid ejecting head, wherein a plurality of convex portions are formed in a region other than the inclined surface on the second surface of the manifold forming portion.
前記マニホールド形成基板は、前記ノズルプレートから離隔して設けられている
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。 The liquid ejecting head according to claim 1 or 2,
The liquid ejecting head, wherein the manifold forming substrate is provided apart from the nozzle plate.
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-
2009
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