JP2017056664A - Ink jet head, ink jet recording device and method for manufacturing ink jet head - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet head or the like which has a small size, of which high resolution is possible, of which a production cost can be reduced, and which has a flow channel in which an ink can be circulated.SOLUTION: An ink jet head 1 including a nozzle N, a pressure chamber 202 which communicates with the nozzle N via a communication passage 203, a pressure generating part which gives a pressure to an ink in the pressure chamber 202, and an individual circulation flow channel 204 which can discharge the ink in the pressure chamber 202 from the communication passage 203. The ink jet head 1 comprises: a mounting part 4 in which a discrete wiring is located in a row form on a top face of an actuator substrate on which the pressure generating part is located, and the discrete wiring and a specified electrical equipment member are connected; a common circulation flow channel 205 which is provided on a lower part of the mounting part 4; and a common supply liquid chamber 51 which is provided on an upper part of the pressure chamber 202. The mounting part 4 and the common circulation flow channel 205 are provided at a position where at least part thereof are overlapped in an ink injection direction of the nozzle N.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、インクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの製造方法に関する。   The present invention relates to an inkjet head, an inkjet recording apparatus, and an inkjet head manufacturing method.

従来、インクジェットヘッドに備えられた複数のノズルからインクの液滴を射出して記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置が知られている。
このようなインクジェット記録装置では、インクジェットヘッド内に発生した気泡や混入した異物等によって、ノズルが詰まり、射出不良等の問題が生じる場合がある。また、インクの種類によっては、長時間使用しないままにしておくと、インク粒子の沈降等によってノズル付近のインク粘度が高まり、安定したインクの射出性能が得難い場合がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, an ink jet recording apparatus that forms an image on a recording medium by ejecting ink droplets from a plurality of nozzles provided in an ink jet head is known.
In such an ink jet recording apparatus, there are cases where the nozzles are clogged due to bubbles generated in the ink jet head, foreign matters mixed therein, or the like, resulting in problems such as defective injection. In addition, depending on the type of ink, if the ink is left unused for a long time, the ink viscosity near the nozzle may increase due to sedimentation of ink particles, and it may be difficult to obtain stable ink ejection performance.

そこで、インクジェットヘッドのヘッドチップにインクの循環が可能な循環流路を設けることによって、ヘッド内の気泡等をインクとともに当該循環流路に流すことができるインクジェット記録装置が知られている。   Therefore, an ink jet recording apparatus is known in which a circulation channel capable of circulating ink is provided in a head chip of an ink jet head so that bubbles or the like in the head can flow through the circulation channel together with ink.

例えば、特許文献１には、インクを循環させるための循環流路と、圧力室に共通にインクを供給する供給液室を備え、当該供給流路が圧力室の左右方向の領域に設けられているインクジェットヘッドが開示されている。   For example, Patent Document 1 includes a circulation channel for circulating ink and a supply liquid chamber that supplies ink in common to the pressure chamber, and the supply channel is provided in a region in the left-right direction of the pressure chamber. An inkjet head is disclosed.

また、特許文献２には、インクを循環させるための循環流路と複数のアクチュエーターを設けたヘッドチップと、当該アクチュエーターからの導電線が接続された集積回路をヘッドチップの上面端部に備えたインクジェットヘッドが開示されている。   Further, in Patent Document 2, a head chip provided with a circulation flow path for circulating ink and a plurality of actuators, and an integrated circuit to which conductive wires from the actuators are connected are provided at the upper end of the head chip. An ink jet head is disclosed.

特開２０１２−１４３９４８号公報JP 2012-143948 A 特表２０１１−５２０６７０号公報Special table 2011-520670 gazette

ところで、近年、インクジェットの小型化や画像の高解像度化のため、ノズルを高密度に配置することが求められている。しかしながら、特許文献１に記載のインクジェットヘッドでは、ヘッドチップ内部に比較的大きな容積の循環流路及び供給液室が必要となるので、大型化しやすく、ノズルを高密度に配置することが難しいという問題がある。   By the way, in recent years, in order to reduce the size of an ink jet and increase the resolution of an image, it is required to arrange nozzles at a high density. However, the ink jet head described in Patent Document 1 requires a relatively large volume circulation channel and a supply liquid chamber inside the head chip, so that it is easy to increase the size and it is difficult to arrange the nozzles at high density. There is.

また、特許文献２に記載のインクジェットヘッドでは、アクチュエーターからの配線をヘッドチップの端に引き出して集積回路を実装しているため、限られたスペースに導電線を高密度で設ける必要がある。そのため、高密度でノズル及びアクチュエーターを設けた場合、導電線の細密化で電気抵抗が高くなり、発熱の要因になるため、小型化が難しいという問題がある。また、チップの外側に集積回路を実装しているため、装置が大型化しやすく、製造に使用する材料の増加により、生産コストが増加するという問題もある。   Further, in the ink jet head described in Patent Document 2, since the integrated circuit is mounted by drawing the wiring from the actuator to the end of the head chip, it is necessary to provide the conductive lines in a limited space with high density. For this reason, when nozzles and actuators are provided at a high density, there is a problem that miniaturization is difficult because the electrical resistance becomes high due to the finer conductive wires and causes heat generation. In addition, since the integrated circuit is mounted on the outside of the chip, there is a problem that the apparatus is easily increased in size, and the production cost increases due to an increase in materials used for manufacturing.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、小型で高解像度化でき、生産コストを低減できる、インクの循環が可能な流路を有するインクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの製造方法を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an inkjet head having a flow path capable of circulating ink that can be reduced in size and increased in resolution and can reduce production costs, and inkjet It is to provide a recording apparatus and a method for manufacturing an inkjet head.

上記課題の解決のために、請求項１に記載の発明は、
インクを射出する複数のノズルと、
前記複数のノズルの各々に連通路を介して連通し、インクが貯留される複数の圧力室と、
前記複数の圧力室の各々に対応して設けられ、対応する前記圧力室内のインクに圧力を加える複数の圧力発生手段と、
前記連通路から分岐して設けられ、前記複数の圧力室内のインクを排出可能な複数の個別循環流路と、
を備えたインクジェットヘッドにおいて、
前記複数の圧力発生手段が配置される基板の上面に、前記複数の圧力発生手段の各々に接続する個別配線が列状に配置され、当該個別配線と所定の電装部材とが接続された実装部と、
前記基板の前記実装部が設けられた側と反対側に設けられ、前記複数の個別循環流路のうち少なくとも二つが連通する共通循環流路と、
前記複数の圧力室の上部に設けられ、前記複数の圧力室の各々に共通に供給するインクを貯留する共通供給液室と、を備え、
前記実装部と前記共通循環流路は、前記複数のノズルのインクの射出方向において、少なくとも一部が重なる位置に設けられていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the invention described in claim 1
A plurality of nozzles for ejecting ink;
A plurality of pressure chambers communicating with each of the plurality of nozzles via a communication path, and storing ink;
A plurality of pressure generating means provided corresponding to each of the plurality of pressure chambers, and applying pressure to the ink in the corresponding pressure chamber;
A plurality of individual circulation passages that are branched from the communication path and capable of discharging ink in the plurality of pressure chambers;
In an inkjet head comprising:
A mounting portion in which individual wirings connected to each of the plurality of pressure generating means are arranged in a row on the upper surface of the substrate on which the plurality of pressure generating means are arranged, and the individual wiring and a predetermined electrical component are connected When,
A common circulation channel that is provided on the opposite side of the substrate on which the mounting portion is provided, and that at least two of the plurality of individual circulation channels communicate with each other;
A common supply liquid chamber that is provided in an upper part of the plurality of pressure chambers and stores ink that is commonly supplied to each of the plurality of pressure chambers;
The mounting portion and the common circulation flow path are provided at positions where at least a part thereof overlaps in the ink ejection direction of the plurality of nozzles.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットヘッドであって、
前記複数の圧力室及び前記複数のノズルが、複数列で配列されており、
前記複数列のうち一対の隣り合う列において、前記複数の圧力発生手段から同一の前記実装部に前記個別配線が引き出されており、前記複数の圧力室に連通する前記複数の循環流路が同一の前記共通循環流路に連通されていることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the ink jet head according to claim 1,
The plurality of pressure chambers and the plurality of nozzles are arranged in a plurality of rows,
In a pair of adjacent rows of the plurality of rows, the individual wires are drawn out from the plurality of pressure generating means to the same mounting portion, and the plurality of circulation channels communicating with the plurality of pressure chambers are the same. Are connected to the common circulation flow path.

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドであって、
前記基板はシリコンによって形成され、
前記複数の圧力発生手段の各々は、薄膜状の電極及び薄膜状の圧電体を有することを特徴とする。 Invention of Claim 3 is the inkjet head of Claim 1 or 2, Comprising:
The substrate is formed of silicon;
Each of the plurality of pressure generating means includes a thin film electrode and a thin film piezoelectric body.

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドであって、
前記所定の電装部材は、フレキシブルプリント基板であることを特徴とする。 Invention of Claim 4 is an inkjet head as described in any one of Claims 1-3, Comprising:
The predetermined electrical component is a flexible printed circuit board.

請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドであって、
前記所定の電装部材は、前記複数の圧力発生手段の駆動制御を行う集積回路であること特徴とする。 Invention of Claim 5 is an inkjet head as described in any one of Claims 1-3, Comprising:
The predetermined electrical component is an integrated circuit that performs drive control of the plurality of pressure generating means.

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドであって、
前記共通循環流路に、当該共通循環流路の前記インクの射出方向の対向する面を連結する連結部が形成されていることを特徴とする。 Invention of Claim 6 is an inkjet head as described in any one of Claims 1-5,
The common circulation channel is characterized in that a connecting portion is formed for connecting opposite surfaces of the common circulation channel in the ink ejection direction.

請求項７に記載の発明は、
請求項１〜６のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドと、
前記連通路から前記個別循環流路への循環流を発生させるためのインクの循環手段を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置である。 The invention described in claim 7
The inkjet head according to any one of claims 1 to 6,
An ink jet recording apparatus comprising an ink circulation means for generating a circulation flow from the communication path to the individual circulation flow path.

請求項８の発明は、
請求項３に記載のインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記基板上に、前記個別配線と、前記電極間に挟まれた前記圧電体の薄膜を半導体プロセスによって形成することを特徴とする。 The invention of claim 8
It is a manufacturing method of the ink-jet head according to claim 3,
The individual wiring and the piezoelectric thin film sandwiched between the electrodes are formed on the substrate by a semiconductor process.

本発明によれば、インクの循環が可能な流路を有するインクジェットヘッドにおいて、小型で高解像度化が可能であり、生産コストを低減させることができる。   According to the present invention, an inkjet head having a flow path capable of circulating ink can be reduced in size and high in resolution, and production cost can be reduced.

インクジェット記録装置の概略構成を示す斜視図A perspective view showing a schematic configuration of an ink jet recording apparatus インクジェットヘッドの上方からの斜視図Perspective view from above of inkjet head インクジェットヘッドの下方からの斜視図Perspective view from below of inkjet head ヘッドチップ内のアクチュエーター基板の上面の要部を示す平面図The top view which shows the principal part of the upper surface of the actuator board | substrate in a head chip ノズル基板の底面図Bottom view of nozzle substrate 図３ＡのIV-IVの断面を示すインクジェットヘッドの断面図FIG. 3A is a cross-sectional view of an ink jet head showing a cross section of IV-IV in FIG. インクジェットヘッドの断面の拡大図Enlarged view of cross section of inkjet head インクの循環機構の構成を説明する模式図Schematic diagram illustrating the configuration of the ink circulation mechanism 変形例に係るアクチュエーター基板の上面の要部を示す平面図The top view which shows the principal part of the upper surface of the actuator board | substrate which concerns on a modification 図７のVIII-VIIIの断面を示すインクジェットヘッドの断面図FIG. 7 is a cross-sectional view of an inkjet head showing a cross-section of VIII-VIII in FIG.

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。但し、発明の範囲は図示例に限定されない。また、以下の説明において、同一の機能及び構成を有するものについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
なお、以下の説明では、ラインヘッドを用いた記録媒体の搬送のみで描画を行う１パス描画方式での実施形態を例にして説明するが、適宜の描画方式に適用可能であり、例えば、スキャン方式やドラム方式を用いた描画方式を採用しても良い。
また、以下の説明では、記録媒体Ｒの搬送方向を前後方向、記録媒体Ｒの搬送面において当該搬送方向に直行する方向を左右方向とし、前後方向及び左右方向に垂直な方向（インクの射出方向）を上下方向として説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated examples. Moreover, in the following description, about what has the same function and structure, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
In the following description, an embodiment of a one-pass drawing method in which drawing is performed only by transporting a recording medium using a line head will be described as an example. However, the embodiment can be applied to an appropriate drawing method. A drawing method using a method or a drum method may be adopted.
In the following description, the conveyance direction of the recording medium R is the front-rear direction, the direction perpendicular to the conveyance direction on the conveyance surface of the recording medium R is the left-right direction, and the direction perpendicular to the front-rear direction and the left-right direction (ink ejection direction) ) In the vertical direction.

［インクジェット記録装置の概略］
インクジェット記録装置１００は、プラテン１０１、搬送ローラー１０２、ラインヘッド１０３，１０４，１０５，１０６、及びインクの循環機構６等を備える（図１及び図６参照）。
プラテン１０１は、上面に記録媒体Ｒを支持しており、搬送ローラー１０２が駆動されると、記録媒体Ｒを搬送方向（前後方向）に搬送する。
ラインヘッド１０３，１０４，１０５，１０６は、記録媒体Ｒの搬送方向（前後方向）の上流側から下流側にかけて、搬送方向に直交する幅方向（左右方向）に並列して設けられている。そして、ラインヘッド１０３，１０４，１０５，１０６の内部には、後述するインクジェットヘッド１が少なくとも一つ設けられており、例えば、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），黒（Ｋ）のインクを記録媒体Ｒに向けて吐出する。
なお、インクの循環機構６については、後述する（図６参照）。 [Outline of inkjet recording apparatus]
The ink jet recording apparatus 100 includes a platen 101, a transport roller 102, line heads 103, 104, 105, and 106, an ink circulation mechanism 6 and the like (see FIGS. 1 and 6).
The platen 101 supports the recording medium R on the upper surface, and transports the recording medium R in the transport direction (front-rear direction) when the transport roller 102 is driven.
The line heads 103, 104, 105, 106 are provided in parallel in the width direction (left-right direction) orthogonal to the transport direction from the upstream side to the downstream side in the transport direction (front-rear direction) of the recording medium R. In the line heads 103, 104, 105, 106, at least one inkjet head 1 described later is provided. For example, cyan (C), magenta (M), yellow (Y), black (K ) Is ejected toward the recording medium R.
The ink circulation mechanism 6 will be described later (see FIG. 6).

［インクジェットヘッド］
インクジェットヘッド１の構成について、図２〜５に基づいて説明する。
なお、図３Ａは、ヘッドチップ内部の圧電体４１と個別配線４１４の配置を説明するための、アクチュエーター基板２３の上面の要部を示す平面図である。また、図３Ｂは、ノズル基板２１の底面図である。また、図３Ａ及び図３Ｂでは、他層に形成される構成要素の一部を破線で示している。
また、図４は、図３Ａ中に破線で示したIV-IV部分に平行な面について、インクジェットヘッド１の断面を表した図である。 [Inkjet head]
The configuration of the inkjet head 1 will be described with reference to FIGS.
FIG. 3A is a plan view showing the main part of the upper surface of the actuator substrate 23 for explaining the arrangement of the piezoelectric bodies 41 and the individual wirings 414 inside the head chip. FIG. 3B is a bottom view of the nozzle substrate 21. Moreover, in FIG. 3A and FIG. 3B, a part of component formed in another layer is shown with the broken line.
4 is a view showing a cross section of the inkjet head 1 with respect to a plane parallel to the IV-IV portion indicated by a broken line in FIG. 3A.

インクジェットヘッド１は、ヘッドチップ２、保持部３及び共通インク室５等を備える（図２Ａ及び図２Ｂ等）。   The inkjet head 1 includes a head chip 2, a holding unit 3, a common ink chamber 5, and the like (FIGS. 2A and 2B, etc.).

（ヘッドチップ）
ヘッドチップ２は、内部に、下側から順にノズル基板２１、中間基板２２、アクチュエーター基板２３及び保護基板２４が積層一体化されることによって構成されている（図５参照）。 (Head chip)
The head chip 2 is configured by laminating and integrating a nozzle substrate 21, an intermediate substrate 22, an actuator substrate 23, and a protective substrate 24 in order from the bottom (see FIG. 5).

ノズル基板２１は、例えば、ノズル層２１ａ、酸化膜層２１ｂ、ノズル支持層２１ｃの３層から構成されるＳＯＩ基板からなる。
ノズル層２１ａは、インクの液滴を射出するためのノズルＮが形成された層であり、厚さ、例えば、１０〜２０μｍのＳｉ基板からなる。ノズルＮは、例えば、左右方向に沿って、複数列（例えば、４列）に並んで設けられている（図２、図３Ｂ参照）。また、ノズル層２１ａの下面であるノズル面には、撥インク膜（図示省略）が形成されている。
酸化膜層２１ｂは、例えば、厚さ０．３〜１．０μｍのＳｉＯ２基板からなる。
ノズル支持層２１ｃは、例えば、厚さ１００〜３００μｍのＳｉ基板からなる。ノズル支持層２１ｃには、ノズルＮと連通しノズルＮよりも径の大きな大径部２１１と、大径部２１１から前後方向に分岐して設けられ、インクの循環に使用される個別循環流路２０４と、が形成されている。
なお、個別循環流路２０４は、ノズルＮに近い位置の気泡や異物を除去する観点から、ノズル基板２１に設けることが好ましいが、中間基板２２に設けても良い。 The nozzle substrate 21 is composed of, for example, an SOI substrate including three layers of a nozzle layer 21a, an oxide film layer 21b, and a nozzle support layer 21c.
The nozzle layer 21a is a layer on which nozzles N for ejecting ink droplets are formed, and is made of a Si substrate having a thickness of, for example, 10 to 20 μm. The nozzles N are provided, for example, in a plurality of rows (for example, 4 rows) along the left-right direction (see FIGS. 2 and 3B). Further, an ink repellent film (not shown) is formed on the nozzle surface which is the lower surface of the nozzle layer 21a.
The oxide film layer 21b is made of, for example, a SiO 2 substrate having a thickness of 0.3 to 1.0 μm.
The nozzle support layer 21c is made of, for example, a Si substrate having a thickness of 100 to 300 μm. The nozzle support layer 21c is connected to the nozzle N and has a large-diameter portion 211 having a diameter larger than that of the nozzle N, and an individual circulation channel provided for branching in the front-rear direction from the large-diameter portion 211 and used for ink circulation 204 are formed.
The individual circulation flow path 204 is preferably provided on the nozzle substrate 21 from the viewpoint of removing bubbles and foreign matters near the nozzle N, but may be provided on the intermediate substrate 22.

また、ノズル層２１ａ及びノズル支持層２１ｃは、それぞれＳｉ基板で構成されているため、ドライエッチングやウェットエッチングによって容易に加工することが可能である。また、酸化膜層２１ｂはエッチングレートが非常に低い層であるため、ノズル層２１ａとノズル支持層２１ｃをそれぞれ酸化膜層２１ｂに向かって加工した場合に、ノズル層２１ａ又はノズル支持層２１ｃに加工ムラがあっても、酸化膜層２１ｂで加工を制御することが可能である。
ここで、個別循環流路２０４は、酸化膜層２１ｂに面した空隙部によって形成されているため、高精度に加工されて製造されている。なお、酸化膜層２１ｂに面した空隙部を形成した後に、バッファード・フッ酸（ＢＨＦ）等を用いたウェットエッチング処理で酸化膜層２１ｂを除去しても良い。 In addition, since the nozzle layer 21a and the nozzle support layer 21c are each formed of a Si substrate, they can be easily processed by dry etching or wet etching. Further, since the oxide film layer 21b is a layer having a very low etching rate, when the nozzle layer 21a and the nozzle support layer 21c are processed toward the oxide film layer 21b, the oxide film layer 21b is processed into the nozzle layer 21a or the nozzle support layer 21c. Even if there is unevenness, the processing can be controlled by the oxide film layer 21b.
Here, since the individual circulation flow path 204 is formed by a gap facing the oxide film layer 21b, it is processed and manufactured with high accuracy. Note that the oxide film layer 21b may be removed by wet etching using buffered hydrofluoric acid (BHF) or the like after the void portion facing the oxide film layer 21b is formed.

中間基板２２は、例えば、厚さ１００〜３００μｍのＳｉ基板からなり、連通孔２２１、
共通循環流路２０５及びダンパー２２２が設けられている。
連通孔２２１は、中間基板２２を上下方向に貫通し大径部２１１に連通している。連通孔２２１と大径部２１１は、圧力室２０２とノズルＮを連通する連通路２０３となっており、インクの射出時にインク流路となる。
なお、連通孔２２１は、インクが通過する経路の径を絞る形状とする等、インクの流路の形状を調整することによって、インクの射出においてインクに加えられる運動エネルギーを調整するように形成しても良い。 The intermediate substrate 22 is made of, for example, a Si substrate having a thickness of 100 to 300 μm, and includes communication holes 221,
A common circulation channel 205 and a damper 222 are provided.
The communication hole 221 passes through the intermediate substrate 22 in the vertical direction and communicates with the large diameter portion 211. The communication hole 221 and the large-diameter portion 211 serve as a communication path 203 that communicates the pressure chamber 202 and the nozzle N, and serves as an ink flow path when ink is ejected.
Note that the communication hole 221 is formed so as to adjust the kinetic energy applied to the ink in the ejection of the ink by adjusting the shape of the ink flow path, for example, by reducing the diameter of the path through which the ink passes. May be.

共通循環流路２０５には、ノズル支持層２１ｃに形成された複数の個別循環流路２０４が連通し、複数の個別循環流路２０４から流れてきたインクが合流する。また、共通循環流路２０５は、インクの射出方向（上下方向）において、後述する実装部４と少なくとも一部が重なるように配置されている（図３Ａ）。また、アクチュエーター基板２３の上面のスペースを有効に利用する観点から、実装部４は、安定な電気接続が得られる最低限の接続幅で構成し、共通循環流路２０５は射出性能や循環流量に影響しない最小幅とし、両者が極力大きな領域で重なり合うことが好ましい。さらには、どちらかの領域内（前後左右方向）に他方の領域が完全に収まることが好ましい。
また、以下の説明では、個別循環流路２０４と共通循環流路２０５をあわせて、循環流路２０６という。 A plurality of individual circulation channels 204 formed in the nozzle support layer 21c communicate with the common circulation channel 205, and inks flowing from the plurality of individual circulation channels 204 merge. Further, the common circulation flow path 205 is disposed so as to at least partially overlap a mounting portion 4 described later in the ink ejection direction (vertical direction) (FIG. 3A). Further, from the viewpoint of effectively using the space on the upper surface of the actuator substrate 23, the mounting portion 4 is configured with a minimum connection width that can provide a stable electrical connection, and the common circulation flow path 205 can be used for injection performance and circulation flow rate. It is preferable that the minimum width is not affected and the two overlap in a region as large as possible. Furthermore, it is preferable that the other region completely fits in either region (front / rear / left / right direction).
In the following description, the individual circulation channel 204 and the common circulation channel 205 are collectively referred to as a circulation channel 206.

ダンパー２２２は、例えば、厚さ１〜５０μｍからなるＳｉ基板からなり、共通循環流路２０５の上面に面して設けられ、ダンパー２２２の上面には空気室２２３が形成されている。ダンパー２２２は、共通循環流路２０５と空気室２２３との圧力差によって弾性変形して、共通循環流路２０５の容積を変更可能である。例えば、圧力室２０２に一度に圧力が加えられ射出が行われて共通循環流路２０５に一度にインクが流れた場合、共通循環流路２０５内の圧力が急激に下がるため、ダンパー２２２が下方向に向かって弾性変形することによって、インク流路の急激な圧力変動を防ぐことができる。
また、ダンパー２２２の設けられる領域は、図３Ｂに示すように、複数のノズルＮが設けられた領域Ａ１のノズルの配列方向（左右方向）において、右端のノズルＮａ及び左端のノズルＮｂの位置よりも、それぞれノズルＮの配列方向（左右方向）に延出するように形成されている。 The damper 222 is made of, for example, a Si substrate having a thickness of 1 to 50 μm, and is provided facing the upper surface of the common circulation channel 205, and an air chamber 223 is formed on the upper surface of the damper 222. The damper 222 is elastically deformed by the pressure difference between the common circulation channel 205 and the air chamber 223, and the volume of the common circulation channel 205 can be changed. For example, when pressure is applied to the pressure chamber 202 at a time and ejection is performed and ink flows into the common circulation flow path 205 at a time, the pressure in the common circulation flow path 205 decreases rapidly, so that the damper 222 moves downward. By elastically deforming toward the ink, sudden pressure fluctuations in the ink flow path can be prevented.
In addition, as shown in FIG. 3B, the region where the damper 222 is provided is based on the positions of the rightmost nozzle Na and the leftmost nozzle Nb in the nozzle arrangement direction (left-right direction) of the region A1 where the plurality of nozzles N are provided. Are formed so as to extend in the arrangement direction (left-right direction) of the nozzles N, respectively.

空気室２２３は、ダンパー２２２が弾性変形できる厚み（例えば、１〜１００μｍ）を有して形成されている。また、空気室２２３の容積は、共通循環流路２０５の容積よりも小さくなるように形成されている。
また、空気室２２３は、大気に連通する大気連通部２２４（図５参照）を有し、大気連通部２２４を蓋等で開け閉めできる構成となっている。これにより、空気室２２３の圧力を調整でき、ダンパー２２２が弾性変形する際の変形量を調整することができる。
なお、空気室２２３は、必ずしも大気連通部２２４を有する必要はなく、ヘッドチップ２内部に密閉された空間としても良い。 The air chamber 223 has a thickness (for example, 1 to 100 μm) that allows the damper 222 to be elastically deformed. The volume of the air chamber 223 is formed so as to be smaller than the volume of the common circulation channel 205.
Further, the air chamber 223 has an atmosphere communication part 224 (see FIG. 5) communicating with the atmosphere, and the atmosphere communication part 224 can be opened and closed with a lid or the like. Thereby, the pressure of the air chamber 223 can be adjusted, and the deformation amount when the damper 222 is elastically deformed can be adjusted.
Note that the air chamber 223 does not necessarily need to have the air communication portion 224, and may be a space sealed inside the head chip 2.

複数の圧力発生部４０（圧力発生手段）が配置される基板としてのアクチュエーター基板２３は、圧力室層２３ａ、振動層２３ｂから構成されており、ＳＯＩ基板によって形成されている。
圧力室層２３ａは、例えば、１００〜３００μｍ程度のＳｉ基板からなり、圧力室層２３ａには、圧力室２０２が形成されている。圧力室２０２は、中間基板２２の連通路２０３に連通しており、ノズルＮから射出されるインクが貯留されている。
振動層２３ｂは、例えば、１〜１０μｍ程度の薄い弾性変形可能なＳｉ基板であり、圧力室層２３ａの上面の一面に形成されている。振動層２３ｂの上面に設けられた圧電体４１の動作に応じて振動層が振動され、圧電体４１の下部に設けられた圧力室２０２内のインクに圧力が加えられる。また、振動層２３ｂの上面には、圧力発生部４０が設けられている。 An actuator substrate 23 as a substrate on which a plurality of pressure generating units 40 (pressure generating means) is arranged is composed of a pressure chamber layer 23a and a vibration layer 23b, and is formed of an SOI substrate.
The pressure chamber layer 23a is made of, for example, a Si substrate of about 100 to 300 μm, and the pressure chamber 202 is formed in the pressure chamber layer 23a. The pressure chamber 202 communicates with the communication path 203 of the intermediate substrate 22 and stores ink ejected from the nozzle N.
The vibration layer 23b is a thin elastically deformable Si substrate of about 1 to 10 μm, for example, and is formed on one surface of the pressure chamber layer 23a. The vibration layer is vibrated in accordance with the operation of the piezoelectric body 41 provided on the upper surface of the vibration layer 23b, and pressure is applied to the ink in the pressure chamber 202 provided in the lower portion of the piezoelectric body 41. Further, a pressure generating unit 40 is provided on the upper surface of the vibration layer 23b.

圧力発生手段としての圧力発生部４０は、下から順に、下部電極４１１、圧電体４１及び上部電極４１３等によって構成されており、電極間に外部から電圧が印加されると、圧電体４１が伸縮することによって、上下方向に変位が生じる。
具体的には、振動層２３ｂの上面に、チタン（Ｔｉ）や白金（Ｐｔ）等の薄膜状の層を成膜して下部電極４１１が形成され、スパッタ法やゾルゲル法等でチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電材料の薄膜状の層を成膜して圧電体４１が形成され、クロム（Ｃｒ）や金（Ａｕ）等の薄膜状の層を成膜することによって上部電極４１３が形成されている。ここで、下部電極４１１と、上部電極４１３に接続する個別配線４１４との間には、ＳｉＯ２等の絶縁層４１２が形成されている。また、これらの層は、フォトリソグラフィーやエッチング等によりパターニングされ、支持層であるＳｉ基板をエッチングすることで形成される。
このように、圧力発生部４０は、振動層２３ｂと一体的に形成されている。ここでいう「一体的に形成」とは、具体的には、振動層２３ｂの上面に、例えば、上述したような各電極及び圧電体の積層工程を有する半導体プロセスによって形成することであるが、これに限らず、層同士を接着する接着剤が使用されることなく形成されることを意味する。なお、上記圧力発生部４０は、例えば、特許第４９３５９６５号公報に記載される半導体プロセス等によって製造することができる。 The pressure generating unit 40 as pressure generating means is composed of a lower electrode 411, a piezoelectric body 41, an upper electrode 413, and the like in order from the bottom. When a voltage is applied between the electrodes from the outside, the piezoelectric body 41 expands and contracts. By doing so, displacement occurs in the vertical direction.
Specifically, a lower electrode 411 is formed by forming a thin film layer such as titanium (Ti) or platinum (Pt) on the upper surface of the vibration layer 23b, and zirconate titanate by sputtering or sol-gel method. A piezoelectric material 41 is formed by forming a thin film-like layer of piezoelectric material such as lead (PZT), and the upper electrode 413 is formed by forming a thin-film layer such as chromium (Cr) or gold (Au). Is formed. Here, an insulating layer 412 such as SiO 2 is formed between the lower electrode 411 and the individual wiring 414 connected to the upper electrode 413. These layers are patterned by photolithography, etching, or the like, and are formed by etching a Si substrate that is a support layer.
Thus, the pressure generating unit 40 is formed integrally with the vibration layer 23b. Specifically, the term “integrally formed” as used herein refers to, for example, forming on the upper surface of the vibration layer 23b by, for example, a semiconductor process having a process of laminating each electrode and piezoelectric body as described above. Not limited to this, it means that an adhesive that bonds layers is used without being used. In addition, the said pressure generation part 40 can be manufactured by the semiconductor process etc. which are described in patent 4935965, for example.

圧電体４１は、ノズル列に対応して複数列で配列されている（図３Ｂ参照）。また、当該複数列のうち一対の隣り合う列の向かい合う方向に、上部電極４１３から個別配線４１４が列状に引き出されており、個別配線４１４の端部と電装部材としてのフレキシブルプリント基板４２が、実装部４で電気的に接続されている。個別配線４１４とフレキシブルプリント基板４２は、例えば、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を挟んで熱圧着することによって、各々に設けられた接続端子が電気的に接続されている。
そして、フレキシブルプリント基板４２に接続された駆動ＩＣ４３から、フレキシブルプリント基板４２を通じて電気が供給されることで、圧電体４１を挟む電極間に電圧が印加される。
個別配線４１４は、上述した圧力発生部４０を形成する半導体プロセスによって、アクチュエーター基板２３上に一体的に形成される。また、実装部４をアクチュエーター基板上に形成できるため、別途配線用の基板を設ける必要がなく、ヘッドチップ２の構成を簡略化することができる。 The piezoelectric bodies 41 are arranged in a plurality of rows corresponding to the nozzle rows (see FIG. 3B). In addition, the individual wiring 414 is drawn out from the upper electrode 413 in a row in a direction in which a pair of adjacent rows of the plurality of rows face each other, and an end portion of the individual wiring 414 and a flexible printed circuit board 42 as an electrical component member are provided. The mounting part 4 is electrically connected. For example, the individual wiring 414 and the flexible printed circuit board 42 are electrically connected to each other through connection terminals provided by thermocompression bonding with an anisotropic conductive film (ACF) interposed therebetween.
Then, electricity is supplied from the drive IC 43 connected to the flexible printed circuit board 42 through the flexible printed circuit board 42, whereby a voltage is applied between the electrodes sandwiching the piezoelectric body 41.
The individual wiring 414 is integrally formed on the actuator substrate 23 by the semiconductor process for forming the pressure generating unit 40 described above. Further, since the mounting portion 4 can be formed on the actuator substrate, it is not necessary to provide a separate wiring substrate, and the configuration of the head chip 2 can be simplified.

保護基板２４は、例えば、４２アロイにより構成された基板であり、圧力発生部４０等を収容する空間部が形成されている。また、保護基板２４には、当該空間部とは独立して、上下方向に貫通する供給流路２０１が形成されており、共通供給液室５１と圧力室２０２とを連通している。   The protective substrate 24 is, for example, a substrate made of 42 alloy, and a space for accommodating the pressure generating unit 40 and the like is formed. In addition, a supply channel 201 penetrating in the vertical direction is formed in the protective substrate 24 independently of the space portion, and the common supply liquid chamber 51 and the pressure chamber 202 communicate with each other.

次に、ヘッドチップ２内部のインクの循環経路について説明する。インクは、共通インク室５の共通供給液室５１から、各ノズルＮに対応して設けられた供給流路２０１にそれぞれ供給される。次に、インクは、圧力室２０２，・・・、連通路２０３，・・・に流れ、連通路２０３から分岐して個別循環流路２０４，・・・に流れる。次に、各個別循環流路２０４，・・・からのインクが共通循環流路２０５で合流してヘッドチップ２の左右方向の端部に向かって流れ、最終的に、共通インク室５の共通排出液室５２に排出される（図３〜図５等参照）。   Next, the ink circulation path inside the head chip 2 will be described. The ink is supplied from the common supply liquid chamber 51 of the common ink chamber 5 to the supply flow path 201 provided corresponding to each nozzle N. Next, the ink flows into the pressure chambers 202,..., The communication path 203,..., Branches from the communication path 203, and flows into the individual circulation channels 204,. Next, the ink from the individual circulation channels 204,... Merges in the common circulation channel 205 and flows toward the left and right ends of the head chip 2. The liquid is discharged into the discharge liquid chamber 52 (see FIGS. 3 to 5).

なお、実装部４及び共通循環流路２０５を設けるスペースを確保する観点から、上述したように、実装部４及び共通循環流路２０５を、複数のノズル列のうち２列毎に設けることが望ましいが、各列毎に設ける構成としても良い。   Note that, from the viewpoint of securing a space for providing the mounting unit 4 and the common circulation channel 205, it is desirable to provide the mounting unit 4 and the common circulation channel 205 every two rows of the plurality of nozzle rows as described above. However, it is good also as a structure provided for every column.

（保持部）
保持部３は、ヘッドチップ２の上面に接合されており、共通インク室５を支持している。保持部３をヘッドチップ２の上面に位置合わせして設けた後に、保持部３を目印として、共通インク室５を設けることができるため、高精度に共通インク室５をヘッドチップ２の上面に形成することができる。
また、高精度に位置合わせを行う観点から、ヘッドチップ２と保持部３のそれぞれにアライメントマーク（図示省略）を設けて、接合することが望ましい。 (Holding part)
The holding unit 3 is bonded to the upper surface of the head chip 2 and supports the common ink chamber 5. Since the common ink chamber 5 can be provided with the holding portion 3 as a mark after the holding portion 3 is provided in alignment with the upper surface of the head chip 2, the common ink chamber 5 is placed on the upper surface of the head chip 2 with high accuracy. Can be formed.
Further, from the viewpoint of performing alignment with high accuracy, it is desirable to provide an alignment mark (not shown) on each of the head chip 2 and the holding unit 3 and join them.

（共通インク室）
共通インク室５は、共通供給液室５１と、２つの共通排出液室５２を有しており（図２Ａ等参照）、それぞれのインク室には、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及び黒（Ｋ）のうち１色が充填されている。また、共通インク室５には、実装部４に接続されたフレキシブルプリント基板４２が、共通インク室５の外側に引き出せるように、実装部４の上部の部分には空間部を有している。
共通供給液室５１は、圧力室２０２の上部、かつ共通インク室５の中央部に設けられており、下面において、ヘッドチップ２に設けられた供給流路２０１に連通している。また、共通供給液室５１には、上部に設けられたインク供給口５０１からインクが供給され、ヘッドチップ２に供給するインクが充填されている。
共通排出液室５２は、共通インク室５の左右方向の端部側に２つ設けられており、ヘッドチップ内の共通循環流路と連通している。また、共通排出液室５２には、ヘッドチップ２の内部から排出されたインクが充填されており、当該インクは、上部に設けられたインク排出口５０２から排出される。 (Common ink chamber)
The common ink chamber 5 includes a common supply liquid chamber 51 and two common discharge liquid chambers 52 (see FIG. 2A and the like). For example, cyan (C) and magenta (M) are provided in the respective ink chambers. One color of yellow (Y) and black (K) is filled. The common ink chamber 5 has a space in the upper portion of the mounting portion 4 so that the flexible printed circuit board 42 connected to the mounting portion 4 can be pulled out of the common ink chamber 5.
The common supply liquid chamber 51 is provided in the upper part of the pressure chamber 202 and in the central part of the common ink chamber 5, and communicates with the supply flow path 201 provided in the head chip 2 on the lower surface. In addition, the common supply liquid chamber 51 is supplied with ink from an ink supply port 501 provided in the upper portion, and is filled with ink to be supplied to the head chip 2.
Two common drain chambers 52 are provided on the side of the common ink chamber 5 in the left-right direction, and communicate with a common circulation channel in the head chip. In addition, the common discharge liquid chamber 52 is filled with ink discharged from the inside of the head chip 2, and the ink is discharged from an ink discharge port 502 provided in the upper part.

［インクの循環機構］
インクの循環手段としてのインクの循環機構６は、メインタンク６１、供給用サブタンク６２及び循環用サブタンク６３等によって構成されている（図６）。 [Ink circulation mechanism]
The ink circulation mechanism 6 as the ink circulation means includes a main tank 61, a supply sub tank 62, a circulation sub tank 63, and the like (FIG. 6).

供給用サブタンク６２は、共通インク室５の共通供給液室５１に供給するためのインクが充填されており、インク流路７２によってインク供給口５０１に接続されている。
循環用サブタンク６３は、共通インク室５の共通排出液室５２から排出されたインクが充填されており、インク流路７３によってインク排出口５０２，５０２に接続されている。
また、供給用サブタンク６２と循環用サブタンク６３は、ヘッドチップ２のノズル面（以下、「位置基準面」ともいう。）に対して、上下方向（重力方向）に異なる位置に設けられている。よって、位置基準面と供給用サブタンク６２の水頭差による圧力Ｐ１と、位置基準面と循環用サブタンク６３との水頭差による圧力Ｐ２が生じている。
また、供給用サブタンク６２と循環用サブタンク６３は、インク流路７４で接続されている。そして、ポンプ８２によって加えられた圧力によって、循環用サブタンク６３から供給用サブタンク６２にインクを戻すことができる。 The supply sub tank 62 is filled with ink to be supplied to the common supply liquid chamber 51 of the common ink chamber 5, and is connected to the ink supply port 501 by the ink flow path 72.
The circulation sub tank 63 is filled with the ink discharged from the common discharge liquid chamber 52 of the common ink chamber 5, and is connected to the ink discharge ports 502 and 502 by the ink flow path 73.
The supply subtank 62 and the circulation subtank 63 are provided at different positions in the vertical direction (gravity direction) with respect to the nozzle surface of the head chip 2 (hereinafter also referred to as “position reference surface”). Therefore, a pressure P1 due to a water head difference between the position reference plane and the supply sub tank 62 and a pressure P2 due to a water head difference between the position reference plane and the circulation sub tank 63 are generated.
The supply subtank 62 and the circulation subtank 63 are connected by an ink flow path 74. The ink can be returned from the circulation sub tank 63 to the supply sub tank 62 by the pressure applied by the pump 82.

メインタンク６１は、供給用サブタンク６２に供給するためのインクが充填されており、インク流路７１によって供給用サブタンク６２に接続されている。そして、ポンプ８１によって加えられた圧力によって、メインタンク６１から供給用サブタンク６２にインクを供給することができる。   The main tank 61 is filled with ink to be supplied to the supply sub-tank 62 and is connected to the supply sub-tank 62 by the ink flow path 71. Ink can be supplied from the main tank 61 to the supply sub-tank 62 by the pressure applied by the pump 81.

上述したような各サブタンク内のインク量の調整や、さらには、各サブタンクの上下方向（重力方向）の位置変更によって、圧力Ｐ１及び圧力Ｐ２を調整することができる。そして、圧力Ｐ１及び圧力Ｐ２の圧力差によって、適宜の循環流速で、ノズルＮの上部のインクを循環できる。これにより、ヘッドチップ２内に発生した気泡を除去し、ノズルの詰まりや、射出不良等を抑制することができる。   The pressure P1 and the pressure P2 can be adjusted by adjusting the ink amount in each sub tank as described above, and further by changing the position of each sub tank in the vertical direction (gravity direction). Then, the ink above the nozzle N can be circulated at an appropriate circulation flow rate by the pressure difference between the pressure P1 and the pressure P2. Thereby, bubbles generated in the head chip 2 can be removed, and nozzle clogging, injection failure, and the like can be suppressed.

［変形例］
ヘッドチップ２の変形例について、図７及び図８を用いて説明する。
なお、図７は、ヘッドチップ内部の圧電体４１と個別配線４１４の配置を説明するための、アクチュエーター基板２３の上面の要部を示す平面図である。また、図８は、図７中に破線で示したVIII-VIII部分に平行な面について、インクジェットヘッド１の断面を表した図である。
また、以下の説明では、上述した実施例と同様の構成については説明を省略し、変更点のみを説明する。 [Modification]
A modification of the head chip 2 will be described with reference to FIGS.
FIG. 7 is a plan view showing a main part of the upper surface of the actuator substrate 23 for explaining the arrangement of the piezoelectric bodies 41 and the individual wirings 414 inside the head chip. FIG. 8 is a view showing a cross section of the inkjet head 1 with respect to a plane parallel to the VIII-VIII portion indicated by a broken line in FIG.
In the following description, the description of the same configuration as that of the above-described embodiment will be omitted, and only the changed part will be described.

ヘッドチップ２のアクチュエーター基板２３の上部に設けられた圧電体４１は、ノズル列に対応して複数列で配列されている。また、当該複数列のうち一対の隣り合う列の向かい合う方向に、上部電極４１３から個別配線４１４が列状に引き出されており、個別配線４１４の端部と、駆動制御を行う集積回路である駆動ＩＣ４３が、実装部４で電気的に接続されている。個別配線４１４と電装部材としての駆動ＩＣ４３との接続は、例えば、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を挟んで熱圧着することによって、各々に設けられた接続端子が電気的に接続されている。
そして、駆動ＩＣ４３から、個別配線４１４を通じて上部電極４１３に電気が供給されることで、圧電体４１を挟む電極間に電圧が印加される。
駆動ＩＣ４３は、適宜の数で設ければよく、例えば、一対の圧電体４１の列の中央部に、左右方向に２つに分けて配置される。
また、駆動ＩＣ４３には、入力配線４４が接続されており、入力配線４４が左右方向の端部に引き出されている。 The piezoelectric bodies 41 provided on the actuator substrate 23 of the head chip 2 are arranged in a plurality of rows corresponding to the nozzle rows. In addition, individual wires 414 are drawn out from the upper electrode 413 in a row in a direction in which a pair of adjacent rows of the plurality of rows face each other, and an end portion of the individual wires 414 and a drive that is an integrated circuit that performs drive control. The IC 43 is electrically connected by the mounting unit 4. The connection between the individual wiring 414 and the drive IC 43 as an electrical component is electrically connected to each other by, for example, thermocompression bonding with an anisotropic conductive film (ACF) interposed therebetween.
Then, electricity is supplied from the drive IC 43 to the upper electrode 413 through the individual wiring 414, so that a voltage is applied between the electrodes sandwiching the piezoelectric body 41.
The drive ICs 43 may be provided in an appropriate number. For example, the drive ICs 43 are arranged in two in the left-right direction at the center of the pair of piezoelectric bodies 41.
In addition, an input wiring 44 is connected to the drive IC 43, and the input wiring 44 is drawn out to an end portion in the left-right direction.

共通循環流路２０５は、ノズル基板２１と中間基板２２に設けられている。また、共通循環流路２０５のノズル基板側の厚さは、例えば、１〜５０μｍとなるように形成されており、共通循環流路の下面が、弾性変形可能なダンパー２１３として機能する。したがって、共通循環流路２０５内の圧力が急激に下がった場合には、ダンパー２１３が上方向に向かってわずかに弾性変形することで、インク流路の急激な圧力変動を防ぐことができる。
共通循環流路２０５には、インクの射出方向（上下方向）を連結する連結部２２５が形成されている。連結部２２５は、適宜の大きさと数で設ければよく、例えば、共通循環流路２０５の前後方向の中央部に、左右方向に沿って設けられている。連結部２２５を設けることにより、ヘッドチップの強度を向上させることができ、ＦＰＣやＩＣのＡＣＦ接続時の荷重に対する強度が向上し、確実に接続を行うことができる。 The common circulation channel 205 is provided in the nozzle substrate 21 and the intermediate substrate 22. Further, the thickness of the common circulation channel 205 on the nozzle substrate side is, for example, 1 to 50 μm, and the lower surface of the common circulation channel functions as an elastically deformable damper 213. Therefore, when the pressure in the common circulation flow path 205 suddenly drops, the damper 213 is slightly elastically deformed upward, so that rapid pressure fluctuations in the ink flow path can be prevented.
The common circulation channel 205 is formed with a connecting portion 225 that connects the ink ejection direction (vertical direction). The connection part 225 should just be provided by appropriate magnitude | size and number, for example, is provided in the center part of the front-back direction of the common circulation flow path 205 along the left-right direction. By providing the connecting portion 225, the strength of the head chip can be improved, the strength against the load when the APC connection of the FPC or IC is improved, and the connection can be reliably performed.

［本発明における技術的効果］
以上、説明した通り、本発明のインクジェットヘッド１は、比較的大きなスペースが必要となる実装部４、共通循環流路２０５及び共通供給液室５１について、実装部４と共通循環流路２０５がインクの射出方向（上下方向）に少なくとも一部が重なる位置に配置され、かつ、共通供給液室５１が圧力室２０２の上部に配置されている。これにより、ヘッドチップ２を小型化することができるため、小型で高解像度化が可能であり、生産コストの低減ができるインクジェットヘッド１を提供することができる。 [Technical effects in the present invention]
As described above, the ink jet head 1 according to the present invention has the mounting unit 4 and the common circulation channel 205 that are used for the mounting unit 4, the common circulation channel 205, and the common supply liquid chamber 51 that require a relatively large space. The common supply liquid chamber 51 is disposed at the upper portion of the pressure chamber 202 and is disposed at a position at least partially overlapping in the injection direction (vertical direction). Thereby, since the head chip 2 can be reduced in size, it is possible to provide the inkjet head 1 that is small in size and capable of increasing the resolution and that can reduce the production cost.

また、本発明のインクジェットヘッド１は、圧力室２０２及びノズルＮが、複数列で配列されており、当該複数列のうち一対の隣り合う列において、圧力発生部４０から同一の実装部４に個別配線４１４が引き出されている。また、当該一対の隣り合う列に対応する個別循環流路２０４が同一の共通循環流路２０５に連通されている。これにより、個別配線４１４をアクチュエーター基板２３の端部に向かって引く場合よりも、配線を短くし、かつ、配線パターンを簡略化することができる。   In addition, in the inkjet head 1 of the present invention, the pressure chambers 202 and the nozzles N are arranged in a plurality of rows, and in a pair of adjacent rows of the plurality of rows, the pressure generators 40 are individually attached to the same mounting portion 4. The wiring 414 is drawn out. Further, the individual circulation channels 204 corresponding to the pair of adjacent rows are communicated with the same common circulation channel 205. Thereby, the wiring can be shortened and the wiring pattern can be simplified as compared with the case where the individual wiring 414 is drawn toward the end of the actuator substrate 23.

また、本発明のインクジェットヘッド１は、アクチュエーター基板２３がシリコンによって形成され、圧力発生部４０が薄膜状の電極及び薄膜状の圧電体４１を有している。これにより、圧力発生部４０を省スペースに設け、インクジェットヘッド１を小型化することができる。   In the ink jet head 1 of the present invention, the actuator substrate 23 is made of silicon, and the pressure generating unit 40 includes a thin film electrode and a thin film piezoelectric body 41. Thereby, the pressure generating unit 40 can be provided in a space-saving manner, and the inkjet head 1 can be downsized.

また、本発明のインクジェットヘッド１は、個別配線４１４とフレキシブルプリント基板４２が接続された実装部４を有している。これにより、実装部４を異方性導電フィルム（ＡＣＦ）等により生産性の高い方法で製造することが可能である。   Further, the inkjet head 1 of the present invention has the mounting portion 4 to which the individual wiring 414 and the flexible printed board 42 are connected. Thereby, it is possible to manufacture the mounting part 4 by an anisotropic conductive film (ACF) etc. by a method with high productivity.

また、本発明のインクジェットヘッド１は、変形例で示したように、実装部４は、個別配線４１４が駆動ＩＣ４３と電気的に接続されるように構成しても良い。これにより、駆動ＩＣ４３は共通循環流路２０５の上部に配置されるため、駆動ＩＣ４３で発生した熱を、共通循環流路２０５を通過するインクへ排熱することが可能である。共通循環流路２０５を通過するインクは、インクの射出に使用されることなく、インクジェットヘッド１から循環用サブタンク６３に排出されるものであり、インクの循環によってすぐに入れ替わるため、効率的に排熱することができる。   Further, as shown in the modification, the ink jet head 1 of the present invention may be configured such that the mounting portion 4 is electrically connected to the drive IC 43. Accordingly, since the drive IC 43 is disposed on the upper part of the common circulation channel 205, the heat generated by the drive IC 43 can be exhausted to the ink passing through the common circulation channel 205. The ink passing through the common circulation channel 205 is discharged from the inkjet head 1 to the circulation sub-tank 63 without being used for ink ejection, and is quickly replaced by the circulation of the ink. Can be heated.

また、本発明のインクジェットヘッド１は、変形例で示したように、共通循環流路２０５には、当該共通循環流路２０５のインクの射出方向（上下方向）を連結する連結部２２５が形成されていても良い。これにより、ヘッドチップ２の強度を向上させることができ、特に変形例で示したように、共通循環流路２０５の下面をダンパー２１３として機能させる際に有用である。   In the inkjet head 1 of the present invention, as shown in the modification, the common circulation channel 205 is formed with a connecting portion 225 that couples the ink ejection direction (vertical direction) of the common circulation channel 205. May be. Thereby, the strength of the head chip 2 can be improved, which is particularly useful when the lower surface of the common circulation channel 205 functions as the damper 213 as shown in the modification.

また、本発明のインクジェットヘッド１の製造方法では、個別配線４１４と、電極間に挟まれた圧電体４１の薄膜を半導体プロセスによって形成している。これにより、配線パターンを簡略化できるとともに、別途配線用の基板を設ける必要がないため、インクジェットヘッド１を小型化でき、生産コストを低減できる。   In the method of manufacturing the inkjet head 1 according to the present invention, the individual wiring 414 and the thin film of the piezoelectric body 41 sandwiched between the electrodes are formed by a semiconductor process. As a result, the wiring pattern can be simplified, and since it is not necessary to provide a separate wiring substrate, the inkjet head 1 can be reduced in size and the production cost can be reduced.

［その他］
本発明の今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した詳細な説明に限定されるものではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 [Others]
It should be thought that embodiment disclosed this time of this invention is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is not limited to the above detailed description, but is defined by the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims. .

例えば、ダンパー２２２は、厚さ１〜３０μｍからなるＳｉ基板からなるとしたが、弾性変形することができれば、構成は適宜変更可能である。例えば、適宜の厚みを有するステンレス板や、弾性力のある樹脂部材によって形成しても良い。
また、ダンパー２２２は、循環流路２０６に面するように設ければよく、大きさや設ける面は、適宜変更可能である。例えば、個別循環流路２０４の下面に、ダンパー２１２を形成してもよい（図５参照）。 For example, the damper 222 is made of a Si substrate having a thickness of 1 to 30 μm. However, if the damper 222 can be elastically deformed, the configuration can be appropriately changed. For example, it may be formed of a stainless plate having an appropriate thickness or an elastic resin member.
Further, the damper 222 may be provided so as to face the circulation channel 206, and the size and the surface to be provided can be appropriately changed. For example, the damper 212 may be formed on the lower surface of the individual circulation channel 204 (see FIG. 5).

また、共通インク室５は、共通供給液室５１と共通排出液室５２を、共通インク室５の内部で分離して設けたが、それぞれ独立したインク室として設けても良い。
また、共通インク室５は、フレキシブルプリント基板４２を上に引き出すためのスペースを空けた形状としたが、適宜変更可能である。例えば、変形利においては、フレキシブルプリント基板４２を有しない構成なので、当該スペースを有しない立方体形状としても良い。 In the common ink chamber 5, the common supply liquid chamber 51 and the common discharge liquid chamber 52 are provided separately inside the common ink chamber 5, but may be provided as independent ink chambers.
The common ink chamber 5 has a shape with a space for drawing the flexible printed circuit board 42 upward, but can be changed as appropriate. For example, in terms of deformation, since the configuration does not include the flexible printed circuit board 42, a cubic shape that does not include the space may be used.

また、インクの循環機構６として、水頭差によってインクの循環を制御する方法を説明したが、本発明のように循環流を発生できる構成であれば、当然適宜変更可能である。   In addition, the ink circulation mechanism 6 has been described with respect to the method for controlling the circulation of ink by the head difference. However, the ink circulation mechanism 6 can be appropriately changed as long as it is configured to generate a circulation flow as in the present invention.

１ インクジェットヘッド
２０２ 圧力室
２０３ 連通路
２０４ 個別循環流路
２０５ 共通循環流路
２０６ 循環流路
２２５ 連結部
２３ アクチュエーター基板（複数の圧力発生手段が配置される基板）
４ 実装部
４０ 圧力発生部（圧力発生手段）
４１ 圧電体
４１４ 個別配線
４２ フレキシブルプリント基板
４３ 駆動ＩＣ（集積回路）
５１ 共通供給液室
６ インクの循環機構（インクの循環手段）
１００ インクジェット記録装置
Ｎ ノズル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inkjet head 202 Pressure chamber 203 Communication path 204 Individual circulation flow path 205 Common circulation flow path 206 Circulation flow path 225 Connection part 23 Actuator board | substrate (board | substrate with which a several pressure generation means is arrange | positioned)
4 Mounting part 40 Pressure generating part (pressure generating means)
41 Piezoelectric body 414 Individual wiring 42 Flexible printed circuit board 43 Driving IC (integrated circuit)
51 Common supply liquid chamber 6 Ink circulation mechanism (ink circulation means)
100 Inkjet recording apparatus N nozzle

Claims (8)

インクを射出する複数のノズルと、
前記複数のノズルの各々に連通路を介して連通し、インクが貯留される複数の圧力室と、
前記複数の圧力室の各々に対応して設けられ、対応する前記圧力室内のインクに圧力を加える複数の圧力発生手段と、
前記連通路から分岐して設けられ、前記複数の圧力室内のインクを排出可能な複数の個別循環流路と、
を備えたインクジェットヘッドにおいて、
前記複数の圧力発生手段が配置される基板の上面に、前記複数の圧力発生手段の各々に接続する個別配線が列状に配置され、当該個別配線と所定の電装部材とが接続された実装部と、
前記基板の前記実装部が設けられた側と反対側に設けられ、前記複数の個別循環流路のうち少なくとも二つが連通する共通循環流路と、
前記複数の圧力室の上部に設けられ、前記複数の圧力室の各々に共通に供給するインクを貯留する共通供給液室と、を備え、
前記実装部と前記共通循環流路は、前記複数のノズルのインクの射出方向において、少なくとも一部が重なる位置に設けられていることを特徴とするインクジェットヘッド。 A plurality of nozzles for ejecting ink;
A plurality of pressure chambers communicating with each of the plurality of nozzles via a communication path, and storing ink;
A plurality of pressure generating means provided corresponding to each of the plurality of pressure chambers, and applying pressure to the ink in the corresponding pressure chamber;
A plurality of individual circulation passages that are branched from the communication path and capable of discharging ink in the plurality of pressure chambers;
In an inkjet head comprising:
A mounting portion in which individual wirings connected to each of the plurality of pressure generating means are arranged in a row on the upper surface of the substrate on which the plurality of pressure generating means are arranged, and the individual wiring and a predetermined electrical component are connected When,
A common circulation channel that is provided on the opposite side of the substrate on which the mounting portion is provided, and that at least two of the plurality of individual circulation channels communicate with each other;
A common supply liquid chamber that is provided in an upper part of the plurality of pressure chambers and stores ink that is commonly supplied to each of the plurality of pressure chambers;
The inkjet head according to claim 1, wherein the mounting portion and the common circulation flow path are provided at positions where at least a part thereof overlaps in the ink ejection direction of the plurality of nozzles. 前記複数の圧力室及び前記複数のノズルが、複数列で配列されており、
前記複数列のうち一対の隣り合う列において、前記複数の圧力発生手段から同一の前記実装部に前記個別配線が引き出されており、前記複数の圧力室に連通する前記複数の循環流路が同一の前記共通循環流路に連通されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。 The plurality of pressure chambers and the plurality of nozzles are arranged in a plurality of rows,
In a pair of adjacent rows of the plurality of rows, the individual wires are drawn out from the plurality of pressure generating means to the same mounting portion, and the plurality of circulation channels communicating with the plurality of pressure chambers are the same. The inkjet head according to claim 1, wherein the inkjet head is communicated with the common circulation flow path. 前記基板はシリコンによって形成され、
前記複数の圧力発生手段の各々は、薄膜状の電極及び薄膜状の圧電体を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッド。 The substrate is formed of silicon;
3. The ink jet head according to claim 1, wherein each of the plurality of pressure generating means includes a thin film electrode and a thin film piezoelectric body. 前記所定の電装部材は、フレキシブルプリント基板であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 1, wherein the predetermined electrical component is a flexible printed board. 前記所定の電装部材は、前記複数の圧力発生手段の駆動制御を行う集積回路であること特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 1, wherein the predetermined electrical member is an integrated circuit that controls driving of the plurality of pressure generating units. 前記共通循環流路に、当該共通循環流路の前記インクの射出方向の対向する面を連結する連結部が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。   The connection part which connects the surface which the said ink circulation direction of the said common circulation flow path opposes is formed in the said common circulation flow path. Inkjet head. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドと、
前記連通路から前記個別循環流路への循環流を発生させるためのインクの循環手段を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 The inkjet head according to any one of claims 1 to 6,
An ink jet recording apparatus comprising an ink circulation means for generating a circulation flow from the communication path to the individual circulation flow path. 請求項３に記載のインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記基板上に、前記個別配線と、前記電極間に挟まれた前記圧電体の薄膜を半導体プロセスによって形成することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。 It is a manufacturing method of the ink-jet head according to claim 3,
A method of manufacturing an ink jet head, comprising: forming a thin film of the piezoelectric body sandwiched between the individual wiring and the electrode on the substrate by a semiconductor process.
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