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JP2014034138A - Liquid jetting head and liquid jetting device - Google Patents

Liquid jetting head and liquid jetting device Download PDF

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JP2014034138A
JP2014034138A JP2012175751A JP2012175751A JP2014034138A JP 2014034138 A JP2014034138 A JP 2014034138A JP 2012175751 A JP2012175751 A JP 2012175751A JP 2012175751 A JP2012175751 A JP 2012175751A JP 2014034138 A JP2014034138 A JP 2014034138A
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JP
Japan
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liquid chamber
liquid
substrate
individual communication
chamber
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Pending
Application number
JP2012175751A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinao Miyata
佳直 宮田
Shunsuke Watanabe
峻介 渡邉
Hiroaki Okui
宏明 奥井
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid jetting head and a liquid jetting device the bubble discharge property of which can be improved.SOLUTION: A common liquid chamber 32 is composed of a first liquid chamber 51 in which an ink is introduced from an inlet opening part on an upper surface side of a communication substrate 23 and a second liquid chamber 52 which is formed in the communication substrate 23 from a lower surface side toward an upper surface side to a middle in a thickness direction thereof while remaining a thin-walled part 40 in an upper side. A plurality of individual communication ports 42 are formed so as to correspond to a pressure chamber at an opposite side of the first liquid chamber in a thin-walled part, and at least at both end part in a parallel direction of the individual communication port in a thin-walled part, partition walls 53 partitioning adjacent individual communication ports are formed from the first liquid chamber side toward the individual communication port.

Description

本発明は、インクジェット式記録ヘッドなどの液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置に関するものであり、特に、ノズルが複数列設されたノズル形成部材と、共通液室の一部となる液室空部および当該液室空部と圧力室とを連通する個別連通口が形成された共通液室形成部材とを備えた液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置に関する。   The present invention relates to a liquid ejecting head such as an ink jet recording head and a liquid ejecting apparatus, and in particular, a nozzle forming member in which a plurality of nozzles are arranged, a liquid chamber empty portion which is a part of a common liquid chamber, and The present invention relates to a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus including a common liquid chamber forming member in which an individual communication port that communicates between a liquid chamber cavity and a pressure chamber is formed.

液体噴射装置は液体噴射ヘッドを備え、この噴射ヘッドから各種の液体を噴射する装置である。この液体噴射装置としては、例えば、インクジェット式プリンターやインクジェット式プロッター等の画像記録装置があるが、最近ではごく少量の液体を所定位置に正確に着弾させることができるという特長を生かして各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置,有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイやFED(面発光ディスプレイ)等の電極を形成する電極形成装置,バイオチップ(生物化学素子)を製造するチップ製造装置に応用されている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではR(Red)・G(Green)・B(Blue)の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。   The liquid ejecting apparatus includes a liquid ejecting head and ejects various liquids from the ejecting head. As this liquid ejecting apparatus, for example, there is an image recording apparatus such as an ink jet printer or an ink jet plotter, but recently, various types of manufacturing have been made by taking advantage of the ability to accurately land a very small amount of liquid on a predetermined position. It is also applied to devices. For example, a display manufacturing apparatus for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an electrode forming apparatus for forming an electrode such as an organic EL (Electro Luminescence) display or FED (surface emitting display), a chip for manufacturing a biochip (biochemical element) Applied to manufacturing equipment. The recording head for the image recording apparatus ejects liquid ink, and the color material ejecting head for the display manufacturing apparatus ejects solutions of R (Red), G (Green), and B (Blue) color materials. The electrode material ejecting head for the electrode forming apparatus ejects a liquid electrode material, and the bioorganic matter ejecting head for the chip manufacturing apparatus ejects a bioorganic solution.

この種の液体噴射ヘッドには、例えば、ノズルが複数開設されたノズルプレート、各ノズルに連通する圧力室を含む個別流路および各圧力室に共通な液体が貯留される共通液室(リザーバー或いはマニホールドとも言う)の一部となる空部が形成された流路形成基板、各圧力室にそれぞれ対応して設けられた複数の圧電素子(圧力発生手段の一種)、および、各圧力室に共通な液体が貯留される共通液室となる共通液室空部が形成された共通液室形成基板を備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。この構成では、エッチング処理によって高い精度で流路等を形成することが可能であることから、ノズルプレートや流路形成基板の材料としては、シリコン単結晶成基板(結晶性基板の一種)が採用されている。   This type of liquid ejecting head includes, for example, a nozzle plate having a plurality of nozzles, individual flow paths including pressure chambers communicating with the nozzles, and a common liquid chamber (reservoir or reservoir) in which liquid common to the pressure chambers is stored. (Also called a manifold), a flow path forming substrate in which a void is formed, a plurality of piezoelectric elements (a kind of pressure generating means) provided corresponding to each pressure chamber, and common to each pressure chamber Some have a common liquid chamber forming substrate in which a common liquid chamber empty portion serving as a common liquid chamber in which various liquids are stored is formed (see, for example, Patent Document 1). In this configuration, since it is possible to form flow paths and the like with high accuracy by etching, a silicon single crystal substrate (a kind of crystalline substrate) is used as the material for the nozzle plate and flow path forming substrate. Has been.

近年では、ヘッド全体の小型化を図るべく種々の構成のものが提案されている。
図11は、従来の液体噴射ヘッドの構成の一例を示す図であり、(a)は要部断面図、(b)は下面側斜視図(ノズルプレートが接合されていない状態)、(c)は(b)における領域Xの拡大図である。なお、図11(a)に対して垂直な方向がノズル列方向である。この例において、符号55が、圧力室56が形成された流路形成基板、符号57が、ノズル58が開設されたノズルプレート、符号59が、圧力室56とノズル58とを連通するノズル連通路60が形成された連通基板であり、これらの部材を積層してヘッド本体部が構成されている。この構成では、共通液室61は、シリコン単結晶板から成る連通基板59に形成されている。
In recent years, various configurations have been proposed in order to reduce the size of the entire head.
11A and 11B are diagrams illustrating an example of a configuration of a conventional liquid jet head, in which FIG. 11A is a cross-sectional view of a main part, FIG. 11B is a bottom perspective view (a state where a nozzle plate is not joined), and FIG. These are the enlarged views of the area | region X in (b). Note that the direction perpendicular to FIG. 11A is the nozzle row direction. In this example, reference numeral 55 is a flow path forming substrate in which a pressure chamber 56 is formed, reference numeral 57 is a nozzle plate in which a nozzle 58 is opened, and reference numeral 59 is a nozzle communication path that connects the pressure chamber 56 and the nozzle 58. 60 is a communication substrate, and these members are stacked to form a head main body. In this configuration, the common liquid chamber 61 is formed in the communication substrate 59 made of a silicon single crystal plate.

上記の構成において、共通液室61は、連通基板59の厚さ方向を貫通した貫通部63(第1液室)と、当該非貫通部63に隣接して形成された非貫通部64(第2液室)と、から構成されている。非貫通部64は、連通基板59の下面(ノズルプレート57との接合面)側から、上面側に肉薄部65を残した状態で連通基板59の厚さ方向の途中まで異方性エッチングによって形成された窪みである。そして、上記に肉薄部65が、例えばケース部材等の他の部材との接合代として機能する。また、この肉薄部65に、共通液室61と各圧力室56とを個別に連通する個別連通口66が開設されている。   In the above configuration, the common liquid chamber 61 includes a through portion 63 (first liquid chamber) that penetrates the thickness direction of the communication substrate 59 and a non-penetrating portion 64 (first through) that is formed adjacent to the non-penetrating portion 63. 2 liquid chambers). The non-penetrating portion 64 is formed by anisotropic etching from the lower surface (bonding surface with the nozzle plate 57) side of the communication substrate 59 to the middle of the communication substrate 59 in the thickness direction with the thin portion 65 remaining on the upper surface side. It is a hollow. And the thin part 65 functions as a joining margin with other members, such as a case member, for example. In addition, an individual communication port 66 for individually communicating the common liquid chamber 61 and each pressure chamber 56 is provided in the thin portion 65.

特開2005−219243号公報JP 2005-219243 A

このような構成の液体噴射ヘッドでは、液体カートリッジ等の液体供給源からの液体が、貫通部63の上部開口から導入され、肉薄部65の下方の非貫通部64を通って個別連通口66を介して圧力室56に供給される。一般的には、貫通部63の長手方向(即ち、ノズル並設方向)中心部の上方に、インクが導入される導入口が配置されるので、非貫通部64から個別連通口66へ向かうインクの流速に関し、共通液室61の長手方向中央付近ほど速くなり、同方向における両端に向かうほど遅くなる。このため、図11(b)及び(c)に示すように、共通液室61の長手方向両端部で気泡Bが溜まりやすい。気泡Bには浮力が作用するので、貫通部63側から該貫通部63よりも重量方向で下方に位置する非貫通部64側に潜り込みにくく、貫通部63と非貫通部64との間の段差に気泡Bが滞留してしまう。この部分に滞留した気泡Bは、ノズル58からインクや気泡を強制的に吸引・排出する目的で行われる所謂クリーニング処理を実施しても排出が難しいという問題があった。   In the liquid ejecting head having such a configuration, liquid from a liquid supply source such as a liquid cartridge is introduced from the upper opening of the penetrating portion 63 and passes through the non-penetrating portion 64 below the thin portion 65 to enter the individual communication port 66. Via the pressure chamber 56. In general, since an introduction port for introducing ink is disposed above the central portion in the longitudinal direction of the through portion 63 (that is, the nozzle juxtaposition direction), the ink from the non-through portion 64 toward the individual communication port 66 is disposed. As for the flow velocity of the common liquid chamber 61, it becomes faster near the center in the longitudinal direction of the common liquid chamber 61, and becomes slower toward both ends in the same direction. For this reason, as shown in FIGS. 11B and 11C, the bubbles B tend to accumulate at both ends in the longitudinal direction of the common liquid chamber 61. Since the buoyancy acts on the bubble B, it is difficult to sink from the penetrating part 63 side to the non-penetrating part 64 side positioned below the penetrating part 63 in the weight direction, and the step between the penetrating part 63 and the non-penetrating part 64 Bubbles B stay in the air. The bubble B staying in this portion has a problem that it is difficult to discharge even if a so-called cleaning process is performed for the purpose of forcibly sucking and discharging ink and bubbles from the nozzle 58.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、気泡排出性を高めた液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus having improved bubble discharge performance.

本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、ノズルが第1の方向に沿って複数開設されたノズル形成部材と、
前記ノズルに対応させて圧力室が前記第1の方向に沿って複数形成された圧力室形成部材と、
前記圧力室の並設方向に沿った一連の空部として形成され、前記圧力室に共通な液体が導入され、導入した液体を、個別連通口を通じて前記圧力室に供給する共通液室を有する共通液室形成部材と、
を備えた液体噴射ヘッドであって、
前記共通液室は、前記共通液室形成部材における前記ノズル側の第1の面とは反対側の第2の面に開口した入口開口部から液体が導入される第1液室と、前記第1の面側から前記第2の面側に向けて当該共通液室形成部材の厚さ方向の途中まで前記第2の面側に肉薄部を残した状態で形成された第2液室と、を含んで構成され、
前記肉薄部における前記第1液室側とは反対側に、前記各圧力室に対応させて前記個別連通口が形成され、前記肉薄部に、隣り合う個別連通口同士を仕切る仕切壁が前記第1液室側から前記個別連通口に向けて形成されたことを特徴とする。
The present invention has been proposed in order to achieve the above object, and a nozzle forming member in which a plurality of nozzles are opened along the first direction;
A pressure chamber forming member in which a plurality of pressure chambers are formed along the first direction corresponding to the nozzle;
A common liquid chamber is formed as a series of cavities along the juxtaposition direction of the pressure chambers, a common liquid chamber is provided in which a common liquid is introduced into the pressure chambers, and the introduced liquid is supplied to the pressure chambers through individual communication ports. A liquid chamber forming member;
A liquid jet head comprising:
The common liquid chamber includes a first liquid chamber into which liquid is introduced from an inlet opening opened in a second surface opposite to the first surface on the nozzle side of the common liquid chamber forming member; A second liquid chamber formed in a state in which a thin portion is left on the second surface side from the first surface side toward the second surface side to the middle of the thickness direction of the common liquid chamber forming member; Comprising
The individual communication ports are formed on the side opposite to the first liquid chamber side in the thin portion so as to correspond to the pressure chambers, and a partition wall for partitioning adjacent individual communication ports is formed in the thin portion. It is characterized by being formed from the one liquid chamber side toward the individual communication port.

本発明によれば、共通液室は、共通液室形成部材におけるノズル側の第1の面とは反対側の第2の面に開口した入口開口部から液体が導入される第1液室と、第1の面側から第2の面側に向けて当該共通液室形成部材の厚さ方向の途中まで第2の面側に肉薄部を残した状態で形成された第2液室と、を含んで構成され、肉薄部における第1液室側とは反対側に、圧力室に対応させて個別連通口が形成されるとともに、肉薄部に、隣り合う個別連通口同士を仕切る仕切壁が第1液室側から個別連通口に向けて形成されたので、当該仕切壁によって第1液室側から個別連通口に向かう流路が共通液室内で部分的に形成され、仕切壁を設けない構成と比較して個別連通口に向かって流れる液体の流速が高められる。これにより、第1液室に滞留する気泡を上記の比較的速い流速の流れに乗せて排出させやすくすることができる。   According to the present invention, the common liquid chamber includes the first liquid chamber into which the liquid is introduced from the inlet opening that is open to the second surface opposite to the first surface on the nozzle side of the common liquid chamber forming member. A second liquid chamber formed in a state in which a thin portion is left on the second surface side in the thickness direction of the common liquid chamber forming member from the first surface side toward the second surface side; An individual communication port corresponding to the pressure chamber is formed on the side opposite to the first liquid chamber side in the thin portion, and a partition wall that partitions adjacent individual communication ports in the thin portion is formed. Since it is formed from the first liquid chamber side toward the individual communication port, the flow path from the first liquid chamber side to the individual communication port is partially formed by the partition wall in the common liquid chamber, and no partition wall is provided. Compared with the configuration, the flow velocity of the liquid flowing toward the individual communication port is increased. Thereby, it is possible to easily discharge the bubbles staying in the first liquid chamber on the flow of the relatively fast flow rate.

また、上記構成において、前記仕切壁の少なくとも前記第1液室側の端部が、該第1液室の前記第1の方向の両端部に向けて個別連通口側の端部に対して傾斜した構成を採用することが望ましい。   Further, in the above configuration, at least an end portion on the first liquid chamber side of the partition wall is inclined with respect to an end portion on the individual communication port side toward both ends in the first direction of the first liquid chamber. It is desirable to adopt the configuration described above.

当該構成によれば、仕切壁の少なくとも第1液室側の端部が、該第1液室の第1の方向の両端部に向けて個別連通口側の端部に対して傾斜することで、共通液室の第1方向の両端部に滞留する気泡が仕切壁に案内されて個別連通口側に誘導され易くなる。これにより、仕切壁によって共通液室の第1方向の両端部に滞留する気泡の排出性をより向上させることができる。   According to this configuration, at least the end portion on the first liquid chamber side of the partition wall is inclined with respect to the end portion on the individual communication port side toward both end portions in the first direction of the first liquid chamber. The air bubbles staying at both ends in the first direction of the common liquid chamber are easily guided to the individual communication port side by the partition wall. Thereby, the discharge property of the bubble which stays in the both ends of the 1st direction of a common liquid chamber by a partition wall can be improved more.

また、本発明の液体噴射装置は、上記何れかの構成の液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする。   According to another aspect of the invention, a liquid ejecting apparatus includes the liquid ejecting head having any one of the above configurations.

プリンターの構成を説明する斜視図である。FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration of a printer. 記録ヘッドを斜め上方から観た分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the recording head as viewed obliquely from above. ヘッドユニットの断面図である。It is sectional drawing of a head unit. 図3における領域Aの拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged sectional view of a region A in FIG. 3. 連通基板の下面側斜視図である。It is a lower surface side perspective view of a communication board. 連通基板の下面側平面図である。It is a lower surface side top view of a communication board. 第2の実施形態における連通基板の下面側斜視図である。It is a lower surface side perspective view of the communicating substrate in a 2nd embodiment. 第3の実施形態における連通基板の下面側斜視図である。It is a lower surface side perspective view of the communication board in a 3rd embodiment. 第4の実施形態における連通基板の下面側斜視図である。It is a lower surface side perspective view of the communication board in a 4th embodiment. 第5の実施形態における連通基板の下面側斜視図である。It is a lower surface side perspective view of the communication board in a 5th embodiment. 従来の液体噴射ヘッドの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the conventional liquid ejecting head.

以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下の説明は、本発明の液体噴射装置として、インクジェット式記録ヘッド(以下、記録ヘッド)を搭載したインクジェット式プリンター(以下、プリンター)を例に挙げて行う。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the embodiments described below, various limitations are made as preferred specific examples of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to the following description unless otherwise specified. However, the present invention is not limited to these embodiments. In the following description, an ink jet printer (hereinafter referred to as a printer) equipped with an ink jet recording head (hereinafter referred to as a recording head) is taken as an example of the liquid ejecting apparatus of the present invention.

プリンター1の構成について、図1を参照して説明する。プリンター1は、記録紙等の記録媒体2(着弾対象の一種)の表面に対して液体状のインクを噴射して画像等の記録を行う装置である。このプリンター1は、インクを噴射する記録ヘッド3、この記録ヘッド3が取り付けられるキャリッジ4、キャリッジ4を主走査方向に移動させるキャリッジ移動機構5、記録媒体2を副走査方向に移送するプラテンローラー6等を備えている。ここで、上記のインクは、本発明の液体の一種であり、液体供給源としてのインクカートリッジ7に貯留されている。このインクカートリッジ7は、記録ヘッド3に対して着脱可能に装着される。なお、インクカートリッジ7がプリンター1の本体側に配置され、当該インクカートリッジ7からインク供給チューブを通じて記録ヘッド3に供給される構成を採用することもできる。   The configuration of the printer 1 will be described with reference to FIG. The printer 1 is a device that records an image or the like by ejecting liquid ink onto the surface of a recording medium 2 (a kind of landing target) such as recording paper. The printer 1 includes a recording head 3 that ejects ink, a carriage 4 to which the recording head 3 is attached, a carriage moving mechanism 5 that moves the carriage 4 in the main scanning direction, and a platen roller 6 that transfers the recording medium 2 in the sub-scanning direction. Etc. Here, the ink is a kind of liquid of the present invention, and is stored in an ink cartridge 7 as a liquid supply source. The ink cartridge 7 is detachably attached to the recording head 3. A configuration in which the ink cartridge 7 is disposed on the main body side of the printer 1 and is supplied from the ink cartridge 7 to the recording head 3 through an ink supply tube may be employed.

上記のキャリッジ移動機構5はタイミングベルト8を備えている。そして、このタイミングベルト8はDCモーター等のパルスモーター9により駆動される。従ってパルスモーター9が作動すると、キャリッジ4は、プリンター1に架設されたガイドロッド10に案内されて、主走査方向(記録媒体2の幅方向)に往復移動する。   The carriage moving mechanism 5 includes a timing belt 8. The timing belt 8 is driven by a pulse motor 9 such as a DC motor. Accordingly, when the pulse motor 9 is operated, the carriage 4 is guided by the guide rod 10 installed on the printer 1 and reciprocates in the main scanning direction (width direction of the recording medium 2).

図2は、上記記録ヘッド3の構成を示す分解斜視図である。本実施形態における記録ヘッド3は、ケース15と、複数のヘッドユニット16と、ユニット固定板17と、ヘッドカバー18とにより概略構成されている。
ケース15は、複数のヘッドユニット16や、当該ヘッドユニット16へインクを供給する供給流路(図示せず)を備える箱体状部材であり、上面側に針ホルダー19が形成されている。この針ホルダー19は、インク導入針20が立設された部材であり、本実施形態においては各色のインクカートリッジ7のインクに対応させて合計8本のインク導入針20がこの針ホルダー19に横並びに配設されている。このインク導入針20は、インクカートリッジ7内に挿入される中空針状の部材であり、先端部に開設された導入孔(図示せず)からインクカートリッジ7内に貯留されたインクをケース15内の供給流路を通じてヘッドユニット16側に導入する。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the recording head 3. The recording head 3 in the present embodiment is roughly configured by a case 15, a plurality of head units 16, a unit fixing plate 17, and a head cover 18.
The case 15 is a box-like member that includes a plurality of head units 16 and a supply flow path (not shown) for supplying ink to the head units 16, and a needle holder 19 is formed on the upper surface side. The needle holder 19 is a member in which the ink introduction needles 20 are erected. In the present embodiment, a total of eight ink introduction needles 20 are arranged side by side in correspondence with the inks of the ink cartridges 7 of the respective colors. It is arranged. The ink introduction needle 20 is a hollow needle-like member that is inserted into the ink cartridge 7, and the ink stored in the ink cartridge 7 is introduced into the case 15 from an introduction hole (not shown) provided at the tip. Is introduced into the head unit 16 through the supply flow path.

また、ケース15の底面側には、4つのヘッドユニット16が、主走査方向に横並びに位置決めされた状態で各ヘッドユニット16に対応した4つの開口部17′を有する金属製のユニット固定板17に接合されると共に、同じく各ヘッドユニット16に対応する4つの開口部18′が開設された金属製のヘッドカバー18によって固定される。   Further, on the bottom surface side of the case 15, a metal unit fixing plate 17 having four openings 17 ′ corresponding to the head units 16 in a state where the four head units 16 are positioned side by side in the main scanning direction. And is fixed by a metal head cover 18 having four openings 18 'corresponding to the head units 16, respectively.

図3は、ヘッドユニット16(本発明の液体噴射ヘッドの一種)の内部構成を示す断面図である。また、図4は、図3における領域Aの拡大図である。なお、便宜上、各部材の積層方向を上下方向として説明する。本実施形態におけるヘッドユニット16は、圧力発生ユニット14および流路ユニット21を備え、これらの部材が積層された状態でユニットケース26(ケース部材の一種)に取り付けて構成されている。流路ユニット21は、ノズルプレート22(ノズル形成部材の一種)、及び、連通基板23(共通液室形成部材の一種)を有している。また、圧力発生ユニット14は、圧力室31が形成された圧力室形成基板(圧力室形成部材の一種)29、弾性膜30、圧電素子35(圧力発生手段)、および保護基板24が積層されてユニット化されている。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing an internal configuration of the head unit 16 (a kind of the liquid jet head of the present invention). FIG. 4 is an enlarged view of region A in FIG. For convenience, the stacking direction of each member will be described as the vertical direction. The head unit 16 in the present embodiment includes a pressure generating unit 14 and a flow path unit 21 and is configured to be attached to a unit case 26 (a kind of case member) in a state where these members are stacked. The flow path unit 21 includes a nozzle plate 22 (a kind of nozzle forming member) and a communication substrate 23 (a kind of common liquid chamber forming member). The pressure generating unit 14 includes a pressure chamber forming substrate (a kind of pressure chamber forming member) 29 on which a pressure chamber 31 is formed, an elastic film 30, a piezoelectric element 35 (pressure generating means), and a protective substrate 24. It is unitized.

ユニットケース26は、ノズルプレート22、および圧力発生ユニット14が接合された連通基板23が底面側に固定される合成樹脂製の箱体状部材である。このユニットケース26の平面視における中心部分にはノズル列方向に沿って長尺な矩形状の開口を有する貫通空部44が、ユニットケース26の高さ方向を貫通する状態で形成されている。この貫通空部44は、圧力発生ユニット14の配線空部38と連通して、フレキシブルケーブル49の一端部および駆動IC50(何れも後述)が収容される空部を形成する。また、ユニットケース26の下面側には、当該下面からユニットケース26の高さ方向の途中まで直方体状に窪んだ収容空部47が形成されている。この収容空部47の深さは、圧力発生ユニット14の厚さ(高さ)よりも少し大きく設定されている。また、収容空部47の第1方向の寸法および第2方向の寸法は、それぞれ、圧力発生ユニット14の対応する方向の寸法よりも少し大きく設定されている。そして、流路ユニット21がユニットケース26の下面に位置決め状態で接合されると、連通基板23上に積層された圧力発生ユニット14が収容空部47に収容される。また、上記の貫通空部44の下端は、収容空部47の天井面に開口している。   The unit case 26 is a box-shaped member made of synthetic resin to which the nozzle plate 22 and the communication substrate 23 to which the pressure generating unit 14 is joined are fixed to the bottom surface side. A through hole 44 having a rectangular opening elongated along the nozzle row direction is formed in a central portion of the unit case 26 in plan view so as to penetrate the height direction of the unit case 26. The penetrating void 44 communicates with the wiring void 38 of the pressure generating unit 14 and forms a void in which one end of the flexible cable 49 and a drive IC 50 (both described later) are accommodated. In addition, an accommodation space 47 that is recessed in a rectangular parallelepiped shape from the lower surface to the middle of the unit case 26 in the height direction is formed on the lower surface side of the unit case 26. The depth of the accommodation space 47 is set to be slightly larger than the thickness (height) of the pressure generation unit 14. In addition, the dimension in the first direction and the dimension in the second direction of the accommodation empty space 47 are each set to be slightly larger than the dimension in the corresponding direction of the pressure generation unit 14. When the flow path unit 21 is joined to the lower surface of the unit case 26 in a positioned state, the pressure generating unit 14 stacked on the communication substrate 23 is accommodated in the accommodating space 47. In addition, the lower end of the above-described through space 44 is open to the ceiling surface of the accommodation space 47.

ユニットケース26には、インク導入空部46およびインク導入路45が形成されている。インク導入路45は、インク導入空部46と比較して断面積が小さく設定された細い流路であり、その上端はユニットケース26の上面に開口し、下端はインク導入空部46の長手方向(第1の方向)の中央部分に開口している。そして、インクカートリッジ7側からのインクは、インク導入路45を通じて、インク導入空部46に流入し、当該インク導入空部46から連通基板23の共通液室32に導入される。   In the unit case 26, an ink introduction space 46 and an ink introduction path 45 are formed. The ink introduction path 45 is a narrow flow path whose sectional area is set to be smaller than that of the ink introduction empty portion 46, and the upper end thereof opens to the upper surface of the unit case 26, and the lower end is the longitudinal direction of the ink introduction empty portion 46. An opening is formed in the central portion (first direction). The ink from the ink cartridge 7 side flows into the ink introduction space 46 through the ink introduction path 45, and is introduced from the ink introduction space 46 into the common liquid chamber 32 of the communication substrate 23.

インク導入空部46は、ユニットケース26における収容空部47に対して隔壁48を間に挟んで第2の方向の外側に外れた位置に形成されている。より具体的には、連通基板23の共通液室32に対応して、収容空部47の両側にそれぞれ1つずつ、合計2つのインク導入空部46が形成されている。そして、ユニットケース26に連通基板23が接合された状態では、各インク導入空部46は、対応する共通液室32とそれぞれ連通する。収容空部47とインク導入空部46とを隔てる隔壁48は、連通基板23の肉薄部40に対応する位置に形成されている。ユニットケース26と連通基板23との接合時においては、隔壁48の下面と肉薄部40の上面とが互いに接合される。このように構成することで、収容空部47が、インク導入空部46等の流路から独立した空間となる。ここで、従来では、圧力発生ユニットにも共通液室に相当する空部が設けられていたのに対し、本実施形態の構成では、圧力発生ユニット14に共通液室に相当する空部を設けることなく当該圧力発生ユニット14の小型化が図られている。この小型化に伴い、収容空部47を流路から独立した空間とするために、インク導入空部46と収容空部47との間に隔壁48が設けられ、当該隔壁48の下面と連通基板23の肉薄部40の上面とが互いに接合される構成となっている。これに応じて、本発明に係るヘッドユニット16では、共通液室32の第2液室52の上面側に薄肉部40が設けられている。   The ink introduction void 46 is formed at a position outside the second void in the second direction with the partition wall 48 in between the accommodation void 47 in the unit case 26. More specifically, a total of two ink introduction vacancies 46 are formed corresponding to the common liquid chamber 32 of the communication substrate 23, one on each side of the accommodation void 47. In the state where the communication substrate 23 is bonded to the unit case 26, each ink introduction space 46 communicates with the corresponding common liquid chamber 32. A partition wall 48 that separates the storage space 47 and the ink introduction space 46 is formed at a position corresponding to the thin portion 40 of the communication substrate 23. When the unit case 26 and the communication substrate 23 are joined, the lower surface of the partition wall 48 and the upper surface of the thin portion 40 are joined together. With this configuration, the accommodation void 47 becomes a space independent from the flow path of the ink introduction void 46 and the like. Here, conventionally, the pressure generation unit is also provided with an empty portion corresponding to the common liquid chamber, whereas in the configuration of the present embodiment, the pressure generation unit 14 is provided with an empty portion corresponding to the common liquid chamber. The size of the pressure generating unit 14 is reduced without any problem. Along with this reduction in size, a partition wall 48 is provided between the ink introduction space 46 and the storage space 47 in order to make the storage space 47 independent of the flow path, and the lower surface of the partition wall 48 communicates with the communication substrate. The upper surface of the thin portion 40 of the 23 is joined to each other. Accordingly, in the head unit 16 according to the present invention, the thin portion 40 is provided on the upper surface side of the second liquid chamber 52 of the common liquid chamber 32.

圧力発生ユニット14の構成部材である圧力室形成基板29は、シリコン単結晶基板(結晶性基板の一種。以下、単にシリコン基板とも言う。)から作製されている。この圧力室形成基板29には、シリコン基板に対して異方性エッチング処理によって複数の圧力室31が、ノズルプレート22の各ノズル27に対応して複数形成されている。このように、シリコン基板に対して異方性エッチングによって圧力室を形成することで、より高い寸法・形状精度を確保することができる。後述するように、本実施形態におけるノズルプレート22にはノズル27の列が2条形成されているので、圧力室形成基板29には、圧力室31の列が各ノズル列に対応して2条形成されている。圧力室31は、ノズル27の並設方向(第1の方向)に直交する方向(第2の方向)に長尺な空部である。圧力室形成基板29(圧力発生ユニット14)が後述する連通基板23に対して位置決めされた状態で接合されると、圧力室31の第2の方向の一端部は、後述する連通基板23のノズル連通路36を介してノズル27と連通する。また、圧力室31の第2の方向の他端部は、連通基板23の個別連通口42を介して共通液室32と連通する。   The pressure chamber forming substrate 29, which is a constituent member of the pressure generating unit 14, is made of a silicon single crystal substrate (a kind of crystalline substrate; hereinafter also simply referred to as a silicon substrate). A plurality of pressure chambers 31 corresponding to each nozzle 27 of the nozzle plate 22 are formed on the pressure chamber forming substrate 29 by anisotropic etching with respect to the silicon substrate. Thus, by forming the pressure chambers on the silicon substrate by anisotropic etching, higher dimensional and shape accuracy can be ensured. As will be described later, since the nozzle plate 22 in this embodiment has two rows of nozzles 27, the pressure chamber forming substrate 29 has two rows of pressure chambers 31 corresponding to each nozzle row. Is formed. The pressure chamber 31 is a hollow portion that is long in a direction (second direction) orthogonal to the direction in which the nozzles 27 are arranged side by side (first direction). When the pressure chamber forming substrate 29 (pressure generating unit 14) is joined in a state of being positioned with respect to the communication substrate 23 described later, one end portion of the pressure chamber 31 in the second direction is a nozzle of the communication substrate 23 described later. The nozzle 27 communicates with the communication path 36. The other end of the pressure chamber 31 in the second direction communicates with the common liquid chamber 32 via the individual communication port 42 of the communication substrate 23.

圧力室形成基板29の上面(連通基板23との接合面とは反対側の面)には、圧力室31の上部開口を封止する状態で弾性膜30が形成されている。この弾性膜30は、例えば厚さが約1μmの二酸化シリコンから構成される。また、この弾性膜30上には、図示しない絶縁膜が形成される。この絶縁膜は、例えば、酸化ジルコニウムから成る。そして、この弾性膜30および絶縁膜上における各圧力室31に対応する位置に、圧電素子35がそれぞれ形成される。圧電素子35は、所謂撓みモードの圧電素子である。この圧電素子35は、弾性膜30および絶縁膜上に、金属製の下電極膜、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等からなる圧電体層、および、金属製の上電極膜(何れも図示せず)が順次積層された後に、圧力室31毎にパターニングされて構成される。そして、上電極膜または下電極膜の一方が共通電極とされ、他方が個別電極とされる。また、弾性膜30、絶縁膜、および下電極膜が、圧電素子35の駆動時に振動板として機能する。   An elastic film 30 is formed on the upper surface of the pressure chamber forming substrate 29 (the surface on the side opposite to the bonding surface with the communication substrate 23) so as to seal the upper opening of the pressure chamber 31. The elastic film 30 is made of, for example, silicon dioxide having a thickness of about 1 μm. An insulating film (not shown) is formed on the elastic film 30. This insulating film is made of, for example, zirconium oxide. And the piezoelectric element 35 is each formed in the position corresponding to each pressure chamber 31 on this elastic film 30 and an insulating film. The piezoelectric element 35 is a so-called flexure mode piezoelectric element. The piezoelectric element 35 includes a metal lower electrode film, a piezoelectric layer made of lead zirconate titanate (PZT), and a metal upper electrode film (all shown) on the elastic film 30 and the insulating film. Are sequentially layered and then patterned for each pressure chamber 31. One of the upper electrode film and the lower electrode film is a common electrode, and the other is an individual electrode. Further, the elastic film 30, the insulating film, and the lower electrode film function as a diaphragm when the piezoelectric element 35 is driven.

各圧電素子35の個別電極(上電極膜)からは、図示しない電極配線部が絶縁膜上にそれぞれ延出されており、これらの電極配線部の電極端子に相当する部分に、フレキシブルケーブル49の一端側の端子が接続される。このフレキシブルケーブル49は、例えば、ポリイミド等のベースフィルムの表面に銅箔等で導体パターンを形成し、この導体パターンをレジストで被覆した構成とされる。フレキシブルケーブル49の表面には、圧電素子35を駆動する駆動IC50が実装されている。各圧電素子35は、駆動IC50を通じて上電極膜および下電極膜間に駆動信号(駆動電圧)が印加されることにより、撓み変形する。   From the individual electrode (upper electrode film) of each piezoelectric element 35, electrode wiring portions (not shown) are respectively extended on the insulating film, and the flexible cable 49 is connected to portions corresponding to the electrode terminals of these electrode wiring portions. A terminal on one end side is connected. The flexible cable 49 has a configuration in which, for example, a conductor pattern is formed with a copper foil or the like on the surface of a base film such as polyimide, and this conductor pattern is covered with a resist. A driving IC 50 that drives the piezoelectric element 35 is mounted on the surface of the flexible cable 49. Each piezoelectric element 35 is bent and deformed when a drive signal (drive voltage) is applied between the upper electrode film and the lower electrode film through the drive IC 50.

上記圧電素子35が形成された連通基板23の上面には保護基板24が配置される。この保護基板24は下面側が開口した中空箱体状の部材であり、例えば、ガラス、セラミックス材料、シリコン単結晶基板、金属、合成樹脂等から作製される。この保護基板24の内部には、圧電素子35に対向する領域に当該圧電素子35の駆動を阻害しない程度の大きさの逃げ凹部39が形成されている。さらに、保護基板24において、隣り合う圧電素子列の間には、基板厚さ方向を貫通した配線空部38が形成されている。この配線空部38内には、圧電素子35の電極端子とフレキシブルケーブル49の一端部とが配置される。   A protective substrate 24 is disposed on the upper surface of the communication substrate 23 on which the piezoelectric element 35 is formed. The protective substrate 24 is a hollow box-like member having an open bottom surface, and is made of, for example, glass, a ceramic material, a silicon single crystal substrate, a metal, a synthetic resin, or the like. Inside the protective substrate 24, an escape recess 39 is formed in a region facing the piezoelectric element 35 so as not to obstruct the driving of the piezoelectric element 35. Furthermore, in the protective substrate 24, between the adjacent piezoelectric element rows, a wiring empty portion 38 penetrating in the substrate thickness direction is formed. In the wiring space 38, the electrode terminal of the piezoelectric element 35 and one end of the flexible cable 49 are disposed.

上記のノズルプレート22は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル27を列状に開設した板材である。本実施形態では、360dpiに対応するピッチで360個のノズル27を列設することでノズル列(ノズル群の一種)が構成されている。本実施形態においては、当該ノズルプレート22に2条のノズル列が形成されている。本実施形態におけるノズルプレート22はシリコン基板から作製されている。そして、当該基板に対してドライエッチングを施すことにより円筒形状のノズル27が形成されている。このようにノズル27をドライエッチングによって形成することで、例えば、ステンレス鋼等の金属製の板材に対して塑性加工によりノズルを形成する構成と比較して、より高い精度でノズル27を形成することが可能となる。これにより、ノズル27から噴射されるインクの着弾精度が向上する。   The nozzle plate 22 is a plate material in which a plurality of nozzles 27 are opened in a row at a pitch corresponding to the dot formation density. In the present embodiment, a nozzle row (a type of nozzle group) is configured by arranging 360 nozzles 27 at a pitch corresponding to 360 dpi. In the present embodiment, two nozzle rows are formed on the nozzle plate 22. The nozzle plate 22 in the present embodiment is made from a silicon substrate. A cylindrical nozzle 27 is formed by performing dry etching on the substrate. By forming the nozzle 27 by dry etching in this way, for example, the nozzle 27 can be formed with higher accuracy compared to a configuration in which the nozzle is formed by plastic working on a metal plate such as stainless steel. Is possible. Thereby, the landing accuracy of the ink ejected from the nozzle 27 is improved.

図5及び図6は、連通基板23の構成を説明する図であり、図5はノズルプレート22が接合される側の下面(本発明における第1の面)側から見た斜視図、図6は連通基板23の第1の方向(ノズル並設方向)両端部の下面側平面図である。なお、図5は、通液室32の第1の方向の両端部のうちの一方の端部のみを図示している(後述する図7〜図10も同様)。この連通基板23は、シリコン基板から作製された板材である。この連通基板23には、共通液室32が、異方性エッチングによって形成されている。この共通液室32は、各圧力室31の並設方向(即ち第1の方向)に沿って長尺な空部である。共通液室32は、連通基板23の板厚方向を貫通した第1液室51(貫通部)と、連通基板23の下面側から上面(本発明における第2の面)側に向けて当該共通液室形成部材23の板厚方向の途中まで上面側に肉薄部40を残した状態で形成された第2液室52(非貫通部)と、から構成される。   5 and 6 are diagrams for explaining the configuration of the communication substrate 23. FIG. 5 is a perspective view as seen from the lower surface (first surface in the present invention) side to which the nozzle plate 22 is joined. FIG. 6 is a plan view of the lower surface side of both end portions of a communication substrate 23 in a first direction (nozzle juxtaposition direction). FIG. 5 illustrates only one end of both ends of the liquid passage chamber 32 in the first direction (the same applies to FIGS. 7 to 10 described later). The communication substrate 23 is a plate material made from a silicon substrate. A common liquid chamber 32 is formed in the communication substrate 23 by anisotropic etching. The common liquid chamber 32 is a long empty portion along the juxtaposed direction of the pressure chambers 31 (that is, the first direction). The common liquid chamber 32 is common to the first liquid chamber 51 (penetrating portion) penetrating through the thickness direction of the communication substrate 23 and from the lower surface side to the upper surface (second surface in the present invention) side of the communication substrate 23. The liquid chamber forming member 23 includes a second liquid chamber 52 (non-penetrating portion) formed in a state where the thin portion 40 is left on the upper surface side to the middle of the plate thickness direction.

連通基板23の上面側における第1液室51の開口は、インクが導入される入口開口部として機能する。すなわち、ユニットケース26に形成されたインク導入路45およびインク導入空部46側からのインクが、入口開口部を通じて第1液室51内に流入する。また、第1液室51の下面側の開口は、ノズルプレート22によって塞がれる。なお、第1液室51の下面側の開口が弾性シート(コンプライアンスシート)によって塞がれる構成もある。この第1液室51の長手方向、即ち、第1の方向の両端部は、それぞれの端部に向かうほど次第に狭くなるように形成されている。より具体的には、第1液室51の両端部において、当該第1液室51を画成している互いに対向する壁面の少なくとも一方が、第1の方向の端部に向かうほど他方に近接するように傾斜している。このように、第1液室51の両端部の開口形状を先細りにすることで、当該第1液室51の両端部におけるインクの流速の低下を抑制することができる。したがって、個別連通口42を通じて各圧力室31へ供給するインクの供給圧を揃えることができる。   The opening of the first liquid chamber 51 on the upper surface side of the communication substrate 23 functions as an inlet opening for introducing ink. That is, the ink from the ink introduction path 45 and the ink introduction space 46 formed in the unit case 26 flows into the first liquid chamber 51 through the inlet opening. The opening on the lower surface side of the first liquid chamber 51 is closed by the nozzle plate 22. There is also a configuration in which the opening on the lower surface side of the first liquid chamber 51 is closed by an elastic sheet (compliance sheet). The longitudinal direction of the first liquid chamber 51, that is, both end portions in the first direction are formed so as to become gradually narrower toward the respective end portions. More specifically, at both ends of the first liquid chamber 51, at least one of the opposing wall surfaces defining the first liquid chamber 51 is closer to the other toward the end in the first direction. Inclined to do. Thus, by tapering the opening shape at both ends of the first liquid chamber 51, it is possible to suppress a decrease in the flow rate of ink at both ends of the first liquid chamber 51. Therefore, the supply pressure of the ink supplied to each pressure chamber 31 through the individual communication port 42 can be made uniform.

第2液室52は、第1液室51に隣接する状態に形成された窪みである。上記の肉薄部40は、当該第2液室52の天井面を構成する。この第2液室52の第2の方向における一端部(ノズル27から遠い側の端部)は、第1液室51と連通する一方、同方向の他端部は、圧力室31の下方に対応する位置に形成されている。この第2液室52の他端部、すなわち、第1液室側51とは反対側の縁部には、薄肉部40を貫通する個別連通口42が、圧力室形成基板29の各圧力室31に対応して第1の方向に沿って複数形成されている。この個別連通口42の下端は、第2液室52と連通し、個別連通口42の上端は、圧力室形成基板29の圧力室31と連通する。   The second liquid chamber 52 is a recess formed in a state adjacent to the first liquid chamber 51. The thin portion 40 constitutes the ceiling surface of the second liquid chamber 52. One end of the second liquid chamber 52 in the second direction (the end far from the nozzle 27) communicates with the first liquid chamber 51, while the other end in the same direction is below the pressure chamber 31. It is formed in the corresponding position. At the other end of the second liquid chamber 52, that is, at the edge opposite to the first liquid chamber side 51, an individual communication port 42 that penetrates the thin portion 40 is provided in each pressure chamber of the pressure chamber forming substrate 29. A plurality are formed along the first direction corresponding to 31. The lower end of the individual communication port 42 communicates with the second liquid chamber 52, and the upper end of the individual communication port 42 communicates with the pressure chamber 31 of the pressure chamber forming substrate 29.

本実施形態における第2液室52の長手方向の両端部、即ち、薄肉部40の第1の方向の両端部には、隣り合う個別連通口42同士を仕切る仕切壁53が形成されている。この仕切壁53は、第1液室51と第2液室52の境界部分から個別連通口側の側壁面まで連続する壁であり、薄肉部40の下面(第2液室52の天井面)から連通基板23の下面に向けて突出している。すなわち、本実施形態における仕切壁53の高さは第2液室52の深さと同一に設定され、その上端面は連通基板23の下面と同一面上に位置している。また、本実施形態における仕切壁53は、薄肉部40の第1の方向の両端部の所定の範囲、具体的には、共通液室32において気泡が溜まりやすい範囲に、個別連通口42を1つずつ仕切るように複数配置されている。このように、仕切壁53によって第1液室51側から個別連通口42に向かう細長い流路が共通液室32内で部分的に形成され、仕切壁53を設けない構成と比較して個別連通口42に向かって流れるインクの流速が高められる。これにより、第1液室51に滞留する気泡を上記の比較的速い流速の流れに乗せて排出させやすくすることができる。本実施形態では、このような仕切壁53を第2液室52の長手方向の両端部、即ち、薄肉部40の第1の方向の両端部に設けているので、共通液室32(第1液室51)の第1方向の両端部に滞留する気泡を排出させやすくすることができる。特に、ノズル27からインクや気泡を強制的に吸引・排出する目的で行われる所謂クリーニング処理を実施する際には、仕切壁53によって画成される流路の第1液室51側の開口が吸い込み口となってインクや気泡を吸引する。その結果、共通液室32(第1液室51)の第1方向の両端部に滞留する気泡が、当該気泡に作用する浮力に抗しつつ第1液室51と第2液室52との間の段差を通過して個別連通口42側に引き込まれやすくなる。したがって、気泡排出性を向上させることが可能となる。   Partition walls 53 for partitioning adjacent individual communication ports 42 are formed at both ends in the longitudinal direction of the second liquid chamber 52 in the present embodiment, that is, at both ends in the first direction of the thin portion 40. The partition wall 53 is a wall that continues from the boundary portion between the first liquid chamber 51 and the second liquid chamber 52 to the side wall surface on the individual communication port side, and the lower surface of the thin portion 40 (the ceiling surface of the second liquid chamber 52). Projecting toward the lower surface of the communication substrate 23. That is, the height of the partition wall 53 in the present embodiment is set to be the same as the depth of the second liquid chamber 52, and the upper end surface thereof is located on the same surface as the lower surface of the communication substrate 23. Further, the partition wall 53 in the present embodiment has one individual communication port 42 in a predetermined range at both ends in the first direction of the thin portion 40, specifically, in a range in which bubbles tend to accumulate in the common liquid chamber 32. A plurality are arranged so as to partition each one. As described above, the partition wall 53 partially forms an elongate flow path from the first liquid chamber 51 side toward the individual communication port 42 in the common liquid chamber 32, and the individual communication as compared with the configuration in which the partition wall 53 is not provided. The flow velocity of the ink flowing toward the opening 42 is increased. Thereby, the bubbles staying in the first liquid chamber 51 can be easily discharged by being put on the flow having the relatively high flow velocity. In the present embodiment, such partition walls 53 are provided at both ends in the longitudinal direction of the second liquid chamber 52, that is, at both ends in the first direction of the thin wall portion 40. It is possible to easily discharge bubbles staying at both ends in the first direction of the liquid chamber 51). In particular, when performing a so-called cleaning process performed for the purpose of forcibly sucking and discharging ink and bubbles from the nozzle 27, the opening on the first liquid chamber 51 side of the flow path defined by the partition wall 53 is formed. It serves as a suction port and sucks ink and bubbles. As a result, the bubbles staying at both ends in the first direction of the common liquid chamber 32 (first liquid chamber 51) can resist the buoyancy acting on the bubbles, and the first liquid chamber 51 and the second liquid chamber 52 It will be easy to be drawn in to the individual communication port 42 side through the step in between. Therefore, it is possible to improve the bubble discharge performance.

上記の構成のヘッドユニット16を製造する際には、まず、圧力室形成基板29(圧力室31が形成されていない状態のシリコン基板)の上面に弾性膜30、絶縁膜が順次形成された後、圧電素子35が焼成により形成される。この上に、逃げ凹部39に圧電素子35が収容される状態で保護基板24が接合される。そしてこの状態で、圧力室形成基板29の下面側から異方性エッチングによって圧力室31が形成される。このように、圧力室形成基板29に圧力室31が形成される前の段階で、当該圧力室形成基板29の上面側に圧電素子35および保護基板24を積層してユニット化しておくことで、圧力発生ユニット14の組み立て工程中に圧力室形成基板29が破損することが抑制される。   In manufacturing the head unit 16 having the above-described configuration, first, after the elastic film 30 and the insulating film are sequentially formed on the upper surface of the pressure chamber forming substrate 29 (silicon substrate in which the pressure chamber 31 is not formed). The piezoelectric element 35 is formed by firing. On top of this, the protective substrate 24 is bonded in a state in which the piezoelectric element 35 is accommodated in the relief recess 39. In this state, the pressure chamber 31 is formed from the lower surface side of the pressure chamber forming substrate 29 by anisotropic etching. As described above, by stacking the piezoelectric element 35 and the protective substrate 24 on the upper surface side of the pressure chamber forming substrate 29 at a stage before the pressure chamber 31 is formed on the pressure chamber forming substrate 29, a unit is obtained. Damage to the pressure chamber forming substrate 29 during the assembly process of the pressure generating unit 14 is suppressed.

次に、連通基板23に対し、異方性エッチングによって共通液室32(第1液室51および第2液室52)、個別連通口42、ノズル連通路36、および、仕切壁53が形成される。そして、ノズル連通路36とノズル27とが連通する状態で、連通基板23の下面にノズルプレート22が接着により接合される。このようにして流路ユニット21がユニット化される。続いて、この流路ユニット21における連通基板23の上面に、上記の圧力発生ユニット14が接合される。具体的には、圧力室31の第2の方向の一端部がノズル連通路36と連通すると共に、圧力室31の第2の方向の他端部が個別連通口42と連通する状態で、流路基板23の上面に、圧力発生ユニット14の圧力室形成基板29が接着剤によって接合される。   Next, the common liquid chamber 32 (the first liquid chamber 51 and the second liquid chamber 52), the individual communication port 42, the nozzle communication path 36, and the partition wall 53 are formed on the communication substrate 23 by anisotropic etching. The The nozzle plate 22 is bonded to the lower surface of the communication substrate 23 with the nozzle communication path 36 and the nozzle 27 communicating with each other. In this way, the flow path unit 21 is unitized. Subsequently, the pressure generating unit 14 is joined to the upper surface of the communication substrate 23 in the flow path unit 21. Specifically, the one end of the pressure chamber 31 in the second direction communicates with the nozzle communication path 36 and the other end of the pressure chamber 31 in the second direction communicates with the individual communication port 42. The pressure chamber forming substrate 29 of the pressure generating unit 14 is bonded to the upper surface of the road substrate 23 with an adhesive.

流路ユニット21と圧力発生ユニット14が組み付けられたならば、保護基板24の配線空部を通じて各圧電素子35の電極端子に対してフレキシブルケーブル49の配線が行われる。即ち、各圧電素子35の電極端子に相当する部分に、フレキシブルケーブル49の一端部の端子がそれぞれ電気的に接続される。   When the flow path unit 21 and the pressure generation unit 14 are assembled, the flexible cable 49 is wired to the electrode terminal of each piezoelectric element 35 through the wiring space of the protective substrate 24. That is, the terminal at one end of the flexible cable 49 is electrically connected to the portion corresponding to the electrode terminal of each piezoelectric element 35.

続いて、連通基板23とユニットケース26とが接着剤により接合される。具体的には、連通基板23の上面とユニットケース26の下面とが、接着剤によって接合される。流路ユニット21とユニットケース26とが接合されると、収容空部47内に圧力発生ユニット14が収容されると共に、インク導入空部46と共通液室32の第1液室51とが液密に連通する。また、フレキシブルケーブル49の一端部および駆動IC50は、ユニットケース26の貫通空部44内に収容される。これにより、ヘッドユニット16が組み上がる。そして、ヘッドユニット16の内部には、インク導入路45から共通液室32までの一連の共通流路と、個別連通口42から圧力室31およびノズル連通路36を通ってノズル27に至るまでの個別流路と、が形成される。本実施形態においては、第2液室52の長手方向の両端部の所定の範囲に、隣り合う個別連通口42同士を仕切る仕切壁53が形成されているので、当該仕切壁53によって個別連通口42毎に形成される流路も個別流路の一部と言える。   Subsequently, the communication substrate 23 and the unit case 26 are bonded with an adhesive. Specifically, the upper surface of the communication substrate 23 and the lower surface of the unit case 26 are joined by an adhesive. When the flow path unit 21 and the unit case 26 are joined, the pressure generating unit 14 is housed in the housing space 47, and the ink introduction space 46 and the first liquid chamber 51 of the common liquid chamber 32 are liquidated. Communicate closely. Further, the one end portion of the flexible cable 49 and the drive IC 50 are accommodated in the through space 44 of the unit case 26. Thereby, the head unit 16 is assembled. In the head unit 16, a series of common flow paths from the ink introduction path 45 to the common liquid chamber 32, and from the individual communication port 42 to the nozzle 27 through the pressure chamber 31 and the nozzle communication path 36. Individual flow paths are formed. In the present embodiment, since the partition wall 53 that partitions the adjacent individual communication ports 42 is formed in a predetermined range at both ends in the longitudinal direction of the second liquid chamber 52, the individual communication ports are formed by the partition wall 53. The flow path formed for each 42 can also be said to be a part of the individual flow path.

ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。   By the way, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made based on the description of the scope of claims.

例えば、仕切壁53の高さに関し、上記実施形態では、第2液室52の深さと同一に設定され、その上端面が、連通基板23の下面と同一面上に位置する構成を例示したが、必ずしも第2液室52の深さと同一には限られない。図7に例示する第2の実施形態では、仕切壁53の高さが第2液室52の深さよりも低く(例えば、半分程度に)設定され、仕切壁53の上端面は、連通基板23の下面と薄肉部40の下面との間に位置している。このように、仕切壁53の高さが第2液室52の深さの半分以上であれば、気泡排出性の向上が得られる。   For example, with respect to the height of the partition wall 53, the above embodiment exemplifies a configuration that is set to be the same as the depth of the second liquid chamber 52 and whose upper end surface is located on the same surface as the lower surface of the communication substrate 23. However, the depth is not necessarily the same as the depth of the second liquid chamber 52. In the second embodiment illustrated in FIG. 7, the height of the partition wall 53 is set lower than the depth of the second liquid chamber 52 (for example, about half), and the upper end surface of the partition wall 53 is connected to the communication substrate 23. Between the lower surface of the thin portion 40 and the lower surface of the thin portion 40. Thus, if the height of the partition wall 53 is at least half the depth of the second liquid chamber 52, the bubble discharge performance can be improved.

また、上記第1の実施形態では、個別連通口42を1つずつ仕切るように仕切壁53を形成した構成を例示したが、これには限られない。図8に示す第3実施形態では、複数の個別連通口42毎に仕切壁53が設けられている。この例では、隣り合う3つの個別連通口42を一グループとして、隣り合うグループ間を仕切るように仕切壁53が設けられている。この構成においても、上記各実施形態と同様の作用効果を奏する。   Moreover, although the said 1st Embodiment illustrated the structure which formed the partition wall 53 so that the separate communicating port 42 might be partitioned one by one, it is not restricted to this. In the third embodiment shown in FIG. 8, a partition wall 53 is provided for each of the plurality of individual communication ports 42. In this example, a partition wall 53 is provided so as to partition adjacent groups, with three adjacent individual communication ports 42 as one group. Also in this structure, there exists an effect similar to each said embodiment.

さらに、上記各実施形態では、仕切壁53が、第1液室51側から個別連通口42に向けて平面視で直線状に形成された構成を例示したが、これには限られない。図9に示す第4の実施形態では、仕切壁53の途中から第1液室51側の部分(端部53a)が、共通液室32の第1方向の端部に向けて、仕切壁53の途中から個別連通口42側の端部に対して(すなわち、第2の方向に対して)傾斜している点に特徴を有している。本実施形態では、薄肉部40の第1方向の両端部に、それぞれの端部に向けて傾斜した仕切壁53が設けられている。また、図10に示す第5の実施形態では、薄肉部40の第1の方向全長に渡って仕切壁53が一定の間隔で複数配置されている。この構成において、共通液室32の第1の方向両端に近い仕切壁53ほど、端部53aの傾斜角度が大きくなっている。これらの第4の実施形態或いは第5の実施形態では、共通液室32の第1方向の両端部に滞留する気泡が仕切壁53に案内されて個別連通口42側に誘導され易くなる。これにより、仕切壁52によって共通液室32の第1方向の両端部に滞留する気泡の排出性をより向上させることができる。特に、第1の方向における両端に位置する仕切壁53と、共通液室32を区画する第1の方向の両側の内壁との間隔が、個別連通口42側から第1液室51側に向かって次第に近接することで、両者の間に画成される流路の幅が狭くなり、当該部分の流速が高められる。これにより、共通液室32の両端部に滞留する気泡を個別連通口42側に引き込みやすくすることができ、気泡の排出性の向上に寄与する。なお、仕切壁53全体が傾斜する構成であっても良いし、仕切壁53が複数段階的に傾斜する構成であっても良い。後者の場合、第1液室51に近づく程、傾斜角度が次第に大きくなることが望ましい。   Furthermore, in each said embodiment, although the partition wall 53 illustrated the structure formed in linear form by planar view toward the separate communicating port 42 from the 1st liquid chamber 51 side, it is not restricted to this. In the fourth embodiment shown in FIG. 9, a portion (end portion 53 a) on the first liquid chamber 51 side from the middle of the partition wall 53 faces the end portion in the first direction of the common liquid chamber 32. It is characterized in that it is inclined with respect to the end on the individual communication port 42 side (that is, with respect to the second direction) from the middle. In the present embodiment, partition walls 53 that are inclined toward the respective end portions are provided at both end portions of the thin portion 40 in the first direction. Further, in the fifth embodiment shown in FIG. 10, a plurality of partition walls 53 are arranged at regular intervals over the entire length of the thin portion 40 in the first direction. In this configuration, the inclination angle of the end portion 53a is larger as the partition wall 53 is closer to both ends of the common liquid chamber 32 in the first direction. In these fourth or fifth embodiments, bubbles staying at both ends in the first direction of the common liquid chamber 32 are guided to the partition wall 53 and easily guided to the individual communication port 42 side. As a result, it is possible to further improve the discharge performance of bubbles staying at both ends in the first direction of the common liquid chamber 32 by the partition wall 52. In particular, the distance between the partition walls 53 located at both ends in the first direction and the inner walls on both sides in the first direction that define the common liquid chamber 32 is from the individual communication port 42 side to the first liquid chamber 51 side. By gradually approaching each other, the width of the flow path defined between the two becomes narrow, and the flow velocity of the part is increased. Thereby, it is possible to make it easier for the bubbles staying at both ends of the common liquid chamber 32 to be drawn into the individual communication port 42 side, which contributes to the improvement of the bubble discharge performance. In addition, the structure which the whole partition wall 53 inclines may be sufficient, and the structure in which the partition wall 53 inclines in multiple steps may be sufficient. In the latter case, it is desirable that the inclination angle gradually increases as it approaches the first liquid chamber 51.

さらに、上記各実施形態では、圧力発生手段として、所謂撓み振動型の圧電素子35を例示したが、これには限られず、例えば、所謂縦振動型の圧電素子を採用することも可能である。その他、圧力発生手段としては、発熱によりインク内に気泡を発生させることで圧力変動を生じさせる発熱素子や、静電気力により圧力室の区画壁を変位させることで圧力変動を生じさせる静電アクチュエーターなどの圧力発生手段を採用する構成においても本発明を適用することが可能である。   Furthermore, in each of the above-described embodiments, the so-called flexural vibration type piezoelectric element 35 is exemplified as the pressure generating means. However, the present invention is not limited to this, and for example, a so-called longitudinal vibration type piezoelectric element can be employed. Other pressure generation means include heat generating elements that generate pressure fluctuations by generating bubbles in the ink by heat generation, electrostatic actuators that generate pressure fluctuations by displacing the partition walls of the pressure chamber by electrostatic force, etc. The present invention can also be applied to a configuration that employs the pressure generating means.

そして、以上では、液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド3(ヘッドユニット16)を例に挙げて説明したが、本発明は、液体が、第1液室の上部開口から導入され、第2液室の天井面である肉薄部の下方を通って個別連通口を介して圧力室に供給される構成を採用する他の液体噴射ヘッドにも適用することができる。例えば、液晶ディスプレイ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(Electro Luminescence)ディスプレイ、FED(面発光ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ(生物化学素子)の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも本発明を適用することができる。   In the above description, the ink jet recording head 3 (head unit 16) which is a kind of liquid ejecting head has been described as an example. However, in the present invention, the liquid is introduced from the upper opening of the first liquid chamber, The present invention can also be applied to other liquid ejecting heads that employ a configuration in which a pressure chamber is supplied through a separate communication port through a thin portion that is a ceiling surface of a two-liquid chamber. For example, a color material ejecting head used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an electrode material ejecting head used for forming an electrode such as an organic EL (Electro Luminescence) display, FED (surface emitting display), a biochip (biochemical element) The present invention can also be applied to bioorganic matter ejecting heads and the like used in the production of

1…プリンター,3…記録ヘッド,14…圧力発生ユニット,16…ヘッドユニット,21…流路ユニット,22…ノズルプレート,23…連通基板,26…ユニットケース,27…ノズル,29…圧力室形成基板,31…圧力室,32…共通液室,35…圧電素子,40…肉薄部,41…共通連通路,42…個別連通口,51…第1液室,52…第2液室,53…仕切壁   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Printer, 3 ... Recording head, 14 ... Pressure generating unit, 16 ... Head unit, 21 ... Flow path unit, 22 ... Nozzle plate, 23 ... Communication board, 26 ... Unit case, 27 ... Nozzle, 29 ... Pressure chamber formation Substrate, 31 ... Pressure chamber, 32 ... Common liquid chamber, 35 ... Piezoelectric element, 40 ... Thin portion, 41 ... Common communication path, 42 ... Individual communication port, 51 ... First liquid chamber, 52 ... Second liquid chamber, 53 ... partition wall

Claims (3)

ノズルが第1の方向に沿って複数開設されたノズル形成部材と、
前記ノズルに対応させて圧力室が前記第1の方向に沿って複数形成された圧力室形成部材と、
前記圧力室の並設方向に沿った一連の空部として形成され、前記圧力室に共通な液体が導入され、導入した液体を、個別連通口を通じて前記圧力室に供給する共通液室を有する共通液室形成部材と、
を備えた液体噴射ヘッドであって、
前記共通液室は、前記共通液室形成部材における前記ノズル側の第1の面とは反対側の第2の面に開口した入口開口部から液体が導入される第1液室と、前記第1の面側から前記第2の面側に向けて当該共通液室形成部材の厚さ方向の途中まで前記第2の面側に肉薄部を残した状態で形成された第2液室と、を含んで構成され、
前記肉薄部における前記第1液室側とは反対側に、前記各圧力室に対応させて前記個別連通口が形成され、前記肉薄部に、隣り合う個別連通口同士を仕切る仕切壁が前記第1液室側から前記個別連通口に向けて形成されたことを特徴とする液体噴射ヘッド。
A nozzle forming member in which a plurality of nozzles are opened along the first direction;
A pressure chamber forming member in which a plurality of pressure chambers are formed along the first direction corresponding to the nozzle;
A common liquid chamber is formed as a series of cavities along the juxtaposition direction of the pressure chambers, a common liquid chamber is provided in which a common liquid is introduced into the pressure chambers, and the introduced liquid is supplied to the pressure chambers through individual communication ports. A liquid chamber forming member;
A liquid jet head comprising:
The common liquid chamber includes a first liquid chamber into which liquid is introduced from an inlet opening opened in a second surface opposite to the first surface on the nozzle side of the common liquid chamber forming member; A second liquid chamber formed in a state in which a thin portion is left on the second surface side from the first surface side toward the second surface side to the middle of the thickness direction of the common liquid chamber forming member; Comprising
The individual communication ports are formed on the side opposite to the first liquid chamber side in the thin portion so as to correspond to the pressure chambers, and a partition wall for partitioning adjacent individual communication ports is formed in the thin portion. A liquid ejecting head formed from one liquid chamber side toward the individual communication port.
前記仕切壁の少なくとも前記第1液室側の端部が、該第1液室の前記第1の方向の両端部に向けて個別連通口側の端部に対して傾斜したことを特徴とする請求項1に記載の液体噴射ヘッド。   At least an end portion on the first liquid chamber side of the partition wall is inclined with respect to an end portion on the individual communication port side toward both end portions in the first direction of the first liquid chamber. The liquid ejecting head according to claim 1. 請求項1又は請求項2に記載の液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする液体噴射装置。   A liquid ejecting apparatus comprising the liquid ejecting head according to claim 1.
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