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JP5477015B2 - Inkjet head - Google Patents
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JP5477015B2 - Inkjet head - Google Patents

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

本発明はインクジェットヘッドに関し、詳しくは、複数の層からなる積層体によって構成され、圧力室が上下2段に高密度に配置されたインクジェットヘッドに関する。   The present invention relates to an ink-jet head, and more particularly, to an ink-jet head that is constituted by a laminated body composed of a plurality of layers and in which pressure chambers are arranged at high density in two upper and lower stages.

軽印刷用途として高精細描画が可能なインクジェットプリンタが望まれており、インクジェットヘッドの高集積化が市場のニーズとしてある。   Inkjet printers capable of high-definition drawing are desired for light printing applications, and high integration of inkjet heads is a market need.

インクジェットヘッドには、インクをノズルから吐出するための圧力発生手段として、電気信号を機械エネルギーに変換するPZT等の圧電素子を用い、圧力室の一面に形成された振動板を圧電素子によって振動させることで、圧力室内のインクにノズルから吐出するための圧力変化を与えるものが知られている。これは、電気信号を熱エネルギーに変換するヒーターを用いて圧力室内のインクに吐出のための圧力変化を与えるサーマル方式のものと異なり、圧力室に大きさが必要となるため、物理的な集積限界がある。   The inkjet head uses a piezoelectric element such as PZT that converts electrical signals into mechanical energy as pressure generating means for ejecting ink from the nozzles, and a diaphragm formed on one surface of the pressure chamber is vibrated by the piezoelectric element. Thus, it is known that the ink in the pressure chamber is changed in pressure for discharging from the nozzle. Unlike the thermal method, which uses a heater that converts electrical signals into thermal energy to change the pressure for ejection to the ink in the pressure chamber, the pressure chamber needs to be large, so it is physically integrated. There is a limit.

このため、従来、圧力室を上下方向に2段に積層することによって圧力室の高密度な集積を可能とする技術が提案されている(特許文献1、2)。   For this reason, conventionally, there has been proposed a technique that enables high-pressure integration of pressure chambers by stacking the pressure chambers in two stages in the vertical direction (Patent Documents 1 and 2).

特開2001−146010号公報JP 2001-146010 A 特開2005−153501号公報JP 2005-153001 A

ところで、インクジェットヘッドには、圧力室にインクを供給するためのインク供給路に絞り部が設けられている。   By the way, the ink jet head is provided with a throttle portion in an ink supply path for supplying ink to the pressure chamber.

このような絞り部は、圧力室にインクを供給するインク供給路の流路を部分的に狭くすることにより、液滴射出におけるインク供給路側の流路抵抗を調整するものである。従って、絞り部は液滴を効率良く射出するため重要な部位であり、ばらつきのない加工精度を必要とする。   Such a narrowing portion adjusts the flow resistance on the ink supply path side in droplet ejection by partially narrowing the flow path of the ink supply path that supplies ink to the pressure chamber. Therefore, the narrowed portion is an important part for efficiently ejecting liquid droplets, and requires processing accuracy without variations.

しかしながら、加工精度を高めると、絞り部の加工に時間がかかるようになり、また、絞り部を加工するために必要となるマスク製作のためのコストも高くなるといった問題がある。   However, when the processing accuracy is increased, there is a problem that it takes time to process the drawn portion, and the cost for manufacturing a mask necessary for processing the drawn portion is increased.

このような絞り部は、圧力室毎に設けられるため、特許文献1、2記載のインクジェットヘッドのように圧力室が上下2段に積層されるものでは、絞り部も圧力室に対応して上下2段に異なる層に分かれて配置される。従って、絞り部が配置される異なる層毎に高精度な加工を行わなくてはならず、加工時間及び加工の手間がかかり、また、マスク製作のための手間も層毎にかかることから、製作の手間及びコストが余計にかかってしまう問題がある。   Since such a throttle portion is provided for each pressure chamber, when the pressure chambers are stacked in two upper and lower stages like the ink jet heads described in Patent Documents 1 and 2, the throttle portion also corresponds to the pressure chamber. Divided into different layers in two stages. Therefore, high-precision processing must be performed for each different layer in which the aperture is arranged, and processing time and processing are time-consuming, and the labor for mask manufacturing also takes time for each layer. There is a problem that the labor and cost are excessive.

そこで、本発明は、上下2段に配置した圧力室にそれぞれ対応する絞り部の加工時間及び加工コストを抑制可能なインクジェットヘッドを提供することを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an inkjet head capable of suppressing the processing time and processing cost of the throttle portions respectively corresponding to the pressure chambers arranged in two upper and lower stages.

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。   Other problems of the present invention will become apparent from the following description.

上記課題は、以下の各発明によって解決される。   The above problems are solved by the following inventions.

請求項1記載の発明は、複数の層からなる積層体によって構成され、前記積層体内に設けられた圧力室内のインクを圧力発生手段によってノズルから吐出するインクジェットヘッドであって、
前記積層体を構成する第1の層に形成された第1の圧力室に連通する第1のインク供給路に設けられた第1の絞り部と、
前記積層体を構成する第2の層に形成された第2の圧力室に連通する第2のインク供給路に設けられた第2の絞り部とを有し、
前記第1の絞り部と前記第2の絞り部は、共に前記積層体中の同一の層に形成されており、
前記積層体の上部に、前記第1のインク供給路及び前記第2のインク供給路を介して前記第1の圧力室及び前記第2の圧力室に共通にインクを供給する共通インク室を有しており、
前記第1の層は前記第2の層よりも上層に配置され、前記第2のインク供給路は、前記第1の層を貫通しており、
前記第1の絞り部と前記第2の絞り部は、共に前記第1の層に形成されていることを特徴とするインクジェットヘッドである。
The invention according to claim 1 is an ink jet head that is constituted by a laminated body composed of a plurality of layers, and that discharges ink in a pressure chamber provided in the laminated body from a nozzle by pressure generating means,
A first restricting portion provided in a first ink supply path communicating with a first pressure chamber formed in a first layer constituting the laminate;
A second throttle portion provided in a second ink supply path communicating with a second pressure chamber formed in a second layer constituting the laminate,
The first throttle part and the second throttle part are both formed in the same layer in the laminate ,
A common ink chamber for supplying ink to the first pressure chamber and the second pressure chamber in common via the first ink supply path and the second ink supply path is provided above the stacked body. And
The first layer is disposed above the second layer, and the second ink supply path passes through the first layer;
The first aperture portion and the second aperture portion are both formed in the first layer .

請求項2記載の発明は、複数の層からなる積層体によって構成され、前記積層体内に設けられた圧力室内のインクを圧力発生手段によってノズルから吐出するインクジェットヘッドであって、
前記積層体を構成する第1の層に形成された第1の圧力室に連通する第1のインク供給路に設けられた第1の絞り部と、
前記積層体を構成する第2の層に形成された第2の圧力室に連通する第2のインク供給路に設けられた第2の絞り部とを有し、
前記第1の絞り部と前記第2の絞り部は、共に前記積層体中の同一の層に形成されており、
前記第1の絞り部は横向きに配置され、前記第2の絞り部は縦向きに配置されていることを特徴とするインクジェットヘッドである。
The invention according to claim 2 is an inkjet head that is constituted by a laminated body composed of a plurality of layers, and that ejects ink in a pressure chamber provided in the laminated body from a nozzle by a pressure generating means,
A first restricting portion provided in a first ink supply path communicating with a first pressure chamber formed in a first layer constituting the laminate;
A second throttle portion provided in a second ink supply path communicating with a second pressure chamber formed in a second layer constituting the laminate,
The first throttle part and the second throttle part are both formed in the same layer in the laminate,
The ink-jet head is characterized in that the first diaphragm portion is arranged in a horizontal direction and the second diaphragm portion is arranged in a vertical direction .

請求項3記載の発明は、前記第1の絞り部は横向きに配置され、前記第2の絞り部は縦向きに配置されていることを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッドである。 Third aspect of the present invention, the first diaphragm portion is disposed sideways, the second diaphragm portion is an ink jet head according to claim 1 Symbol mounting, characterized in that it is arranged vertically.

請求項4記載の発明は、前記第1の絞り部及び前記第2の絞り部は共に縦向きに配置されていることを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッドである。 Fourth aspect of the present invention, the first diaphragm portion and the second diaphragm portion is an ink jet head according to claim 1 Symbol mounting, characterized in that are both arranged vertically.

請求項5記載の発明は、前記第1の層はSi層であり、前記第1の圧力室、前記第1の絞り部及び前記第2の絞り部がエッチングによって加工されていることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のインクジェットヘッドである。 The invention according to claim 5 is characterized in that the first layer is a Si layer, and the first pressure chamber, the first throttle part, and the second throttle part are processed by etching. The inkjet head according to any one of claims 1 to 4 .

本発明によれば、上下2段に配置した圧力室にそれぞれ対応する絞り部を同一の層に設けたことにより、絞り部の加工時間及び加工コストを抑制可能なインクジェットヘッドを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an ink jet head capable of suppressing the processing time and processing cost of the throttle portion by providing the throttle portions corresponding to the pressure chambers arranged in the upper and lower stages in the same layer. .

本発明の第1の実施形態に係るインクジェットヘッドの層構成を示す部分断面図1 is a partial cross-sectional view illustrating a layer configuration of an inkjet head according to a first embodiment of the present invention. 第1の実施形態における圧力室の上下方向の配置構成を示す平面透視図Plane perspective view showing the arrangement configuration of the pressure chambers in the vertical direction in the first embodiment 本発明の第2の実施形態に係るインクジェットヘッドの層構成を示す部分断面図The fragmentary sectional view showing the layer composition of the ink jet head concerning the 2nd embodiment of the present invention. 第2の実施形態における圧力室の上下方向の配置構成を示す平面透視図Plane see-through | perspective view which shows the arrangement structure of the up-down direction of the pressure chamber in 2nd Embodiment

本発明は、複数の層からなる積層体によって構成され、前記積層体内に設けられた圧力室内のインクを圧力発生手段によってノズルから吐出するインクジェットヘッドであって、前記積層体を構成する第1の層に形成された第1の圧力室に連通する第1のインク供給路に設けられた第1の絞り部と、前記積層体を構成する第2の層に形成された第2の圧力室に連通する第2のインク供給路に設けられた第2の絞り部とを有し、前記第1の絞り部と前記第2の絞り部は、共に前記積層体中の同一の層に形成されていることを特徴とする。   The present invention is an ink jet head that is constituted by a laminated body composed of a plurality of layers and that discharges ink in a pressure chamber provided in the laminated body from a nozzle by a pressure generating means, and includes a first body constituting the laminated body. A first throttle portion provided in a first ink supply path communicating with the first pressure chamber formed in the layer, and a second pressure chamber formed in the second layer constituting the laminate. A second diaphragm provided in a second ink supply path that communicates, and both the first diaphragm and the second diaphragm are formed in the same layer in the laminate. It is characterized by being.

第1の絞り部と第2の絞り部が共に積層体中の同一の層に形成されているとは、積層体中の一つの共通の層に全ての第1の絞り部と全ての第2の絞り部とが形成されていることをいう。   The fact that both the first throttle part and the second throttle part are formed in the same layer in the stacked body means that all the first throttle parts and all the second throttle parts are formed in one common layer in the stacked body. The aperture portion is formed.

第1の圧力室及び第2の圧力室は、積層体を構成する複数の層のうちの第1の層及び第2の層においてそれぞれ平面的にマトリックス状に配列される。このためインクジェットヘッドの高密度化及び小型化が図られる。   The first pressure chamber and the second pressure chamber are arranged in a matrix in a planar manner in each of the first layer and the second layer of the plurality of layers constituting the stacked body. Therefore, the density and size of the ink jet head can be reduced.

また、高度な加工精度が要求される第1の絞り部と第2の絞り部が共に積層体中の同一の層に設けられていることにより、これら第1の絞り部と第2の絞り部を同一の層に対して一度に加工することができる。従って、全ての絞り部を加工するための加工時間を大幅に抑えることができる。   In addition, since the first and second diaphragms that require high processing accuracy are provided in the same layer in the laminate, the first and second diaphragms are provided. Can be processed on the same layer at once. Therefore, the processing time for processing all the narrowed portions can be greatly reduced.

本発明に係るインクジェットヘッドは、積層体の上部に、第1のインク供給路及び第2のインク供給路を介して第1の圧力室及び第2の圧力室に共通にインクを供給する共通インク室を有している。すなわち、第1のインク供給路及び第2のインク供給路は、この共通インク室内に臨むように、共に積層体の上面に開口している。そして、第1の層は第2の層よりも上層に配置され、第2のインク供給路は、この第1の層を貫通している。第1の絞り部と第2の絞り部は、共にこの第1の層に形成されていることが好ましい。   In the inkjet head according to the present invention, common ink is supplied to the first pressure chamber and the second pressure chamber via the first ink supply path and the second ink supply path to the upper portion of the laminate. Has a room. That is, the first ink supply path and the second ink supply path are both opened on the upper surface of the laminate so as to face the common ink chamber. The first layer is disposed above the second layer, and the second ink supply path passes through the first layer. It is preferable that both the first throttle part and the second throttle part are formed in the first layer.

これにより、この第1の層を貫通する第2のインク供給路に設けられる第2の絞り部は、部分的に径を小さくした単なる貫通孔とすることができ、第1の層に対して容易且つ高精度に加工することができる。   As a result, the second restricting portion provided in the second ink supply path that penetrates the first layer can be a simple through-hole having a partially reduced diameter. It can be processed easily and with high accuracy.

しかも、第2の層に絞り部を加工する必要がないため、この第2の層には簡易な加工法を選ぶことができる。一般に圧力室の加工よりも絞り部の加工の方がより高い加工精度が求められるからである。このため、加工コストを抑えることが可能となる。   In addition, since it is not necessary to process the drawn portion in the second layer, a simple processing method can be selected for the second layer. This is because, generally, higher processing accuracy is required for processing of the drawn portion than for processing of the pressure chamber. For this reason, it becomes possible to hold down processing cost.

なお、本発明に係るインクジェットヘッドにおいて、ノズルからインクが吐出される側を下、その反対側を上と定義する。従って、インクジェットヘッドを構成する積層体において、基準となる層に対して上側に配置される層を上層、下側に配置される層を下層という。但し、第1の層と第2の層は必ずしも上下に接していなくてもよい。   In the inkjet head according to the present invention, the side from which ink is ejected from the nozzle is defined as the lower side, and the opposite side is defined as the upper side. Therefore, in the laminate constituting the ink jet head, a layer disposed on the upper side with respect to a reference layer is referred to as an upper layer, and a layer disposed on the lower side is referred to as a lower layer. However, the first layer and the second layer are not necessarily in contact with each other.

第1の絞り部及び第2の絞り部の態様としては、第1の絞り部は横向きに配置され、第2の絞り部は縦向きに配置される態様、第1の絞り部及び第2の絞り部が共に縦向きに配置される態様が挙げられる。   As an aspect of the first diaphragm section and the second diaphragm section, the first diaphragm section is disposed sideways and the second diaphragm section is disposed vertically, the first diaphragm section and the second diaphragm section. A mode in which the diaphragm portions are both arranged vertically is exemplified.

ここで、横向き、縦向きとは、第1の圧力室及び第2の圧力室に向かってそれぞれ流れるインクの流れの方向のことをいう。従って、横向きとは、インクが絞り部の部分において圧力室に向けて横方向に流れることをいい、縦向きとは、インクが絞り部の部分において圧力室に向けて縦方向(上から下)に流れることをいう。   Here, the horizontal direction and the vertical direction refer to the direction of the flow of ink respectively flowing toward the first pressure chamber and the second pressure chamber. Accordingly, the horizontal direction means that the ink flows laterally toward the pressure chamber in the throttle portion, and the vertical direction means the ink is vertical (from top to bottom) toward the pressure chamber in the throttle portion. It means to flow through.

前者の態様によれば、第1の絞り部を横向きにしたことによって、第1の圧力室までの角部を少なくし、圧力差によるキャビテーションを防止できる。また、後者の態様によれば、第1の絞り部の占有面積を大きく減らすことができ、圧力室を高集積化することができる。   According to the former aspect, by setting the first throttle portion sideways, the corners to the first pressure chamber can be reduced, and cavitation due to the pressure difference can be prevented. Moreover, according to the latter aspect, the area occupied by the first throttle portion can be greatly reduced, and the pressure chamber can be highly integrated.

本発明では、第1の層がSi(シリコン)層であり、この第1の層に形成される第1の圧力室、前記第1の絞り部及び前記第2の絞り部がエッチングによって加工されていることが好ましい。Si層に対するエッチング加工は、RIE(Reactive Ion Etching)法によって高精度に行うことができるためである。   In the present invention, the first layer is a Si (silicon) layer, and the first pressure chamber, the first throttle portion, and the second throttle portion formed in the first layer are processed by etching. It is preferable. This is because the etching process for the Si layer can be performed with high accuracy by the RIE (Reactive Ion Etching) method.

次に、本発明の具体的な実施の形態について図面を用いて説明する。   Next, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1の実施形態に係るインクジェットヘッドの層構成を示す部分断面図、図2は、圧力室の上下方向の配置構成を示す平面透視図である。   FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a layer structure of an ink jet head according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan perspective view showing an arrangement structure of pressure chambers in the vertical direction.

インクジェットヘッド1は、図1に示すように、複数の層が積層された積層体によって構成されている。本実施形態では、層中央部のボディ層10と、このボディ層10の上層側に第1のシリコンインターポーザ層20、下層側に第2のシリコンインターポーザ層30及びノズルプレート層40を有している。   As shown in FIG. 1, the inkjet head 1 is configured by a laminated body in which a plurality of layers are laminated. In the present embodiment, the body layer 10 at the center of the layer, the first silicon interposer layer 20 on the upper layer side of the body layer 10, and the second silicon interposer layer 30 and the nozzle plate layer 40 on the lower layer side are provided. .

ボディ層10は、その中央のガラス層11を挟んで、上層及び下層にそれぞれSi(シリコン)層12、13が積層され、陽極接合によって一体に接合されている。   The body layer 10 has Si (silicon) layers 12 and 13 laminated on an upper layer and a lower layer, respectively, with a central glass layer 11 interposed therebetween, and are integrally bonded by anodic bonding.

上層側のSi層12は、本発明における第1の層であり、ガラス層11と接する図中の下面側からRIE法によってエッチングされることにより凹設された第1の圧力室121が、水平方向にマトリックス状に多数配列形成されている。第1の圧力室121の上壁は、Si層12が薄く形成された振動板122を構成しており、この振動板122の上面側に、圧力発生手段であるPZT等の圧電素子123がそれぞれ積層されている。   The Si layer 12 on the upper layer side is the first layer in the present invention, and the first pressure chamber 121 recessed by etching by the RIE method from the lower surface side in the drawing in contact with the glass layer 11 is horizontal. Many arrays are formed in a matrix in the direction. The upper wall of the first pressure chamber 121 constitutes a diaphragm 122 in which the Si layer 12 is formed thin. On the upper surface side of the diaphragm 122, piezoelectric elements 123 such as PZT as pressure generating means are respectively provided. Are stacked.

一方、下層側のSi層13は、本発明における第2の層であり、ガラス層11と接する図中の上面側からRIE法によってエッチングされることにより凹設された第2の圧力室131が、水平方向にマトリックス状に多数配列形成されている。第1の圧力室131の上壁は、Si層13が薄く形成された振動板132を構成しており、この振動板132の下面側に、圧力発生手段であるPZT等の圧電素子133がそれぞれ積層されている。   On the other hand, the Si layer 13 on the lower layer side is the second layer in the present invention, and the second pressure chamber 131 recessed by etching by the RIE method from the upper surface side in the drawing in contact with the glass layer 11 is provided. Many arrays are formed in a matrix in the horizontal direction. The upper wall of the first pressure chamber 131 constitutes a diaphragm 132 in which the Si layer 13 is formed thin. On the lower surface side of the diaphragm 132, piezoelectric elements 133 such as PZT as pressure generating means are respectively provided. Are stacked.

これら第1の圧力室121及び第2の圧力室131は、積層方向である図示上下方向に2段に立体的に配置されると共に、図2に示すように、平面視で互いに部分的にオーバーラップするように配置されている。このため、第1の圧力室121と第2の圧力室131の水平方向の広がりが抑えられ、高密度化が図られている。   The first pressure chamber 121 and the second pressure chamber 131 are three-dimensionally arranged in two layers in the vertical direction in the figure, which is the stacking direction, and partially overlap each other in plan view as shown in FIG. It is arranged to wrap. For this reason, the spread of the first pressure chamber 121 and the second pressure chamber 131 in the horizontal direction is suppressed, and the density is increased.

第1のシリコンインターポーザ層20は、上から順に、Si(シリコン)層21、絶縁層22、感光性接着剤層23によって構成される。絶縁層22はSiO膜からなり、その層中に、後端が不図示の駆動回路と電気的に接続され、該駆動回路からの電気信号を第1の圧力室121に積層された圧電素子123に印加するための配線221が設けられている。配線221の一端は、例えば低融点半田によって形成され、絶縁層22から下方に突出して層外に露出し、圧電素子123の電極と電気的に接続される接点部222を形成している。感光性接着剤層23は凹部231を有しており、この凹部231内に接点部222及び圧電素子123が収容されている。 The first silicon interposer layer 20 includes a Si (silicon) layer 21, an insulating layer 22, and a photosensitive adhesive layer 23 in order from the top. The insulating layer 22 is made of a SiO 2 film, and a piezoelectric element in which the rear end is electrically connected to a drive circuit (not shown) in the layer and an electric signal from the drive circuit is stacked in the first pressure chamber 121. A wiring 221 for applying to 123 is provided. One end of the wiring 221 is formed of, for example, low melting point solder, protrudes downward from the insulating layer 22 and is exposed outside the layer, and forms a contact portion 222 that is electrically connected to the electrode of the piezoelectric element 123. The photosensitive adhesive layer 23 has a concave portion 231, and the contact portion 222 and the piezoelectric element 123 are accommodated in the concave portion 231.

第2のシリコンインターポーザ層30は、上から順に、感光性接着剤層31、絶縁層32、Si(シリコン)層33、感光性接着剤層34によって構成される。絶縁層32はSiO膜からなり、その層中に、後端が不図示の駆動回路と電気的に接続され、該駆動回路からの電気信号を第2の圧力室131に積層された圧電素子133に印加するための配線321が設けられている。配線321の一端は、例えば低融点半田によって形成され、絶縁層32から上方に突出して層外に露出し、圧電素子133の電極と電気的に接続される接点部322を形成している。感光性接着剤層31は凹部311を有しており、この凹部311内に接点部322及び圧電素子133が収容されている。 The second silicon interposer layer 30 includes a photosensitive adhesive layer 31, an insulating layer 32, a Si (silicon) layer 33, and a photosensitive adhesive layer 34 in order from the top. The insulating layer 32 is made of an SiO 2 film, and a piezoelectric element in which the rear end is electrically connected to a drive circuit (not shown) in the layer and an electric signal from the drive circuit is stacked in the second pressure chamber 131. A wiring 321 for applying to 133 is provided. One end of the wiring 321 is formed of, for example, low melting point solder, protrudes upward from the insulating layer 32 and is exposed outside the layer, and forms a contact portion 322 electrically connected to the electrode of the piezoelectric element 133. The photosensitive adhesive layer 31 has a recess 311, and the contact portion 322 and the piezoelectric element 133 are accommodated in the recess 311.

ノズルプレート層40はSiからなり、第1の圧力室121に対応するノズル41と、第2の圧力室131に対応するノズル42とが、RIE法によってエッチング加工されている。   The nozzle plate layer 40 is made of Si, and the nozzle 41 corresponding to the first pressure chamber 121 and the nozzle 42 corresponding to the second pressure chamber 131 are etched by the RIE method.

第1の圧力室121内と連通する第1のインク供給路50は、インクジェットヘッド1の最上層である第1のインターポーザ層20のSi層21からボディ層10のSi層12にかけて縦方向に貫通するように形成されている。第1のインク供給路50は、ボディ層10のSi層12において横向きに屈曲し、該Si層12中において第1の圧力室121内に対して横方向にインクを供給するようになっている。この第1のインク供給路50におけるSi層12中の横向きの流路部分52は、第1のインク供給路50における縦向きの流路部分51の流路径よりも幅狭状に形成され、インクの流路が部分的に絞られた横向きの第1の絞り部52を形成している。   The first ink supply path 50 communicating with the inside of the first pressure chamber 121 penetrates in the vertical direction from the Si layer 21 of the first interposer layer 20 which is the uppermost layer of the inkjet head 1 to the Si layer 12 of the body layer 10. It is formed to do. The first ink supply path 50 is bent laterally in the Si layer 12 of the body layer 10, and supplies ink in the lateral direction into the first pressure chamber 121 in the Si layer 12. . The lateral flow path portion 52 in the Si layer 12 in the first ink supply path 50 is formed narrower than the flow path diameter of the vertical flow path section 51 in the first ink supply path 50, and the ink The horizontal first narrowed portion 52 in which the flow path is partially narrowed is formed.

また、ボディ層10のガラス層11からSi層13を経て、第2のインターポーザ層30の感光性接着剤層34にかけて縦方向に貫通するように第1のインク吐出路60が形成され、第1の圧力室121内とノズルプレート層40に形成されたノズル41とを連通している。   Also, a first ink discharge path 60 is formed so as to penetrate in the vertical direction from the glass layer 11 of the body layer 10 through the Si layer 13 to the photosensitive adhesive layer 34 of the second interposer layer 30. The pressure chamber 121 communicates with the nozzle 41 formed on the nozzle plate layer 40.

第2の圧力室131内と連通する第2のインク供給路70は、インクジェットヘッド1の最上層である第1のインターポーザ層20のSi層21からボディ層10のSi層12及びガラス層11にかけて縦方向に貫通するように形成されている。第2のインク供給路70の下端はSi層13に凹設された第2の圧力室131内に臨んで開口しており、第2の圧力室131内に対して縦方向にインクを供給するようになっている。この第2のインク供給路70におけるSi層12中の縦向きの流路部分72は、第2のインク供給路70における同じく第1のインターポーザ層20を貫通する縦向きの流路部分71及びガラス層11を貫通する縦向きの流路部分73の流路径よりも小径に形成され、インクの流路が部分的に絞られた縦向きの第2の絞り部72を形成している。   The second ink supply path 70 communicating with the inside of the second pressure chamber 131 extends from the Si layer 21 of the first interposer layer 20, which is the uppermost layer of the inkjet head 1, to the Si layer 12 and the glass layer 11 of the body layer 10. It is formed so as to penetrate in the vertical direction. The lower end of the second ink supply path 70 opens into the second pressure chamber 131 that is recessed in the Si layer 13, and supplies ink in the vertical direction to the second pressure chamber 131. It is like that. The vertical flow path portion 72 in the Si layer 12 in the second ink supply path 70 is formed of the vertical flow path section 71 and the glass penetrating the first interposer layer 20 in the second ink supply path 70. A vertical second narrowing portion 72 is formed which is formed to have a diameter smaller than the flow path diameter of the vertical flow path portion 73 penetrating the layer 11 and partially narrows the ink flow path.

また、ボディ層10のSi層13から第2のインターポーザ層30の感光性接着剤層34にかけて縦方向に貫通するように第2のインク吐出路80が形成され、第2の圧力室131内とノズルプレート層40に形成されたノズル42とを連通している。   Further, a second ink discharge path 80 is formed so as to penetrate in the vertical direction from the Si layer 13 of the body layer 10 to the photosensitive adhesive layer 34 of the second interposer layer 30. The nozzles 42 formed in the nozzle plate layer 40 are communicated with each other.

最上層であるSi層21の上面には、不図示の共通インク室が設けられる。第1のインク供給路50及び第2のインク供給路70は、この共通インク室内に臨んで開口しており、共通インク室から第1の圧力室121及び第2の圧力室131に共通にインクが供給されるようになっている。   A common ink chamber (not shown) is provided on the upper surface of the uppermost Si layer 21. The first ink supply path 50 and the second ink supply path 70 are opened to face the common ink chamber, and the ink is shared from the common ink chamber to the first pressure chamber 121 and the second pressure chamber 131. Is to be supplied.

以上図示した第1の実施形態では、第1の圧力室121にインクを供給する第1のインク供給路50に設けられた第1の絞り部52と、第2の圧力室131にインクを供給する第2のインク供給路70に設けられた第2の絞り部72とが、共に同一の層であるSi層12(第1の層)に設けられているため、極めて高精度な加工精度が要求される第1の絞り部52及び第2の絞り部72の加工を、Si層12のみに対して一度に加工することができ、全ての絞り部を加工するための加工時間を大幅に抑えることができる。   In the first embodiment illustrated above, ink is supplied to the first throttle portion 52 provided in the first ink supply path 50 that supplies ink to the first pressure chamber 121 and the second pressure chamber 131. Since the second diaphragm 72 provided in the second ink supply path 70 is provided in the Si layer 12 (first layer) which is the same layer, extremely high processing accuracy is achieved. The required processing of the first drawing unit 52 and the second drawing unit 72 can be processed only for the Si layer 12 at a time, and the processing time for processing all the drawing units is greatly reduced. be able to.

しかも、これら第1の絞り部52及び第2の絞り部72の加工は、Siに対する加工であるため、RIE法によって高精度なエッチング加工が可能である。また、第2の圧力室131のためにこの第2の圧力室131のSi層13に絞り部を加工する必要がないため、この第2の圧力室131は簡易な加工法を選ぶことができ、加工コストの抑制を図ることができる。   In addition, since the processing of the first drawing portion 52 and the second drawing portion 72 is processing for Si, highly accurate etching can be performed by the RIE method. In addition, since it is not necessary to process the throttle portion in the Si layer 13 of the second pressure chamber 131 for the second pressure chamber 131, a simple processing method can be selected for the second pressure chamber 131. Therefore, the processing cost can be suppressed.

図3は、本発明の第2の実施形態に係るインクジェットヘッドの層構成を示す部分断面図、図3は、圧力室の上下方向の配置構成を示す平面透視図である。図1、図2と同一符号の部位は同一構成の部位を示しているため、ここでの詳細な説明は省略する。   FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a layer configuration of an ink jet head according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a plan perspective view showing an arrangement configuration of pressure chambers in the vertical direction. The parts denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 indicate the parts having the same configuration, and thus detailed description thereof is omitted here.

本実施形態におけるインクジェットヘッド100は、第1の圧力室121に共通インク室からのインクを供給する第1のインク供給路50が、インクジェットヘッド1の最上層である第1のインターポーザ層20のSi層21からボディ層10のSi層12にかけて縦方向に貫通するように形成されている点で第1の実施形態と同一であるが、この第1のインク供給路50において、ボディ層10のSi層12を縦向きに貫通する貫通孔53が、第1のインク供給路50における第1のインターポーザ層20を縦向きに貫通する流路部分51の流路径よりも小径に形成され、インクの流路が部分的に絞られた縦向きの第1の絞り部53を形成している点で異なっている。ガラス層11におけるSi層12と接する図中上面には、凹溝状の流路部分54が形成されており、この貫通孔からなる第1の絞り部53の下端と第1の圧力室121内とを連通している。   In the inkjet head 100 according to the present embodiment, the first ink supply path 50 that supplies ink from the common ink chamber to the first pressure chamber 121 is Si of the first interposer layer 20 that is the uppermost layer of the inkjet head 1. This is the same as in the first embodiment in that it is formed so as to penetrate from the layer 21 to the Si layer 12 of the body layer 10 in the vertical direction. A through-hole 53 penetrating the layer 12 in the vertical direction is formed with a diameter smaller than the channel diameter of the channel portion 51 penetrating the first interposer layer 20 in the first ink supply path 50 in the vertical direction. The difference is that the first narrowed portion 53 is formed in the vertical direction in which the path is partially narrowed. On the upper surface of the glass layer 11 in contact with the Si layer 12, a groove-shaped channel portion 54 is formed, and the lower end of the first throttle portion 53 formed of this through hole and the first pressure chamber 121 are formed. And communicate with.

かかる第2の実施形態においても、第1の圧力室121にインクを供給する第1のインク供給路50に設けられた第1の絞り部53と、第2の圧力室131にインクを供給する第2のインク供給路70に設けられた第2の絞り部72とが、共に同一の層であるSi層12(第1の層)に設けられているため、極めて高精度な加工精度が要求される第1の絞り部53及び第2の絞り部72の加工を、Si層12のみに対して一度に加工することができ、また、単純な貫通孔の形状であるため、全ての絞り部を加工するための加工時間を大幅に抑えることができる。   Also in the second embodiment, ink is supplied to the first throttle portion 53 provided in the first ink supply path 50 that supplies ink to the first pressure chamber 121 and the second pressure chamber 131. Since the second diaphragm 72 provided in the second ink supply path 70 is provided in the Si layer 12 (first layer) which is the same layer, extremely high processing accuracy is required. Since the first throttle part 53 and the second throttle part 72 to be processed can be processed only for the Si layer 12 at a time, and since it has a simple through-hole shape, all the throttle parts The processing time for processing can be greatly reduced.

しかも、これら第1の絞り部53及び第2の絞り部72の加工は、Siに対する加工であるため、RIE法によって高精度なエッチング加工が可能である。また、第2の圧力室131のためにこの第2の圧力室131のSi層13に絞り部を加工する必要がないため、この第2の圧力室131は簡易な加工法を選ぶことができ、加工コストの抑制を図ることができる。   In addition, since the processing of the first drawing portion 53 and the second drawing portion 72 is processing for Si, high-precision etching can be performed by the RIE method. In addition, since it is not necessary to process the throttle portion in the Si layer 13 of the second pressure chamber 131 for the second pressure chamber 131, a simple processing method can be selected for the second pressure chamber 131. Therefore, the processing cost can be suppressed.

1、100:インクジェットヘッド
10:ボディ層
11:ガラス層
12:Si層(第1の層)
121:第1の圧力室
122:振動板
123:圧電素子
13:Si層(第2の層)
131:第2の圧力室
132:振動板
133:圧電素子
20:第1のインターポーザ層
21:Si層
22:絶縁層
221:配線
222:接点部
23:感光性接着剤層
231:凹部
30:第2のインターポーザ層
31:感光性接着剤層
311:凹部
32:絶縁層
321:配線
322:接点部
33:Si層
34:感光性接着剤層
40:ノズルプレート層
41、42:ノズル
50:第1のインク供給路
51:縦向きの流路部分
52:第1の絞り部(横向きの流路部分)
53:第1の絞り部(貫通孔)
54:凹溝状の流路部分
60:第1のインク吐出路
70:第2のインク供給路
71:縦向きの流路部分
72:第2の絞り部(縦向きの流路部分)
73:縦向きの流路部分
80:第2のインク吐出路
1, 100: inkjet head 10: body layer 11: glass layer 12: Si layer (first layer)
121: first pressure chamber 122: diaphragm 123: piezoelectric element 13: Si layer (second layer)
131: second pressure chamber 132: diaphragm 133: piezoelectric element 20: first interposer layer 21: Si layer 22: insulating layer 221: wiring 222: contact portion 23: photosensitive adhesive layer 231: recess 30: first 2 interposer layer 31: photosensitive adhesive layer 311: concave portion 32: insulating layer 321: wiring 322: contact portion 33: Si layer 34: photosensitive adhesive layer 40: nozzle plate layer 41, 42: nozzle 50: first Ink supply path 51: Vertical flow path portion 52: First restricting portion (horizontal flow path portion)
53: First restricting portion (through hole)
54: concave groove-shaped flow path portion 60: first ink discharge path 70: second ink supply path 71: vertical flow path section 72: second throttle section (vertical flow path section)
73: Vertical flow path portion 80: Second ink discharge path

Claims (5)

複数の層からなる積層体によって構成され、前記積層体内に設けられた圧力室内のインクを圧力発生手段によってノズルから吐出するインクジェットヘッドであって、
前記積層体を構成する第1の層に形成された第1の圧力室に連通する第1のインク供給路に設けられた第1の絞り部と、
前記積層体を構成する第2の層に形成された第2の圧力室に連通する第2のインク供給路に設けられた第2の絞り部とを有し、
前記第1の絞り部と前記第2の絞り部は、共に前記積層体中の同一の層に形成されており、
前記積層体の上部に、前記第1のインク供給路及び前記第2のインク供給路を介して前記第1の圧力室及び前記第2の圧力室に共通にインクを供給する共通インク室を有しており、
前記第1の層は前記第2の層よりも上層に配置され、前記第2のインク供給路は、前記第1の層を貫通しており、
前記第1の絞り部と前記第2の絞り部は、共に前記第1の層に形成されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
An ink jet head configured by a laminated body composed of a plurality of layers, wherein the ink in a pressure chamber provided in the laminated body is ejected from a nozzle by a pressure generating means;
A first restricting portion provided in a first ink supply path communicating with a first pressure chamber formed in a first layer constituting the laminate;
A second throttle portion provided in a second ink supply path communicating with a second pressure chamber formed in a second layer constituting the laminate,
The first throttle part and the second throttle part are both formed in the same layer in the laminate ,
A common ink chamber for supplying ink to the first pressure chamber and the second pressure chamber in common via the first ink supply path and the second ink supply path is provided above the stacked body. And
The first layer is disposed above the second layer, and the second ink supply path passes through the first layer;
The ink jet head according to claim 1, wherein the first aperture portion and the second aperture portion are both formed in the first layer .
複数の層からなる積層体によって構成され、前記積層体内に設けられた圧力室内のインクを圧力発生手段によってノズルから吐出するインクジェットヘッドであって、
前記積層体を構成する第1の層に形成された第1の圧力室に連通する第1のインク供給路に設けられた第1の絞り部と、
前記積層体を構成する第2の層に形成された第2の圧力室に連通する第2のインク供給路に設けられた第2の絞り部とを有し、
前記第1の絞り部と前記第2の絞り部は、共に前記積層体中の同一の層に形成されており、
前記第1の絞り部は横向きに配置され、前記第2の絞り部は縦向きに配置されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
An ink jet head configured by a laminated body composed of a plurality of layers, wherein the ink in a pressure chamber provided in the laminated body is ejected from a nozzle by a pressure generating means;
A first restricting portion provided in a first ink supply path communicating with a first pressure chamber formed in a first layer constituting the laminate;
A second throttle portion provided in a second ink supply path communicating with a second pressure chamber formed in a second layer constituting the laminate,
The first throttle part and the second throttle part are both formed in the same layer in the laminate ,
The inkjet head according to claim 1, wherein the first aperture portion is disposed in a horizontal direction, and the second aperture portion is disposed in a vertical direction .
前記第1の絞り部は横向きに配置され、前記第2の絞り部は縦向きに配置されていることを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッド。 Wherein the first diaphragm portion is disposed sideways, the second is the throttle portion according to claim 1 Symbol placement inkjet head, characterized in that it is arranged vertically. 前記第1の絞り部及び前記第2の絞り部は共に縦向きに配置されていることを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッド。 Wherein the first diaphragm portion and the claim 1 Symbol mounting the ink jet head of the second diaphragm portion, characterized in that it is co-located vertically. 前記第1の層はSi層であり、前記第1の圧力室、前記第1の絞り部及び前記第2の絞り部がエッチングによって加工されていることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のインクジェットヘッド。 Wherein the first layer is a Si layer, the first pressure chamber, one of claims 1 to 4, wherein the first diaphragm portion and the second diaphragm portion is characterized in that it is processed by etching inkjet head crab according.
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