JP2010228271A

JP2010228271A - Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus

Info

Publication number: JP2010228271A
Application number: JP2009077846A
Authority: JP
Inventors: Maki Ito; マキ伊藤; Akihito Tsuda; 昭仁津田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2010-10-14

Abstract

【課題】隔壁の先端部におけるクラックの発生を抑制できる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】液滴を噴射するノズル開口にそれぞれ連通する圧力発生室を少なくとも含む複数の個別流路１２、１３、１４と、各個別流路に液体を供給する共通流路３２と、前記各個別流路を区画する隔壁１１とを有する流路形成基板１０と、該流路形成基板の一方面側に形成される振動板と、該流路形成基板の一方面側に形成される圧力発生素子と、を具備し、前記隔壁の前記共通流路側の端部の幅方向両側には、前記振動板側から流路形成基板の厚み方向の途中まで突出した補強層が形成されている。
【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus capable of suppressing the occurrence of cracks at the tip of a partition wall.
SOLUTION: A plurality of individual channels 12, 13, and 14 each including at least a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for ejecting liquid droplets, a common channel 32 for supplying a liquid to each individual channel, A flow path forming substrate 10 having partition walls 11 for partitioning individual flow paths, a diaphragm formed on one side of the flow path forming substrate, and pressure generation formed on one side of the flow path forming substrate And a reinforcing layer protruding from the diaphragm side to the middle in the thickness direction of the flow path forming substrate is formed on both sides in the width direction of the end portion on the common flow path side of the partition wall.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、ノズル開口から液滴を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に、液滴としてインク滴を噴射するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus that eject droplets from nozzle openings, and more particularly to an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus that eject ink droplets as droplets.

液体噴射ヘッドの代表例としては、ノズルからインク滴を噴射するインクジェット式記録ヘッドが挙げられる。このインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、複数のノズルが穿設されたノズルプレートと、各ノズルに連通する圧力発生室が複数形成された流路形成基板と、流路形成基板上に各圧力発生室に対応して振動板を介して設けられた圧電素子とを具備し、圧電素子により振動板を変形させて圧力発生室を加圧してノズルからインク滴を噴射させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。 A typical example of the liquid ejecting head is an ink jet recording head that ejects ink droplets from nozzles. As the ink jet recording head, for example, a nozzle plate having a plurality of nozzles formed therein, a flow path forming substrate in which a plurality of pressure generating chambers communicating with each nozzle are formed, and each pressure generating on the flow path forming substrate And a piezoelectric element provided through a diaphragm corresponding to the chamber, and the diaphragm is deformed by the piezoelectric element to pressurize the pressure generating chamber to eject ink droplets from the nozzle ( For example, see Patent Document 1).

また、特許文献１にも記載されているように、このようなインクジェット式記録ヘッドにおいては、各圧力発生室はインク供給路や連通路を介してリザーバーに連通している。つまり隔壁によって区画された各圧力発生室、インク供給路、連通路等で構成される個別流路が、複数の圧力発生室に共通する共通流路であるリザーバーに連通した構造となっている。 Further, as described in Patent Document 1, in such an ink jet recording head, each pressure generating chamber communicates with a reservoir via an ink supply path and a communication path. That is, the individual flow path constituted by the pressure generation chambers, the ink supply paths, the communication paths, and the like partitioned by the partition walls is in communication with a reservoir, which is a common flow path common to a plurality of pressure generation chambers.

特開２００７−２６１２１５号公報JP 2007-261215 A

このような構造のインクジェット式記録ヘッドでは、各個別流路を区画する隔壁の先端部や、この先端部に対応する部分の振動板（第２の基材）にクラックが発生し易いといった問題がある。その原因の一つとしては、流路形成基板に生じる反りが挙げられる。例えば、流路形成基板とノズルプレートとが異なる材料からなると、これら流路形成基板とノズルプレートとの線膨張係数の差によって流路形成基板に反りが生じてしまう。そして、この反りによる応力が隔壁の先端部に集中し、隔壁の先端部や、その近傍の振動板にクラックが生じてしまう虞がある。隔壁の先端部や振動板にクラックが発生する原因はその他にもあると思われるが、何れの原因であるにしろ、隔壁の先端部やその近傍の振動板にクラックが発生し易い。 In the ink jet recording head having such a structure, there is a problem in that cracks are likely to occur in the front end portion of the partition wall that divides each individual flow path, and the vibration plate (second base material) corresponding to the front end portion. is there. One of the causes is a warp generated in the flow path forming substrate. For example, if the flow path forming substrate and the nozzle plate are made of different materials, the flow path forming substrate is warped due to the difference in linear expansion coefficient between the flow path forming substrate and the nozzle plate. And the stress by this curvature concentrates on the front-end | tip part of a partition, and there exists a possibility that a crack may arise in the front-end | tip part of a partition, or the diaphragm of the vicinity. There seem to be other causes of cracks at the tip of the partition and the diaphragm, but anyway, cracks are likely to occur at the tip of the partition and the nearby diaphragm.

なおこのような問題は、インク滴を噴射するインクジェット式記録ヘッドだけでなく、勿論、インク以外の液体を噴射する他の液体噴射ヘッドにおいても、同様に存在する。 Such a problem exists not only in an ink jet recording head that ejects ink droplets but also in other liquid ejecting heads that eject liquid other than ink.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、隔壁の先端部におけるクラックの発生を抑制できる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus that can suppress the generation of cracks at the tip of a partition wall.

前記目的を達成する本発明の液体噴射ヘッドは、液滴を噴射するノズル開口にそれぞれ連通する圧力発生室を少なくとも含む複数の個別流路と、各個別流路に液体を供給する共通流路と、前記各個別流路を区画する隔壁とを有する流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に形成される振動板と、該流路形成基板の一方面側に形成される圧力発生素子と、を具備し、前記隔壁の前記共通流路側の端部の幅方向両側には、前記振動板側から流路形成基板の厚み方向の途中まで突出した補強層が形成されていることを特徴とする。 The liquid jet head of the present invention that achieves the above object includes a plurality of individual flow paths that include at least pressure generation chambers that communicate with nozzle openings that eject liquid droplets, and a common flow path that supplies liquid to each individual flow path. , A flow path forming substrate having a partition partitioning each individual flow path, a vibration plate formed on one side of the flow path forming substrate, and a pressure formed on one side of the flow path forming substrate And a reinforcing layer protruding from the diaphragm side to the middle of the flow path forming substrate in the thickness direction is formed on both sides in the width direction of the end of the partition on the common flow path side. It is characterized by.

かかる本発明では、隔壁の端部の両側に補強層が設けられているので、隔壁の先端部に応力が集中しても、隔壁の先端部やその近傍の振動板にクラックが生じることが防止される。 In the present invention, since the reinforcing layers are provided on both sides of the end portion of the partition wall, even if stress is concentrated on the front end portion of the partition wall, it is possible to prevent cracks from being generated in the front end portion of the partition wall and in the vicinity of the diaphragm. Is done.

ここで、前記補強層が、前記個別流路の列設方向に亘って設けられているのが好ましい。これによると、補強層が個別流路の列設方向に亘って連続して設けられているので、隔壁先端部への応力集中による振動板のクラック発生がより確実に防止される。 Here, it is preferable that the reinforcing layer is provided in the row direction of the individual flow paths. According to this, since the reinforcing layer is continuously provided in the direction in which the individual flow paths are arranged, the generation of cracks in the diaphragm due to stress concentration on the front end of the partition wall can be prevented more reliably.

また、前記流路形成基板がシリコン基板からなり、前記補強層が前記シリコン基板に不純物を添加した部分からなるのが好ましい。これによると、シリコン基板に不純物が添加された部分はエッチングレートが著しく低下するので、ウエットエッチングにより補強層を比較的容易に形成できる。 Preferably, the flow path forming substrate is made of a silicon substrate, and the reinforcing layer is made of a portion where impurities are added to the silicon substrate. According to this, since the etching rate is remarkably reduced in the portion where the impurity is added to the silicon substrate, the reinforcing layer can be formed relatively easily by wet etching.

また、前記不純物が、ボロン、リン及びゲルマニウムから選択された少なくとも一種であるのが好ましい。これによると、ボロン、リン及びゲルマニウムから選択された少なくとも一種からなる不純物の添加により、エッチングレートが著しく低下し、ウエットエッチングにより補強層をより確実に形成できる。 The impurity is preferably at least one selected from boron, phosphorus and germanium. According to this, by adding at least one impurity selected from boron, phosphorus, and germanium, the etching rate is remarkably reduced, and the reinforcing layer can be more reliably formed by wet etching.

また、本発明の液体噴射装置は、上述した液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする。かかる本発明では、ヘッドの破壊を抑え、信頼性を向上した液体噴射装置を実現することができる。 According to another aspect of the invention, a liquid ejecting apparatus includes the liquid ejecting head described above. According to the present invention, it is possible to realize a liquid ejecting apparatus that suppresses breakage of the head and has improved reliability.

実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図。FIG. 3 is an exploded perspective view of the recording head according to the first embodiment. 実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図。2A and 2B are a plan view and a cross-sectional view of the recording head according to the first embodiment. 実施形態１に係る隔壁の先端部を図１とは反対側から表す概略斜視図。The schematic perspective view showing the front-end | tip part of the partition concerning Embodiment 1 from the opposite side to FIG. 実施形態１の変形例に係る隔壁の先端部を示す概略斜視図。The schematic perspective view which shows the front-end | tip part of the partition which concerns on the modification of Embodiment 1. FIG. 一実施形態に係るインクジェット式記録装置を示す概略図。1 is a schematic diagram illustrating an ink jet recording apparatus according to an embodiment.

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図であり、図２は、図１の平面図及びそのＡ−Ａ′断面図である。また、図３は、隔壁の先端部を示す概略斜視図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of an ink jet recording head which is an example of a liquid ejecting head according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a plan view of FIG. FIG. FIG. 3 is a schematic perspective view showing the tip of the partition wall.

図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では結晶面方位が（１１０）であるシリコン単結晶基板からなり、その一方面には予め熱酸化により形成した酸化シリコン（ＳｉＯ_２）からなる弾性膜５０が形成されている。流路形成基板１０には、隔壁１１によって区画された複数の圧力発生室１２を含む個別流路がその幅方向に並設されている。例えば、本実施形態では、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向一端部側には、隔壁１１によって区画され各圧力発生室１２に連通するインク供給路１３と連通路１４とが設けられており、これら圧力発生室１２、インク供給路１３及び連通路１４で個別流路が構成されている。さらに、連通路１４の外側には、各個別流路を構成する連通路１４とそれぞれ連通する連通部１５が設けられている。なお、連通部１５は、後述する保護基板３０のリザーバー部３２と連通してリザーバー１００を構成する。 As shown in the drawing, the flow path forming substrate 10 is made of a silicon single crystal substrate having a crystal plane orientation of (110) in this embodiment, and one surface thereof is made of silicon oxide (SiO ₂ ) previously formed by thermal oxidation. An elastic film 50 is formed. In the flow path forming substrate 10, individual flow paths including a plurality of pressure generating chambers 12 partitioned by the partition walls 11 are arranged in parallel in the width direction. For example, in the present embodiment, an ink supply path 13 and a communication path 14 that are partitioned by the partition wall 11 and communicate with each pressure generation chamber 12 are provided on one end side in the longitudinal direction of the pressure generation chamber 12 of the flow path forming substrate 10. The pressure generation chamber 12, the ink supply path 13, and the communication path 14 constitute an individual flow path. Furthermore, a communication portion 15 that communicates with each of the communication paths 14 that constitute each individual flow path is provided outside the communication path 14. Note that the communication unit 15 configures the reservoir 100 by communicating with a reservoir unit 32 of the protective substrate 30 described later.

インク供給路１３は、その幅方向の断面積が圧力発生室１２の幅方向の断面積よりも狭くなるように形成されており、連通部１５から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。例えば、本実施形態では、インク供給路１３は圧力発生室１２の幅より小さい幅で形成されている。また、各連通路１４は、圧力発生室１２の幅方向両側の隔壁１１を連通部１５側に延設してインク供給路１３と連通部１５との間の空間を区画することで形成されている。この連通路１４は、インク供給路１３の幅よりも広い幅、例えば、本実施形態では、圧力発生室１２と略同一幅で形成されている。すなわち、連通路１４は、インク供給路１３の幅方向の断面積よりも広い幅方向の断面積を有する。 The ink supply path 13 is formed so that the cross-sectional area in the width direction is narrower than the cross-sectional area in the width direction of the pressure generation chamber 12, and the flow path resistance of the ink flowing into the pressure generation chamber 12 from the communication portion 15. Is kept constant. For example, in this embodiment, the ink supply path 13 is formed with a width smaller than the width of the pressure generation chamber 12. Each communication passage 14 is formed by extending the partition walls 11 on both sides in the width direction of the pressure generating chamber 12 toward the communication portion 15 to partition the space between the ink supply path 13 and the communication portion 15. Yes. The communication path 14 is formed with a width wider than the width of the ink supply path 13, for example, substantially the same width as the pressure generation chamber 12 in this embodiment. That is, the communication path 14 has a cross-sectional area in the width direction that is wider than the cross-sectional area in the width direction of the ink supply path 13.

ここで、本実施形態では、流路形成基板１０は、上述したように結晶面方位が（１１０）であるシリコン単結晶基板からなり、圧力発生室１２等の流路は、この流路形成基板１０を、例えば、ＫＯＨ水溶液等のエッチング液によって異方性エッチングすることによって形成されている。このため、例えば、圧力発生室１２の側面は、（１１０）面に垂直な第１の（１１１）面と、この第１の（１１１）面と約７０度の角度をなし且つ上記（１１０）面と約３５度の角度をなす第２の（１１１）面とで形成されている。また、流路形成基板１０を異方性エッチングすることによって流路を形成した場合、圧力発生室１２等の個別流路を画成する隔壁１１の先端部には、（１１０）面に垂直な二つの（１１１）面によって約７０度の鋭角な隅部１６を有することになるが、当該隅部１６の厚さ方向の弾性膜５０側は、隅部１６から幅方向両側に連続して延設され個別流路の並設（列設）方向に亘って補強部１７が設けられている。すなわち、補強部１７は、弾性膜５０から流路形成基板１０の厚さ方向の途中まで、例えば、数μｍ程度の厚さで個別流路の並設方向に亘って設けられている。また、補強部１７の隔壁１１の長手方向の寸法は、特に限定されないが、連通部１５の一部又は連通部１５の長さとすればよいが、インク供給路１３に対向する領域まで延設するように設けてもよい。 Here, in this embodiment, the flow path forming substrate 10 is made of a silicon single crystal substrate having a crystal plane orientation of (110) as described above, and the flow path such as the pressure generation chamber 12 is the flow path forming substrate. 10 is formed by anisotropic etching with an etchant such as an aqueous KOH solution. For this reason, for example, the side surface of the pressure generating chamber 12 forms an angle of about 70 degrees with the first (111) plane perpendicular to the (110) plane and the above (110) plane. The second (111) plane forms an angle of about 35 degrees with the plane. Further, when the flow path is formed by anisotropically etching the flow path forming substrate 10, the tip of the partition wall 11 defining the individual flow path such as the pressure generation chamber 12 is perpendicular to the (110) plane. The two corners 16 have acute corners 16 of about 70 degrees, and the elastic film 50 side in the thickness direction of the corners 16 continuously extends from the corners 16 to both sides in the width direction. Reinforcing portions 17 are provided along the direction in which the individual flow paths are arranged (lined). That is, the reinforcing portion 17 is provided from the elastic film 50 to the middle of the flow path forming substrate 10 in the thickness direction, for example, with a thickness of about several μm across the parallel direction of the individual flow paths. The longitudinal dimension of the partition wall 11 of the reinforcing part 17 is not particularly limited, but may be a part of the communication part 15 or the length of the communication part 15, but it extends to a region facing the ink supply path 13. It may be provided as follows.

かかる補強部１７は、圧力発生室１２等の流路を異方性エッチングで形成する際、流路形成の最終段階をドライエッチングで行うことにより形成してもよいが、補強部１７に相当する領域に不純物を高濃度にドープしておき、異方性エッチングの際に隔壁１１と同時に形成するようにしてもよい。本実施形態では、補強部１７に相当する領域に予めボロン（Ｂ^＋）を高濃度で添加したボロンドープ層を形成してこれをエッチングストップ層とし、圧力発生室１２等の流路を異方性エッチングで形成する際にボロンドープ層がエッチングされずに残留して補強部１７となるようにした。 The reinforcing portion 17 may be formed by performing the final step of forming the flow path by dry etching when forming the flow path such as the pressure generating chamber 12 by anisotropic etching, but corresponds to the reinforcing portion 17. The region may be doped with impurities at a high concentration, and may be formed simultaneously with the partition wall 11 during anisotropic etching. In this embodiment, this pre-boron in a region corresponding to the reinforcing portion 17 (B ⁺⁾ to form a boron-doped layer doped with a high concentration of the etching stop layer, anisotropic a passage such as a pressure generating chamber 12 When forming by etching, the boron doped layer remains without being etched and becomes the reinforcing portion 17.

ここで、ボロンドープ層は、ボロンを拡散する領域に開口部を有する酸化シリコン又はレジスト層をマスクとし、例えば、ボロン拡散炉の中で流路形成基板１０を複数のボロンターゲットで挟み込み、約１０００℃〜１２００℃でボロンを拡散させることにより形成することができる。なお、Ｂ^＋の濃度は、例えば、２×１０^２０／ｃｍ^３以上であり、このような高濃度とすることにより、ＫＯＨによるエッチングレートを１／１００程度とすることができる。 Here, the boron doped layer is a silicon oxide or resist layer having an opening in a region where boron is diffused, as a mask. For example, the flow path forming substrate 10 is sandwiched between a plurality of boron targets in a boron diffusion furnace, and about 1000 ° C. It can be formed by diffusing boron at ˜1200 ° C. Note that the concentration of B ⁺ is, for example, 2 × 10 ²⁰ / cm ³ or more. By making such a high concentration, the etching rate by KOH can be reduced to about 1/100.

また、不純物としては、ボロンの他、リンやゲルマニウムを用いることができ、また、複数一緒にドープしてもよい。例えば、ボロンとゲルマニウムをドープすると、ボロン単独と比較して、エッチングストップ層としての機能は同等であるが、残留応力が低下するという利点がある。 In addition to boron, phosphorus or germanium can be used as impurities, and a plurality of impurities may be doped together. For example, when boron and germanium are doped, the function as an etching stop layer is equivalent to that of boron alone, but there is an advantage that residual stress is reduced.

このような補強部１７を設けることにより、隔壁１１の先端面近傍での応力集中による振動板へのクラックの発生が防止される。 By providing such a reinforcing portion 17, the occurrence of cracks in the diaphragm due to stress concentration in the vicinity of the tip surface of the partition wall 11 is prevented.

また、本実施形態では、補強部１７は、各隔壁１１の先端部を連結するように流路の並設方向に亘って設けられているが、各隔壁１１毎に分割して設けてもよい。 Moreover, in this embodiment, although the reinforcement part 17 is provided over the parallel arrangement direction of a flow path so that the front-end | tip part of each partition 11 may be connected, you may divide | segment and provide for every partition 11. .

例えば、図４に示すように、各隔壁１１の先端部の隅部１６毎に、幅方向外側に延びる補強部１７Ａとしてもよい。 For example, as shown in FIG. 4, it is good also as the reinforcement part 17A extended in the width direction outer side for every corner 16 of the front-end | tip part of each partition 11. As shown in FIG.

これによっても、上述した実施形態と同様に、隅部１６に応力が集中した場合にも補強部１７Ａによって応力が緩和され、応力集中による振動板のクラック発生が防止される。 Also by this, similarly to the above-described embodiment, even when stress is concentrated in the corner portion 16, the stress is relieved by the reinforcing portion 17A, and the occurrence of cracks in the diaphragm due to the stress concentration is prevented.

流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１３とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。なお、ノズルプレート２０は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等からなる。 On the opening surface side of the flow path forming substrate 10, a nozzle plate 20 having a nozzle opening 21 communicating with the vicinity of the end of each pressure generating chamber 12 on the side opposite to the ink supply path 13 is provided with adhesive or heat. It is fixed by a welding film or the like. The nozzle plate 20 is made of, for example, glass ceramics, a silicon single crystal substrate, stainless steel (SUS), or the like.

一方、このような流路形成基板１０のノズルプレート２０とは反対側の面の弾性膜５０上には、絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、下電極膜６０と、圧電体層７０と、上電極膜８０とからなる圧電素子３００が形成されている。なお、一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。本実施形態では、下電極膜６０を圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。 On the other hand, an insulator film 55 is formed on the elastic film 50 on the surface opposite to the nozzle plate 20 of the flow path forming substrate 10. Further, a piezoelectric element 300 including a lower electrode film 60, a piezoelectric layer 70, and an upper electrode film 80 is formed on the insulator film 55. In general, one of the electrodes of the piezoelectric element 300 is used as a common electrode, and the other electrode and the piezoelectric layer 70 are patterned for each pressure generating chamber 12. In the present embodiment, the lower electrode film 60 is used as a common electrode of the piezoelectric element 300 and the upper electrode film 80 is used as an individual electrode of the piezoelectric element 300. However, there is no problem even if this is reversed for convenience of a drive circuit and wiring.

また、各圧電素子３００の上電極膜８０には、流路形成基板１０のインク供給路１３側に延設された金（Ａｕ）等のリード電極９０がそれぞれ接続されている。このリード電極９０を介して各圧電素子３００に選択的に電圧が印加される。 Further, lead electrodes 90 such as gold (Au) extending to the ink supply path 13 side of the flow path forming substrate 10 are connected to the upper electrode film 80 of each piezoelectric element 300. A voltage is selectively applied to each piezoelectric element 300 via the lead electrode 90.

さらに、圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、圧電素子３００に対向する領域に、圧電素子３００を保護するための圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が接着剤３５によって接合されている。なお、圧電素子保持部３１は、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。また、連通部１５に対向する領域には、保護基板３０を厚さ方向に貫通するリザーバー部３２が設けられている。このリザーバー部３２は、上述したように、流路形成基板１０の連通部１５と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバー１００を構成している。また、本実施形態では、保護基板３０の圧電素子保持部３１とリザーバー部３２との間の領域には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられており、この貫通孔３３内に下電極膜６０の一部及びリード電極９０の先端部が露出されている。 Further, on the flow path forming substrate 10 on which the piezoelectric element 300 is formed, a protective substrate 30 having a piezoelectric element holding portion 31 for protecting the piezoelectric element 300 is provided by an adhesive 35 in a region facing the piezoelectric element 300. It is joined. Note that the piezoelectric element holding portion 31 only needs to have a space that does not hinder the movement of the piezoelectric element 300, and the space may be sealed or not sealed. In a region facing the communication portion 15, a reservoir portion 32 that penetrates the protective substrate 30 in the thickness direction is provided. As described above, the reservoir section 32 communicates with the communication section 15 of the flow path forming substrate 10 and constitutes a reservoir 100 that serves as a common ink chamber for the pressure generation chambers 12. In the present embodiment, a through hole 33 that penetrates the protective substrate 30 in the thickness direction is provided in a region between the piezoelectric element holding portion 31 and the reservoir portion 32 of the protective substrate 30. In 33, a part of the lower electrode film 60 and the tip of the lead electrode 90 are exposed.

なお、保護基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料の面方位（１１０）のシリコン単結晶基板を用いて形成した。 As the protective substrate 30, it is preferable to use a material substantially the same as the coefficient of thermal expansion of the flow path forming substrate 10, for example, glass, a ceramic material, etc. In this embodiment, the same material as the flow path forming substrate 10 is used. A silicon single crystal substrate having a plane orientation (110) was used.

また、保護基板３０上には、圧電素子３００を駆動するための駆動回路２００が実装されている。この駆動回路２００としては、例えば、回路基板や半導体集積回路（ＩＣ）等が挙げられる。そして、駆動回路２００とリード電極９０とがボンディングワイヤ等の導電性ワイヤからなる接続配線２１０を介して電気的に接続されている。また、保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバー部３２の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバー１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバー１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。 A drive circuit 200 for driving the piezoelectric element 300 is mounted on the protective substrate 30. Examples of the drive circuit 200 include a circuit board and a semiconductor integrated circuit (IC). The drive circuit 200 and the lead electrode 90 are electrically connected via a connection wiring 210 made of a conductive wire such as a bonding wire. A compliance substrate 40 including a sealing film 41 and a fixing plate 42 is bonded onto the protective substrate 30. Here, the sealing film 41 is made of a material having low rigidity and flexibility (for example, a polyphenylene sulfide (PPS) film having a thickness of 6 μm), and the sealing film 41 seals one surface of the reservoir portion 32. It has been stopped. The fixing plate 42 is formed of a hard material such as metal (for example, stainless steel (SUS) having a thickness of 30 μm). Since the region of the fixing plate 42 facing the reservoir 100 is an opening 43 that is completely removed in the thickness direction, one surface of the reservoir 100 is sealed only with a flexible sealing film 41. Has been.

このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバー１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路２００からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、下電極膜６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が噴射される。 In such an ink jet recording head of this embodiment, after taking ink from an external ink supply means (not shown) and filling the interior from the reservoir 100 to the nozzle opening 21 with ink, according to the recording signal from the drive circuit 200, Applying a voltage between each of the lower electrode film 60 and the upper electrode film 80 corresponding to the pressure generation chamber 12 to bend and deform the elastic film 50, the insulator film 55, the lower electrode film 60, and the piezoelectric layer 70. As a result, the pressure in each pressure generating chamber 12 increases, and ink droplets are ejected from the nozzle openings 21.

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、流路形成基板に形成される液体流路の形状、特に、隔壁の先端部の形状に特徴を有するものであり、それ以外の構成は、特に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、圧力発生手段として圧電素子を具備するインクジェット式記録ヘッドを例示したが、圧力発生手段は、これに限定されず、例えば、振動板と電極を所定の隙間を開けて配置し、静電気力で振動板の振動を制御する、いわゆる静電アクチュエーターであってもよい。 (Other embodiments)
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is characterized by the shape of the liquid flow path formed on the flow path forming substrate, particularly the shape of the tip of the partition wall. The configuration is not particularly limited. For example, in the above-described embodiment, an ink jet recording head having a piezoelectric element as a pressure generating unit is illustrated, but the pressure generating unit is not limited to this, and for example, a predetermined gap is provided between the diaphragm and the electrode. It may be a so-called electrostatic actuator that is arranged and controls the vibration of the diaphragm with electrostatic force.

なお、上述したインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図５は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。 The ink jet recording head described above constitutes a part of a recording head unit having an ink flow path communicating with an ink cartridge or the like, and is mounted on the ink jet recording apparatus. FIG. 5 is a schematic view showing an example of the ink jet recording apparatus.

図５に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を噴射するものとしている。そして、駆動モーター６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。 As shown in FIG. 5, in the recording head units 1A and 1B having the ink jet recording head, cartridges 2A and 2B constituting ink supply means are detachably provided, and a carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted. Is provided on a carriage shaft 5 attached to the apparatus body 4 so as to be movable in the axial direction. The recording head units 1A and 1B eject, for example, a black ink composition and a color ink composition, respectively. The driving force of the driving motor 6 is transmitted to the carriage 3 via a plurality of gears and timing belt 7 (not shown), so that the carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted is moved along the carriage shaft 5. The On the other hand, the apparatus body 4 is provided with a platen 8 along the carriage shaft 5, and a recording sheet S which is a recording medium such as paper fed by a paper feed roller (not shown) is wound around the platen 8. It is designed to be transported.

また、上述の実施形態では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて本発明を説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。 In the above-described embodiment, the present invention has been described by taking an ink jet recording head as an example of a liquid ejecting head. However, the present invention is widely applied to all liquid ejecting heads and ejects liquids other than ink. Of course, the invention can also be applied to a liquid jet head. Other liquid ejecting heads include, for example, various recording heads used in image recording apparatuses such as printers, color material ejecting heads used in the manufacture of color filters such as liquid crystal displays, organic EL displays, and FEDs (field emission displays). Examples thereof include an electrode material ejection head used for electrode formation, a bioorganic matter ejection head used for biochip production, and the like.

１０流路形成基板、１２圧力発生室、１３インク供給路、１４連通路、１５連通部、１６隅部、１７，１７Ａ補強部、２０ノズルプレート、２１ノズル開口、３０保護基板、３１圧電素子保持部、３２リザーバー部、４０コンプライアンス基板、５０弾性膜、５５絶縁体膜、６０下電極膜、７０圧電体層、８０上電極膜、９０リード電極、１００リザーバー、３００圧電素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Flow path formation board | substrate, 12 Pressure generation chamber, 13 Ink supply path, 14 Communication path, 15 Communication part, 16 Corner part, 17, 17A Reinforcement part, 20 Nozzle plate, 21 Nozzle opening, 30 Protection board, 31 Piezoelectric element holding | maintenance Part, 32 reservoir part, 40 compliance substrate, 50 elastic film, 55 insulator film, 60 lower electrode film, 70 piezoelectric layer, 80 upper electrode film, 90 lead electrode, 100 reservoir, 300 piezoelectric element

Claims

A plurality of individual flow paths including at least pressure generation chambers respectively communicating with nozzle openings for ejecting liquid droplets, a common flow path for supplying a liquid to each individual flow path, and a partition partitioning each individual flow path A flow path forming substrate;
A diaphragm formed on one side of the flow path forming substrate;
A pressure generating element formed on one side of the flow path forming substrate,
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein reinforcing layers projecting from the diaphragm side to the middle of the thickness direction of the flow path forming substrate are formed on both sides in the width direction of the end of the partition on the common flow path side.

The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the reinforcing layer is provided in a row direction of the individual flow paths.

3. The liquid jet head according to claim 1, wherein the flow path forming substrate is made of a silicon substrate, and the reinforcing layer is made of a portion in which impurities are added to the silicon substrate.

The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the impurity is at least one selected from boron, phosphorus, and germanium.

A liquid ejecting apparatus comprising the liquid ejecting head according to claim 1.