JP2019162858A - Actuator, liquid discharge head, liquid discharge unit, and liquid discharge device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アクチュエータ、液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、及び、液体を吐出する装置に関するものである。 The present invention relates to an actuator, a liquid discharge head, a liquid discharge unit, and an apparatus for discharging a liquid.
従来から、基板内に形成された空間の一つの内壁面を構成する板状部分を有するアクチュエータが知られている。例えば、インクジェット記録装置の液体吐出ヘッドは、基板内に形成された空間である加圧液室を有するアクチュエータを備えている。この加圧液室内の液体を吐出するためのノズル孔が形成されたノズル板と、これに液室内を挟んで反対側の内壁面を形成する板状部分である振動板とを備えている。この振動板の加圧液室とは反対側の面に、電気機械変換素子が設けられている。そして、この加圧液室内の寸法を測長するのに適した構造のものも知られている。 Conventionally, an actuator having a plate-like portion constituting one inner wall surface of a space formed in a substrate is known. For example, a liquid discharge head of an ink jet recording apparatus includes an actuator having a pressurized liquid chamber that is a space formed in a substrate. The nozzle plate in which the nozzle hole for discharging the liquid in this pressurized liquid chamber was formed, and the diaphragm which is a plate-shaped part which forms the inner wall surface on the opposite side on both sides of a liquid chamber are provided. An electromechanical conversion element is provided on the surface of the diaphragm opposite to the pressurized liquid chamber. And the thing of the structure suitable for measuring the dimension in this pressurized liquid chamber is also known.
例えば、特許文献1には、可視光に対して不透明な振動板を備え、加圧液室の端部に加圧液室に類似した形状の空間を測定用に形成し、その空間を振動板に相当する箇所に可視光に対して透明な仕切り板を設けた液体吐出ヘットが記載されている。この仕切り板を介して可視光により加圧液室内の振動板の幅を測長できるとされている。 For example, Patent Document 1 includes a diaphragm that is opaque to visible light, a space having a shape similar to that of the pressurized liquid chamber is formed at the end of the pressurized liquid chamber for measurement, and the space is formed as a diaphragm. Describes a liquid discharge head provided with a partition plate transparent to visible light at a position corresponding to the above. It is said that the width of the diaphragm in the pressurized liquid chamber can be measured by visible light through the partition plate.
しかし、特許文献1の液体吐出ヘッドでは、板状部分である振動板が不透明の場合には、本来の加圧液室そのものの測長ができないという課題が残っていた。 However, in the liquid discharge head of Patent Document 1, there remains a problem that the original pressurized liquid chamber itself cannot be measured when the diaphragm, which is a plate-like portion, is opaque.
上述した課題を解決するため、本発明は、基板内に形成された空間を有するアクチュエータにおいて、前記空間の一つの内壁面を形成する板状部分の大部分を特定波長の光を通さない材質で形成し、この板状部分における前記空間の周縁のうちの少なくとも二箇所に対応する部分を前記特定波長の光を透過する材質で形成したことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an actuator having a space formed in a substrate, and a material that does not allow light of a specific wavelength to pass through most of a plate-like portion that forms one inner wall surface of the space. And a portion corresponding to at least two of the peripheral edges of the space in the plate-shaped portion is formed of a material that transmits light of the specific wavelength.
本発明によれば、板状部分が不透明の場合にも、アクチュエータが有する空間そのものの測長ができできるという優れた効果が奏される。 According to the present invention, even when the plate-like portion is opaque, an excellent effect is obtained that the space itself of the actuator can be measured.
〔実施形態1〕
以下、本発明を、液体を吐出する装置である画像形成装置としてのインクジェット記録装置の液体吐出ヘッドに適用した一実施形態について説明する。
[Embodiment 1]
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a liquid discharge head of an ink jet recording apparatus as an image forming apparatus which is an apparatus for discharging a liquid will be described.
図1は、この発明の有するサブフレーム基板を具備し圧電型アクチュエータを有する液体吐出ヘッド部の斜視図、図2は、圧電型アクチュエータの2つ分を表わした底面図、図3は、図2のA−A’断面図、そして図4は、図2のB−B’断面図である。 FIG. 1 is a perspective view of a liquid discharge head portion having a sub-frame substrate according to the present invention and having a piezoelectric actuator, FIG. 2 is a bottom view showing two piezoelectric actuators, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 2 and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG.
図に示すように、液体吐出ヘッド部1は、基板面部に設けたノズル孔6から液滴を吐出させるサイドシュータータイプのものであり、アクチュエータ基板100、サブフレーム基板200及びノズル基板300を備える。 As shown in the figure, the liquid discharge head unit 1 is of a side shooter type that discharges liquid droplets from nozzle holes 6 provided in the substrate surface portion, and includes an actuator substrate 100, a subframe substrate 200, and a nozzle substrate 300.
アクチュエータ基板100は、液体吐出エネルギーを発生する圧電体素子2、振動板3を備えている。また、加圧液室隔壁4、加圧液室5、流体抵抗部7、及び共通液室8が形成されている。各加圧液室5は加圧液室隔壁4で仕切られている。また、引き出し配線層を保護する目的でパッシベーション膜50が形成されている(図3,図4参照)。 The actuator substrate 100 includes a piezoelectric element 2 and a diaphragm 3 that generate liquid ejection energy. Further, a pressurized liquid chamber partition wall 4, a pressurized liquid chamber 5, a fluid resistance portion 7, and a common liquid chamber 8 are formed. Each pressurized liquid chamber 5 is partitioned by a pressurized liquid chamber partition wall 4. Further, a passivation film 50 is formed for the purpose of protecting the lead wiring layer (see FIGS. 3 and 4).
サブフレーム基板200は、アクチュエータ基板100上に設けられる。外部から液体を供給する液体供給口66と共通液体供給路9、および振動板3が撓むことができるように空隙部67(ザグリ)が形成されている(図3,図4参照)。なお、サブフレーム基板200は、空隙部形成基板を構成している。また、空隙部67は圧電体素子2を覆うため、サブフレーム基板200は保護基板とも称される。 The subframe substrate 200 is provided on the actuator substrate 100. A gap 67 (counterbore) is formed so that the liquid supply port 66 for supplying liquid from the outside, the common liquid supply path 9, and the diaphragm 3 can be bent (see FIGS. 3 and 4). The subframe substrate 200 constitutes a gap forming substrate. Further, since the gap 67 covers the piezoelectric element 2, the subframe substrate 200 is also referred to as a protective substrate.
ノズル基板300は、個々の加圧液室5に対応した位置にノズル孔6が形成されている。これらアクチュエータ基板100、サブフレーム基板200、およびノズル基板300を接合することにより、液体吐出ヘッド部1が形成されている。 The nozzle substrate 300 has nozzle holes 6 formed at positions corresponding to the individual pressurized liquid chambers 5. By bonding the actuator substrate 100, the subframe substrate 200, and the nozzle substrate 300, the liquid discharge head unit 1 is formed.
ここでは、本発明の特徴であるアクチュエータ部68を適用している。本発明の特徴であるアクチュエータ部68は、駆動させないダミービットであってもよい。
アクチュエータ基板100は、図1、2、3,4に示すように、加圧液室5の一部壁面を形成する振動板3と振動板3を介して加圧液室5と対向する側に圧電体素子2が形成されている。この圧電体素子2は、共通電極10と個別電極11と圧電体12とから形成されている。また、振動板3は、加圧液室に連なる流体抵抗部7の一部壁面も形成している。そして、共通液室8に対応する箇所は貫通孔が形成され、サブフレーム基板200の共通液体供給路9を介して外部からの液体であるインクを共通液室8に供給できるようになっている。
Here, the actuator portion 68 which is a feature of the present invention is applied. The actuator portion 68 that is a feature of the present invention may be a dummy bit that is not driven.
As shown in FIGS. 1, 2, 3, and 4, the actuator substrate 100 has a diaphragm 3 that forms a partial wall surface of the pressurized liquid chamber 5, and a side facing the pressurized liquid chamber 5 through the diaphragm 3. A piezoelectric element 2 is formed. The piezoelectric element 2 is formed of a common electrode 10, individual electrodes 11, and a piezoelectric body 12. In addition, the diaphragm 3 also forms a partial wall surface of the fluid resistance portion 7 connected to the pressurized liquid chamber. A portion corresponding to the common liquid chamber 8 is formed with a through hole so that ink that is liquid from the outside can be supplied to the common liquid chamber 8 through the common liquid supply path 9 of the subframe substrate 200. .
このように形成された液体吐出ヘッド部1においては、各加圧液室5内に液体、例えば記録液(インク)が満たされた状態で、制御部から画像データに基づいて、記録液の吐出を行いたいノズル孔6に対応する個別電極11に対してパルス電圧を印加する。たとえば、発振回路により、引き出し配線、層間絶縁膜45に形成された接続孔を介して20Vのパルス電圧を印加する。この電圧パルスを印加で、電歪効果により圧電体12そのものが振動板3と平行方向に縮み、振動板3が加圧液室5方向に撓む。これにより、加圧液室5内の圧力が急激に上昇して、加圧液室5に連通するノズル孔6から記録液が吐出する。次に、パルス電圧印加後は、縮んだ圧電体12が元に戻ることから撓んだ振動板3が元の位置に戻り、加圧液室5内が共通液室8内に比べて負圧となる。この負圧で、外部から液体供給口66を介して供給されているインクが共通液体供給路9、共通液室8から流体抵抗部7を介して加圧液室5に供給される。これを繰り返すことにより、液滴を連続的に吐出でき、液体吐出ヘッドに対向して配置した被記録媒体(用紙)に画像を形成する。 In the liquid discharge head unit 1 formed in this way, the recording liquid is discharged from the control unit based on the image data in a state where each pressurized liquid chamber 5 is filled with a liquid, for example, a recording liquid (ink). A pulse voltage is applied to the individual electrode 11 corresponding to the nozzle hole 6 to be performed. For example, a pulse voltage of 20 V is applied by the oscillation circuit through the lead wiring and the connection hole formed in the interlayer insulating film 45. By applying this voltage pulse, the piezoelectric body 12 itself contracts in the direction parallel to the diaphragm 3 due to the electrostrictive effect, and the diaphragm 3 bends in the direction of the pressurized liquid chamber 5. As a result, the pressure in the pressurized liquid chamber 5 rises rapidly, and the recording liquid is discharged from the nozzle holes 6 communicating with the pressurized liquid chamber 5. Next, after applying the pulse voltage, the contracted piezoelectric body 12 returns to its original position, so that the deflected diaphragm 3 returns to its original position, and the pressurized liquid chamber 5 has a negative pressure compared to the common liquid chamber 8. It becomes. At this negative pressure, the ink supplied from the outside via the liquid supply port 66 is supplied from the common liquid supply path 9 and the common liquid chamber 8 to the pressurized liquid chamber 5 via the fluid resistance portion 7. By repeating this, droplets can be ejected continuously, and an image is formed on a recording medium (paper) disposed facing the liquid ejection head.
そして、本実施形態では、図2に破線で示す可視光透過領域を形成するための可視光透過用加工領域15(図示の例では一つの加圧液室5につき6箇所)を設けている。この可視光透過用加工領域15は、図4に示すように、他の加圧液室の箇所(図3参照)では、振動板3を構成していた振動版可視光不透過膜21(後述する活性層Si 16)や共通電極10が存在しないようにし、可視光透過膜20(後述するBox層SiO2 17)のみとしている。この可視光透過用加工領域15のうち加圧液室5と重なる範囲では、アクチュエータ基板100の加圧液室内から圧電素子側へ、また、アクチュエータ基板100の圧電素子側から加圧液室内へ可視光で透過できる。しかも、特に加圧液室5の幅方向での振動板3における隔壁4の加圧液室内面位置(加圧液室の幅方向にかける境界位置)を含むように可視光透過用加工領域15が設定されている。図示の例では四隅の可視光透過用加工領域15は長手方向における境界位置も含むようになっている。これにより、可視光透過用加工領域15のうち加圧液室5と重なる、図中ハッチングを付した領域が可視光透過領域15´になる。 In the present embodiment, visible light transmitting processing regions 15 (six pressure liquid chambers 5 in the illustrated example) for forming visible light transmitting regions indicated by broken lines in FIG. 2 are provided. As shown in FIG. 4, the visible light transmitting processing region 15 includes a vibrating plate visible light impervious film 21 (described later) that constitutes the diaphragm 3 at the other pressurized liquid chamber (see FIG. 3). Active layer Si 16) and common electrode 10 are not present, and only visible light transmitting film 20 (Box layer SiO 2 17 described later) is used. In the visible light transmission processing region 15, in the range overlapping the pressurizing fluid chamber 5, it is visible from the pressurizing fluid chamber of the actuator substrate 100 to the piezoelectric element side, and from the piezoelectric element side of the actuator substrate 100 to the pressurizing fluid chamber. It can be transmitted with light. In addition, the visible light transmitting processing region 15 is included so as to include the position of the partition wall 4 in the diaphragm 3 in the width direction of the pressurizing fluid chamber 5 in particular (the boundary position applied in the width direction of the pressurizing fluid chamber). Is set. In the illustrated example, the visible light transmitting processing regions 15 at the four corners include boundary positions in the longitudinal direction. As a result, the hatched region in the figure that overlaps the pressurized liquid chamber 5 in the visible light transmitting processing region 15 becomes the visible light transmitting region 15 ′.
図5は製造工程の説明図である。実際には、ウェハ上に複数のチップに相当するパターンを形成するが、ここでは、本発明を含むアクチュエータ基板100のアクチュエータ部68の2ビット分について記述する。
(a)アクチュエータ基板100として面方位(110)のSOI基板(例えば板厚400μm)用い、活性層Si 16とBox層SiO2 17とを後の振動板3として用いる。活性層Siは、可視光を透過しないため、加圧液室の幅寸法を可視光の透過光でエッジ検出して測定できるよう、可視光透過用加工領域15の活性層Si 16をリソエッチ法により除去する。この時のSiエッチは、例えばボッシュ法を用いたICPエッチャーでエッチングすることにより、下地のBox層SiO2 17を殆どエッチングすることなく、可視光透過用加工領域15の活性層Siを除去することができる。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the manufacturing process. Actually, a pattern corresponding to a plurality of chips is formed on the wafer. Here, two bits of the actuator portion 68 of the actuator substrate 100 including the present invention will be described.
(A) An SOI substrate (for example, a plate thickness of 400 μm) having a surface orientation (110) is used as the actuator substrate 100, and the active layer Si 16 and the Box layer SiO 2 17 are used as the subsequent diaphragm 3. Since the active layer Si does not transmit visible light, the active layer Si 16 in the visible light transmitting processing region 15 is measured by a lithoetch method so that the width of the pressurized liquid chamber can be detected by measuring the edge with transmitted light of visible light. Remove. At this time, the Si etching is performed by, for example, etching with an ICP etcher using a Bosch method to remove the active layer Si in the visible light transmitting processed region 15 without almost etching the underlying Box layer SiO 2 17. Can do.
ここで、活性層Si 16の膜厚は、液滴を最適に吐出できるように振動板3の剛性を得るための機能を有し、1μm〜20μmの範囲で任意に設定する。SOI基板の活性層Si 16を振動板に用いるのは、その厚みに関わらず、膜厚交差を±0.2μm程度にでき、振動板剛性のバラツキに関し、他の振動板形成方法、例えばCVD法の積層膜に比べて優位である。よって、ビット間でバラツキの小さい高精度のアクチュエータを得ることができる。また、Box層SiO2 17の膜厚は、後に形成する加圧液室5形成のエッチング時のストッピング層としての機能が必要であるので、70nmから1μmの膜厚を任意に設定すればよい。ここでは、振動板3をSOIウェハの活性層Si 16としたが、可視光を透過しない振動板材料、例えばポリシリコン膜を用いた場合も、加圧液室幅寸法を可視光の透過光で測定するためには、可視光透過用加工領域15を開口すればよい。 Here, the film thickness of the active layer Si 16 has a function for obtaining the rigidity of the diaphragm 3 so that droplets can be optimally discharged, and is arbitrarily set within a range of 1 μm to 20 μm. The active layer Si 16 of the SOI substrate is used as a vibration plate regardless of its thickness. The crossing of the film thickness can be about ± 0.2 μm. This is superior to the laminated film. Therefore, it is possible to obtain a highly accurate actuator with little variation between bits. Further, the thickness of the Box layer SiO 2 17 needs to have a function as a stopping layer at the time of etching for forming the pressurizing liquid chamber 5 to be formed later, and therefore the film thickness of 70 nm to 1 μm may be arbitrarily set. . Here, the vibration plate 3 is the active layer Si 16 of the SOI wafer. However, even when a vibration plate material that does not transmit visible light, such as a polysilicon film, is used, the width of the pressurized liquid chamber is set to the transmitted light of visible light. In order to measure, the visible light transmitting processing region 15 may be opened.
(b)次に、共通電極10との密着性を得るために活性層Si 16上に熱酸化膜51としてSiO2を70nmから1μmの範囲で成膜する。
(c)次に、共通電極10として、例えば密着層としてのTiO2と電極としてのPtをスパッタ法で各々50nmと120nmの膜厚を成膜する。TiO2膜は、Tiをスパッタ法で成膜した後に酸素雰囲気でのRTA法でTiを酸化し、TiO2としてもよい。
(B) Next, in order to obtain adhesion with the common electrode 10, SiO 2 is formed as a thermal oxide film 51 on the active layer Si 16 in the range of 70 nm to 1 μm.
(C) Next, as the common electrode 10, for example, TiO 2 as an adhesion layer and Pt as an electrode are formed to a thickness of 50 nm and 120 nm, respectively, by sputtering. TiO 2 film oxidizes Ti in RTA method in an oxygen atmosphere after forming a Ti by sputtering may be TiO 2.
次に、圧電体12としてPZTを例えばスピンコート法で複数回に分けて成膜し、最終的に2μm厚成膜する。次に、Ptの個別電極11をスパッタ法で例えば70nm成膜する。ここで、圧電体12の成膜方法は、スピンコート法に限らず、例えばスパッタ法、イオンプレーティング法、エアーゾル法、ゾルゲル法、あるいはインクジェット法等などで成膜してもよい。 Next, PZT is formed as the piezoelectric body 12 in a plurality of times, for example, by spin coating, and finally a film having a thickness of 2 μm is formed. Next, a Pt individual electrode 11 is deposited by sputtering, for example, to 70 nm. Here, the film forming method of the piezoelectric body 12 is not limited to the spin coating method, and may be formed by, for example, a sputtering method, an ion plating method, an air sol method, a sol gel method, an ink jet method, or the like.
そして、リソエッチ法により、後に形成する加圧液室5に対応する位置に圧電体素子2を形成するため、個別電極11と圧電体12、及び共通電極10をパターニングする。その後、共通電極10をリソエッチ法でパターニングする。このとき、後に共通液室8となる箇所の共通電極10層もパターニングする。 Then, the individual electrode 11, the piezoelectric body 12, and the common electrode 10 are patterned in order to form the piezoelectric element 2 at a position corresponding to the pressurized liquid chamber 5 to be formed later by a lithoetch method. Thereafter, the common electrode 10 is patterned by a lithoetch method. At this time, the common electrode 10 layer at a location that will later become the common liquid chamber 8 is also patterned.
(d)次に、共通電極10、圧電体12と後に形成する引き出し配線とを絶縁するために層間絶縁膜45を成膜する。層間絶縁膜45は、例えばプラズマCVD法でSiO2膜を成膜する。層間絶縁膜45は、圧電体12や電極材料に影響を及ぼさず、絶縁性を有する膜であれば、プラズマCVD法のSiO2以外の膜でもよい。 (D) Next, an interlayer insulating film 45 is formed in order to insulate the common electrode 10 and the piezoelectric body 12 from a lead wiring to be formed later. As the interlayer insulating film 45, a SiO 2 film is formed by, for example, a plasma CVD method. The interlayer insulating film 45 may be a film other than the SiO 2 of the plasma CVD method as long as it does not affect the piezoelectric body 12 and the electrode material and has an insulating property.
次に、個別電極11と引き出し配線とを接続する接続孔をリソエッチ法で形成する。共通電極10も引き出し配線と接続する場合は、同様に接続孔を形成する。 Next, a connection hole for connecting the individual electrode 11 and the lead wiring is formed by a lithoetch method. When the common electrode 10 is also connected to the lead wiring, a connection hole is similarly formed.
次に、引出配線として、例えばTiN/Alを各々膜厚30nm/1μmをスパッタ法で成膜する。TiNは、接続孔底部で、個別電極11、あるいは共通電極10の材料であるPtと、引き出し配線の材料であるAlとが直接接するのを避けるバリア層として適用している。直接接した場合、後の工程による熱履歴で合金化し、体積変化によるストレスで膜剥がれ等が生じるのを防止するためである。 Next, as the lead wiring, for example, TiN / Al is formed into a film with a thickness of 30 nm / 1 μm by sputtering. TiN is applied as a barrier layer that avoids direct contact between Pt, which is the material of the individual electrode 11 or the common electrode 10, and Al, which is the material of the lead-out wiring, at the bottom of the connection hole. This is because, when in direct contact, it is alloyed by a thermal history in a subsequent process, and film peeling or the like is prevented from being caused by stress due to volume change.
次に、パッシベーション膜50として、例えばプラズマCVD法でシリコン窒化膜を700nm厚成膜する。その後、リソエッチ法で、引き出し配線の引き出し配線パッド部とアクチュエータ部68、及び共通液体供給路9部の開口も行う。
次に、リソエッチ法により、共通液室流路9部、後の共通液室8部になる箇所の振動板3を除去する。
Next, as the passivation film 50, a silicon nitride film is formed to a thickness of 700 nm by, for example, a plasma CVD method. Thereafter, the lead-out wiring pad portion and the actuator portion 68 of the lead-out wiring and the common liquid supply passage 9 are also opened by the lithoetch method.
Next, the diaphragm 3 is removed by the litho-etching method at portions where the common liquid chamber flow path 9 part and the subsequent common liquid chamber 8 part become.
(e)次に、液体供給口66、アクチュエータ部68の位置に対応した空隙部67を備えたサブフレーム基板200をアクチュエータ基板100に接合部48を介して接着剤で接合する。接着剤は、一般的な薄膜転写装置により、サブフレーム基板200側に厚さ1〜4μm程度塗布している。 (E) Next, the subframe substrate 200 including the gap 67 corresponding to the position of the liquid supply port 66 and the actuator portion 68 is bonded to the actuator substrate 100 via the bonding portion 48 with an adhesive. The adhesive is applied to the subframe substrate 200 side with a thickness of about 1 to 4 μm by a general thin film transfer device.
次に、その後の加圧液室5、共通液室8、流体抵抗部7を形成するためにアクチュエータ基板100を所望の厚さt(例えば厚さ80μm)になるように、公知の技術で研磨する。研磨法以外にもエッチングなどでもよい。 Next, in order to form the subsequent pressurized liquid chamber 5, common liquid chamber 8, and fluid resistance portion 7, the actuator substrate 100 is polished by a known technique so as to have a desired thickness t (for example, a thickness of 80 μm). To do. Etching may be used in addition to the polishing method.
次に、リソ法により、加圧液室5、共通液室8、流体抵抗部7以外の隔壁部をレジストで被覆する。その後、アルカリ溶液(KOH溶液、あるいはTMHA溶液)で異方性ウェットエッチをおこない加圧液室5、共通液室8、流体抵抗部7を形成する。アルカリ溶液による異方エッチ以外にICPエッチャーを用いたドライエッチで加圧液室5、共通液室8、流体抵抗部7を形成してもよい。
次に、別に形成した各加圧液室5に対応した位置にノズル孔6を開口したノズル基板300を接合する。以上により、液体吐出ヘッド部1が完成する。
Next, the partition walls other than the pressurized liquid chamber 5, the common liquid chamber 8, and the fluid resistance portion 7 are covered with a resist by a litho method. Thereafter, anisotropic wet etching is performed with an alkali solution (KOH solution or TMHA solution) to form the pressurized liquid chamber 5, the common liquid chamber 8, and the fluid resistance portion 7. The pressurized liquid chamber 5, the common liquid chamber 8, and the fluid resistance portion 7 may be formed by dry etching using an ICP etcher other than anisotropic etching with an alkaline solution.
Next, the nozzle substrate 300 having the nozzle holes 6 opened at positions corresponding to the separately formed pressurized liquid chambers 5 is bonded. Thus, the liquid discharge head unit 1 is completed.
加圧液室の加工寸法精度が重要であるため、液室底部(圧電素子側)と上部寸法を光学式の測定装置で測長する。底部側の寸法測定は、上部側(加圧液室側)から透過光を照射し、底部側(圧電素子部側)から可視光を透過する振動板越しに測長する。しかし、可視光を透過しない材料(例えば単結晶Si)越しに下層のパターンエッジ(ここでは加圧液室底部)を検出することは、困難である。赤外光を透過する材料であれば、赤外光で透過させ、下地のエッジを検出して加圧液室5の幅寸法の測定は可能である。しかし、赤外光は可視光に比べて波長が大きいため、解像度が可視光に比べて低く、1μm以下の解像度を得ることができず、微細加工の寸法測定には適さない。また、可視光も赤外光も透過しない材料ならば、寸法の測定はまったく不可能である。 Since the processing dimension accuracy of the pressurized liquid chamber is important, the bottom of the liquid chamber (piezoelectric element side) and the upper dimension are measured with an optical measuring device. The bottom side dimension is measured through a diaphragm that irradiates transmitted light from the upper side (pressure liquid chamber side) and transmits visible light from the bottom side (piezoelectric element side). However, it is difficult to detect the lower pattern edge (here, the bottom of the pressurized liquid chamber) through a material that does not transmit visible light (for example, single crystal Si). If the material transmits infrared light, the width of the pressurized liquid chamber 5 can be measured by transmitting the infrared light and detecting the edge of the base. However, since infrared light has a wavelength larger than that of visible light, the resolution is lower than that of visible light, and a resolution of 1 μm or less cannot be obtained, which is not suitable for dimension measurement of fine processing. In addition, if the material does not transmit visible light or infrared light, it is impossible to measure dimensions at all.
そこで、本実施例では、必要最小限の可視光透過領域15´を設けることにより、加圧液室の幅寸法を測定精度の高い可視光の透過光で測定できることを特徴としている。つまり、アクチュエータ部68に必要最小限の可視光透過領域15´を形成することにより、可視光が透過し、加圧液室5のエッジが視認できるため、加圧液室5の幅が測定可能となる。 Therefore, the present embodiment is characterized in that the width dimension of the pressurized liquid chamber can be measured with the transmitted light of visible light with high measurement accuracy by providing the minimum visible light transmitting region 15 '. That is, by forming the minimum visible light transmission region 15 ′ in the actuator portion 68, visible light is transmitted and the edge of the pressurized liquid chamber 5 can be visually recognized, so that the width of the pressurized liquid chamber 5 can be measured. It becomes.
図6(b)に示すように、可視光透過領域15´がない箇所では、共通電極10層のPtと振動板3構成膜の活性層Si 16が可視光を透過せない。加圧液室5のエッジが圧電体素子部側とは反対側から入射した可視光を共通電極10層の表面で反射し、加圧液室5のエッジが視認できない。一方、図6(a)に示すように、可視光透過領域の箇所では、振動板3のBox層SiO2 17のみとなっているため、可視光が透過し、加圧液室5のエッジが確認できる。このように可視光透過領域15´を設けることで、加圧液室隔壁4の断面形状(テーパー、逆テーパー)に関わらず加圧液室5底部のアクチュエータ特性に大きく影響する幅寸法が測定可能となる。また、アクチュエータ機能を持たさなくても良い場合、例えば、寸法測定用パターンとしてなら、圧電体素子2がない構成でもよい。 As shown in FIG. 6B, in the place where there is no visible light transmission region 15 ′, Pt of the common electrode 10 layer and the active layer Si 16 of the diaphragm 3 constituting film do not transmit visible light. Visible light incident on the edge of the pressurized liquid chamber 5 from the side opposite to the piezoelectric element portion is reflected by the surface of the common electrode 10 layer, and the edge of the pressurized liquid chamber 5 cannot be visually recognized. On the other hand, as shown in FIG. 6A, since only the Box layer SiO 2 17 of the diaphragm 3 is provided in the visible light transmitting region, the visible light is transmitted and the edge of the pressurized liquid chamber 5 is observed. I can confirm. By providing the visible light transmitting region 15 ′ in this way, it is possible to measure the width dimension that greatly affects the actuator characteristics at the bottom of the pressurized liquid chamber 5 regardless of the cross-sectional shape (taper, reverse taper) of the pressurized liquid chamber partition 4. It becomes. Further, when it is not necessary to have an actuator function, for example, a configuration without the piezoelectric element 2 may be used as a dimension measurement pattern.
図7は、加圧液室のエッジを検出する具体的な方法の一例の説明図であ。図7(a)にXで示す2つの可視光透過領域15´を含む範囲を顕微鏡で視認すると、図7(b)に示すように、2つの可視光透過領域15´に対応する画像Iが検出される。2つの画像Iのそれぞれの外側のエッジE1,E2は液室のエッジに対応するので、画像のエッジE1,E2間距離を測定することで液室幅Wを測定することができる。 FIG. 7 is an explanatory diagram of an example of a specific method for detecting the edge of the pressurized liquid chamber. When a range including two visible light transmission regions 15 ′ indicated by X in FIG. 7A is viewed with a microscope, an image I corresponding to the two visible light transmission regions 15 ′ is obtained as shown in FIG. 7B. Detected. Since the outer edges E1 and E2 of the two images I correspond to the edges of the liquid chamber, the liquid chamber width W can be measured by measuring the distance between the edges E1 and E2 of the images.
なお、図6(a)で示す矢印は、加圧液室の圧電素子部側とは反対側の底部から可視光を照射し、圧電素子部側から透過された光を検出することで、加圧液室の圧電素子部側の底部の幅寸法を測長する場合を示している。逆に加圧液室の圧電素子部側とは反対側の底部の幅寸法を測定する場合には、加圧液室の圧電素子部側とは反対側の液室底部から可視光を照射し、同じ側から測長する。このように、加圧液室の圧電素子部側とは反対側の底部から透過光を照射するため、測長はノズル基板300を接合する前に行う。 The arrow shown in FIG. 6 (a) is applied by irradiating visible light from the bottom of the pressurized liquid chamber opposite to the piezoelectric element side and detecting the light transmitted from the piezoelectric element side. The case where the width dimension of the bottom part by the side of the piezoelectric element part of a pressurized liquid chamber is measured is shown. Conversely, when measuring the width of the bottom of the pressurized liquid chamber opposite to the piezoelectric element, the visible light is irradiated from the bottom of the liquid chamber opposite to the piezoelectric element. Measure from the same side. Thus, since the transmitted light is irradiated from the bottom of the pressurized liquid chamber opposite to the piezoelectric element portion, the length measurement is performed before the nozzle substrate 300 is bonded.
また、加圧液室断面のテーパー角が90°以外であれば、可視光入射側と測長側を次のようにすることが望ましい。
図8は、加圧液室が圧電素子部側よりも底部側の幅が狭くなるように壁面が傾斜している順テーパー形状の場合の説明図である。図8(a)に示すように、圧電素子部側の加圧液室幅W1の測長を行う場合、加圧液室の圧電素子部側から可視光を照射して同じ側から観察することが好ましい。また、図8(b)に示すように、加圧液室の底部側の幅W2の測長を行う場合、加圧液室の底部側から可視光を照射して同じ側から観察することが好ましい。
Further, when the taper angle of the cross section of the pressurized liquid chamber is other than 90 °, it is desirable to make the visible light incident side and the length measuring side as follows.
FIG. 8 is an explanatory diagram of the case where the pressurized liquid chamber has a forward tapered shape in which the wall surface is inclined so that the width on the bottom side is narrower than the piezoelectric element side. As shown in FIG. 8A, when measuring the pressure liquid chamber width W1 on the piezoelectric element side, the visible light is irradiated from the piezoelectric element side of the pressure liquid chamber and observed from the same side. Is preferred. Further, as shown in FIG. 8B, when measuring the width W2 on the bottom side of the pressurized liquid chamber, visible light is irradiated from the bottom side of the pressurized liquid chamber and observed from the same side. preferable.
図9は、加圧液室が底部側よりも圧電素子部側の幅が狭くなるように壁面が傾斜している逆テーパー形状の場合の説明図である。図9(a)に示すように、圧電素子部側の加圧液室幅W1の測長を行う場合、圧電素子部側、底部側からどちらからも可視光照射及び観察は可能であるが、底部側から可視光を照射して圧電素子部側から観察することが好ましい。図9(b)に示すように、加圧液室の底部側の幅W2の測長においては、底部側から可視光を照射して同じ側から観察することが好ましい。 FIG. 9 is an explanatory diagram of the case where the pressurized liquid chamber has an inversely tapered shape in which the wall surface is inclined so that the width on the piezoelectric element portion side is narrower than the bottom portion side. As shown in FIG. 9A, when measuring the pressure liquid chamber width W1 on the piezoelectric element side, visible light irradiation and observation can be performed from either the piezoelectric element side or the bottom side, It is preferable to observe from the piezoelectric element part side by irradiating visible light from the bottom part side. As shown in FIG. 9B, in the measurement of the width W2 on the bottom side of the pressurized liquid chamber, it is preferable to observe from the same side by irradiating visible light from the bottom side.
図5を用いて説明した製造方法の例では、加圧液室5が形成された時点ではサブフレーム基板200が接合されている。よって、サブフレーム基板200の上記可視光透過領域15´に対応する箇所は寸法測定可能に形成していおく。図10は、測定可能な構造として透孔201を形成した例の説明図である。このように測定可能な構造として透孔を形成する場合はサブフレーム基板200上に更に接合する共通液室を形成するプレートによってこれを塞ぐ。図5を用いて説明した製造方法とは異なり、サブフレーム基板200を接合する前に、加圧液室5を形成する場合(例えば、サブフレーム基板200の接合はノズル基板300の接合の前後で行う場合)には、サブフレーム基板200に寸法測定可能にするための特別の構造を要しない。 In the example of the manufacturing method described with reference to FIG. 5, the subframe substrate 200 is bonded when the pressurized liquid chamber 5 is formed. Therefore, a portion corresponding to the visible light transmission region 15 ′ of the subframe substrate 200 is formed so as to be able to measure dimensions. FIG. 10 is an explanatory diagram of an example in which a through hole 201 is formed as a measurable structure. When a through hole is formed as a measurable structure in this way, it is closed by a plate that forms a common liquid chamber that is further bonded onto the subframe substrate 200. Unlike the manufacturing method described with reference to FIG. 5, when the pressurized liquid chamber 5 is formed before the subframe substrate 200 is bonded (for example, the subframe substrate 200 is bonded before and after the nozzle substrate 300 is bonded). In the case of carrying out), the subframe substrate 200 does not require a special structure for enabling dimension measurement.
〔実施形態2〕
図11は他の実施形態に係る液体吐出ヘッドの断面図である。この実施形態に係る液体吐出ヘッドは可視光透過領域15´の材質が異なる以外は実施形態1と同じである。すなわち、実施形態1では、可視光透過領域15´が、薄いBox層SiO2単層のみであり、SiO2膜自体が圧縮応力を有するため、可視光透過領域15´は、その開口寸法によっては座屈することがある。可視光透過領域15´が座屈してしまうと最悪、可視光透過領域15´の膜が破れていしま不具合が発生し、アクチュエータ、及び液体吐出ヘッドの品質が著しく低下する。そこで、実施形態2では、このような座屈を起こさないように、可視光を透過する引張応力膜を付与することにより、座屈が生じないようし、アクチュエータの信頼性を向上させることを目的とする。
[Embodiment 2]
FIG. 11 is a cross-sectional view of a liquid ejection head according to another embodiment. The liquid ejection head according to this embodiment is the same as that of Embodiment 1 except that the material of the visible light transmission region 15 ′ is different. That is, in the first embodiment, the visible light transmission region 15 ′ is only a thin Box layer SiO 2 single layer, and the SiO 2 film itself has a compressive stress. May buckle. When the visible light transmission region 15 'is buckled, the film of the visible light transmission region 15' is broken to cause a problem, and the quality of the actuator and the liquid discharge head is remarkably deteriorated. In view of this, the second embodiment aims to prevent buckling and improve the reliability of the actuator by providing a tensile stress film that transmits visible light so as not to cause such buckling. And
実施形態2では、層間絶縁膜45を成膜する前に可視光透過引張応力膜44を成膜することにより、可視光透過領域15´の圧縮応力膜であるBox層SiO2 17上に可視光透過引張応力膜44が積層される。具体的に可視光透過引張応力膜44は、Al2O3、Si3N5、ZrO2などの引張応力を有し、且つ可視光を透過する材料を成膜する。これらの膜は、例えばスパッタ法、あるいはALD成膜法による成膜される。このように、実施形態2では、実施形態1と異なり、可視光透過領域15´が座屈する虞がすくなく、可視光透過領域が形成されるので、実施形態1の構成より更に精度よく寸法の測定が可能となる。 In the second embodiment, the visible light transmitting tensile stress film 44 is formed before the interlayer insulating film 45 is formed, so that visible light is formed on the Box layer SiO 2 17 which is a compressive stress film in the visible light transmitting region 15 ′. A transmission tensile stress film 44 is laminated. Specifically, the visible light transmitting tensile stress film 44 is formed of a material having a tensile stress such as Al 2 O 3 , Si 3 N 5 , ZrO 2, and the like that transmits visible light. These films are formed by, for example, a sputtering method or an ALD film forming method. As described above, unlike the first embodiment, the second embodiment is unlikely to buckle the visible light transmission region 15 ′, and the visible light transmission region is formed. Therefore, the dimensions can be measured with higher accuracy than the configuration of the first embodiment. Is possible.
〔実施形態3〕
図12は更に他の実施形態(実施形態3)に係る液体吐出ヘッドの断面図である。
この実施形態3は、可視光透過領域15´の構成膜を全て取り除いた構成とした。その他の点は前述の実施形態1や2と同一の構成である。これにより、加圧液室隔壁4のエッジが可視光透過領域15´に膜材料が存在せず、透過膜の影響を全く受けないため、加圧液室隔壁4の端部視認性が、実施形態1、2に比べて、最も精度良く寸法の測定が可能となる。
[Embodiment 3]
FIG. 12 is a cross-sectional view of a liquid ejection head according to still another embodiment (Embodiment 3).
In the third embodiment, all the constituent films of the visible light transmission region 15 'are removed. Other points are the same as those of the first and second embodiments. As a result, the edge of the pressurized liquid chamber partition wall 4 is not affected by the permeable membrane at all because the edge of the pressurized liquid chamber partition wall 4 does not exist in the visible light transmission region 15 ′. Compared to the first and second embodiments, the dimension can be measured with the highest accuracy.
但し、可視光透過領域に構成膜たないため、寸法測定だけの専用パターン(ダミーパターン)が前提となる。ダミーパターンには液体を供給しないので、液室の一部に膜材料が存在せずとも、液体漏れは生じない。実際には、液体吐出ヘッドとして、機能的に影響の無い領域に、この専用パターンを配置する必要がある。
また、実施形態1、2、3の何れにおいても、可視光透過用加工領域15は、図13に示すように(A)の他、(B)、(C)又は(D)に示すような箇所に設けてもよい。何れも少なくとも幅方向に関して加圧液室隔壁エッジが視認できるように設定されている。図13(A)と(D)は、加圧液室5の縦、横の寸法が測定できる構成である。また、ダミーパターンの場合は、圧電体素子2があってもなくてもよい。
However, since there is no constituent film in the visible light transmission region, a dedicated pattern (dummy pattern) only for dimension measurement is assumed. Since no liquid is supplied to the dummy pattern, liquid leakage does not occur even if there is no film material in a part of the liquid chamber. Actually, it is necessary to dispose this dedicated pattern in a region where there is no functional influence as a liquid ejection head.
In any of the first, second, and third embodiments, the visible light transmissive processing region 15 is as shown in (B), (C), or (D) in addition to (A) as shown in FIG. You may provide in a location. All are set so that the pressurized liquid chamber partition wall edge can be visually recognized at least in the width direction. FIGS. 13A and 13D show a configuration in which the vertical and horizontal dimensions of the pressurized liquid chamber 5 can be measured. In the case of a dummy pattern, the piezoelectric element 2 may or may not be present.
図14はダミーパターンの形成箇所の例を示す底面図である。
本来の加圧液室5の列の端部にダミーの液室5Aを形成し、この液室5Aに実施形態1と同様の可視光透過用加工領域15を形成した。
FIG. 14 is a bottom view showing an example of a dummy pattern formation location.
A dummy liquid chamber 5A was formed at the end of the row of the original pressurized liquid chambers 5, and a visible light transmission processing region 15 similar to that of the first embodiment was formed in the liquid chamber 5A.
図15は他のダミーパターンの形成箇所の例を示す底面図である
本来の加圧液室5の列の端部にダミーの液室5Aを形成するとともに、そのこから共通液室8が形成される長手方向の位置まで、加圧液室の幅を維持しながら室を延在させた。そして、この延在させた箇所に可視光透過用加工領域15を形成した。
FIG. 15 is a bottom view showing an example of another dummy pattern forming portion. A dummy liquid chamber 5A is formed at the end of the row of original pressurized liquid chambers 5, and a common liquid chamber 8 is formed therefrom. The chamber was extended to the position in the longitudinal direction while maintaining the width of the pressurized liquid chamber. Then, a visible light transmission processing region 15 was formed in the extended portion.
以上の各実施形態は、測長に可視光を使用する例であったが、これに限らない。要求する解像度によっては、例えば測定用に赤外光など使用することもでき、そのときは、可視光透過用加工領域は使用する測定用の光を透過できるように形成する。 Each of the above embodiments is an example using visible light for length measurement, but is not limited thereto. Depending on the required resolution, for example, infrared light or the like can be used for measurement. At that time, the visible light transmission processing region is formed so as to transmit the measurement light to be used.
〔実施形態4〕
図16は実施形態1〜4に係る液体吐出ヘッド部1を一体に備え、液体としてのインクを収容したインクカートリッジ105の斜視図である。このインクカートリッジ105は、ノズル6等を有する液体吐出ヘッド部1と、この液体吐出ヘッド部1に対してインクを供給するインクタンク105aとを一体化したものである。このようにインクタンク105aが一体型の液体吐出ヘッド1部の場合、アクチュエータ部を高精度化、高密度化、および高信頼化することで、インクカートリッジ105の歩留まりや信頼性を向上することができ、インクカートリッジ105の低コスト化を図ることができる。
[Embodiment 4]
FIG. 16 is a perspective view of an ink cartridge 105 that is integrally provided with the liquid ejection head unit 1 according to the first to fourth embodiments and contains ink as a liquid. The ink cartridge 105 is obtained by integrating a liquid discharge head unit 1 having nozzles 6 and the like, and an ink tank 105 a that supplies ink to the liquid discharge head unit 1. As described above, when the ink tank 105a is a single liquid discharge head, the yield and reliability of the ink cartridge 105 can be improved by increasing the accuracy, density, and reliability of the actuator unit. Thus, the cost of the ink cartridge 105 can be reduced.
〔実施形態5〕
次に、本実施形態1〜4に係る液体吐出ヘッド部1を備えた液体を吐出する装置であるインクジェット記録装置の一例について説明する。
図17は、実施形態に係るインクジェット記録装置の一例を示す斜視図であり、図18は、図17のインクジェット記録装置の機構部の一例を示す側面図である。
本実施形態のインクジェット記録装置は、記録装置本体91の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、キャリッジに搭載した上記液体吐出ヘッド部1を有する液体吐出ヘッド(記録ヘッド)104、液体吐出ヘッド104へインクを供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部92等を収納している。
[Embodiment 5]
Next, an example of an ink jet recording apparatus that is an apparatus for ejecting a liquid that includes the liquid ejection head unit 1 according to the first to fourth embodiments will be described.
FIG. 17 is a perspective view illustrating an example of the ink jet recording apparatus according to the embodiment, and FIG. 18 is a side view illustrating an example of a mechanism unit of the ink jet recording apparatus of FIG.
The ink jet recording apparatus of the present embodiment includes a carriage that can move in the main scanning direction inside a recording apparatus main body 91, a liquid discharge head (recording head) 104 that has the liquid discharge head unit 1 mounted on the carriage, and a liquid discharge head 104. A printing mechanism 92 including an ink cartridge for supplying ink to the printer is housed.
記録装置本体91の下方部には前方側から多数枚の用紙93を積載可能な給紙カセット(或いは給紙トレイでもよい。)94を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙93を手差しで給紙するための手差しトレイ95を開倒することができる。そして、給紙カセット94或いは手差しトレイ95から給送される用紙93を取り込み、印字機構部92によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ96に排紙する。 A sheet feeding cassette (or a sheet feeding tray) 94 on which a large number of sheets 93 can be stacked from the front side can be removably mounted on the lower part of the recording apparatus main body 91, and the sheets 93 can be manually inserted. The manual feed tray 95 for feeding paper can be turned over. Then, the paper 93 fed from the paper feed cassette 94 or the manual feed tray 95 is taken in, and after a required image is recorded by the printing mechanism unit 92, the paper is discharged onto a paper discharge tray 96 mounted on the rear side.
印字機構部92は、左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド101と従ガイドロッド102とでキャリッジ103を主走査方向に摺動自在に保持している。キャリッジ103にはイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を吐出する液体吐出ヘッド(記録ヘッド)104を複数のインク吐出口(ノズル)を主走査方向と交差する方向に配列している。そして、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。また、キャリッジ103には液体吐出ヘッド104に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ105を交換可能に装着している。 The printing mechanism 92 holds the carriage 103 slidably in the main scanning direction by a main guide rod 101 and a sub guide rod 102 which are guide members horizontally mounted on the left and right side plates. The carriage 103 includes a liquid discharge head (recording head) 104 that discharges ink droplets of each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk) as a plurality of ink discharge ports (nozzles). They are arranged in a direction crossing the scanning direction. The ink droplet is ejected in the downward direction. Further, each ink cartridge 105 for supplying ink of each color to the liquid ejection head 104 is replaceably mounted on the carriage 103.
インクカートリッジ105は、上方に大気と連通する大気口、下方には液体吐出ヘッド104へインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有している。そして、多孔質体の毛管力により液体吐出ヘッド104へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、液体吐出ヘッドとしてここでは各色の液体吐出ヘッド104を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する1個の液体吐出ヘッドでもよい。 The ink cartridge 105 has an atmosphere port communicating with the atmosphere above, a supply port for supplying ink to the liquid ejection head 104 below, and a porous body filled with ink inside. The ink supplied to the liquid ejection head 104 is maintained at a slight negative pressure by the capillary force of the porous body. Further, although the liquid discharge heads 104 of the respective colors are used here as the liquid discharge heads, one liquid discharge head having nozzles for discharging ink droplets of the respective colors may be used.
ここで、キャリッジ103は、後方側(用紙搬送方向下流側)を主ガイドロッド101に摺動自在に嵌装し、前方側(用紙搬送方向上流側)を従ガイドロッド102に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ103を主走査方向に移動走査するため、主走査モーター107で回転駆動される駆動プーリ108と従動プーリ109との間にタイミングベルト110を張装している。このタイミングベルト110をキャリッジ103に固定しており、主走査モーター107の正逆回転によりキャリッジ103が往復駆動される。 Here, the carriage 103 is slidably fitted to the main guide rod 101 on the rear side (downstream side in the paper conveyance direction), and slidably mounted on the secondary guide rod 102 on the front side (upstream side in the paper conveyance direction). It is location. In order to move and scan the carriage 103 in the main scanning direction, a timing belt 110 is stretched between a driving pulley 108 and a driven pulley 109 that are rotationally driven by a main scanning motor 107. The timing belt 110 is fixed to the carriage 103, and the carriage 103 is reciprocated by forward and reverse rotation of the main scanning motor 107.
次に、給紙カセット94にセットした用紙93を液体吐出ヘッド104の下方側に搬送する機構について説明する。まず、給紙カセット94から用紙93を分離給装する給紙ローラ111及びフリクションパッド112と、用紙93を案内するガイド部材113と、給紙された用紙93を反転させて搬送する搬送ローラ114を有している。そして、この搬送ローラ114の周面に押し付けられる搬送コロ115及び搬送ローラ114からの用紙93の送り出し角度を規定する先端コロ116と、を設けている。搬送ローラ114は、副走査モーター117によってギヤ列を介して回転駆動される。 Next, a mechanism for conveying the sheet 93 set in the sheet feeding cassette 94 to the lower side of the liquid discharge head 104 will be described. First, a sheet feeding roller 111 and a friction pad 112 for separating and feeding the sheet 93 from the sheet feeding cassette 94, a guide member 113 for guiding the sheet 93, and a conveying roller 114 for inverting and feeding the fed sheet 93 are provided. Have. A conveyance roller 115 pressed against the peripheral surface of the conveyance roller 114 and a leading end roller 116 for defining a feeding angle of the sheet 93 from the conveyance roller 114 are provided. The transport roller 114 is rotationally driven by a sub-scanning motor 117 via a gear train.
キャリッジ103の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ114から送り出された用紙93を液体吐出ヘッド104の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材119を設けている。この印写受け部材119の用紙搬送方向下流側には、用紙93を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ121、拍車122を設けている。さらに用紙93を排紙トレイ96に送り出す排紙ローラ123及び拍車124と、排紙経路を形成するガイド部材125、126とを配設している。 A printing receiving member 119 is provided as a paper guide member that guides the paper 93 fed from the transport roller 114 on the lower side of the liquid ejection head 104 in accordance with the movement range of the carriage 103 in the main scanning direction. On the downstream side of the printing receiving member 119 in the paper conveyance direction, a conveyance roller 121 and a spur 122 that are rotationally driven to send the paper 93 in the paper discharge direction are provided. Further, a discharge roller 123 and a spur 124 for feeding the sheet 93 to the discharge tray 96, and guide members 125 and 126 for forming a discharge path are provided.
記録時には、キャリッジ103を移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド104を駆動することにより、停止している用紙93にインクを吐出して1行分を記録し、用紙93を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙93の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙93を排紙する。 During recording, the liquid ejection head 104 is driven according to the image signal while moving the carriage 103 to eject ink onto the stopped sheet 93 to record one line, and after the sheet 93 is conveyed by a predetermined amount Record the next line. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the sheet 93 has reached the recording area, the recording operation is terminated and the sheet 93 is discharged.
また、キャリッジ103の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、液体吐出ヘッド104の吐出不良を回復するための回復装置127を配置している。回復装置127は、キャップング手段と吸引手段とクリーニング手段とを有している。キャリッジ103は印字待機中には、この回復装置127側に移動されてキャッピング手段で液体吐出ヘッド104をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。 In addition, a recovery device 127 for recovering the ejection failure of the liquid ejection head 104 is disposed at a position outside the recording area on the right end side in the movement direction of the carriage 103. The recovery device 127 includes a capping unit, a suction unit, and a cleaning unit. While waiting for printing, the carriage 103 is moved to the recovery device 127 side and the liquid ejection head 104 is capped by the capping unit, and the ejection port portion is kept in a wet state to prevent ejection failure due to ink drying. Further, by ejecting ink that is not related to recording during recording or the like, the ink viscosity of all the ejection ports is made constant and stable ejection performance is maintained.
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で液体吐出ヘッド104の吐出口(ノズル)を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出す。これにより、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。 When a discharge failure occurs, the discharge port (nozzle) of the liquid discharge head 104 is sealed by the capping unit, and bubbles and the like are sucked from the discharge port through the tube by the suction unit. As a result, the ink, dust, etc. adhering to the ejection port surface are removed by the cleaning means, and the ejection failure is recovered. The sucked ink is discharged to a waste ink reservoir installed at the lower part of the main body, and is absorbed and held by an ink absorber inside the waste ink reservoir.
本実施形態のインクジェット記録装置においては、前述の実施形態1〜3の何れかの液体吐出ヘッド部1を有する液体吐出ヘッド104を備えている。このため、液体吐出ヘッド104の電気機械変換素子はインク吐出特性を良好に保持でき、安定したインク吐出を行うことが可能になる。 The ink jet recording apparatus according to the present embodiment includes the liquid discharge head 104 having the liquid discharge head unit 1 according to any one of the first to third embodiments. For this reason, the electromechanical conversion element of the liquid discharge head 104 can maintain good ink discharge characteristics and can perform stable ink discharge.
本明細書において、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。 In this specification, “an apparatus that discharges liquid” is an apparatus that includes a liquid discharge head or a liquid discharge unit and drives the liquid discharge head to discharge liquid. The apparatus for ejecting liquid includes not only an apparatus capable of ejecting liquid to an object to which liquid can adhere, but also an apparatus for ejecting liquid toward the air or liquid.
この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。 This “apparatus for discharging liquid” may include means for feeding, transporting, and discharging a liquid to which liquid can adhere, as well as a pre-processing apparatus and a post-processing apparatus.
例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物(三次元造形物)を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置(三次元造形装置)がある。パターニング加工にあたってパターニング用の液体レジストを吐出する装置もある。 For example, as a “liquid ejecting device”, an image forming device that forms an image on paper by ejecting ink, a powder is formed in layers to form a three-dimensional model (three-dimensional model) There is a three-dimensional modeling apparatus (three-dimensional modeling apparatus) that discharges a modeling liquid onto the powder layer. There is also an apparatus for discharging a liquid resist for patterning during patterning.
また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。 Further, the “apparatus for ejecting liquid” is not limited to an apparatus in which significant images such as characters and figures are visualized by the ejected liquid. For example, what forms a pattern etc. which does not have a meaning in itself, and what forms a three-dimensional image are also included.
前記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層(粉末層)、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。 The above-mentioned “thing to which liquid can adhere” means that liquid can adhere at least temporarily, and adheres and adheres, or adheres and penetrates. Specific examples include recording media such as paper, recording paper, recording paper, film, and cloth, electronic parts such as electronic substrates and piezoelectric elements, powder layers (powder layers), organ models, and test cells. Yes, unless specifically limited, includes everything that the liquid adheres to.
前記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス、壁紙や床材などの建材、衣料用のテキスタイルなど液体が一時的でも付着可能であればよい。 As the material of the above-mentioned “material to which liquid can adhere”, liquid such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, building materials such as wallpaper and flooring, textiles for clothing, etc. However, it only needs to be attached.
また、「液体」は、液体吐出ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が30[mPa・s]以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、DNA、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどである。これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、3次元造形用材料液等の用途で用いることができる。具体的には、「液体」は、インク、処理液、DNA試料、レジスト、パターン材料、結着剤、造形液、又は、アミノ酸、たんぱく質、カルシウムを含む溶液及び分散液なども含まれる。 The “liquid” is not particularly limited as long as it has a viscosity and surface tension that can be discharged from the liquid discharge head, but the viscosity is 30 [mPa · s] at room temperature, normal pressure, or by heating and cooling. The following is preferable. More specifically, solvents such as water and organic solvents, colorants such as dyes and pigments, functional materials such as polymerizable compounds, resins, and surfactants, and biocompatible materials such as DNA, amino acids, proteins, and calcium. And edible materials such as natural pigments, solutions, suspensions, emulsions and the like. These can be used, for example, in applications such as inkjet inks, surface treatment liquids, components for electronic elements and light emitting elements, liquids for forming electronic circuit resist patterns, and three-dimensional modeling material liquids. Specifically, the “liquid” includes inks, processing liquids, DNA samples, resists, pattern materials, binders, modeling liquids, solutions and dispersions containing amino acids, proteins, and calcium.
また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。 In addition, the “device for ejecting liquid” includes a device in which the liquid ejection head and the device to which the liquid can adhere move relatively, but is not limited thereto. Specific examples include a serial type apparatus that moves the liquid discharge head, a line type apparatus that does not move the liquid discharge head, and the like.
また、「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液をノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。 In addition to the “device for discharging liquid”, a processing liquid coating apparatus for discharging a processing liquid onto a sheet for applying a processing liquid to the surface of the sheet for the purpose of modifying the surface of the sheet, or a raw material There is an injection granulator for granulating raw material fine particles by spraying a composition liquid dispersed in a solution through a nozzle.
「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。 A “liquid ejection unit” is a unit in which functional parts and mechanisms are integrated with a liquid ejection head, and is an assembly of parts related to liquid ejection. For example, the “liquid discharge unit” includes a combination of at least one of a head tank, a carriage, a supply mechanism, a maintenance / recovery mechanism, and a main scanning movement mechanism with a liquid discharge head.
ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。 Here, the term “integrated” refers to, for example, a liquid discharge head, a functional component, and a mechanism that are fixed to each other by fastening, adhesion, engagement, etc., and one that is held movably with respect to the other. Including. Further, the liquid discharge head, the functional component, and the mechanism may be configured to be detachable from each other.
例えば、液体吐出ユニットとして、図19に示すように、液体吐出ヘッド104とヘッドタンク441が一体化されている液体吐出ユニット440がある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッド104とヘッドタンク441が一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンク441と液体吐出ヘッド104との間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。 For example, as a liquid discharge unit, there is a liquid discharge unit 440 in which a liquid discharge head 104 and a head tank 441 are integrated as shown in FIG. In some cases, the liquid discharge head 104 and the head tank 441 are integrated by being connected to each other by a tube or the like. Here, a unit including a filter may be added between the head tank 441 and the liquid discharge head 104 of these liquid discharge units.
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。 In addition, there is a liquid discharge unit in which a liquid discharge head and a carriage are integrated.
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、図20で示したように、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッド104とキャリッジ103と主走査移動機構107〜109が一体化されているものがある。 In addition, there is a liquid discharge unit in which the liquid discharge head and the scanning movement mechanism are integrated by holding the liquid discharge head movably on a guide member that constitutes a part of the scanning movement mechanism. Further, as shown in FIG. 20, there is a liquid discharge unit in which the liquid discharge head 104, the carriage 103, and the main scanning movement mechanisms 107 to 109 are integrated.
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。 Also, there is a liquid discharge unit in which a cap member that is a part of the maintenance / recovery mechanism is fixed to a carriage to which the liquid discharge head is attached, and the liquid discharge head, the carriage, and the maintenance / recovery mechanism are integrated. .
また、液体吐出ユニットとして、図21で示したように、ヘッドタンク若しくは流路部品444が取付けられた液体吐出ヘッド104にチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。 As the liquid discharge unit, as shown in FIG. 21, a tube is connected to the liquid discharge head 104 to which a head tank or a flow path component 444 is attached, and the liquid discharge head and the supply mechanism are integrated. There is.
主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものとする。 The main scanning movement mechanism includes a guide member alone. The supply mechanism includes a single tube and a single loading unit.
また、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。 In addition, the terms “image formation”, “recording”, “printing”, “printing”, “printing”, “modeling” and the like in the terms of the present application are all synonymous.
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様1)
基板内に形成された加圧液室5等の空間の一つの内壁面を構成する振動板3等の板状部分を有するアクチュエータ基板100等のアクチュエータにおいて、前記板状部分は特定波長の光を通さない材料と特定波長の光を透過する材料とを含んでおり、この板状部分における前記空間の周縁のうちの少なくとも二箇所に対応する部分は、例えば幅方向の両端部に前記特定波長の光を透過する材料で構成されていることを特徴とする。これによれば、上記実施形態について説明したように、測長したい空間端部の透過領域を透過し得る特定波長の光を用いて、上記二箇所に位置する前記空間の周縁の位置を確認して、上記二箇所に位置する周縁間の距離を正確に測長できる。
What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
(Aspect 1)
In an actuator such as the actuator substrate 100 having a plate-like portion such as the vibration plate 3 constituting one inner wall surface of the space such as the pressurized liquid chamber 5 formed in the substrate, the plate-like portion emits light of a specific wavelength. A portion that corresponds to at least two of the peripheral edges of the space in the plate-shaped portion, for example, at both ends in the width direction. It is made of a material that transmits light. According to this, as described in the above embodiment, the position of the peripheral edge of the space located at the two locations is confirmed using light of a specific wavelength that can be transmitted through the transmission region at the end of the space to be measured. Thus, the distance between the peripheral edges located at the two locations can be measured accurately.
(態様2)
上記態様1において、ノズル6と、該ノズルに連通する前記空間としての加圧液室5と、該加圧液室の内壁面の一部を構成する前記板状部分としての振動板3と、該振動板の前記加圧液室側とは反対側に設けられた圧電体素子2等の電気機械変換素子とを有し、前記電気機械変換素子における前記二箇所に対応する箇所には前記電気機械変換素子の電極が設けられていない。これによれば、加圧液室の加工寸法を精度良く測長できるので良好な液吐出性能を保証できる。
(Aspect 2)
In the first aspect, the nozzle 6, the pressurized liquid chamber 5 serving as the space communicating with the nozzle, the diaphragm 3 serving as the plate-like portion constituting a part of the inner wall surface of the pressurized liquid chamber, An electromechanical conversion element such as a piezoelectric element 2 provided on the opposite side of the diaphragm to the pressurized liquid chamber side, and the electromechanical conversion element has the electromechanical conversion element at a location corresponding to the two locations. The electrode of the mechanical conversion element is not provided. According to this, since the processing dimension of the pressurized liquid chamber can be measured with high accuracy, good liquid discharge performance can be guaranteed.
(態様3)
上記態様2のアクチュエータにおいて、前記振動板はSi層とSiO2層とを有し、前記二箇所に対応する箇所はSiO2層で構成されている。よって、加圧液室内の液体が透過することがなく、液体吐出機能を良好に発揮できる。
(Aspect 3)
In the actuator according to aspect 2, the diaphragm includes a Si layer and a SiO 2 layer, and portions corresponding to the two portions are formed of a SiO 2 layer. Therefore, the liquid in the pressurized liquid chamber does not permeate and the liquid discharge function can be satisfactorily exhibited.
(態様4)
前記二箇所に対応する箇所を構成しているSiO2層には、前記特定波長の光を透過する引張応力膜を具備する。これによれば、この領域が座屈せず、信頼性の高いアクチュエータを得ることができる。
(Aspect 4)
The SiO 2 layer constituting the locations corresponding to the two locations includes a tensile stress film that transmits the light of the specific wavelength. According to this, this region does not buckle, and a highly reliable actuator can be obtained.
(態様5)
態様4のアクチュエータにおいて、前記引張応力膜は、Al2O3、Si3N5、および、ZrO2の何れかからなる膜、あるいは、それぞれ何れかからなる膜が二層以上積層された膜である。これによれば、比較的安価な材料を適用することにより、コストを押さえつつ、信頼性の高いアクチュエータを実現できる。
(Aspect 5)
In the actuator according to aspect 4, the tensile stress film is a film made of any one of Al 2 O 3 , Si 3 N 5 , and ZrO 2 , or a film in which two or more films made of any one of them are laminated. is there. According to this, by applying a relatively inexpensive material, a highly reliable actuator can be realized while suppressing costs.
(態様6)
態様1乃至5のいずれか一に記載のアクチュエータにおいて、前記アクチュエータが形成された基板上には、前記板状部分の変形を許容する空隙部が形成された空隙部形成基板が接合されており、前記空隙部形成基板における前記二箇所に対応する箇所にはそれぞれ貫通孔が形成されている。
(Aspect 6)
In the actuator according to any one of Aspects 1 to 5, a gap forming substrate in which a gap allowing deformation of the plate-like portion is bonded to the substrate on which the actuator is formed, Through holes are respectively formed at locations corresponding to the two locations on the gap forming substrate.
(態様7)
ノズルから吐出する液体が供給される加圧液室が形成された基板と、該加圧液室の一つの内壁面を構成する振動板とを有するアクチュエータにおいて、
前記基板には、前記液体が供給されないダミー室が形成されており、該ダミー室の幅は前記加圧液室の幅と同じ寸法であり、前記ダミー室には、少なくとも幅方向における周縁の二箇所には壁面が無いことを特徴とする。
(Aspect 7)
In an actuator having a substrate on which a pressurized liquid chamber to which liquid ejected from a nozzle is supplied is formed, and a vibration plate constituting one inner wall surface of the pressurized liquid chamber,
A dummy chamber to which the liquid is not supplied is formed on the substrate, and the width of the dummy chamber is the same as the width of the pressurized liquid chamber. The dummy chamber has at least two peripheral edges in the width direction. There is no wall surface in the place.
(態様8)
態様1乃至7のいずれか一に記載のアクチュエータにより液体を吐出させる液体吐出ヘッドである。これによれば、吐出の性能を安定させることができる。
(Aspect 8)
A liquid discharge head that discharges liquid by the actuator according to any one of aspects 1 to 7. According to this, the discharge performance can be stabilized.
(態様9)
態様8に記載の液体吐出ヘッドを備えている液体吐出ユニットである。これによれば、吐出の性能を安定させることができる。
(Aspect 9)
A liquid discharge unit comprising the liquid discharge head according to aspect 8. According to this, the discharge performance can be stabilized.
(態様10)
態様9に記載の液体吐出ユニットにおいて、前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留するヘッドタンク、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジ、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する供給機構、前記液体吐出ヘッドの維持回復を行う維持回復機構、前記液体吐出ヘッドを主走査方向に移動させる主走査移動機構のうちの少なくとも1つと、前記液体吐出ヘッドとを一体化した。これによれば、吐出の性能を安定させることができる。
(Aspect 10)
The liquid discharge unit according to aspect 9, wherein a head tank that stores liquid to be supplied to the liquid discharge head, a carriage on which the liquid discharge head is mounted, a supply mechanism that supplies liquid to the liquid discharge head, and the liquid discharge head At least one of a maintenance / recovery mechanism that performs maintenance / recovery, a main scanning movement mechanism that moves the liquid ejection head in the main scanning direction, and the liquid ejection head are integrated. According to this, the discharge performance can be stabilized.
(態様11)
態様8に記載の液体吐出ヘッド、又は、態様9若しくは10に記載の液体吐出ユニットを備えている液体を吐出する装置である。これによれば、吐出の性能を安定させることができる。
(Aspect 11)
An apparatus for discharging a liquid, comprising the liquid discharge head according to aspect 8 or the liquid discharge unit according to aspect 9 or 10. According to this, the discharge performance can be stabilized.
1 :液体吐出ヘッド
2 :圧電体素子
3 :振動板
4 :加圧液室隔壁
5 :加圧液室
6 :ノズル孔
7 :流体抵抗部
8 :共通液室
9 :共通液体供給路
10 :共通電極
11 :個別電極
12 :圧電体
15 :可視光透過用加工領域
15´ :可視光透過領域
44 :可視光透過引張応力膜
45 :層間絶縁膜
48 :接合部
50 :パッシベーション膜
66 :液体供給口
67 :空隙部
68 :アクチュエータ部
70 :アクチュエータ基板
80 :サブフレーム基板
90 :ノズル基板
91 :記録装置本体
92 :印字機構部
93 :用紙
94 :給紙カセット
95 :手差しトレイ
96 :排紙トレイ
100 :アクチュエータ基板
101 :主ガイドロッド
102 :従ガイドロッド
103 :キャリッジ
104 :液体吐出ヘッド(記録ヘッド)
105 :インクカートリッジ
107 :主走査モーター(主走査移動機構)
108 :駆動プーリ(主走査移動機構)
109 :従動プーリ(主走査移動機構)
110 :タイミングベルト
111 :給紙ローラ
112 :フリクションパッド
113 :ガイド部材
114 :搬送ローラ
115 :搬送コロ
116 :先端コロ
117 :副走査モーター
119 :印写受け部材
121 :搬送コロ
122 :拍車
123 :排紙ローラ
124 :拍車
125 :ガイド部材
126 :ガイド部材
127 :回復装置
200 :サブフレーム基板
300 :ノズル基板
440 :液体吐出ユニット
441 :ヘッドタンク
444 :流路部品
1: Liquid ejection head 2: Piezoelectric element 3: Diaphragm 4: Pressurized liquid chamber partition wall 5: Pressurized liquid chamber 6: Nozzle hole 7: Fluid resistance portion 8: Common liquid chamber 9: Common liquid supply path 10: Common Electrode 11: Individual electrode 12: Piezoelectric body 15: Visible light transmitting region 15 ': Visible light transmitting region 44: Visible light transmitting tensile stress film 45: Interlayer insulating film 48: Junction 50: Passivation film 66: Liquid supply port 67: gap portion 68: actuator portion 70: actuator substrate 80: subframe substrate 90: nozzle substrate 91: recording apparatus main body 92: printing mechanism portion 93: paper 94: paper feed cassette 95: manual feed tray 96: paper discharge tray 100: Actuator substrate 101: Main guide rod 102: Sub guide rod 103: Carriage 104: Liquid ejection head (recording head)
105: Ink cartridge 107: Main scanning motor (main scanning movement mechanism)
108: Drive pulley (main scanning movement mechanism)
109: driven pulley (main scanning movement mechanism)
110: Timing belt 111: Feeding roller 112: Friction pad 113: Guide member 114: Conveying roller 115: Conveying roller 116: Front end roller 117: Sub-scanning motor 119: Printing receiving member 121: Conveying roller 122: Spur 123: Exhaust Paper roller 124: Spur 125: Guide member 126: Guide member 127: Recovery device 200: Subframe substrate 300: Nozzle substrate 440: Liquid discharge unit 441: Head tank 444: Flow path component
Claims (11)
前記板状部分は特定波長の光を通さない材料と特定波長の光を透過する材料とを含んでおり、
この板状部分における前記空間の周縁のうちの少なくとも二箇所に対応する部分は前記特定波長の光を透過する材料で構成されていることを特徴とするアクチュエータ。 In an actuator having a plate-like portion constituting one inner wall surface of a space formed in a substrate,
The plate-like portion includes a material that does not transmit light of a specific wavelength and a material that transmits light of a specific wavelength,
The actuator is characterized in that portions corresponding to at least two of the peripheral edges of the space in the plate-like portion are made of a material that transmits light of the specific wavelength.
ノズルと、該ノズルに連通する前記空間としての加圧液室と、該加圧液室の内壁面の一部を構成する前記板状部分としての振動板と、該振動板の前記加圧液室側とは反対側に設けられた電気機械変換素子とを有し、前記電気機械変換素子における前記二箇所に対応する箇所には前記電気機械変換素子の電極が設けられていないことを特徴するアクチュエータ。 The actuator of claim 1.
A nozzle, a pressurized liquid chamber serving as the space communicating with the nozzle, a diaphragm as the plate-like portion constituting a part of an inner wall surface of the pressurized liquid chamber, and the pressurized liquid of the diaphragm An electromechanical conversion element provided on a side opposite to the chamber side, and an electrode of the electromechanical conversion element is not provided at a position corresponding to the two positions in the electromechanical conversion element. Actuator.
前記振動板はSi層とSiO2層とを有し、
前記二箇所に対応する箇所はSiO2層で構成されていることを特徴とするアクチュエータ。 The actuator of claim 2,
The diaphragm has a Si layer and a SiO 2 layer,
The actuator is characterized in that a part corresponding to the two parts is composed of a SiO 2 layer.
前記二箇所に対応する箇所を構成しているSiO2層には、前記特定波長の光を透過する引張応力膜を具備することを特徴とするアクチュエータ。 The actuator of claim 3,
The actuator characterized in that the SiO 2 layer constituting the portions corresponding to the two locations is provided with a tensile stress film that transmits the light of the specific wavelength.
前記引張応力膜は、Al2O3、Si3N5、および、ZrO2の何れかからなる膜、あるいは、それぞれ何れかからなる膜が二層以上積層された膜であることを特徴とするアクチュエータ。 The actuator of claim 4,
The tensile stress film is a film made of any one of Al 2 O 3 , Si 3 N 5 , and ZrO 2 , or a film formed by laminating two or more layers each made of any one of the above. Actuator.
前記アクチュエータが形成された基板上には、前記板状部分の変形を許容する空隙部が形成された空隙部形成基板が接合されており、前記空隙部形成基板における前記二箇所に対応する箇所にはそれぞれ貫通孔が形成されていることを特徴とするアクチュエータ。 The actuator according to any one of claims 1 to 5,
On the substrate on which the actuator is formed, a void portion forming substrate in which a void portion that allows deformation of the plate-like portion is formed is joined, and at the locations corresponding to the two locations on the void portion forming substrate. Are actuators each having a through hole.
前記基板には、前記液体が供給されないダミー室が形成されており、該ダミー室の幅は前記加圧液室の幅と同じ寸法であり、
前記ダミー室には、少なくとも幅方向における周縁の二箇所には壁面が無いことを特徴とするアクチュエータ。 In an actuator having a substrate on which a pressurized liquid chamber to which liquid ejected from a nozzle is supplied is formed, and a vibration plate constituting one inner wall surface of the pressurized liquid chamber,
In the substrate, a dummy chamber to which the liquid is not supplied is formed, and the width of the dummy chamber is the same as the width of the pressurized liquid chamber,
2. The actuator according to claim 1, wherein the dummy chamber has no wall surface at least at two peripheral edges.
前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留するヘッドタンク、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジ、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する供給機構、前記液体吐出ヘッドの維持回復を行う維持回復機構、前記液体吐出ヘッドを主走査方向に移動させる主走査移動機構のうちの少なくとも1つと、前記液体吐出ヘッドとを一体化したことを特徴とする液体吐出ユニット。 The liquid discharge unit according to claim 9, wherein
A head tank for storing liquid to be supplied to the liquid discharge head, a carriage on which the liquid discharge head is mounted, a supply mechanism for supplying liquid to the liquid discharge head, a maintenance / recovery mechanism for maintaining and recovering the liquid discharge head, and the liquid A liquid ejection unit, wherein at least one of a main scanning movement mechanism for moving the ejection head in the main scanning direction and the liquid ejection head are integrated.
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