CN104691104A - 液体喷射头以及液体喷射装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液体喷射头以及液体喷射装置，该液体喷射头具有压电振子，并能够提高压电振子的位移量且使用该压电振子而提高喷出特性。振动板(25)具有：针对于每个压力室(28)而设置的有效位移部(隔膜部(33))；岛部(35)，其被设置于该有效位移部中与压力室相反的一侧，且与所述压电振子(20)的一端部接合，压电振子具有电极(39、40)与压电体(41)交替地被层叠的层叠构造，该压电振子的所述层叠方向上的一侧的端部的层为外部电极(42、43)，而该方向上的另一侧的端部的层为压电体(41s)，以相对于有效位移部而偏向层叠方向上的另一侧的方式配置压电振子。

Description

液体喷射头以及液体喷射装置

技术领域

本发明涉及一种喷墨式记录头等液体喷射头以及液体喷射装置，尤其涉及一种通过利用压电振子而使划分压力室的一部分的隔膜部发生位移，从而从喷嘴喷射液体的液体喷射头以及液体喷射装置。

背景技术

液体喷射装置为，具有能够将液体以液滴的形式喷射的液体喷射头，且从该液体喷射头喷射各种液体的装置。作为该液体喷射装置的代表性的装置，例如可以列举出具有喷墨式记录头(以下，称为记录头)，并使液体状的油墨以油墨滴的形式从该记录头喷射从而实施记录的喷墨式记录装置(打印机)等图像记录装置。另外，在这几年，并不局限于该图像记录装置，还应用于显示器制造装置等各种制造装置中。

在现有的喷墨式记录头(以下，简称为记录头)中存在采用了如下结构的记录头，即，具有：振子单元，其以将多个压电振子接合于固定板的方式而具有多个压电振子；树脂制的壳体，其形成有能够对该振子单元进行收纳的收容空间部；流道单元，其与该壳体顶端部相接合(例如，参照专利文献1或专利文献2)。此外，通过利用压电振子而使划分流道单元中的压力室的一部分的振动板发生位移，从而使压力室的容积发生变动，由此使压力室内的油墨产生压力变动，进而从喷嘴喷射油墨。

上述的压电振子通过将在压电体层上形成了电极的结构层叠多层而被形成的。被形成在压电体层之间的电极作为内部电极(独立内部电极、共用内部电极)而发挥功能。另外，在压电振子的外表面上通过阴极真空喷镀法等而形成有与内部电极导通的外部电极(独立外部电极、共用外部电极)。此外，当来自打印机主体侧的驱动信号经由布线部件而被施加于外部电极上时，在被夹持在内部电极彼此之间或外部电极与内部电极之间的压电体层(活性部)上赋予有电场，通过该压电体层发生变形从而压电振子进行伸缩。

另外，振动板具有隔膜部，该隔膜部由对压力室的开口面进行密封的挠性薄膜和被设置于该挠性薄膜上的岛部构成。岛部为与压电振子的顶端部相接合的部分，通常由被形成为大致长方体状的金属制的块构成。该岛部的周围的挠性薄膜作为弹性膜部而发挥功能。此外，当压电振子进行伸缩位移时，随此，岛部将向离开压力室的一侧进行位移，或者岛部将向接近压力室内的一侧进行位移，从而压力室的容积将发生变动。采用如下结构，即，通过该压力室的容积的变动而使压力室内的油墨产生压力变动，利用该压力变动而从喷嘴喷射油墨。此外，上述的专利文献1中公开了如下的结构，即，为了抑制由于被接合在压电体层与电极的层叠方向上的单侧的面的基端侧上的固定板约束压电振子的位移而产生的不良现象，具体而言，为了抑制上述层叠方向上的固定板侧的相反侧的部分与固定板侧相比大幅位移(特别是在收缩时大幅收缩)的情况，而抑制固定板侧的相反侧的位移的结构。另外，在上述专利文献2中公开了如下的结构，即，抑制因与振动板的岛部相接合的压电振子驱动而产生的弹性膜(薄壁部)的疲劳损坏以及气穴现象的结构。

在这些压电振子中，在压电体层与电极的层叠方向上的两侧的面上分别形成有外部电极。另一方面，这些压电振子中，位于压电体层与电极的层叠方向上的两侧的压电体层的厚度与位于层叠方向之间的压电体层的厚度相比，在各个压电振子之间偏差较大，另外，即便在同一压电振子的一端侧与另一端侧之间，偏差也较大。该厚度的偏差表现为该部位的压电振子的有效的位移量的偏差，会给油墨的喷出特性造成负面影响。

因此，也存在在层叠方向上的两侧的面上均不形成外部电极的压电振子。由于该压电振子不对位于层叠方向上的两侧的压电体层分别赋予电场，从而该部位不会有效地发生位移，因此厚度的偏差不易表现为该部位的位移量的偏差，从而给油墨的喷出特性造成的影响较少。但是，另一方面，由于不有效地进行位移的非活性部增加，因此作为压电振子，位移量降低。

此外，这样的问题不只在搭载有喷射油墨的喷墨式记录头的喷墨式记录装置中存在，在搭载有喷射油墨以外的液体的其他液体喷射头的液体喷射装置中也同样存在。

专利文献1：日本特开2001-347660号公报

专利文献2：日本特开平06-320725号公报

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种能够提高压电振子的位移量并且使用该压电振子而提高喷出特性的液体喷射头以及液体喷射装置。

本发明的液体喷射头是为了实现上述目的而被提出的，其特征在于，具有：与喷嘴连通的压力室、划分该压力室的一部分的振动板以及使该振动板发生位移的压电振子，所述振动板具有有效位移部，所述有效位移部为根据压电振子的位移而进行位移的区域，并且针对于每个压力室而被设置，所述压电振子具有电极与压电体交替地被层叠的层叠构造，该层叠构造中的层叠方向上的一侧的端部的层为电极，而该方向上的另一侧的端部的层为压电，以相对于所述有效位移部而偏向所述层叠方向上的另一侧的方式配置所述压电振子。

根据上述结构，通过采用在层叠构造中的层叠方向上的一侧的端部的层上形成有电极，而在该方向上的另一侧的端部的层上未形成电极的结构，从而能够使一侧的端部的层的位移量增大，并且能够使该位移量必定大于另一侧的端部的层的位移量。与在两侧的端部的层上分别形成有电极的结构相比，在各个压电振子之间，并且在同一压电振子的一端侧与另一端侧之间，均始终保持从另一侧的端部的层至一侧的端部的层的位移量的大小关系，即从另一侧的端部的层至一侧的端部的层位移量增大的关系。此外，通过以相对于有效位移部而偏向层叠方向上的另一侧的方式配置压电振子，从而能够在压电振子驱动时使从有效位移部中的层叠方向上的中心到两侧的各区域尽量均等地发生位移。其结果为，能够使压电振子驱动时的位移更有效地转换为压力变动。而且，由于能够通过压电振子的驱动而使压力室的容积高效且稳定地发生变动，因此能够减少从喷嘴喷射的液体的量的偏差、飞射方向的偏差等因压电振子的位移的偏差而引起的缺陷。

另外，在上述结构中，优选为，所述振动板具有岛部，所述岛部隔着所述有效变位部而被设置于与压力室相反的一侧，并且与所述压电振子的一端部相接合，该岛部被设置于所述有效位移部的所述层叠方向上的中心部，从该岛部与所述压电振子的接合部向所述层叠方向上的两侧延伸的岛部的伸出部分的长度在一侧比在另一侧长。

另外，在该结构中，优选为，所述岛部中的所述另一侧的伸出部分的在与层叠方向交叉的方向上的宽度宽于其他部分的宽度。

根据上述结构，在岛部的宽度相对较窄的部分上配置有位移量相对较大的压电振子的一侧的部分，而在岛部的宽度相对较大的部分上配置有位移量相对较小的压电振子的另一侧的部分。而且，岛部的宽度较宽的宽度宽大部与宽度较窄的宽度狭窄部相比，使有效位移部中的更大范围的部分发生位移，因此能够在压电振子驱动时，使有效位移部中的从层叠方向上的中心到两侧的各区域的位移量进一步均匀化。其结果为，能够进一步使压力室的容积高效且稳定地发生变动。

另外，在上述结构中，优选为，所述岛部相对于所述有效位移部的于层叠方向上的尺寸之比在0.85以上。

根据该结构，能够使压电振子的位移高效地转换为压力室的容积变动。

另外，在上述结构中，可以采用如下的结构，即，在所述压电振子的另一侧的面上靠与所述压电振子和所述岛部的接合侧相反的一侧接合有固定板。

另外，本发明的液体喷射头的特征在于，具有：与喷嘴连通的压力室、划分该压力室的一部分的振动板以及使该振动板发生位移的压电振子，所述振动板压具有：有效位移部，所述有效位移部为根据电振子的位移而进行位移的区域，并且针对于每个压力室而被设置；岛部，所述岛部隔着该有效位移部而被设置于与压力室相反的一侧，并且与所述压电振子的一端部相接合，所述压电振子具有电极与压电体交替地被层叠的层叠构造，该压电振子的所述层叠方向上的一侧的端部的层为电极，而该方向上的另一侧的端部的层为压电体，以相对于所述有效位移部而偏向所述层叠方向上的另一侧的方式配置所述岛部。

根据上述结构，通过采用在层叠构造中的层叠方向上的一侧的端部的层上形成有电极，而在该方向上的另一侧的端部的层上未形成电极的结构，从而能够使一侧的端部的层的位移量增大，并且使该位移量必定大于另一侧的端部的层的位移量。与在两侧的端部的层上分别形成有电极的结构相比，在各个压电振子之间，并且在同一压电振子的一端侧与另一端侧之间，均始终保持从另一侧的端部的层到一侧的端部的层的位移量的大小关系，即从另一侧的端部的层至一侧的端部的层位移量增大的关系。此外，通过以相对于有效位移部而偏向层叠方向上的另一侧的方式配置岛部，从而能够在压电振子驱动时使有效位移部中的从层叠方向上的中心到两侧的各区域通过岛部而尽量均等地发生位移。其结果为，能够更有效地将压电振子的驱动时的位移转换为压力变动。而且，由于能够通过压电振子的驱动而使压力室的容积高效且稳定地发生变动，因此能够减少从喷嘴喷射的液体的量的偏差、飞射方向的偏差等因压电振子的位移的偏差而引起的缺陷。

另外，在上述结构中，优选为，所述压电振子被设置于所述有效位移部的所述层叠方向上的中心部，从该压电振子与所述岛部的接合部向所述层叠方向上的两侧延伸的岛部的伸出部分的长度在另一侧比在一侧长。

另外，本发明的液体喷射装置的特征在于，具有上述任意结构的液体喷射头。

附图说明

图1为对打印机的结构进行说明的立体图。

图2为记录头的主要部分剖视图。

图3为对振子单元的结构进行说明的立体图。

图4为对振子单元的周围的结构进行说明的图。

图5为对喷射驱动脉冲的结构进行说明的波形图。

图6为对喷射油墨时的隔膜部的动作进行说明的压力室的短边方向上的剖视图。

图7为对喷射油墨时的隔膜部的动作进行说明的压力室的长边方向上的剖视图。

图8为对第二实施方式中的振子单元的周围的结构进行说明的图。

图9为对振子单元的改变例进行说明的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。此外，虽然在以下所叙述的实施方式中，作为本发明的优选的具体示例而被进行了各种的限定，但只要在以下的说明中没有特别地对本发明进行限定的记载，则本发明的范围并不限定于这些方式。另外，在以下，作为本发明的液体喷射装置，以搭载有作为液体喷射头的一种的喷墨式记录头(以下为记录头)的喷墨式记录装置(以下为打印机)为例而进行说明。

图1为表示打印机1的结构的立体图。该打印机1大致被构成为，具有：滑架4，在其上安装有记录头2，并且以能够拆装的方式而安装有作为液体供给源的一种的墨盒3；压印板5，其被配置于记录动作时的记录头2的下方；滑架移动机构7，其使滑架4在记录纸6(记录介质以及喷落对象的一种)的纸宽方向、即主扫描方向上进行往复移动；送纸机构8，其在与主扫描方向正交的副扫描方向上对记录纸6进行输送。

滑架4以被轴支承在架设于主扫描方向上的引导杆9上的状态而被安装，并被构成为，通过滑架移动机构7的工作而沿着引导杆9在主扫描方向上进行移动。滑架4的主扫描方向上的位置通过线性编码器10而被检测，线性编码器10的检测信号、即编码器脉冲(位置信息的一种)被发送给打印机主体的控制部(未图示)。线性编码器10为位置信息输出单元的一种，其将与记录头2的扫描位置相对应的编码器脉冲EP作为主扫描方向上的位置信息而输出。

在滑架4的移动范围内的与记录区域相比靠外侧的端部区域内，设定有成为滑架的扫描的基点的初始位置。在本实施方式的初始位置处配置有对记录头2的喷嘴形成面(喷嘴板24，参照图2、图4等)进行密封的压盖部件11，和用于擦拭喷嘴形成面的擦拭器部件12。此外，打印机1被构成为，能够实现如下的所谓双向记录，即，在滑架4从该初始位置朝向相反侧的端部进行移动的前进动作时和滑架4从相反侧的端部朝向初始位置侧返回的返回动作时的双方向上，在记录纸6上记录文字或图像等。

图2为对记录头2的结构进行说明的主要部分剖视图。另外，图3为对振子单元16的结构进行说明的立体图，图4为对振子单元16的周围的结构进行说明的图。此外，图4(a)为振子单元16以及流道单元17的主要部分剖视图，且省略了壳体15的图示。另外，图4(b)为从垂直方向上的上方(振子单元16侧)观察振动板25的隔膜部33时的俯视图，且图示了与一个压电振子20对应的结构。

本实施方式中的记录头2具有：壳体15、被收纳在该壳体15内的振子单元16、与壳体15的底面(顶端面)相接合的流道单元17等。上述的壳体15例如由环氧类树脂而制成，并且在其内部形成有用于收纳振子单元16的收纳空腔部18。振子单元16具有：多个压电振子20、与该压电振子20接合的金属制的固定板21、用于向压电振子20供给驱动信号等的柔性电缆22。压电振子20为，压电体与电极交替地被层叠的层叠型，且为能够在与层叠方向(电场方向)正交的方向上以由压电常量D31规定的位移量进行伸缩的(电场横效应型)的纵向振动模式的压电振子。

该压电振子20经由下述工序而被制造，所述工序为：将在二氧化锆、锆钛酸铅等压电体41的表面上形成(印刷)了内部电极材料39、40的结构以压电体41与电极39、40交替地被配置为层状的方式层叠多层的工序；对层叠结构的压电板进行烧成的工序；通过阴极真空喷镀等而在烧成后的压电板的外表面上形成外部电极42、43的工序；将形成有外部电极42、43的压电板切割成梳齿状的工序。此外，被切割而成的梳齿中的各个梳齿作为与每个压力室28分别的压电振子20而发挥功能。在此，在上述的制造工序中，通过研磨处理而对烧成后的压电板的翘曲进行研磨而使其平坦。由于研磨处理的磨削量的偏差较大，因此需要在烧成后的压电板的最表面上增大磨削预留量，并且研磨处理后的厚度的偏差也较大，特别是在层叠结构中的端部的层的厚度中容易产生偏差。因此，由于在电极形成于层叠方向上的两侧的端部的层上的结构中，两侧的电极的厚度出现偏差，因此作为振子单元的特性难以稳定。另外，具有如下的方法，即，以尽量使压电体41的各层的厚度均匀的方式进行管理，并尽量抑制烧成后的压电板的翘曲从而不进行研磨处理的方法。但是，由于经过制造过程中的清洗工序和切割的工序，而容易在层叠结构的端部的层的厚度中产生偏差，因此会对作为振子单元的特性产生影响。在本实施方式的振子单元16中，这些问题将被解决。对此将在后文中进行叙述。

本实施方式中的压电振子20通过共用内部电极39与独立内部电极40夹着压电体41交替地层叠而形成。在此，共用内部电极39为，所有压电振子20共用的电极，并为被施加接地电位或偏压电位的电极。另外，独立内部电极40为，电位根据所施加的驱动信号的驱动脉冲DP(参照图5)而发生变动的电极。此外，在本实施方式中，压电振子20中的从振子顶端(与岛部35接合的一侧)至振子长边方向(与层叠方向正交的方向)上的三分之二左右为止的部分成为自由端部20a。另外，压电振子20中的剩余部分、即从自由端部20a的基端起至振子基端为止的部分成为基端部20b。

独立外部电极43跨及层叠方向上的一侧面即布线连接面(图4中的左侧面)上的、从自由端部20a与基端部20b的边界部分至自由端部20a的顶端面，而连续地形成。该独立外部电极43在自由端部20a的顶端面上与独立内部电极40导通。另外，在该独立外部电极43上电连接有柔性电缆22的独立布线电极22a。因此，独立外部电极43使柔性电缆22的独立布线电极22a与各独立内部电极40导通。与此相对，共用外部电极42为，跨及布线连接面上的、从自由端部20a与基端部20b的边界部分至压电振子20的顶端面的相反侧的基端面，而一口气形成的电极，并在该基端面上与共用内部电极39导通。在该共用外部电极42上电连接有柔性电缆22的共用布线电极22b。因此，共用外部电极42使柔性电缆22的共用布线电极22b与共用内部电极39导通。

布线连接面上的独立外部电极43与共用外部电极42通过沿着压电振子20的排列设置方向而被设置的狭缝44(以狭缝状去除了电极材料的部分)而相互断开从而被电绝缘。如此，压电振子20中层叠方向上的一侧面的端部的层成为电极42、43，而在层叠方向上的另一侧面(与固定板21接合的面)上未形成电极材料，压电体41(41s)作为端部的层而露出。此外，在该另一侧面上的基端部20b侧接合有固定板21。因此，压电振子20以所谓的悬臂的状态而被固定板21所支承。此外，有时会在层叠方向上的两侧的端部的层的表面上形成保护膜。

在自由端部20a上形成有，压电体41被共用内部电极39与独立内部电极40或独立外部电极43夹持的活性部A。当向这些内部电极39、40赋予电位差时，活性部A的压电体41将发生变形，从而自由端部20a在振子长边方向上进行位移并伸缩。另一方面，自由端部20a的另一侧面的端部的层成为压电体41s，在该压电体41s上未被赋予电场。因此，该部分成为在压电振子20驱动时不进行位移的非活性部B。此外，在图4中，用剖面线图示了包括该压电体41s在内的、压电体41的层叠方向上的两侧未被共用内部电极39与独立内部电极40或独立外部电极43夹持的非活性部B。

由于在压电振子20驱动时，作为非活性部B的一部分的另一侧面的端部的层的压电体41s限制该压电振子20的伸缩位移，因此关于该驱动时的压电振子20的位移量(绝对值)，在一侧比较大，而在另一侧(压电体41s侧)较小。该结构的压电振子20与在另一侧的面上形成有外部电极的(另一侧面的端部的层为外部电极)的现有结构的压电振子相比，能够在一侧得到同样比较大的位移量，并且能够使一侧的位移量必定大于另一侧的位移量，换言之，使一侧的位移量稳定地大于另一侧的位移量。因此，即使压电体层的厚度存在偏差，在各个压电振子之间，并且在同一压电振子的一端侧与另一端侧之间，均始终保持从另一侧的端部的层至一侧的端部的层的位移量的大小关系、即从另一侧的端部的层至一侧的端部的层的位移量增大，因此能够得到稳定的位移动作的特性(位移量的特性)。特别是在与接合有固定板21的另一侧为相反侧的一侧，必定(稳定)得到较大的位移量。因此，只要恰当地利用该特性，便能够更高效地使压力室28的容积发生变动。对此将在后文中进行叙述。

此外，关于如上文所述那样在压电振子20的层叠方向上的另一侧面上未形成有外部电极这一点，由于电极使用昂贵的稀有金属，因此还能够相应地抑制成本。另外，虽然外部电极有可能在制造过程中产生被称为斑点的缺陷，或者发生因在切割时所产生的毛边等而导致的压电振子间的短路，但由于在另一侧面上未形成有外部电极，因此还能够减少该缺陷的风险，从而还能够提高成品率。

流道单元17被构成为，在流道形成基板23的一个面上接合有喷嘴板24，并且在流道形成基板23的另一个面上接合有振动板25。在该流道单元17中设置有贮液部26(共用液室)、油墨供给口27、压力室28、喷嘴连通口29和喷嘴30。此外，从油墨供给口27起经由压力室28以及喷嘴连通口29直至喷嘴30的一连串的油墨流道(液体流道)，对应于各个喷嘴30而形成。压力室28成为在与后述的喷嘴列方向正交的方向上较为细长的空腔部，其上表面(与振动板25接合的一侧的面)开口。压力室28的长边方向一端部经由贯穿流道形成基板23的厚度方向的喷嘴连通口29而与喷嘴30连通，另一方面，长边方向另一端部经由油墨供给口27而与贮液部26连通。该压力室28的上部开口通过振动板25而被密封。此外，在该密封状态下的压力室28的上部开口上配置有后述的隔膜部33。

上述喷嘴板24为，多个喷嘴30在其上以与点形成密度对应的间距(例如180dpi)而贯穿设置成列状的不锈钢等金属制的薄板。在该喷嘴板24上设置有多个将喷嘴30排列设置而成的喷嘴列(喷嘴群)，并且一个喷嘴列由例如180个喷嘴30构成。此外，喷嘴板24有时会由单晶硅基板等其他材料制成。

上述振动板25为，在支承板31的表面上层叠了挠性薄膜32的双重构造。在本实施方式中，利用复合板材而构成振动板25，所述复合板材在由不锈钢等金属板构成的支承板31的表面上覆盖树脂薄膜以作为挠性薄膜32。在该振动板25中，在与流道形成基板23的各压力室28对应的部分中形成有使压力室28的容积发生变化的隔膜部33。另外，在该振动板25中，在与流道形成基板23的贮液部26对应的部分中设置有对该贮液部26进行密封的可塑性部34。该可塑性部34通过如下方式而被制成，即，利用蚀刻加工等而去除与贮液部26的开口面对置的区域内的支承板31从而将该部分仅形成为挠性薄膜32。此外，可塑性部34作为吸收被贮留在贮液部26中的液体的压力变动的缓冲器而发挥功能。

上述的隔膜部33与可塑性部34相同地，通过利用蚀刻加工对支承板31进行局部去除而制成。即，该隔膜部33由岛部35和弹性膜部36构成，所述岛部35与压电振子20的顶端面接合，所述弹性膜部36仅由包围该岛部35的周围的挠性薄膜32而构成。弹性膜部36为，在压力室28的形成范围内以保留成为岛部35的部分的状态而对支承板31进行除去所得到的部分。该隔膜部33中的对压力室28的上部开口进行密封且根据压电振子20的伸缩位移而实际上进行位移的部分(包括岛部35与其周围的弹性膜部36的部分)，为有效位移部。当将该有效位移部的于压电体与电极的层叠方向(以下，简称为层叠方向)上的尺寸设为L1，并将岛部35的于该方向上的尺寸设为L2时，设定为L2/L1≥0.85(其中，L2/L1小于1)。由此，能够使压电振子20的位移高效地转换为压力室28的容积变动。该岛部35以中间隔着有效位移部的弹性膜部36的方式而配置于与压力室28相反的一侧。压电振子20能够经由该岛部35而使隔膜部33即有效位移部发生位移。

此外，虽然在图4(b)中，将隔膜部33的相当于弹性膜部36的部分以空白的长方形示出，但由于有效位移部根据压力室28的开口形状而被确定，因此并非一定是俯视观察时呈长方形的区域，例如当压力室28的开口形状呈平行四边形状的情况下，则是仿照该形状而成为平行四边形状的区域。另外，图4(b)中，将有效位移部的中心(上述层叠方向上的中心)设为C1。同样地，将压电振子20的中心(上述层叠方向上的中心)设为C2。

此外，本实施方式中的记录头2具有如下的特征，即，以压电振子20相对于隔膜部33(有效位移部)偏心的状态而使该压电振子20的顶端面与岛部35接合。更具体而言，以相对于有效位移部的中心C1，压电振子20的中心C2向层叠方向上的另一侧、即作为非活性部B的端部的层的压电体41s侧偏心的方式配置压电振子20。与此相对，岛部35的层叠方向上的中心与有效位移部的中心C1大致一致。即，岛部35被配置于有效位移部的中心部。因此，在压电振子20的顶端面与该岛部35接合的状态下，从岛部35与压电振子20的接合部向层叠方向上的两侧延伸的岛部35的伸出部分的长度在一侧比在另一侧长。即，当将一侧(喷嘴连通口29侧)的伸出部分的长度设为L3，并将另一侧(油墨供给口27侧)的长度设为L4时，成为L3＞L4。如此，通过使压电振子20相对于有效位移部而向层叠方向的另一侧偏心，从而位移量相对较大的自由端部20a的一侧的部分被配置于更接近于有效位移部的中心C1的位置处，因此能够在压电振子20驱动时，使有效位移部中的从层叠方向上的中心C1到两侧的各区域尽量均等地位移。也就是说，当压电振子20驱动时，在有效位移部中的从层叠方向上的中心C1到一侧因该有效位移部进行位移而发生变化的压力室28的容积，与同样在中心C1到另一侧因该有效位移部进行位移而发生变化的压力室28的容积被整合为相同程度。

即，当使有效位移部的中心C1与压电振子20的中心C2一致的情况下，有效位移部中的从中心C1到一侧的区域的位移相对增大，而有效位移部中的从中心C1到另一侧的区域的位移相对减小。与此相对，通过使压电振子20相对于有效位移部而向层叠方向的另一侧偏心，从而能够使有效位移部中的从中心C1到另一侧的区域的位移与前者的情况相比增大，因此能使有效位移部中的从中心C1到两侧的位移均匀化。也就是说，能够通过这些位移而使在从中心C1到两侧所产生的压力室28的容积的变化量均匀化。换言之，能够在从中心C1到两侧使压力室28内的油墨产生的压力变动的程度一致。其结果为，能够减少从喷嘴30喷射的油墨量的偏差、飞射方向的偏差等因压电振子20的位移偏差而引起的缺陷，并且有效地利用施加了预定的电位时的绝对位移量较大的压电振子20的特长，从而能够高效且稳定地使压力室28的容积发生变动。

另外，如图4(b)所示，本实施方式中的岛部25的长边方向(即，压电振子20的层叠方向)的另一侧的宽度(与层叠方向正交的方向上的尺寸)W1宽于该方向上的一侧的宽度W2。更具体而言，在压电振子20被接合的状态下，与该压电振子的中心C2相比靠层叠方向上的另一侧的部分成为，与其他部分(宽度狭窄部35n)相比宽度扩大了的宽度宽大部35w。此外，该宽度宽大部35w的宽度W1被设定为窄于有效位移部的宽度。

在压电振子20相对于岛部35而被定位的状态(即，如上所述，相对于有效位移部而偏心的状态)下，相对位移量较大的压电振子20(自由端部20a)的一侧的部分被配置于岛部35的宽度狭窄部35n上，而相对位移量较小的压电振子20的另一侧的非活性部B(压电体41s)被配置于岛部35的宽度宽大部35w上。由于宽度宽大部35w与宽度狭窄部35n相比能够使更大范围的弹性膜36发生位移，因此能够在压电振子20驱动时，进一步使有效位移部中的从层叠方向上的中心C1到两侧的各区域的位移量均匀化。其结果为，能够更高效且稳定地使压力室28的容积发生变动。

图5为表示为了从喷嘴30喷射油墨而使压电振子20驱动的喷射驱动脉冲DP的结构的一个示例的波形图。此外，图5中，纵轴为电位，横轴为时间。另外，喷射驱动脉冲DP包括：电位向正电位侧从基准电位(中间电位)Vb变化至最大电位(最大电压)Vmax，从而使压力室28膨胀的膨胀要素p1；将最大电位Vmax维持固定时间的膨胀维持要素p2；电位向负电位侧从最大电位Vmax变化至最小电位(最小电压)Vmin，从而使压力室28急剧地收缩的收缩要素p3；将最小电位Vmin维持固定时间的收缩维持(制振保持)要素p4；电位从最小电位Vmin恢复至基准电位Vb的恢复要素p5。

图6为对驱动压电振子20以从喷嘴30喷射油墨时的隔膜部33(有效位移部)的动作进行说明的压力室28的短边方向(与层叠方向正交的方向)上的剖视图。另外，图7为同样对喷射油墨时的隔膜部33(有效位移部)的动作进行说明的压力室28的长边方向(层叠方向)的剖视图。

当向压电振子20施加喷射驱动脉冲DP时，将产生如下作用。此外，当压电振子20的施加电位为喷射驱动脉冲DP的起始端以及终端的电位、即基准电位Vb时，如图6(a)以及图7(a)所示，岛部35的位置位于压力室28的开口部附近。此外，当向压电振子20施加喷射驱动脉冲DP时，首先，由于膨胀要素p1从而压电振子20在与层叠方向正交的方向上进行收缩。由于岛部35的周围(有效位移部内)为弹性膜部36，因此通过该弹性膜部36的变形而允许随着压电振子20的伸缩而引起的岛部35的位移(有效位移部的位移)。即，如图6(b)以及图7(b)所示，当压电振子20收缩时，随此，岛部35将朝向远离压力室28的一侧(与喷嘴板24相反的一侧)进行位移。在此，由于压电振子20以相对于有效位移部而向另一侧偏心的方式被配置，因此压电振子20的层叠方向上的位移量的偏差被抵消，从而能够使有效位移部尽量均匀地位移。此外，通过该位移而使压力室28从与基准电位Vb对应的基准容积膨胀至与最大电位Vmax对应的最大容积。利用该压力室28的膨胀，露出于喷嘴30的弯液面将朝向压力室侧被吸入。

上述的压力室28的膨胀状态在膨胀维持要素p2的施加期间内被维持为固定。在该期间，由于压电振子20维持收缩状态，因此岛部35也停留不动。当在膨胀维持要素p2之后接着对压电振子20施加收缩要素p3时，该压电振子20将伸长至最大限度或接近最大限度。此时，也由于压电振子20相对于有效位移部而向另一侧偏心配置，因此能够使有效位移部尽量均匀地位移。伴随于此，如图6(c)以及图7(c)所示，岛部35朝向接近压力室28的一侧(喷嘴板24侧)急剧地进行位移。由此，压力室28从上述最大容积急剧地收缩至与最小电位Vmin对应的最小容积。由于该压力室28的急剧收缩，压力室28内的油墨被加压，由此，从喷嘴30喷射出数pl～数十pl的油墨。该压力室28的收缩状态在收缩维持要素p4的施加期间内被维持较短时间。在该期间，由于压电振子20维持伸长状态，因此岛部35也停留不动。随后，制振要素p5被施加于压电振子20，从而该压电振子20进行收缩。伴随于此，岛部35位移至与基准电位Vb对应的正常位置。由此，压力室28恢复至基准容积。

如上所述，本发明所涉及的记录头2中，通过采用在层叠构造中的层叠方向的一侧的端部的层上形成有外部电极，而在该方向上的另一侧的端部的层上未形成有电极的结构的压电振子20，从而与在两侧的端部的层上分别形成有电极的现有的结构相比，能够在一侧得到相同的比较大的位移量，并且能够使一侧的位移量必定大于另一侧的位移量，换言之，使一侧的位移量稳定地大于另一侧的位移量。为了恰当地利用这样的压电振子20的特性、特长，压电振子20以相对于隔膜部33的有效位移部而向作为非活性部B的压电体41s侧(另一侧)偏心的状态被配置，因此能够在该压电振子20驱动时，尽量均等地使有效位移部中的从层叠方向上的中心C1到两侧的各区域进行位移。由此，能够将压电振子20的伸缩位移高效地转换为压力室28的容积变动。其结果为，能够减少从喷嘴30喷射的油墨的量的偏差、飞射方向的偏差等因压电振子20的位移的偏差而引起的缺陷，且有效地利用施加了预定的电位时的绝对位移量较大的压电振子20的特长，从而能够高效且稳定地使压力室28的容积发生变动。

此外，在搭载有上述记录头2的打印机1中，能够实现喷出特性与位移量的提高。

此外，本发明并不局限于上述的各实施方式，能够基于权利要求书的记载而进行各种改变。

图8为对第二实施方式的振子单元16的周围的结构进行说明的图。虽然在上述的第一实施方式中，例示了以压电振子20相对于隔膜部33的有效位移部而偏心的状态将该压电振子20的顶端面接合于岛部35的结构，但并不局限于此。本实施方式的记录头2具有如下的特征，即，岛部35以相对于隔膜部33的有效位移部而偏心的状态被配置。更具体而言，相对于有效位移部的层叠方向上的中心C1，岛部35的层叠方向上的中心C3向层叠方向上的另一侧、即作为压电振子20的非活性部B的端部的层的压电体41s侧(油墨供给口27侧)偏心而配置。与此相对，压电振子20的层叠方向上的中心C2以与有效位移部的中心C1大体一致的状态被配置。因此，在压电振子20的顶端面接合于该岛部35的状态下，从岛部35与压电振子20的接合部向层叠方向上的两侧延伸的岛部35的伸出部分的长度在另一侧比另一侧长。即，关于一侧的伸出部分的长度L3以及另一侧的长度L4，存在L3＜L4的关系。另外，在本实施方式中，岛部25的长边方向(即，压电振子20的层叠方向)上的另一侧的宽度(与层叠方向正交的方向上的尺寸)W1大于该方向上的一侧的宽度W2。

如本实施方式那样，通过使岛部35相对于有效位移部而向层叠方向上的另一侧偏心，从而与被配置于有效位移部中的从层叠方向上的中心C1到一侧的岛部35的面积相比，被配置于从中心C1到另一侧的岛部35的面积较大。因此，能够在压电振子20驱动时，使有效位移部中的从层叠方向上的中心C1到两侧的各区域的位移量均匀化。其结果为，能够减少从喷嘴30喷射的油墨的量的偏差、飞射方向的偏差等因此压电振子20的位移的偏差而引起的缺陷，且能够利用位移量较大的压电振子20的特长而高效且稳定地使压力室28的容积发生变动。此外，由于其他的结构与第一实施方式相同，因此省略详细的说明。

此外，虽然在上述各实施方式中，例示了岛部35的形状为岛部25的长边方向上的另一侧的宽度W1宽于该方向上的一侧的宽度W2的结构，但并不局限于此，也可以采用宽度在一侧与在另一侧为固定的岛部35。即使在这种情况下，通过采用压电振子20或者岛部35相对于有效位移区域而偏心配置的结构，也能够在压电振子20驱动时，使有效位移区域中的从层叠方向上的中心C1到两侧的各区域的位移量均匀化。

另外，虽然关于振子单元16的结构，例示了在压电振子20的另一侧面(即，压电体41s)上的基端部20b侧接合有固定板21的结构，但并不局限于此。例如，如图9所示的改变例的振子单元16′那样，即使在固定板21与压电振子20的基端面(与接合有岛部35的顶端面为相反侧的面)接合的结构中，也能够应用本发明。另外，即使在固定板21被接合于压电振子20的一侧面(形成有外部电极的一侧的面)的结构中也相同。

此外，虽然在上文中，以作为液体喷射头的一种的喷墨式记录头2为示例而进行了说明，但本发明也能够应用于通过利用压电振子而使岛部发生位移，从而使压力室的容积发生变动，由此从喷嘴喷射液体的其他液体喷射头中。例如，能够应用于被搭载于制造液晶显示器等的滤色器的显示器制造装置中的颜色材料喷射头，以及被搭载于形成有机EL(Electro Luminescence，电致发光)显示器、FED(面发光显示器)等的电极的电极制造装置中的电极材料喷射头等中。

Claims (8)

1.一种液体喷射头，其特征在于，具有：与喷嘴连通的压力室、划分该压力室的一部分的振动板以及使该振动板发生位移的压电振子，

所述振动板具有有效位移部，所述有效位移部为根据压电振子的位移而进行位移的区域，并且针对于每个压力室而被设置，

所述压电振子具有电极与压电体交替地被层叠的层叠构造，

该层叠构造中的层叠方向上的一侧的端部的层为电极，而该方向上的另一侧的端部的层为压电体，

以相对于所述有效位移部而偏向所述层叠方向上的另一侧的方式配置所述压电振子。

2.如权利要求1所述的液体喷射头，其特征在于，

所述振动板具有岛部，所述岛部被设置于所述有效位移部中与压力室相反的一侧，并且与所述压电振子的一端部相接合，

该岛部被设置于所述有效位移部的所述层叠方向上的中心部，

从该岛部与所述压电振子的接合部向所述层叠方向上的两侧延伸的岛部的伸出部分的长度在一侧比在另一侧长。

3.如权利要求2所述的液体喷射头，其特征在于，

所述岛部中的所述另一侧的伸出部分的在与层叠方向交叉的方向上的宽度宽于其他部分的宽度。

4.如权利要求1～3中任一项所述的液体喷射头，其特征在于，

所述岛部相对于所述有效位移部的于层叠方向上的尺寸之比在0.85以上。

5.如权利要求1～4中任一项所述的液体喷射头，其特征在于，

在所述压电振子的另一侧的面上靠与所述压电振子和所述岛部的接合侧相反的一侧接合有固定板。

6.一种液体喷射头，其特征在于，具有：与喷嘴连通的压力室、划分该压力室的一部分的振动板以及使该振动板发生位移的压电振子，

所述振动板具有：有效位移部，所述有效位移部为根据压电振子的位移而进行位移的区域，并且针对于每个压力室而被设置；岛部，所述岛部被设置于该有效位移部中与压力室相反的一侧，并且与所述压电振子的一端部相接合，

所述压电振子具有电极与压电体交替地被层叠的层叠构造，

该层叠构造中的层叠方向上的一侧的端部的层为电极，而该方向上的另一侧的端部的层为压电体，

以相对于所述有效位移部而偏向所述层叠方向上的另一侧的方式配置所述岛部。

7.如权利要求6所述的液体喷射头，其特征在于，

所述压电振子被设置于所述有效位移部的所述层叠方向上的中心部，

从该压电振子与所述岛部的接合部向所述层叠方向上的两侧延伸的岛部的伸出部分的长度在另一侧比在一侧长。

8.一种液体喷射装置，其特征在于，具有：

权利要求1～7中任一项所述的液体喷射头。