CN117124732A - 液体喷射头、液体喷射装置以及压电器件 - Google Patents

液体喷射头、液体喷射装置以及压电器件 Download PDF

Info

Publication number
CN117124732A
CN117124732A CN202310582136.7A CN202310582136A CN117124732A CN 117124732 A CN117124732 A CN 117124732A CN 202310582136 A CN202310582136 A CN 202310582136A CN 117124732 A CN117124732 A CN 117124732A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
electrode
piezoelectric
region
pressure chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310582136.7A
Other languages
English (en)
Inventor
古池晴信
青木崇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Publication of CN117124732A publication Critical patent/CN117124732A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/14233—Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/14233—Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
    • B41J2002/14241—Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm having a cover around the piezoelectric thin film element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14419—Manifold
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/11—Embodiments of or processes related to ink-jet heads characterised by specific geometrical characteristics

Landscapes

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

Abstract

本发明提供一种能够在振动板的腕部处维持振动板的可靠性且抑制振动效率的降低的液体喷射头、液体喷射装置以及压电器件。振动板包括：第一层，其包含硅以作为构成元素；第二层，其包含锆以外的金属元素以作为构成元素；第三层，其包含锆以作为构成元素，在将振动板中的在沿第一方向观察时与压力室重叠且与第一电极、压电体层以及第二电极重叠的区域设为有源区域，将振动板中的在沿第一方向观察时与压力室重叠且与第一电极、压电体层以及第二电极不重叠的区域设为无源区域时，振动板在有源区域中具有第一层、第二层和第三层，在无源区域的至少一部分中具有第一层和第二层且不具有第三层。

Description

液体喷射头、液体喷射装置以及压电器件
技术领域
本发明涉及一种液体喷射头及液体喷射装置、以及压电器件，所述液体喷射头具有包括第一电极、压电体层和第二电极的压电元件、通过压电元件的驱动而振动的振动板、和划分通过振动板的振动而对液体施加压力的压力室的压力室基板，所述压电器件具有压电元件和振动板。
背景技术
作为电子器件之一的液体喷射头，已知一种喷墨式记录头。喷墨式记录头具备：压力室基板，其设置有与喷嘴连通的压力室；振动板，其被设置在压力室基板的一面侧；压电元件，其被设置在振动板上，该喷墨式记录头中，通过压电元件的驱动而使压力室内的油墨发生压力变化从而使油墨滴从喷嘴喷射。
在此，作为振动板的结构而有各种各样的结构，例如，有包括作为构成元素而包含硅的弹性膜、和作为构成元素而包含锆的绝缘膜的结构。例如，振动板通过由氧化硅(SiO2)形成的第一振动层(弹性膜)和由氧化锆(ZrO2)形成的第二振动层(绝缘膜)的层叠而构成(参照专利文献1)。
另外，在该专利文献1中，公开了将第二振动层的第二部分去除了的结构，即在振动板的腕部处保留第一振动层并且去除了第二振动层的结构。如此，通过在振动板的腕部处将第二振动层去除，从而能够在维持振动板的强度的同时提高振动板的位移量。
但是，在设为如上所述那样在振动板的腕部处保留弹性膜的同时去除绝缘膜的结构的情况下，例如有可能发生如下的问题。
在振动板的腕部处将绝缘膜完全去除的情况下，有可能因过蚀刻而去除至弹性膜的一部分为止从而使振动板的可靠性降低。另一方面，在将绝缘膜不完全去除而以预定的厚度保留的情况下，虽然可以抑制振动板的可靠性的降低但是不能获得振动板的充分的位移量，从而存在振动效率降低的可能性。如上所述，关于振动板的腕部处的结构，从可靠性、振动效率等观点来看，存在各种各样的问题。
另外，这样的问题并不限定于以喷射油墨的喷墨式记录头为代表的液体喷射头，在其他的压电器件中也同样地存在。
专利文献1：日本特开2008-78407号公报
发明内容
解决上述课题的本发明的一个方式为液体喷射头，其特征在于，具有：压电元件，其包括在第一方向上进行了层叠的第一电极、压电体层和第二电极；振动板，其通过所述压电元件的驱动而振动；压力室基板，其划分出通过所述振动板的振动而对液体施加压力的压力室，所述压力室基板、所述振动板以及所述压电元件在所述第一方向上依次层叠，所述振动板包括：第一层，其包含硅以作为构成元素；第二层，其被配置在所述第一层与所述压电体层之间，且包含锆以外的金属元素以作为构成元素；第三层，其被配置在所述第二层与所述压电体层之间，且包含锆以作为构成元素，在将所述振动板中的在沿所述第一方向进行观察时与所述压力室重叠、并且与所述第一电极、所述压电体层以及所述第二电极重叠的区域设为有源区域，并且将所述振动板中的在沿所述第一方向进行观察时与所述压力室重叠、并且与所述第一电极、所述压电体层以及所述第二电极不重叠的区域设为无源区域时，所述振动板在所述有源区域中，具有所述第一层、所述第二层和所述第三层，并且在所述无源区域的至少一部分中，具有所述第一层和所述第二层，并且不具有所述第三层。
此外，本发明的其他的方式为液体喷射装置，其特征在于，具备上述方式的液体喷射头。
此外，本发明的其他的方式为压电器件，其特征在于，具有：基板，其具有凹部；压电元件，其包括在第一方向上进行了层叠的第一电极、压电体层和第二电极；振动板，其通过所述压电元件的驱动而振动，所述基板、所述振动板以及所述压电元件在所述第一方向上依次层叠，所述振动板包括：第一层，其包含硅以作为构成元素；第二层，其被配置在所述第一层与所述压电体层之间，且包含锆以外的金属元素以作为构成元素；第三层，其被配置在所述第二层与所述压电体层之间，且包含锆以作为构成元素，在将所述振动板中的在沿所述第一方向进行观察时与所述凹部重叠、并且与所述第一电极、所述压电体层以及所述第二电极重叠的区域设为有源区域，并且将所述振动板中的在沿所述第一方向进行观察时与所述凹部重叠、并且与所述第一电极、所述压电体层以及所述第二电极不重叠的区域设为无源区域时，所述振动板在所述有源区域中，具有所述第一层、所述第二层和所述第三层，并且在所述无源区域的至少一部分中，具有所述第一层和所述第二层，并且不具有所述第三层。
附图说明
图1为实施方式1所涉及的喷墨式记录装置的示意图。
图2为实施方式1所涉及的记录头的分解立体图。
图3为实施方式1所涉及的记录头的俯视图。
图4为实施方式1所涉及的记录头的剖视图。
图5为实施方式1所涉及的记录头的剖视图。
图6为实施方式2所涉及的记录头的剖视图。
图7为实施方式3所涉及的记录头的剖视图。
具体实施方式
以下，基于实施方式对本发明进行详细说明。但是，以下的说明为关于本发明的一个方式的说明，本发明的结构能够在发明的范围内任意地变更。
此外，在各个附图中，X、Y、Z表示互相正交的三个空间轴。在本说明书中，将沿着这些轴的方向设为X方向、Y方向、以及Z方向。将各个附图的箭头标记所朝向的方向设为正(+)方向，并将箭头标记的相反方向设为负(-)方向而进行说明。此外，Z方向表示铅直方向，+Z方向表示铅直下方，-Z方向表示铅直上方。另外，关于未限定正方向及负方向的三个X、Y、Z的空间轴，设为X轴、Y轴、Z轴来进行说明。
实施方式1
图1为本发明的实施方式1所涉及的喷墨式记录装置1的概要结构的图。
首先，对本实施方式所涉及的喷墨式记录装置1的整体结构进行说明。
图1所示的喷墨式记录装置(以下，简称为“记录装置”)1为液体喷射装置的一个示例，且为使作为一种液体的油墨以油墨滴的形式喷射、喷落在印刷纸张等介质S上，而通过形成在该介质S上的点的排列来实施图像等的印刷的印刷装置。另外，作为介质S，除了使用记录纸张以外，还能够使用树脂薄膜、布等任意的材质。
如图1所示，记录装置1具备喷墨式记录头(以下，也简称为“记录头”)2、液体容器3、作为控制部的控制单元4、将介质S送出的输送机构5和移动机构6。
关于记录头2，详细内容在下文中进行记述，记录头2将从液体容器3供给的油墨从多个喷嘴向介质S喷射。
液体容器3对从记录头2喷射的多个种类(例如，多个颜色)的油墨单独地进行贮存。作为液体容器3，可以列举出例如相对于记录装置1能够装拆的盒、由可挠性的薄膜所形成的袋状的油墨袋、能够补充油墨的油墨罐等。另外，在液体容器3中，贮存有例如颜色、成分等不同的多个种类的油墨。
控制单元4例如具备CPU(Central Processing Unit：中央处理器)或者FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编辑逻辑门阵列)等控制装置、和半导体存储器等存储装置。控制单元4通过使控制装置执行存储在存储装置中的程序，从而对记录装置1的各要素、即记录头2、输送机构5、移动机构6等进行综合控制。
输送机构5为在X轴方向上对介质S进行输送的机构，且具有输送辊7。即，输送机构5通过使输送辊7进行旋转从而将介质S在X轴方向上进行输送。另外，对介质S进行输送的输送机构5并不限定于具备输送辊7，也可以为例如通过带或滚筒而对介质S进行输送的机构。
移动机构6为用于使记录头2沿着Y轴方向往复的机构，且具备输送体8和输送带9。输送体8为对记录头2进行收纳的大致箱形的构造体、所谓的滑架，并被固定在输送带9上。输送带9为沿着Y轴而架设的无接头带。通过在由控制单元4实施的控制之下使输送带9旋转，从而记录头2与输送体8一起在Y轴方向上进行往复移动。另外，输送体8也可以为将液体容器3与记录头2一起进行搭载的结构。
记录头2在由控制单元4实施的控制之下，执行将从液体容器3供给的油墨分别从多个喷嘴以油墨滴的形式沿+Z方向而向介质S喷射的喷射动作。由于由该记录头2实施的喷射动作和由输送机构5实施的介质S的输送、由移动机构6实施的记录头2的往复移动并行地实施，从而进行在介质S的表面上形成由油墨构成的图像的所谓的印刷。
图2为本实施方式所涉及的记录头的分解立体图，图3为记录头的俯视图，且为对压电元件的概要结构进行说明的图。图4为记录头的剖视图，且为与图3的A-A线对应的图。图5为对振动板以及压电元件的结构进行说明的剖视图，且为与图3的B-B线对应的图。
如图所示，本实施方式所涉及的记录头2具备压力室基板10。压力室基板10例如由硅基板、玻璃基板、SOI基板、各种陶瓷基板等构成。
在压力室基板10上，作为凹部的压力室12沿着X轴方向而排列配置。多个压力室12以Y轴方向的位置成为相同的位置的方式被配置在沿着X轴方向的直线上。在X轴方向上彼此相邻的压力室12通过隔壁11来划分。当然，压力室12的配置并未被特别地限定。例如，在X轴方向上并排的多个压力室12的配置也可以成为，使各压力室12设在每隔一个而在Y轴方向上错开了的位置处的所谓的交错配置。
此外，本实施方式的压力室12被形成为，在沿+Z方向的俯视观察时Y轴方向的长度长于X轴方向的长度的例如长方形。当然，沿+Z方向的俯视观察时的压力室12的形状并未被特别地限定，也可以为平行四边形形状、多边形形状、圆形形状、长圆形形状等。另外，在此所说的长圆形形状是指以长方形形状为基础且将长边方向的两端部设为半圆状的形状，包括圆角长方形形状、椭圆形形状、蛋形形状等。
在压力室基板10的+Z方向侧上，依次层叠有连通板15、喷嘴板20以及可塑性基板45。
在连通板15上，设置有将压力室12和喷嘴21连通的喷嘴连通通道16。此外，在连通板15上，设置有构成歧管100的一部分的第一歧管部17以及第二歧管部18，且该歧管100成为多个压力室12连通的共用液室。第一歧管部17以在Z轴方向上贯穿连通板15的方式而设置。此外，第二歧管部18以在Z轴方向上不贯穿连通板15而在+Z方向侧的面上开口的方式而设置。
另外，在连通板15上，针对各个压力室12而独立地设置有与压力室12的Y轴方向上的一个端部连通的供给连通通道19。供给连通通道19将第二歧管部18和各压力室12连通，而将歧管100内的油墨供给至各压力室12。
作为连通板15，能够使用硅基板、玻璃基板、SOI基板、各种陶瓷基板、金属基板等。
喷嘴板20被设置在连通板15的与压力室基板10相反的一侧、即+Z方向侧的面上。在喷嘴板20上形成有与各压力室12经由喷嘴连通通道16而连通的喷嘴21。
在本实施方式中，多个喷嘴21与各压力室12相对应地设置，且以沿着X轴方向而成为一列的方式排列配置。而且，在喷嘴板20上，这些多个喷嘴21排列设置而成的喷嘴列于Y轴方向上设置有两列。即，各列的多个喷嘴21以Y轴方向的位置成为相同的位置的方式而配置。另外，喷嘴21的配置并未被特地地限定。例如，在X轴方向上并排配置的喷嘴21也可以被配置在每隔一个而在Y轴方向上错开了的位置处。
作为喷嘴板20的材料，并未被特别地限定，例如可以使用硅基板、玻璃基板、SOI基板、各种陶瓷基板、金属基板。作为金属板，可列举出例如不锈钢基板等。另外，作为喷嘴板20的材料，也能够使用如聚酰亚胺树脂这样的有机物等。
可塑性基板45与喷嘴板20一起被设置在连通板15的与压力室基板10相反的一侧、即+Z方向侧的面上。该可塑性基板45被设置在喷嘴板20的周围，并对被设置在连通板15中的第一歧管部17以及第二歧管部18的开口进行密封。在本实施方式中，可塑性基板45具备由具有可挠性的薄膜构成的密封膜46、由金属等硬质的材料构成的固定基板47。固定基板47的与歧管100对置的区域成为在厚度方向上被完全去除了的开口部48。因此，歧管100的一个面成为仅由具有可挠性的密封膜46进行了密封的可塑性部49。
另一方面，在压力室基板10的与喷嘴板20等相反的一侧、即-Z方向侧的面上设置有振动板50、和使该振动板50挠曲变形而使压力室12内的油墨发生压力变化的压电元件300，详细内容在下文中进行记述。
在压力室基板10的-Z方向侧的面上，还接合有具有与压力室基板10大致相同大小的保护基板30。保护基板30具有作为对压电元件300进行保护的空间的保持部31。保持部31为针对在X轴方向上并排配置的压电元件300的每列而单独设置的部件，且在Y轴方向上并排形成有两个。此外，在保护基板30上，在于Y轴方向上并排配置的两个保持部31之间设置有在Z轴方向上贯穿的贯穿孔32。
此外，在保护基板30上固定有壳体部件40，该壳体部件40与连通板15一起划分形成与多个压力室12连通的歧管100。壳体部件40在俯视观察时具有与上述的连通板15大致相同的形状，并与保护基板30接合且也与上述的连通板15接合。
这样的壳体部件40在保护基板30侧具有收纳部41，该收纳部41为能够对压力室基板10以及保护基板30进行收纳的深度的空间。该收纳部41具有大于保护基板30的与压力室基板10进行了接合的面的开口面积。而且，在压力室基板10以及保护基板30被收纳到收纳部41中的状态下收纳部41的喷嘴板20侧的开口面被连通板15密封。
此外，在壳体部件40中，在Y轴方向上的收纳部41的两外侧处分别划分形成有第三歧管部42。而且，由被设置于连通板15中的第一歧管部17以及第二歧管部18、和第三歧管部42来构成歧管100。歧管100在X轴方向上连续设置，将各压力室12和歧管100连通的供给连通通道19在X轴方向上并排配置。
此外，在壳体部件40上设置有导入口44，该导入口44用于与歧管100连通并向各歧管100供给油墨。另外，在壳体部件40上设置有连接口43，该连接口43与保护基板30的贯穿孔32连通并供配线基板120插穿。
在这样的本实施方式的记录头2中，从与未图示的外部油墨供给单元连接的导入口44引入油墨，并从歧管100至喷嘴21在内部充满了油墨之后，根据来自驱动电路121的记录信号，对与压力室12对应的各个压电元件300施加电压。由此，振动板50与压电元件300一起挠曲变形，各压力室12内的压力增高，从而从各喷嘴21喷射油墨滴。
以下，对本实施方式所涉及的振动板50以及压电元件300的结构进行说明。如上所述，振动板50以及压电元件300设置在压力室基板10的-Z方向侧的面上。即，压力室基板10、振动板50以及压电元件300在作为第一方向的Z轴方向上依次层叠。
压电元件300为使压力室12内的油墨发生压力变化的压力产生单元，也被称为压电致动器。该压电元件300具备从振动板50侧即+Z方向侧朝向-Z方向侧而依次层叠的第一电极60、压电体层70和第二电极80。
将压电元件300中的、向第一电极60与第二电极80之间施加了电压时在压电体层70上产生压电应变的部分称为活性部310。相对于此，将在压电体层70上不产生压电应变的部分称为非活性部。即，压电元件300中的、压电体层70被第一电极60和第二电极80夹持的部分成为活性部310，压电体层70未被第一电极60和第二电极80夹持的部分成为非活性部。
一般而言，将第一电极60或者第二电极80中的一方设为针对每个活性部310而独立的单独电极、而将另一方设为多个活性部310共用的共用电极来构成。在本实施方式中，第一电极60构成单独电极，第二电极80构成共用电极。
具体而言，第一电极60构成按每个压力室12而被划分从而针对每个活性部310而独立的单独电极。第一电极60以在X轴方向上窄于压力室12的宽度的宽度来形成。即，在X轴方向上，第一电极60的端部位于与压力室12对置的区域的内侧的位置处。
此外，在Y轴方向上，第一电极60的喷嘴21侧的端部从与压力室12对置的区域配置到压力室12的外侧处。另一方面，第一电极60的与喷嘴21相反的一侧的端部配置在与压力室12对置的区域中。
这样的第一电极60的材料并未被特别地限定，能够使用具有导电性的材料，例如，铱(Ir)、铂(Pt)、钯(Pd)、金(Au)、镍(Ni)、铬(Cr)、镍铬(NiCr)、钨(W)、钛(Ti)、氧化钛(TiOX)、钛钨(TiW)等。
压电体层70将Y轴方向的长度设为预定长度，且沿着X轴方向而连续设置。即，压电体层70以预定的厚度沿着压力室12的并列设置方向而连续设置。压电体层70的厚度未被特别限定，以1至4μm左右的厚度来形成。此外，压电体层70的Y轴方向的长度长于压力室12的长边方向即Y轴方向的长度，压电体层70在Y轴方向上延伸至压力室12的两外侧处。
在本实施方式中，压电体层70的与喷嘴21相反的一侧的端部位于比第一电极60的端部靠外侧处。即，第一电极60的与喷嘴21相反的一侧的端部被压电体层70覆盖。此外，压电体层70的喷嘴21侧的端部位于比第一电极60的端部靠内侧处，第一电极60的喷嘴21侧的端部不被压电体层70覆盖而露出。
此外，在压电体层70上，在与各隔壁11对应的位置处形成有槽部71。槽部71以在厚度方向即Z轴方向上贯穿压电体层70的方式而设置。但是，槽部71也可以不在Z轴方向上贯穿压电体层70而设置到压电体层70的厚度方向的中途为止。即，也可以在槽部71的底面上残留有压电体层70的一部分。
此外，槽部71的X轴方向的宽度与隔壁11的宽度相同、或者宽于隔壁11的宽度。在本实施方式中，槽部71的X轴方向的宽度宽于隔壁11的宽度。因此，由槽部71规定的X轴方向上的压电体层70的端部位于压力室12的内侧处。由此，抑制了振动板50的与压力室12的X轴方向的两端部对置的部分、所谓的振动板50的腕部的刚性，因此容易使压电元件300位移。
另外，第一电极60的X轴方向的端部被压电体层70覆盖。也就是说，由槽部71规定的X轴方向上的压电体层70的端部位于压力室12的内侧并且比第一电极60的端部靠外侧处。
这样的压电体层70使用由通式ABO3所示的钙钛矿结构的复合氧化物构成的压电材料来构成。在本实施方式中，作为压电材料，使用了锆钛酸铅(PZT；Pb(Zr，Ti)O3)。通过将PZT用于压电材料，可以获得压电常数d31较大的压电体层70。
在通式ABO3所示的钙钛矿结构的复合氧化物中，在A位点氧配位12个，在B位点氧配位6个，而形成八面体(octahedron)。在本实施方式中，铅(Pb)位于A位点，锆(Zr)以及钛(Ti)位于B位点。
压电材料不限于上述的PZT。也可以在A位点、B位点包含其他的元素。例如，压电材料也可以为锆钛酸钡(Ba(Zr，Ti)O3)、锆钛酸铅镧((Pb，La)(Zr，Ti)O3)、镁铌锆钛酸铅(Pb(Zr，Ti)(Mg，Nb)O3)、包含硅的铌锆钛酸铅(Pb(Zr，Ti，Nb)O3)等钙钛矿材料。
另外，压电材料可以是抑制了Pb的含有量的材料、所谓的低铅系材料,或者不使用Pb的材料、所谓的非铅系材料。作为压电材料，若使用低铅系材料则能够降低Pb的使用量。此外，作为压电材料，若使用非铅系材料，则可以不使用Pb。因此，作为压电材料通过使用低铅系材料、非铅系材料，从而能够降低环境负荷。作为非铅系压电材料，例如可列举出包含铁酸铋(BFO；BiFeO3)的BFO系材料、包含铌酸钾钠(KNN；KNaNbO3)的KNN系材料。
第二电极80在压电体层70的与第一电极60相反的一侧即-Z方向侧连续设置，并构成多个活性部310共用的共用电极。第二电极80将Y轴方向的长度设为预定长度，且沿着X轴方向而连续设置。此外，第二电极80也被设置在槽部71的内表面、即压电体层70的槽部71的侧面上以及槽部71的底面即振动板50上。当然，也可以设为第二电极80仅设置在槽部71的内表面的一部分上，也可以设为不跨及槽部71的内表面的整个面而设置。
第二电极80的材料未被特别地限定，可以使用铱(Ir)、铂(Pt)、钯(Pd)、金(Au)等贵金属材料、以及以氧化镍镧(LNO)为代表的导电性氧化物等。此外，第二电极80可以为多个材料层叠而成的电极，在这样的情况下，作为第二电极80的材料，优选为使用包含铱(Ir)和钛(Ti)的材料。
此外，从第一电极60引出作为引出配线的单独引线电极91，并从第二电极80引出作为引出配线的共用引线电极92。在这些单独引线电极91以及共用引线电极92上，在与压电元件300相反的一侧的端部处连接有具有挠性的配线基板120。在本实施方式中，单独引线电极91以及共用引线电极92以在形成于保护基板30上的贯穿孔32内露出的方式而延伸设置，且在该贯穿孔32内与配线基板120电连接。在配线基板120上，安装有具有用于对压电元件300进行驱动的开关元件的驱动电路121。
如图5等所示，振动板50包括第一层51、第二层52和第三层53，且这些层依次沿-Z方向进行层叠。即，第一层51为，振动板50中的被配置在最靠+Z方向侧且与压力室基板10相接的层，第三层53为，振动板50中的被配置在最靠-Z方向侧且与压电元件300相接的层，第二层52为，配置在第一层51与第三层53之间的层。
另外，虽然在图5等中明确地图示出构成振动板50的层彼此的界面，但是该界面也可以不明确，例如，在彼此相邻的两个层的界面附近处，该两个层的结构材料也可以彼此混在一起。
第一层51设置在压力室基板10的整个面上，且作为构成元素包含硅(Si)。具体而言，第一层51例如为由氧化硅(SiO2)构成的弹性膜。第一层51的形成方法未被特别地限定，第一层51例如通过对压力室基板10的表面进行热氧化来形成。第一层51中的硅除了以氧化物的状态存在以外，还可以以单体、氮化物或者氧氮化物等的状态存在。
关于第三层53，详细内容在下文中进行记述，未设置在压力室基板10的整个面上，而是设置在预定的区域中，且作为构成元素包含锆(Zr)。具体而言，第三层53例如为由氧化锆(ZrO2)形成的绝缘膜。第三层53的形成方法未特别地限定，第三层53例如通过在利用阴极真空喷镀法等而形成了锆单体的层之后对该层进行热氧化从而形成。第三层53中的锆除了以氧化物的状态存在以外，还可以以单体、氮化物或者氧氮化物等的状态存在。
氧化锆具有优异的电绝缘性、机械强度以及韧性。因此，通过第三层53包含氧化锆，从而能够提高振动板50的特性。此外，例如，在压电体层70由锆钛酸铅构成的情况下，通过第三层53包含氧化锆，从而也具有在形成压电体层70时容易获得以较高的取向率在(100)面择优取向的压电体层70这样的优点。
第二层52为，作为构成元素包含锆以外的元素、且设置在第一层51与第三层53之间的层，并且被设置在压力室基板10的整个面上。由于通过该第二层52而防止了第一层51和第三层53的接触，从而可以减少第一层51中的硅氧化物被第三层53中的锆还原的情况。
在此，第二层52优选为，包含与作为第三层53的构成元素的锆相比难以氧化的金属元素的层，进一步优选为，由该金属元素的氧化物构成。换言之，第二层52优选为，包含氧化物生成自由能大于锆的金属元素。另外，氧化物生成自由能的大小关系例如能够基于公知的氧化物自由能图(Ellingham diagram)进行评价。
具体而言，第二层52优选为，以作为构成元素而包含例如钛(Ti)、铝(Al)、铬(Cr)、钽(Ta)中的任意的金属元素的方式而构成。另外，第二层52可以仅包含一个金属元素，也可以包含两个以上的多个金属元素。
通过使第二层52包含与锆相比难以氧化的金属元素，从而与第二层52包含比锆易于氧化的金属元素的情况相比，也就是说，与第二层52中所包含的金属元素的氧化物生成自由能小于锆的氧化物生成自由能的结构相比，能够减少第一层51中所包含的硅氧化物的还原。其结果为，与不使用第二层52的结构相比，能够提高第一层51和第三层53的紧贴力。
此外，通过设置第二层52，从而能够抑制在第三层53的界面处形成间隙的情况。也就是说，能够抑制水分进入到第三层53和第二层52的界面处的情况。因此，能够抑制第三层53的锆因水分而发生脆化的情况，从而能够抑制第三层53的剥离、裂纹等破损。
此外，优选为，第二层52的材料的杨氏模量高于第一层51的材料的杨氏模量。如上所述，优选为，作为构成元素，第二层52包含钛(Ti)、铝(Al)、铬(Cr)、钽(Ta)中的任意的金属元素。由此，能够在如后述的那样对第三层53进行蚀刻时抑制过蚀刻。
进一步优选为，第二层52的材料的杨氏模量高于第三层53的材料的杨氏模量。例如，钛(Ti)、铝(Al)的杨氏模量高于作为第三层53的材料的锆(Zr)的杨氏模量。因此，通过作为第二层52的材料而使用上述的材料，从而即使使第二层52的厚度比较薄也能够确保作为蚀刻停止层的功能。此外，通过使第二层52的厚度变薄，也能够提高振动板50的位移。另外，通过使用第二层52，从而使用这些材料来抑制原子扩散。其结果为，能够抑制漏电流的产生。
另一方面，例如，铬(Cr)、钽(Ta)与作为第三层53的材料的锆(Zr)相比，杨氏模量较低。因此，通过作为第二层52的材料而使用这些材料，从而容易提高振动板50的位移量。此外，即使在使用了这些材料的情况下，通过增加第二层52的厚度，也能够作为蚀刻停止层而发挥功能。
在本发明所涉及的记录头2中，构成振动板50的第三层53未设置在振动板50的整个面上，而是设置在预定的区域中。
具体而言，如图5所示，第三层53在与单独引线电极91的引出方向正交的方向即X轴方向上，被设置在与各压力室12对应的区域中。在本实施方式中，第三层53以与压电体层70大致相同的宽度而形成。也就是说，X轴方向上的第三层53的两端部位于压力室12的内侧、且比第一电极60的端部靠外侧处。因此，在与压力室12的X轴方向的两端部对置的部分、所谓的振动板50的腕部处存在未形成第三层53的部分。由此，能够提高伴随着压电元件300的驱动的振动板50的位移量。另外，Y轴方向上的第三层53的两端部的位置在本实施方式中分别位于压力室12的外侧处。
如此，第三层53在X轴方向上，以分离的方式分别设置在与各压力室12对应的区域中。换言之，振动板50成为如下这样的结构。例如，在图5中，将振动板50中的在沿第一方向即Z轴方向进行观察时与压力室12重叠、并且与第一电极60、压电体层70以及第二电极80重叠的区域称为有源区域A1。即，将与压力室12对置的振动板50中的与压电元件300的活性部310重叠的区域称为有源区域A1。
此外，将振动板50中的在沿Z轴方向进行观察时与压力室12重叠、并且与第一电极60、压电体层70以及第二电极80不重叠的区域称为无源区域A2。即，将与压力室12对置的振动板50中的、与压电元件300的活性部310不重叠的区域称为无源区域A2。在本实施方式中，在沿Z轴方向进行观察时与压力室12重叠、并且与第一电极60不重叠的区域成为无源区域A2。也就是说，与压力室12对置的振动板50中的与有源区域A1不同的区域成为无源区域A2。在该无源区域A2中，包括相当于所谓的振动板50的腕部的区域，在本实施方式中成为，在Z轴方向的剖视观察时，有源区域A1位于两个无源区域A2之间的结构。
此外，在本实施方式中，在Z轴方向上，依次层叠了压力室基板10、振动板50、第一电极60、压电体层70以及第二电极80，且作为共用电极的第二电极80以从有源区域A1至无源区域A2的方式连续设置。
而且，在X轴方向上，有源区域A1的振动板50具有第一层51、第二层52和第三层53。另一方面，在X轴方向上，无源区域A2的一部分的振动板50具有第一层51和第二层52，但不具有第三层53。即，虽然构成振动板50的第一层51以及第二层52以在有源区域A1与无源区域A2之间连续地跨及全域的方式而形成，但是第三层53在无源区域A2的一部分中被去除。在本实施方式中，第三层53在无源区域A2的隔壁11侧的一部分的区域中被去除。如此，将振动板50中的沿第一方向即Z轴方向进行观察时与压力室12重叠、并且与第三层53不重叠的区域称为去除区域A3。另外，去除区域A3为无源区域A2的一部分。该去除区域A3中的振动板50由第一层51和第二层52构成。另外，在本实施方式中，X轴方向上的第三层53的端部的位置、即去除区域A3的边界位于由槽部71规定的压电体层70的端面的延长线上。
此外，在本实施方式中，在X轴方向上，第三层53不仅在无源区域A2中被去除，在压力室12的外侧的区域也被去除。也就是说，在X轴方向上，在压力室12的外侧的区域处，振动板50也由第一层51和第二层52构成。但是，压力室12的外侧的区域的第三层53也可以不必去除。
如上所述，本实施方式所涉及的记录头2具有：压电元件300，其包括在第一方向即Z轴方向上进行了层叠的第一电极60、压电体层70和第二电极80；振动板50，其通过压电元件300的驱动而振动；压力室基板10，其划分出通过振动板50的振动而对作为液体的油墨施加压力的压力室12，压力室基板10、振动板50以及压电元件300在Z轴方向上依次层叠，振动板50包括：第一层51，其包含硅以作为构成元素；第二层52，其被配置在第一层51与第一电极60之间，且包含锆以外的金属元素以作为构成元素；第三层53，其被配置在第二层52与第一电极60之间，且包含锆以作为构成元素，在将振动板50中的沿Z轴方向进行观察时与压力室12重叠并且与第一电极60、压电体层70以及第二电极80重叠的区域设为有源区域A1、并将振动板50中的沿Z轴方向进行观察时与压力室12重叠、并且与第一电极60、压电体层70以及第二电极80不重叠的区域设为无源区域A2时，振动板50在有源区域A1处具有第一层51、第二层52和第三层53，在无源区域A2的至少一部分处具有第一层51和第二层52并且不具有第三层53。
通过设为这样的结构，能够在提高伴随着压电元件300的驱动的振动板50的位移量的同时，抑制针对于振动板50的裂纹的产生。此外，通过使在有源区域A1以及无源区域A2处振动板50具备第二层52，从而在无源区域A2的一部分、即振动板的腕部处，通过例如干蚀刻来去除第三层53时，不会因过蚀刻而去除至作为构成元素而包含硅的第一层51为止。因此，能够防止振动板50的可靠性的降低。
在此，由于在振动板50的无源区域A2的至少一部分、在本实施方式中在去除区域A3处，作为构成元素而包含锆的第三层53被去除，从而成为在无源区域A2处存在第三层53的端部的情况。因此，存在水分从第三层53的端部进入到第三层53和其基底层的界面处，而导致发生第三层53的剥离、裂纹等破损的可能性。
但是，在本发明中，通过使振动板50具备作为构成元素而包含锆以外的金属元素的第二层52，也就是说作为第三层53的基底层而设置第二层52，从而提高了第三层53的紧贴性。因此，能够抑制水分从存在于无源区域A2中的第三层53的端部进入到第三层53和第二层52的界面处的情况。因此，能够抑制第三层53的锆因水分而发生脆化的情况，从而能够抑制第三层53的剥离、裂纹等破损。
此外，由于在无源区域A2内的振动板50的去除了第三层53的去除区域A3中，振动板50的厚度变薄且应力也会容易集中，因此，存在发生设置在该去除区域A3中的第二电极80的裂纹、剥离的可能性。
但是，在本发明中，设为在振动板50的去除区域A3中将第二电极80直接层叠在第二层52上的结构，且将这些第二电极80和第二层52由彼此亲和性较高的材料来形成。例如，在作为第二层52的材料而使用钛(Ti)、铱(Ir)等金属材料的情况下，作为第二层52的材料，而使用这些金属材料的氧化物、氮化物。即，设为，第二电极80包含金属元素的单体，第二层52包含该金属元素的氧化物或者氮化物。
由此，能够提高振动板50的第二层52和构成压电元件300的第二电极80的紧贴性，从而能够抑制腕部处的振动板50、第二电极80的破损。
此外，优选为，第二层52在振动板50的有源区域A1与无源区域A2之间连续形成。即，优选为，第二层52跨及有源区域A1以及无源区域A2内的全部区域而形成。由此，容易抑制针对振动板50的裂纹的产生。
另外，第二层52也可以并不一定在振动板50的有源区域A1与无源区域A2之间连续形成。例如，也可以在振动板50的形成有第三层53的区域的中央部的一部分处，存在有未形成第二层52的区域。
此外，优选为，第二层52的材料的杨氏模量高于第一层51的材料的杨氏模量。由此，在对振动板50的第三层53进行蚀刻时会易于抑制过蚀刻。
优选为，第二层52包含与作为第三层53的构成元素的锆相比难以氧化的金属元素，以作为构成元素。优选为，第二层52包含钛、铝、铬、钽中的任意的金属元素，以作为构成元素。
在第一层51和第三层53的关系中，第三层中所包含的锆(Zr)相对容易被氧化，第一层51中所包含的硅氧化物(SiO2)容易被还原。因此，在将第三层53和第一层51进行了直接层叠的情况下，第一层的硅氧化物被还原。通过因该还原而生成的硅单体从第一层51向第三层53扩散，从而有可能在第三层53的界面处产生空隙。
但是，通过设为在第一层51与第三层53之间设置第二层52并且使该第二层52包含与作为第三层53的构成元素的锆相比难以被氧化的金属元素，从而能够抑制因上述扩散而引起的空隙的产生。因此，能够提高第三层53的紧贴力，从而抑制第三层53的剥离、裂纹等破损。
此外，优选为，在无源区域A2的至少一部分处，振动板50的第二层52与第一电极60或者第二电极80中的一方的电极相邻地层叠。例如，在本实施方式中，在无源区域A2的至少一部分处、即去除区域A3处，振动板50的第二层52与第二电极80相邻地层叠。
此外，优选为，与振动板50的第二层52相邻地层叠的第二电极80的构成元素包含第二层52中所包含的金属元素。另外，优选为，与振动板50的第二层52相邻地层叠的第二电极80包含该金属元素的单体，第二层52包含该金属元素的氧化物或者氮化物。
由此，能够提高振动板50的第二层52和构成压电元件300的第二电极80的紧贴性，从而能够抑制腕部处的振动板50、第二电极80的破损。
无源区域A2中的、在沿第一方向即Z轴方向进行观察时与压力室12重叠并且不具有第三层53的去除区域A3优选为，在沿第一方向进行观察时与压电体层70不重叠。这是因为，与在振动板50的形成有第三层53的区域和未形成第三层53的区域的双方上连续地形成有压电体层70的情况相比，压电体层70的结晶性更容易均质。
另外，虽然在本实施方式中，X轴方向上的振动板50的第三层53的端部的位置位于压电体层70的端面的延长线上，但是第三层53的端部的位置也可以并不一定位于压电体层70的端面的延长线上。X轴方向上的第三层53的端部的位置也可以比压电体层70的端面的延长线靠外侧。此外，X轴方向上的第三层53的端部的位置也可以比压电体层70的端面的延长线靠内侧。
此外，虽然在本实施方式中，例示出了在无源区域A2内的一部分的去除区域A3中去除了第三层53的结构，但是无源区域A2内的去除区域A3的范围并未被特别地限定，也可以设为例如无源区域A2和去除区域A3相一致。即，也可以在无源区域A2的全域中未形成第三层53。
实施方式2
图6为实施方式2所涉及的记录头的剖视图。
本实施方式为记录头2所具备的振动板50以及压电元件300的变形例，且除此以外的结构与实施方式1相同。另外，对于与实施方式1相同的部件标记相同符号，并省略重复的说明。此外，本实施方式所涉及的记录头2的特征也在于振动板50的结构，压电元件300的基本结构是现有的结构。
如图6所示，本实施方式所涉及的记录头2具备被设置在振动板50的-Z侧的压电元件300，该压电元件300的第一电极60构成共用电极，第二电极80构成单独电极。
振动板50与实施方式1同样地，具有第一层51、第二层52和第三层53，且这些层依次沿-Z方向进行层叠，第三层53未设置在振动板50的整个面上，而是被设置在预定的区域中。即，在X轴方向上，第三层53被形成为窄于压力室12的宽度。
构成本实施方式所涉及的压电元件300的第一电极60在具有这样的第一层51、第二层52以及第三层53的振动板50上跨及与多个压力室12对应的区域而连续设置，并成为多个活性部310共用的共用电极。即，第一电极60在X轴方向上，在振动板50的第二层52以及第三层53上连续地形成。
第二电极80隔着压电体层70而层叠在第一电极60的-Z方向侧处，且构成按每个压力室12而被划分从而针对每个活性部310而独立的单独电极。第二电极80在X轴方向上以窄于压力室12的宽度而形成。即，在X轴方向上，第二电极80的端部位于与压力室12对置的区域的内侧处。在本实施方式中，X轴方向上的第二电极80的端部与压电体层70的端部的位置大致一致。
此外，在压电元件300上，设置有由绝缘材料构成的保护膜150。虽然省略图示，但是与第一电极60连接的共用引线电极、和与各第二电极80连接的单独引线电极被设置在该保护膜150上。
而且，在这样的本实施方式的记录头2中，振动板50也与实施方式1同样地成为如下的结构。例如，在图6中，将振动板50中的在沿第一方向即Z轴方向进行观察时与压力室12重叠、并且与第一电极60、压电体层70以及第二电极80重叠的区域称为有源区域A1。即，将与压力室12对置的振动板50中的与压电元件300的活性部310重叠的区域称为有源区域A1。此外，将振动板50中的在沿Z轴方向进行观察时与压力室12重叠并且与第一电极60、压电体层70以及第二电极80不重叠的区域称为无源区域A2。即，将与压力室12对置的振动板50中的与压电元件300的活性部310不重叠的区域称为无源区域A2。在该无源区域A2中，包括相当于所谓的振动板50的腕部的区域，在本实施方式中成为，在沿Z轴方向的剖视观察时，有源区域A1位于两个无源区域A2之间的结构。
此外，在Z轴方向上，压力室基板10、振动板50、第一电极60、压电体层70以及第二电极80依次层叠，且作为共用电极的第一电极60在X轴方向上从有源区域A1至无源区域A2连续设置。
而且，X轴方向上的有源区域A1的振动板50具有第一层51、第二层52和第三层53。另一方面，X轴方向上的无源区域A2的一部分的振动板50虽然具有第一层51和第二层52，但是不具有第三层53。即，虽然构成振动板50的第一层51以及第二层52在有源区域A1与无源区域A2之间连续且跨及全域而形成，但是第三层53在无源区域A2的一部分处被去除。即，在无源区域A2的隔壁11侧的去除区域A3中第三层53被去除，该去除区域A3处的振动板50由第一层51和第二层52构成。
在该本实施方式的结构中，也可以获得与实施方式1同样的作用效果。例如，能够在提高伴随着压电元件300的驱动的振动板50的位移量的同时，抑制针对振动板50的裂纹的产生。此外，通过在有源区域A1以及无源区域A2处振动板50具备第二层52，从而能够抑制在振动板50的腕部处对第三层53进行蚀刻时的过蚀刻，进而能够防止振动板50的可靠性的降低。
实施方式3
图7为实施方式3所涉及的记录头的剖视图。
本实施方式为记录头2所具备的振动板50以及压电元件300的变形例，除此以外的结构与上述的实施方式相同。另外，对于与实施方式1相同的部件标记相同符号，并省略重复的说明。此外，本实施方式所涉及的记录头2的特征也在于振动板50的结构，压电元件300的基本结构为现有的结构。
如图7所示，压电元件300隔着具有第一层51、第二层52以及第三层53的振动板50而被设置在压力室基板10的-Z方向侧处，且具备沿Z轴方向进行了层叠的第一电极60、压电体层70和第二电极80。
虽然省略图示，但是该压电元件300的活性部310在沿Z轴方向进行观察的俯视观察时沿着各压力室12的开口边缘部而环状地设置，且未设置在压力室12的中央部处。
因此，在图7所示的X轴方向的截面中，压电元件300的活性部310与压力室12的两端部相对应地设置，且未设置在压力室12的中央部处。另外，在Y轴方向的截面中，压电元件300的活性部310成为同样的结构。也就是说，活性部310无论在压力室12的开口边缘部的哪个位置处都从压力室12的内侧延伸至压力室12的外侧处。
构成这样的压电元件300的第一电极60为多个活性部310共用的共用电极，且在振动板50的-Z方向侧处以跨及与多个压力室12对应的区域的方式连续设置。压电体层70按每个压力室12、即按每个活性部310而独立设置。压电体层70沿着压力室12的开口边缘部而以预定的宽度被设置成环状，而未设置在与压力室12的中央部对应的部分处。另外，虽然在本实施方式中，压电体层70以按每个活性部310而划分的方式独立设置，但是也可以跨及多个活性部310而连续设置。
第二电极80被设置在压电体层70的与第一电极60相反的一面侧，且构成针对每个活性部310而独立的单独电极。在本实施方式中，第二电极80在构成各活性部310的压电体层70上连续设置。即，第二电极80以与压电体层70相同的宽度沿着压力室12的开口边缘部而设置成环状，而未设置在与压力室12的中央部对应的部分处。而且，设置有该第二电极80的部分成为压电元件300的活性部310。
此外，在压电元件300上，设置有由绝缘材料构成的保护膜150。虽然省略图示，但是与第一电极60连接的共用引线电极、和与各第二电极80连接的单独引线电极被设置在该保护膜150上。
在此，在本实施方式所涉及的记录头2中，构成振动板50的第三层53也未设置在振动板50的整个面上，而是被设置在预定的区域中。
具体而言，构成振动板50的第三层53在与各压力室12对置的区域中以与活性部310对应的方式被设置。即，第三层53在与压力室12对置的区域内被设置在与压力室12的周缘部对置的位置处，而未设置在与压力室12的中央部对置的位置处。
因此，在图7所示的压力室12的并排设置方向即X轴方向的截面中，第三层53被设置在与压力室12的两端部对应的位置处，不设置在压力室12的中央部处。与压力室12对置的区域中的第三层53的端部的位置位于压电体层70的端面的延长线上。但是，第三层53的端部的位置可以并不一定处于压电体层70的端面的延长线上，只要在无源区域A2内，则处于与压电体层70的端面的延长线相比靠内侧靠外侧都可。另外，在Y轴方向的截面中，包括第三层53的振动板50成为同样的结构。
在本实施方式的结构中，振动板50的与压力室12的中央部对应的部分相当于所谓的腕部。也就是说，在本实施方式的结构中，也在所谓的振动板50的腕部处存在未形成第三层53的部分。由此，能够提高伴随着压电元件300的驱动的振动板50的位移量。
另外，第三层53在压力室12的外侧的区域中连续地形成。当然，第三层53无需在压力室12的外侧的区域中进行连续。例如，也可以设为，将在压力室12的外侧处未形成压电体层70的区域的第三层53去除。
而且，包括这样的第三层53的振动板50在本实施方式中换言之也成为如下的结构。例如，在图7中，将振动板50中的在沿第一方向即Z轴方向进行观察时与压力室12重叠、并且与第一电极60、压电体层70以及第二电极80重叠的区域称为有源区域A1。即，将与压力室12对置的振动板50中的与压电元件300的活性部310重叠的区域称为有源区域A1。此外，将振动板50中的在沿Z轴方向进行观察时与压力室12重叠、并且与第一电极60、压电体层70以及第二电极80不重叠的区域称为无源区域A2。即，将与压力室12对置的振动板50中的与压电元件300的活性部310不重叠的区域称为无源区域A2。也就是说，在本实施方式中，与压力室12对置的振动板50中的与压力室12的中央部对置的区域成为无源区域A2，在Z轴方向的剖视观察时无源区域A2位于两个有源区域A1之间。
此外，在本实施方式中，在Z轴方向上，压力室基板10、振动板50、第一电极60、压电体层70以及第二电极80依次层叠，作为共用电极的第一电极60从有源区域A1至无源区域A2而连续设置。
而且，有源区域A1的振动板50具有第一层51、第二层52和第三层53。另一方面，无源区域A2的振动板50虽然具有第一层51和第二层52，但是不具有第三层53。即，构成振动板50的第一层51以及第二层52以在有源区域A1与无源区域A2之间连续且跨及全域的方式而形成，但是第三层53在无源区域A2的至少一部分处被去除。即，在除无源区域A2的外周部以外的中央部分的去除区域A3处第三层53被去除，从而去除区域A3处的振动板50由第一层51和第二层52构成。
在该本实施方式的结构中，也可以获得与上述的实施方式相同的作用效果。例如，能够在提高伴随着压电元件300的驱动的振动板50的位移量的同时，抑制针对振动板50的裂纹的产生。此外，通过在有源区域A1以及无源区域A2处振动板50具有第二层52，从而能够在振动板50的与压力室12的中央部对应的部分、即振动板50的腕部处对第三层53进行蚀刻时抑制过蚀刻，从而能够防止振动板50的可靠性的降低。
其他的实施方式
以上，虽然对本发明的各实施方式进行了说明，但是本发明的基本结构并不限定于上述的结构。
例如，虽然在上述的实施方式中，作为振动板50，而例示出具备第一层51、第二层52以及第三层53的结构，但是振动板50的结构并不限定于此。振动板50也可以被构成为，包括第一层51、第二层52以及第三层53以外的层。例如，振动板50也可以在第一层51与第二层52之间具备作为应力控制层的第四层。
此外，虽然在上述的实施方式中，对压力室12的短边方向上的振动板50的结构进行例示来对本发明进行了说明，但是当然本发明也能够应用于压力室12的长边方向上的振动板50的结构中。
此外，虽然在上述的实施方式中，作为记录装置1，而例示出记录头2被搭载在输送体8上并沿着作为主扫描方向的Y轴进行往复移动的装置，但是记录装置1的结构并不限定于此。在记录装置1为例如记录头2被固定、而通过使纸等介质S沿着作为副扫描方向的X轴进行移动来实施印刷的所谓的行式记录装置中，也能够应用本发明。
另外，虽然在上述实施方式中，作为液体喷射头的一个示例而列举了喷墨式记录头，此外作为液体喷射装置的一个示例而列举了喷墨式记录装置来对本发明进行了说明，但是本发明是以广泛的液体喷射头以及液体喷射装置整体为对象的发明。本发明当然能够应用在喷射油墨以外的液体的液体喷射头、液体喷射装置中。作为其他的液体喷射头，可以列举出例如在打印机等图像记录装置中所使用的各种记录头、液晶显示器等的滤色器的制造中所使用的颜色材料喷射头、用于有机EL(Electro Luminescence：电致发光)显示器、FED(场发射显示器)等的电极形成的电极材料喷射头、生物芯片制造中所使用的生物体有机物喷射头等。此外，本发明也能够应用在具备相关的液体喷射头的液体喷射装置中。
此外，本发明并不限定于以喷墨式记录头为代表的液体喷射头，也可以应用于超声波器件、电机、压力传感器、热电元件、铁电体元件等压电器件。此外，本发明也能够应用于利用了这些压电器件的完成体，例如除了利用了上述液体等喷射头的液体等喷射装置之外，还能够应用于利用了上述超声波器件的超声波传感器、利用了上述电机作为驱动源的机器人、利用了上述热电元件的IR传感器、利用了铁电体元件的铁电体存储器等。
符号说明
1…喷墨式记录装置(记录装置)；2…记录头；3…液体容器；4…控制单元；5…输送机构；6…移动机构；7…输送辊；8…输送体；9…输送带；10…压力室基板；11…隔壁；12…压力室；15…连通板；16…喷嘴连通通道；17…第一歧管部；18…第二歧管部；19…供给连通通道；20…喷嘴板；21…喷嘴；30…保护基板；31…保持部；32…贯穿孔；40…壳体部件；41…收纳部；42…第三歧管部；43…连接口；44…导入口；45…可塑性基板；46…密封膜；47…固定基板；48…开口部；49…可塑性部；50…振动板；51…第一层；52…第二层；53…第三层；60…第一电极；70…压电体层；71…槽部；80…第二电极；91…单独引线电极；92…共用引线电极；100…歧管；120…配线基板；121…驱动电路；150…保护膜；300…压电元件；310…活性部；S…介质；A1…有源区域；A2…无源区域；A3…去除区域。

Claims (15)

1.一种液体喷射头，其特征在于，具有：
压电元件，其包括在第一方向上进行了层叠的第一电极、压电体层和第二电极；
振动板，其通过所述压电元件的驱动而振动；
压力室基板，其划分出通过所述振动板的振动而对液体施加压力的压力室，
所述压力室基板、所述振动板以及所述压电元件在所述第一方向上依次层叠，
所述振动板包括：
第一层，其包含硅以作为构成元素；
第二层，其被配置在所述第一层与所述压电体层之间，且包含锆以外的金属元素以作为构成元素；
第三层，其被配置在所述第二层与所述压电体层之间，且包含锆以作为构成元素，
在将所述振动板中的在沿所述第一方向进行观察时与所述压力室重叠并且与所述第一电极、所述压电体层以及所述第二电极重叠的区域设为有源区域，并且
将所述振动板中的在沿所述第一方向进行观察时与所述压力室重叠并且与所述第一电极、所述压电体层以及所述第二电极不重叠的区域设为无源区域时，
所述振动板在所述有源区域中，具有所述第一层、所述第二层和所述第三层，并且
在所述无源区域的至少一部分中，具有所述第一层和所述第二层，并且不具有所述第三层。
2.如权利要求1所述的液体喷射头，其特征在于，
所述第二层在所述有源区域与所述无源区域之间连续地形成。
3.如权利要求1所述的液体喷射头，其特征在于，
所述第二层的材料的杨氏模量高于所述第一层的材料的杨氏模量。
4.如权利要求1至3中任一项所述的液体喷射头，其特征在于，
所述第二层包含钛、铝、铬、钽中的任意的金属元素以作为构成元素。
5.如权利要求1至3中任一项所述的液体喷射头，其特征在于，
所述第二层包含与锆相比难以被氧化的金属元素以作为构成元素。
6.如权利要求1或2所述的液体喷射头，其特征在于，
在所述无源区域的至少一部分中，所述振动板的所述第二层与所述第一电极或者所述第二电极中的一方的电极相邻地层叠。
7.如权利要求6所述的液体喷射头，其特征在于，
与所述振动板的所述第二层相邻地层叠的所述一方的电极的构成元素包含在所述第二层中所包含的所述金属元素。
8.如权利要求7所述的液体喷射头，其特征在于，
与所述振动板的所述第二层相邻地层叠的所述一方的电极包含所述金属元素的单体，
所述第二层包含所述金属元素的氧化物或者氮化物。
9.如权利要求1或2所述的液体喷射头，其特征在于，
所述无源区域中的在沿所述第一方向进行观察时与所述压力室重叠并且不具有所述第三层的区域在沿所述第一方向进行观察时与所述压电体层不重叠。
10.如权利要求1或2所述的液体喷射头，其特征在于，
在所述第一方向的剖视观察时，所述有源区域位于两个所述无源区域之间。
11.如权利要求10所述的液体喷射头，其特征在于，
在所述第一方向上，所述压力室基板、所述振动板、所述第一电极、所述压电体层以及所述第二电极依次层叠，
所述第二电极从所述有源区域至所述无源区域而连续设置。
12.如权利要求10所述的液体喷射头，其特征在于，
在所述第一方向上，所述压力室基板、所述振动板、所述第一电极、所述压电体层以及所述第二电极依次层叠，
所述第一电极从所述有源区域至所述无源区域而连续设置。
13.如权利要求1或2所述的液体喷射头，其特征在于，
在所述第一方向的剖视观察时，所述无源区域位于两个所述有源区域之间。
14.一种液体喷射装置，其特征在于，
具备权利要求1所述的液体喷射头。
15.一种压电器件，其特征在于，具有：
基板，其具有凹部；
压电元件，其包括在第一方向上进行了层叠的第一电极、压电体层和第二电极；
振动板，其通过所述压电元件的驱动而振动，
所述基板、所述振动板以及所述压电元件在所述第一方向上依次层叠，
所述振动板包括：
第一层，其包含硅以作为构成元素；
第二层，其被配置在所述第一层与所述压电体层之间，且包含锆以外的金属元素以作为构成元素；
第三层，其被配置在所述第二层与所述压电体层之间，且包含锆以作为构成元素，
在将所述振动板中的在沿所述第一方向进行观察时与所述凹部重叠并且与所述第一电极、所述压电体层以及所述第二电极重叠的区域设为有源区域，并且
将所述振动板中的在沿所述第一方向进行观察时与所述凹部重叠并且与所述第一电极、所述压电体层以及所述第二电极不重叠的区域设为无源区域时，
所述振动板在所述有源区域中，具有所述第一层、所述第二层和所述第三层，并且
在所述无源区域的至少一部分中，具有所述第一层和所述第二层，并且不具有所述第三层。
CN202310582136.7A 2022-05-25 2023-05-22 液体喷射头、液体喷射装置以及压电器件 Pending CN117124732A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-085518 2022-05-25
JP2022085518A JP2023173338A (ja) 2022-05-25 2022-05-25 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びに圧電デバイス

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117124732A true CN117124732A (zh) 2023-11-28

Family

ID=88849796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310582136.7A Pending CN117124732A (zh) 2022-05-25 2023-05-22 液体喷射头、液体喷射装置以及压电器件

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230382113A1 (zh)
JP (1) JP2023173338A (zh)
CN (1) CN117124732A (zh)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023173338A (ja) 2023-12-07
US20230382113A1 (en) 2023-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8342660B2 (en) Piezoelectric element, method for manufacturing the same, piezoelectric actuator, liquid ejecting head, and liquid ejecting apparatus
JP5376157B2 (ja) 液滴噴射ヘッド及び液滴噴射装置
US8197035B2 (en) Actuator device and liquid ejecting head including the same
JP2011044582A (ja) 圧電素子、圧電アクチュエーター、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置、並びに圧電素子の製造方法
JP2012059770A (ja) 圧電素子、液滴噴射ヘッドおよび液滴噴射装置ならびにそれらの製造方法
JP2014188717A (ja) 液体噴射ヘッド、及び、液体噴射装置
JP5704303B2 (ja) 圧電素子、圧電アクチュエーター、液体噴射ヘッド、および液体噴射装置
JP5454795B2 (ja) 圧電素子の製造方法および液滴噴射ヘッドの製造方法
JP5601440B2 (ja) 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
US9950514B2 (en) Piezoelectric element, liquid ejecting head, and piezoelectric element device
JP2013169061A (ja) 液滴噴射ヘッド
JP5605553B2 (ja) 圧電素子、圧電アクチュエーター、液体噴射ヘッド、および液体噴射装置
JP5822057B2 (ja) 圧電素子、圧電アクチュエーター、液体噴射ヘッド、および液体噴射装置
CN114953743A (zh) 液体喷出头以及液体喷出装置
CN117124732A (zh) 液体喷射头、液体喷射装置以及压电器件
JP2012056194A (ja) 圧電素子、圧電アクチュエーター、液体噴射ヘッド、および液体噴射装置
JP2012171096A (ja) 圧電アクチュエーター、液体噴射ヘッド、および液体噴射装置
JP5413576B2 (ja) 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
US11912031B2 (en) Piezoelectric device, liquid ejecting head, and liquid ejecting apparatus
US20230294404A1 (en) Piezoelectric Device, Liquid Ejecting Head, And Liquid Ejecting Apparatus
US20230382114A1 (en) Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and piezoelectric device
US11878526B2 (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
JP2012084785A (ja) 圧電素子、液滴噴射ヘッドおよび液滴噴射装置ならびにそれらの製造方法
US20230166498A1 (en) Liquid discharge head and liquid discharge device
JP2022069820A (ja) 液体吐出ヘッド、液体吐出装置およびアクチュエーター

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication