JP2012218252A - Liquid jet head and liquid jet apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧電素子を具備する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting head including a piezoelectric element and a liquid ejecting apparatus.
液体噴射ヘッドには、ノズルに連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板の一方面側に、第1電極、圧電体層及び第2電極からなる圧電素子を設け、圧電素子の駆動によって圧力発生室に圧力変化を生じさせて、ノズルからインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドがある。このようなインクジェット式記録ヘッドに採用されている圧電素子は、例えば、湿気等の外部環境に起因して破壊され易いという問題がある。この問題を解決するために、例えば、圧電体層の外周面を第2電極で覆うように構成したものがある(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1では、第1電極が共通電極、第2電極が個別電極となっている。
The liquid jet head is provided with a piezoelectric element including a first electrode, a piezoelectric layer, and a second electrode on one side of a flow path forming substrate provided with a pressure generation chamber communicating with a nozzle. There is an ink jet recording head that generates a pressure change in a pressure generating chamber and ejects ink droplets from a nozzle. The piezoelectric element employed in such an ink jet recording head has a problem that it is easily destroyed due to an external environment such as moisture. In order to solve this problem, for example, there is a configuration in which the outer peripheral surface of a piezoelectric layer is covered with a second electrode (see, for example, Patent Document 1). In
また、圧電素子の第1電極を圧力発生室毎に設けて個別電極とし、第2電極を複数の圧力発生室に亘って連続して設けて共通電極としたものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。この構造によれば、第2電極自身が圧電体層の沿面部の保護膜として寄与するため、別途保護膜を設ける必要がない。 Further, there has been proposed one in which the first electrode of the piezoelectric element is provided for each pressure generation chamber to be an individual electrode, and the second electrode is continuously provided across a plurality of pressure generation chambers to be a common electrode (for example, Patent Document 2). According to this structure, since the second electrode itself contributes as a protective film for the creeping portion of the piezoelectric layer, it is not necessary to provide a separate protective film.
しかしながら、特許文献2の図2及び図4に示すような圧電素子では、圧力発生室の並設方向と交差する方向において第1及び第2電極の両者が設けられて電界が発生する領域(活性部)と、何れかの電極が設けられずに電界が発生しない領域(非活性部)との境界が圧力発生室に相対向する領域に設けられていると、境界部分の屈曲が大きくなってクラックが発生するという問題があった。特に、第2電極が共通電極の場合、個別電極である第1電極が圧力発生室の並設方向に交差する方向の端部から圧力発生室の外まで引き出されている端部側で、第2電極の端部が圧力発生室に対向する領域にある場合に生じる。また、この場合において、第2電極の端部を圧力発生室の外側の領域に位置するようにすると、流路形成基板で固定されている領域に電界が発生するので、第2電極の端部近傍に応力が集中して破壊が生じて焼損するという問題があった。 However, in the piezoelectric element as shown in FIG. 2 and FIG. 4 of Patent Document 2, both the first and second electrodes are provided in a direction intersecting the direction in which the pressure generating chambers are juxtaposed (area where the electric field is generated) Part) and a region where no electrode is provided and an electric field is not generated (inactive portion) is provided in a region opposite to the pressure generating chamber, the bending of the boundary portion increases. There was a problem that cracks occurred. In particular, when the second electrode is a common electrode, the first electrode as an individual electrode is drawn from the end in the direction intersecting the juxtaposed direction of the pressure generating chambers to the outside of the pressure generating chambers. This occurs when the ends of the two electrodes are in a region facing the pressure generating chamber. In this case, if the end of the second electrode is positioned in the region outside the pressure generation chamber, an electric field is generated in the region fixed by the flow path forming substrate, so that the end of the second electrode There was a problem that stress was concentrated in the vicinity, causing destruction and burning.
なお、このような問題は、インクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。 Such a problem exists not only in the ink jet recording head but also in a liquid ejecting head that ejects liquid other than ink.
本発明はこのような事情に鑑み、圧電素子の応力集中を低減して圧電素子の破壊を抑制することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus that can reduce the stress concentration of the piezoelectric element and suppress the destruction of the piezoelectric element.
前記目的を達成する本発明の態様は、ノズルに連通する圧力発生室が複数並設された流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に前記圧力発生室に対応して設けられて、第1電極、該第1電極上に設けられた圧電体層及び該圧電体層上に設けられた第2電極を有する圧電素子と、を具備し、前記圧電素子の前記第1電極が、前記圧力発生室毎に設けられて並設方向の幅が前記圧力発生室の幅より小さい個別電極であると共に、前記第2電極が複数の圧電素子に亘って連続して設けられた共通電極であり、前記圧力発生室の並設方向と交差する方向の少なくとも一方の端部において、前記圧電体層の前記第1及び第2電極の両者に挟まれて電界が発生される活性部と前記第1及び第2電極の何れかが存在しないで電界が発生しない非活性部との境界が、前記第2電極の端部によって規定され、この境界に対応する領域の前記第1電極には前記並設方向の幅が前記圧力発生室の幅より大きい部分があり、前記境界に対応する領域の前記圧力発生室には前記流路形成基板の厚さが薄くなって当該圧力発生室の深さが浅くなった段差部があることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、活性部と非活性部の境界が、比較的に薄い段差部に対向して且つ第1電極が幅広となって隔壁まで延設された領域に設けられて適度に固定されることになるので、応力集中による膜剥がれや極端な変形によるクラックの発生が防止される。すなわち、流路形成基板によって完全に固定されて境界部に応力が集中して膜剥がれが生じて焼損することなく、また、完全にフリー状態で過度に変形してクラックが発生することもない。
An aspect of the present invention that achieves the above object is provided with a flow path forming substrate in which a plurality of pressure generating chambers communicating with the nozzles are arranged in parallel, and provided on one side of the flow path forming substrate corresponding to the pressure generating chamber. A piezoelectric element having a first electrode, a piezoelectric layer provided on the first electrode, and a second electrode provided on the piezoelectric layer, wherein the first electrode of the piezoelectric element comprises: A common electrode provided for each of the pressure generating chambers and having a width in the juxtaposed direction smaller than the width of the pressure generating chamber, and the second electrode being continuously provided across a plurality of piezoelectric elements And at least one end in a direction intersecting with the juxtaposed direction of the pressure generating chambers, and an active part that is sandwiched between both the first and second electrodes of the piezoelectric layer and generates the electric field, An inactive portion in which either one of the first and second electrodes does not exist and no electric field is generated; A boundary is defined by the end of the second electrode, and the first electrode in a region corresponding to the boundary has a portion in which the width in the juxtaposed direction is larger than the width of the pressure generating chamber, and corresponds to the boundary In the liquid generating head, the pressure generating chamber in the region to be formed has a stepped portion in which the thickness of the flow path forming substrate is reduced and the depth of the pressure generating chamber is reduced.
In such an aspect, the boundary between the active portion and the inactive portion is provided in a region facing the relatively thin stepped portion and the first electrode is wide and extends to the partition wall, and is appropriately fixed. Therefore, film peeling due to stress concentration and generation of cracks due to extreme deformation are prevented. That is, the film is completely fixed by the flow path forming substrate, stress concentrates on the boundary portion, and the film is not peeled off and is not burned out.
ここで、前記第1電極の幅が大きな部分は当該第1電極が前記圧力発生室の並設方向に交差する方向の外まで延接される側の端部に設けられているのが好ましい。これによれば、共通電極である第1電極を圧力発生室の外まで延設した場合の活性部と非活性部との境界の問題を解消することができる。 Here, it is preferable that the part with the large width | variety of the said 1st electrode is provided in the edge part by which the said 1st electrode is extended to the outside of the direction which cross | intersects the parallel arrangement direction of the said pressure generation chamber. According to this, the problem of the boundary between the active part and the inactive part when the first electrode, which is a common electrode, is extended to the outside of the pressure generating chamber can be solved.
また、前記第1電極の幅が広くなった部分の並設方向に交差する方向の位置が、隣接する前記第1電極の幅が広くなった部分の位置と異なり、前記並設方向に亘って千鳥状に配置されており、前記境界を規定する前記第2電極の端部の位置が前記第1電極の幅が広くなった部分の位置に対応して隣接するもの同士で異なっているのが好ましい。これによれば、第1電極の幅が広くなった部分が隔壁によりより確実に固定されるので、幅広の部分を設けた効果がより確実に発揮され、また、幅広の部分同士が短絡するのがより防止できる。 Further, the position in the direction intersecting the juxtaposed direction of the portion where the width of the first electrode is wide is different from the position of the adjacent portion where the width of the first electrode is wide, and the position in the juxtaposition direction extends. It is arranged in a staggered manner, and the positions of the end portions of the second electrode that define the boundary are different from each other adjacent to the position of the portion where the width of the first electrode is widened. preferable. According to this, since the part where the width | variety of the 1st electrode became wide is more reliably fixed by a partition, the effect which provided the wide part is more reliably exhibited, and the wide parts short-circuit each other. Can be prevented more.
本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。これにより、応力集中による膜剥がれや極端な変形によるクラックの発生が防止されたヘッドを具備し、信頼性及び耐久性を向上した液体噴射装置が実現される。 According to another aspect of the invention, there is provided a liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head according to the above aspect. As a result, a liquid ejecting apparatus having a head in which film peeling due to stress concentration and cracks due to extreme deformation are prevented and reliability and durability are improved is realized.
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図2(a)は、インクジェット式記録ヘッドの断面図であり、図2(b)は、図2(a)のX−X′線拡大断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an exploded perspective view of an ink jet recording head that is an example of a liquid jet head according to
図示するように、本実施形態の流路形成基板10は、シリコン単結晶基板からなり、その一方の面には二酸化シリコンからなる弾性膜50が形成されている。
As shown in the figure, the flow
流路形成基板10には、隔壁11で仕切られた複数の圧力発生室12が並設されている(並設方向又は第1の方向という)。また、流路形成基板10の圧力発生室12の並設方向と交差する方向(第2の方向ともいう)の外側の領域には連通部13が形成され、連通部13と各圧力発生室12とが、各圧力発生室12毎に設けられたインク供給路14を介して連通されている。連通部13は、後述する保護基板のマニホールド部31と連通して各圧力発生室12の共通のインク室となるマニホールドの一部を構成する。インク供給路14は、圧力発生室12よりも狭い幅で形成されており、連通部13から圧力発生室12に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。なお、本実施形態では、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路14を形成したが、流路の幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、流路の幅を絞るのではなく、厚さ方向から絞ることでインク供給路を形成してもよい。
A plurality of
なお、本実施形態では、流路形成基板10には、圧力発生室12、連通部13及びインク供給路14からなる液体流路が設けられていることになる。
In the present embodiment, the flow
また、流路形成基板10の開口面側には、各圧力発生室12のインク供給路14とは反対側の端部近傍に連通するノズル21が穿設されたノズルプレート20が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。なお、ノズルプレート20は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、ステンレス鋼等からなる。
Further, on the opening surface side of the flow
一方、このような流路形成基板10の開口面とは反対側には、上述したように弾性膜50が形成され、この弾性膜50上には、絶縁体膜55が形成されている。また、この絶縁体膜55上には、第1電極60と、圧電体層70と、第2電極80とが積層形成されて、圧電素子300を構成している。ここで、圧電素子300は、第1電極60、圧電体層70及び第2電極80を含む部分をいう。一般的には、圧電素子300の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層70を各圧力発生室12毎にパターニングして構成する。そして、圧電体層70の2つの電極に挟まれて圧電体層70に電界が生じる領域で、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を活性部320という。本実施形態では、第1電極60を各圧力発生室12毎に設けることで、圧電素子300の個別電極とし、第2電極80を複数の圧力発生室12に亘って設けることで共通電極としている。すなわち、圧電体層70の第1電極60及び第2電極80に挟まれて実質的に駆動する領域を活性部320とし、圧電体層70の一方の電極60、80又は両方の電極が設けられておらず、電界が生じないで実質的に駆動しない領域を非活性部330としている。また、ここでは、変位可能な圧電素子300を有する装置をアクチュエーター装置と称する。なお、上述した例では、弾性膜50、絶縁体膜55及び第1電極60が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜50及び絶縁体膜55を設けずに、第1電極60のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電素子300自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。
On the other hand, the
ここで、圧電素子300の構成について図3を参照して詳細に説明する。
図3に示すように、圧電素子300を構成する第1電極60は、各圧力発生室12に対応して独立して設けられている。ここで、第1電極60が各圧力発生室12に対応して独立して設けられているとは、第1電極60が圧力発生室12の並設方向において不連続となるように切り分けられていることを言う。本実施形態では、第1電極60を圧力発生室12の並設方向の幅よりも幅狭に設けることで、第1電極60を各圧力発生室12に対応して独立して設けるようにした。
Here, the configuration of the
As shown in FIG. 3, the
また、このような圧力発生室12毎に独立して設けられた第1電極60同士は、電気的に導通されないようにすることで、圧電素子300の個別電極として機能する。
Further, the
さらに、圧力発生室12の並設方向とは交差する第2の方向において、第1電極60のインク供給路14とは反対側の端部には、圧電体層70の端部よりも外側まで延設された延設部65が設けられている。この延設部65の端部は、圧電体層70によって覆われずに露出されることで、詳しくは後述する駆動回路120と電気的に接続される接続端子となっている。すなわち、第1電極60は、圧電素子300から引き出されて駆動回路120が接続される引き出し配線としても機能する。もちろん、第1電極60とは異なる導電性を有する配線を引き出し配線として別途設けるようにしてもよい。
Further, in the second direction intersecting with the direction in which the
そして、第1電極60の第2方向の延設部65が設けられている側の圧力発生室12の端部に対応する位置には圧力発生室12の並設方向の幅より幅広となった幅広部67が形成されている。すなわち、幅広部67は、圧力発生室12の並設方向に延設されて先端部は隔壁11上に存在することになる。
The position corresponding to the end of the
圧電体層70は、圧力発生室12の並設方向において、第1電極60よりも幅広で、且つ圧力発生室12の並設方向の幅よりも幅狭に設けられており、圧電体層70は第1電極60の幅方向の端面を覆っている。また、第1電極60の幅広部67に対応する部分については、圧電体層70も幅広に形成されているのが好ましく、本実施形態では、幅広部67の端面を覆うような幅広部71となっている。なお、幅広部71はスペースの関係で、隣接するもの同士が連結していてもよい。
The
また、圧電体層70は、圧力発生室12の並設方向と交差する第2の方向において、圧力発生室12よりも長く設けられている。本実施形態では、圧電体層70は、圧力発生室12の並設方向とは交差する第2の方向において第1電極60のインク供給路14側の端部を覆う大きさで設けられている。
In addition, the
さらに、圧電体層70は、圧力発生室12の並設方向とは交差する第2の方向において、第1電極60の連通部13とは反対側の端部よりも短く設けられており、第1電極60の引き出し配線の一部を露出している。この露出された第1電極60の端部に駆動回路120が電気的に接続される。
Furthermore, the
なお、圧電体層70は、電気機械変換作用を示す圧電材料、例えば、ペロブスカイト構造を有し金属としてZrやTiを含む強誘電体材料、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の強誘電体材料や、これに酸化ニオブ、酸化ニッケル又は酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加したもの等からなる。具体的には、チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr,Ti)O3)、チタン酸ジルコン酸バリウム(Ba(Zr,Ti)O3)、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン((Pb,La)(Zr,Ti)O3)又はマグネシウムニオブ酸ジルコニウムチタン酸鉛(Pb(Zr,Ti)(Mg,Nb)O3)等が挙げられる。
The
圧電体層70の厚さについては、特に限定されないが、製造工程でクラックが発生しない程度に厚さを抑え、且つ十分な変位特性を呈する程度に厚く形成すればよい。例えば、圧電体層70を0.2〜5μm前後の厚さで形成することで、所望の結晶構造を得ることが容易となる。本実施形態においては、最適な圧電特性を得るため、圧電体層70の膜厚を1.2μmとした。
The thickness of the
また、圧電体層70の製造方法は特に限定されず、例えば、有機金属化合物を溶媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層70を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層70を形成することができる。もちろん、圧電体層70の製造方法は、ゾル−ゲル法に限定されず、例えば、MOD(Metal-Organic Decomposition)法やスパッタリング法等を用いてもよい。
The method for manufacturing the
なお、本実施形態では、圧電体層70を圧力発生室12毎に独立して設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、圧電体層70を複数の圧力発生室12に亘って連続するように設けてもよい。本実施形態では、圧電体層70を圧力発生室12毎に切り分けて独立して設けることで、圧電体層70が圧電素子300の変位を阻害することがない。
In the present embodiment, the
第2電極80は、複数の圧力発生室12の並設方向に亘って連続して設けられている。ここで、第2電極80が複数の圧力発生室12に連続して設けられているとは、図3(a)に示すように、隣り合う圧力発生室12の間で連続しているものも、また、隣り合う圧力発生室12の間で一部切り分けられているものも含む。
The
また、第2電極80は、圧力発生室12の並設方向と交差する第2の方向において、圧力発生室12に相対向する領域内に設けられている。すなわち、第2電極80の圧力発生室12の並設方向と交差する第2の方向の端部は、圧力発生室12の領域内に位置するように設けられている。
The
また、第2電極80は、第1電極60の延設部65側で、第1電極60よりも内側(圧力発生室12の中央側)、すなわち、第1電極60の端部よりも圧力発生室12側が端部となるように設けられており、第2電極80の端部81が圧電体層70の活性部320の第2の方向の端部を規定し、活性部320と非活性部330との境界Aとなっている。この境界Aは、第1電極60の幅広部67に対応する領域に存在するように設定されている。
Further, the
このような第1電極60、圧電体層70及び第2電極80で構成される圧電素子300では、第1電極60の圧力発生室12の並設方向の端部によって、圧電体層70の実質的な駆動部である活性部320の並設方向の端部が規定され、第2電極80の第2の方向(圧力発生室12の並設方向と交差する方向)の端部81によって、活性部320の端部が規定されている。そして、それ以外の圧電体層70の領域、すなわち、第1電極60及び第2電極80の何れか一方又は両方が設けられていない領域が非活性部330となり、端部81が活性部320と非活性部330との境界Aとなっている。ここで、本実施形態では、圧力発生室12の第2の方向における活性部320と非活性部330との境界について、インク供給路14とは反対側(延設部65側)を境界A、インク供給路14側を境界Bとしている。
In such a
このような圧電素子300の境界Aに対向する流路形成基板10の圧力発生室12の端部には、流路形成基板10の厚さより薄い厚さを有する段差部110が形成されている。段差部110は、圧力発生室12をエッチングする際にハーフエッチングを行うことにより形成することができる。
A
本実施形態では、境界Aを、第1電極60の幅広部67に対向する位置に、さらには段差部110に対向する位置に配置することにより、圧電素子300の駆動時における境界Aの拘束を適度に行い、膜剥がれによる焼損や極度の変形によるクラックの発生を防止している。
In the present embodiment, the boundary A is disposed at a position facing the
ここで、段差部110の厚さは、圧電素子300の駆動電圧、変形の度合いなど種々の要件を考慮して設定するものである。なお、段差部110を形成する際には圧力発生室12内側の端面がノズル21側に向かって拡開する傾斜面111が形成される場合があるが、幅広部67は傾斜面111に対向する領域に位置していてもよいが、好ましくは境界A及び幅広部67は傾斜面111に対向させないようにするのがよい。傾斜面111に対向させた場合には、境界Aの拘束の度合いを制御し難いからである。本実施形態では、厚さがほぼ一定の段差部110に対向する領域に境界Aを配置するようにしたので、境界Aの拘束の度合いを精度よく設計でき、膜剥がれによる焼損や極度の変形によるクラックの発生を防止することができる。
Here, the thickness of the stepped
なお、境界Bに関しては、第1電極60が圧力発生室12の外側まで延設されていないため、膜剥がれによる焼損や極度の変形によるクラックの発生が境界A側と比較して少ないので、幅広部や段差部を設ける必要はないが、同様に設けてもよいことはいうまでもない。
Regarding the boundary B, since the
このような圧電素子300が形成された流路形成基板10上、すなわち、第1電極60及び絶縁体膜55上には、マニホールド100の少なくとも一部を構成するマニホールド部31を有する保護基板30が接着剤35を介して接合されている。このマニホールド部31は、本実施形態では、保護基板30を厚さ方向に貫通して圧力発生室12の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形成基板10の連通部13と連通されて各圧力発生室12の共通のインク室となるマニホールド100を構成している。また、流路形成基板10の連通部13を圧力発生室12毎に複数に分割して、マニホールド部31のみをマニホールドとしてもよい。さらに、例えば、流路形成基板10に圧力発生室12のみを設け、流路形成基板10と保護基板30との間に介在する部材(例えば、弾性膜50、絶縁体膜55等)にマニホールドと各圧力発生室12とを連通するインク供給路14を設けるようにしてもよい。
On the flow
また、保護基板30の圧電素子300に対向する領域には、圧電素子300の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部32が設けられている。圧電素子保持部32は、圧電素子300の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。
A piezoelectric
このような保護基板30としては、流路形成基板10の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板10と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
As such a
また、保護基板30上には、並設された圧電素子300を駆動するための駆動回路120が固定されている。この駆動回路120としては、例えば、回路基板や半導体集積回路(IC)等を用いることができる。そして、駆動回路120と第1電極60及び第2電極80とは、ボンディングワイヤー等の導電性ワイヤーからなる接続配線121を介して電気的に接続されている。
A
また、このような保護基板30上には、封止膜41及び固定板42とからなるコンプライアンス基板40が接合されている。ここで、封止膜41は、剛性が低く可撓性を有する材料からなり、この封止膜41によってマニホールド部31の一方面が封止されている。また、固定板42は、比較的硬質の材料で形成されている。この固定板42のマニホールド100に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部43となっているため、マニホールド100の一方面は可撓性を有する封止膜41のみで封止されている。
In addition, a
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部のインク供給手段と接続したインク導入口からインクを取り込み、マニホールド100からノズル21に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路120からの記録信号に従い、圧力発生室12に対応するそれぞれの第1電極60と第2電極80との間に電圧を印加し、弾性膜50、絶縁体膜55、第1電極60及び圧電体層70をたわみ変形させることにより、各圧力発生室12内の圧力が高まりノズル21からインク滴が吐出する。
In such an ink jet recording head of this embodiment, ink is taken in from an ink introduction port connected to an external ink supply means (not shown), and the interior from the manifold 100 to the
(他の実施形態)
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
(Other embodiments)
As mentioned above, although each embodiment of this invention was described, the basic composition of this invention is not limited to what was mentioned above.
例えば、図4に示すように、第1電極60の幅広部67Aの並設方向と交差する第2方向の位置を、隣接するもの同士で異なって千鳥状になるように配置してもよい。この場合においても、幅広部67Aの端面を覆うように圧電体層70にも幅広部71Aを設けている。また、第2電極80の端部81Aは、千鳥状に配置された幅広部67Aに対向して各圧力発生室12に対応する境界Aを規定するように、すなわち、各圧力発生室12に対応する境界Aが各幅広部67Aに対応して千鳥状に配置されるように、屈曲して形成されている。
For example, as shown in FIG. 4, the positions in the second direction intersecting the juxtaposed direction of the
このような実施形態においても、境界Aが、第1電極60の幅広部67に対向する位置に、さらには段差部110に対向する位置に配置されているので、圧電素子300の駆動時における境界Aの拘束を適度に行い、膜剥がれによる焼損や極度の変形によるクラックの発生が防止される。また、幅広部67Aは千鳥状に配置されることにより、隔壁11で固定される領域が上述した実施形態より大きいため、より確実に隔壁11に固定されるので、幅広部67Aによりより確実に極度の変形を防止することができる。
Also in such an embodiment, since the boundary A is disposed at a position facing the
さらに、上述した例では、流路形成基板10として、シリコン単結晶基板を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、SOI基板、ガラス等の材料を用いるようにしてもよい。
Furthermore, in the above-described example, the silicon single crystal substrate is exemplified as the flow
また、上述した例では、圧電素子300の上に耐湿度性を有する保護膜を設けなくても、第1電極60の圧力発生室12の第2の方向における一端部は、圧電体層70によって覆われているため、第1電極60と第2電極80との間で電流がリークすることがなく、圧電素子300の破壊を抑制することができる。なお、第1電極60の圧力発生室12の第2の方向の他端部は圧電体層70に覆われていないが、第1電極60と第2電極80との間に距離があるため、特に影響が無い。もちろん、上述した例の圧電素子300に耐湿度性を有する保護膜を設けることで、圧電素子300をさらに確実に保護することができるが、上述した例の圧電素子300のように保護膜を設けないようにすることで、保護膜が圧電素子300の変位を阻害することがなく、大きな変位量を得ることができる。
Further, in the above-described example, one end portion in the second direction of the
さらに、上述した例では、圧電体層70を各圧力発生室12毎に切り分けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、圧力発生室12の並設方向に亘って連続する圧電体層70を設けるようにしてもよい。
Furthermore, in the above-described example, the
また、これら各実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図5は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。 In addition, the ink jet recording heads of these embodiments constitute a part of a recording head unit having an ink flow path communicating with an ink cartridge or the like, and are mounted on the ink jet recording apparatus. FIG. 5 is a schematic view showing an example of the ink jet recording apparatus.
図5に示すインクジェット式記録装置IIにおいて、インクジェット式記録ヘッドIを有する記録ヘッドユニット1A及び1Bは、インク供給手段を構成するカートリッジ2A及び2Bが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット1A及び1Bを搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット1A及び1Bは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
In the ink jet recording apparatus II shown in FIG. 5, the
そして、駆動モーター6の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト7を介してキャリッジ3に伝達されることで、記録ヘッドユニット1A及び1Bを搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿って移動される。一方、装置本体4にはキャリッジ軸5に沿ってプラテン8が設けられており、図示しない給紙ローラーなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートSがプラテン8に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
The driving force of the driving
また、上述したインクジェット式記録装置IIでは、インクジェット式記録ヘッドI(ヘッドユニット1A、1B)がキャリッジ3に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクジェット式記録ヘッドIが固定されて、紙等の記録シートSを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
In the ink jet recording apparatus II described above, the ink jet recording head I (
なお、上述した例では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレイ、FED(電界放出ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。 In the above-described example, the ink jet recording head has been described as an example of the liquid ejecting head. However, the present invention is widely applied to all liquid ejecting heads and ejects liquids other than ink. Of course, it can also be applied. Other liquid ejecting heads include, for example, various recording heads used in image recording apparatuses such as printers, color material ejecting heads used in the manufacture of color filters such as liquid crystal displays, organic EL displays, and FEDs (field emission displays). Examples thereof include an electrode material ejection head used for electrode formation, a bioorganic matter ejection head used for biochip production, and the like.
A,B 境界、 I インクジェット式記録ヘッド(液体噴射ヘッド)、 II インクジェット式記録装置(液体噴射装置)、 10 流路形成基板、 12 圧力発生室、 13 連通部、 14 インク供給路、 20 ノズルプレート、 21 ノズル、 30 保護基板、 31 マニホールド部、 40 コンプライアンス基板、 50 弾性膜、 55 絶縁体膜、 60 第1電極、 65 延設部、 67、67A 幅広部、 70 圧電体層、 71、71A 幅広部、 80 第2電極、 100 マニホールド、 110 段差部、 111 傾斜面、 120 駆動回路、 300 圧電素子、 320 活性部、 330 非活性部 A, B boundary, I Inkjet recording head (liquid ejecting head), II Inkjet recording apparatus (liquid ejecting apparatus), 10 flow path forming substrate, 12 pressure generating chamber, 13 communicating portion, 14 ink supply path, 20 nozzle plate , 21 nozzle, 30 protective substrate, 31 manifold portion, 40 compliance substrate, 50 elastic film, 55 insulator film, 60 first electrode, 65 extended portion, 67, 67A wide portion, 70 piezoelectric layer, 71, 71A wide Part, 80 second electrode, 100 manifold, 110 step part, 111 inclined surface, 120 drive circuit, 300 piezoelectric element, 320 active part, 330 inactive part
Claims (4)
Priority Applications (1)
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