JP2014124884A - Liquid jet head and liquid jet apparatus - Google Patents

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信宏 内藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid jet head and a liquid jet apparatus that can suppress variance in vibration characteristics by suppressing a diaphragm from being eroded with a liquid and can make nozzle openings higher in density and a head thin.SOLUTION: A liquid jet head comprises: a flow passage formation substrate 10 provided with a pressure generation chamber 12 communicating nozzle openings 21 for discharging a liquid; a diaphragm 50 which is provided on one surface side of the flow passage formation substrate 10 and seals the pressure generation chamber 12; and a piezoelectric actuator 300 as pressure generation means provided on the diaphragm 50. The diaphragm 50 has a first vibration layer 51 consisting principally of zirconium oxide on the side of the flow passage formation substrate 10, a second vibration layer 52 provided on the opposite side of the first vibration layer 51 from the flow passage formation substrate and consisting principally of silicon oxide, and a third vibration layer 53 provided on the opposite side of the second vibration layer 52 from the first vibration layer 51 and consisting principally of zirconium oxide.

Description

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

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は、例えば、ノズル開口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圧電素子である圧電アクチュエーターを備え、この圧電アクチュエーターの駆動によって振動板を変形させて圧力発生室に圧力変化を生じさせることで、ノズルからインク滴を噴射させる。   An ink jet recording head, which is an example of a liquid ejecting head, includes, for example, a piezoelectric actuator that is a piezoelectric element on one side of a flow path forming substrate provided with a pressure generating chamber that communicates with a nozzle opening. The ink is ejected from the nozzles by deforming the vibration plate to cause a pressure change in the pressure generating chamber.

ここで、振動板としては、流路形成基板側に酸化シリコンや酸化ジルコニウム等を設けたものが提案されている(例えば、特許文献1及び2等参照)。   Here, as the vibration plate, a plate provided with silicon oxide, zirconium oxide, or the like on the flow path forming substrate side has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

また、流路形成基板や振動板が流路内のインクによって侵食されるのを防ぐために、圧力発生室等の流路の内壁に酸化タンタル等の耐液体性を有する保護膜が設けたものが提案されている(例えば、特許文献3参照)。   In addition, in order to prevent the flow path forming substrate and the diaphragm from being eroded by the ink in the flow path, the inner wall of the flow path such as the pressure generating chamber is provided with a protective film having liquid resistance such as tantalum oxide. It has been proposed (see, for example, Patent Document 3).

特開2009−83140号公報JP 2009-83140 A 特開2011−88369号公報JP 2011-88369 A 特開2012−143981号公報JP 2012-143981 A

しかしながら、振動板の流路形成基板側に酸化シリコンや酸化ジルコニウムを設けた場合、保護膜にピンホール等が形成されていると、流路内のインク(液体)によって振動板が侵食(エッチング)されて、振動板の振動特性に影響を及ぼし、振動板を安定して変形させることができなくなってしまうという問題がある。   However, when silicon oxide or zirconium oxide is provided on the flow path forming substrate side of the vibration plate, if the protective film has pinholes or the like, the vibration plate is eroded (etched) by ink (liquid) in the flow path. Thus, there is a problem that the vibration characteristics of the diaphragm are affected and the diaphragm cannot be stably deformed.

特に、ノズル開口の高密度化、インクジェット式記録ヘッドを薄型化する際に、保護膜は薄くする必要があり、保護膜にピンホール等の不良が発生し易い。   In particular, when the density of nozzle openings is increased and the ink jet recording head is thinned, the protective film needs to be thin, and defects such as pinholes are likely to occur in the protective film.

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 an 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、振動板が液体によって侵食されるのを抑制して、振動特性にばらつきが生じるのを抑制すると共に、ノズル開口の高密度化及びヘッドの薄型化を実現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。   In view of such circumstances, the present invention suppresses the vibration plate from being eroded by the liquid, suppresses variations in vibration characteristics, and realizes higher nozzle openings and thinner heads. An object of the present invention is to provide a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus that can perform the same.

上記課題を解決する本発明の態様は、液体を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に設けられて前記圧力発生室を封止する振動板と、該振動板上に設けられた圧力発生手段と、を具備し、前記振動板は、前記流路形成基板側に酸化ジルコニウムを主成分とする第1振動層と、該第1振動層の前記流路形成基板とは反対側に設けられた酸化シリコンを主成分とする第2振動層と、該第2振動層の前記第1振動層とは反対側に設けられた酸化ジルコニウムを主成分とする第3振動層と、を有す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、振動板の流路形成基板側に酸化ジルコニウムを主成分とする第1振動層を設けることで、圧力発生室内に充填された液体によって振動板が侵食されるのを抑制して、振動板の振動特性を安定させることができる。また、第1振動層上に酸化シリコンを主成分とする第2振動層を設けることで、第2振動層によって振動板の全体の厚さの調整を行うことができると共に振動板の硬さの調整を行うことができる。さらに、圧力発生室内に保護膜を設けたとしても、保護膜の厚さを薄くすることができ、圧電アクチュエーターの変位特性を向上することができると共に、圧電アクチュエーターを薄くすることができ、液体噴射ヘッドの薄型化を図ることができる。
An aspect of the present invention that solves the above problems includes a flow path forming substrate provided with a pressure generating chamber that communicates with a nozzle opening for discharging a liquid, and the pressure generating chamber provided on one side of the flow path forming substrate. And a pressure generating means provided on the diaphragm, the diaphragm comprising a first vibration layer mainly composed of zirconium oxide on the flow path forming substrate side, A second vibration layer mainly composed of silicon oxide provided on a side opposite to the flow path forming substrate of the first vibration layer; and a second vibration layer provided on a side opposite to the first vibration layer. And a third vibration layer mainly composed of zirconium oxide.
In such an aspect, by providing the first vibration layer mainly composed of zirconium oxide on the flow path forming substrate side of the diaphragm, the diaphragm is prevented from being eroded by the liquid filled in the pressure generating chamber, The vibration characteristics of the diaphragm can be stabilized. In addition, by providing the second vibration layer mainly composed of silicon oxide on the first vibration layer, the overall thickness of the diaphragm can be adjusted by the second vibration layer and the hardness of the vibration plate can be adjusted. Adjustments can be made. Furthermore, even if a protective film is provided in the pressure generating chamber, the thickness of the protective film can be reduced, the displacement characteristics of the piezoelectric actuator can be improved, and the piezoelectric actuator can be made thinner, so that the liquid jet The head can be thinned.

ここで、前記第1振動層は、原子層堆積によって形成されていることが好ましい。これによれば、第1振動層の膜密度を高めて、さらに液体による侵食を抑制することができる。   Here, it is preferable that the first vibration layer is formed by atomic layer deposition. According to this, it is possible to increase the film density of the first vibration layer and further suppress the erosion by the liquid.

また、前記圧力発生室の内壁には、耐液性を有する保護膜が設けられていることが好ましく、前記保護膜は、0.3Å以上、50nm以下の厚さで形成されていることが好ましい。これによれば、保護膜の厚さを比較的薄くすることができ、圧電アクチュエーターの変位特性を向上することができると共に、圧電アクチュエーターを薄くすることができ、液体噴射ヘッドの薄型化を図ることができる。   The inner wall of the pressure generating chamber is preferably provided with a protective film having liquid resistance, and the protective film is preferably formed with a thickness of 0.3 mm or more and 50 nm or less. . According to this, the thickness of the protective film can be made relatively thin, the displacement characteristics of the piezoelectric actuator can be improved, the piezoelectric actuator can be made thin, and the liquid jet head can be made thin. Can do.

また、前記保護膜は、原子層堆積によって形成されていることが好ましい。これによれば、保護膜の膜密度を高めて、さらに液体による侵食を抑制することができる。   The protective film is preferably formed by atomic layer deposition. According to this, the film density of a protective film can be raised and the erosion by a liquid can be suppressed further.

さらに、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。
液体の吐出特性を安定化して、小型化した液体噴射装置を実現できる。
According to another aspect of the invention, there is provided a liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head according to the above aspect.
A liquid ejecting apparatus with a reduced size can be realized by stabilizing the liquid ejection characteristics.

本発明の実施形態1に係る記録ヘッドの分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of a recording head according to Embodiment 1 of the invention. 本発明の実施形態1に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。2A and 2B are a plan view and a cross-sectional view of the recording head according to Embodiment 1 of the invention. 本発明の実施形態1に係る記録ヘッドの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the recording head according to the first embodiment of the invention. 一実施形態に係る記録装置の概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a recording apparatus according to an embodiment.

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図2は、図1の平面図及びそのA−A′線断面図であり、図3は、図2(b)のB−B′線断面図である。
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 which is an example of a liquid jet head according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of FIG. 1 and a sectional view taken along line AA ′ in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG.

図示するように、本実施形態の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Iが備える流路形成基板10は、本実施形態では、例えば、シリコン単結晶基板からなる。この流路形成基板10には、複数の隔壁11によって区画された圧力発生室12が同じ色のインクを吐出する複数のノズル開口21が並設される方向に沿って並設されている。以降、この方向を圧力発生室12の並設方向、又は第1の方向Xと称する。また、この第1の方向Xと直交する方向を、以降、第2の方向Yと称する。   As shown in the drawing, the flow path forming substrate 10 provided in the ink jet recording head I which is an example of the liquid jet head of the present embodiment is made of, for example, a silicon single crystal substrate in the present embodiment. In the flow path forming substrate 10, the pressure generating chambers 12 partitioned by the plurality of partition walls 11 are arranged side by side along a direction in which a plurality of nozzle openings 21 for discharging the same color ink are arranged in parallel. Hereinafter, this direction is referred to as a direction in which the pressure generating chambers 12 are arranged side by side or a first direction X. Further, the direction orthogonal to the first direction X is hereinafter referred to as a second direction Y.

また、流路形成基板10の圧力発生室12の長手方向の一端部側、すなわち第1の方向Xに直交する第2の方向Yの一端部側には、インク供給路13と連通路14とが複数の隔壁11によって区画されている。連通路14の外側(第2の方向Yにおいて圧力発生室12とは反対側)には、各圧力発生室12の共通のインク室(液体室)となるマニホールド100の一部を構成する連通部15が形成されている。すなわち、流路形成基板10には、圧力発生室12、インク供給路13、連通路14及び連通部15からなる液体流路が設けられている。   An ink supply path 13 and a communication path 14 are provided on one end side in the longitudinal direction of the pressure generating chamber 12 of the flow path forming substrate 10, that is, on one end side in the second direction Y orthogonal to the first direction X. Is partitioned by a plurality of partition walls 11. On the outside of the communication passage 14 (on the side opposite to the pressure generation chamber 12 in the second direction Y), a communication portion that constitutes a part of the manifold 100 serving as a common ink chamber (liquid chamber) of each pressure generation chamber 12. 15 is formed. That is, the flow path forming substrate 10 is provided with a liquid flow path including a pressure generation chamber 12, an ink supply path 13, a communication path 14, and a communication portion 15.

ここで、流路形成基板10の圧力発生室12、インク供給路13、連通路14及び連通部15からなる液体流路の内壁表面(内面)には、耐インク性(耐液体性)を有する材料、例えば、酸化タンタル(TaOx;アモルファス)からなる保護膜200が設けられている。なお、このような保護膜200の材料は、酸化タンタルに限定されず、使用するインクのpH値によっては、例えば、酸化シリコン(SiO)、酸化ジルコニウム(ZrO)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、酸化ハフニウム(HfO)等を用いてもよい。 Here, the inner wall surface (inner surface) of the liquid flow path including the pressure generation chamber 12, the ink supply path 13, the communication path 14, and the communication portion 15 of the flow path forming substrate 10 has ink resistance (liquid resistance). A protective film 200 made of a material such as tantalum oxide (TaOx; amorphous) is provided. The material of such a protective film 200 is not limited to tantalum oxide, and depending on the pH value of the ink used, for example, silicon oxide (SiO 2 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), nickel (Ni), chromium (Cr), hafnium oxide (HfO 2 ), or the like may be used.

また、保護膜200は、スパッタリング法、原子層堆積法(ALD)等の気相法によって形成することができるが、特に保護膜200は、原子層堆積によって形成されているのが好ましい。なお、原子層堆積によって形成されているとは、原子層堆積法(ALD)によって成膜されていることを言う。この原子層堆積法によれば、保護膜200を比較的薄い膜厚で、高い膜密度で形成することができる。つまり、保護膜200を高い膜密度で形成することで、保護膜200の耐インク性(耐液体性)を向上して、振動板50や流路形成基板10等がインク(液体)によって侵食されるのを抑制することができる。したがって、保護膜200の厚さを薄くすることができる。また、原子層堆積法によって保護膜200を形成することで、CVD法等に比べて薄く形成することができる。ただし、原子層堆積法は、スパッタリング法に比べて成膜に時間がかかるため、厚さのある膜の形成には向かない。   The protective film 200 can be formed by a vapor phase method such as sputtering or atomic layer deposition (ALD). In particular, the protective film 200 is preferably formed by atomic layer deposition. Note that “formed by atomic layer deposition” means formed by atomic layer deposition (ALD). According to this atomic layer deposition method, the protective film 200 can be formed with a relatively thin film thickness and a high film density. That is, by forming the protective film 200 at a high film density, the ink resistance (liquid resistance) of the protective film 200 is improved, and the vibration plate 50, the flow path forming substrate 10 and the like are eroded by ink (liquid). Can be suppressed. Therefore, the thickness of the protective film 200 can be reduced. Further, by forming the protective film 200 by the atomic layer deposition method, it can be formed thinner than the CVD method or the like. However, the atomic layer deposition method is not suitable for forming a thick film because it takes a longer time to form a film than the sputtering method.

また、本実施形態では、詳しくは後述するが、振動板50の最下層(流路形成基板10側)にインク(液体)によって侵食され難い材料を用いることで、保護膜200を薄く形成しても、振動板50がインクによって侵食されるのを抑制することができる。すなわち、振動板50の最下層にインク(液体)によって侵食され易い材料を用いた場合には、保護膜200を薄く形成することができず、保護膜200を厚く形成する必要がある。本実施形態では、振動板50の最下層にインクに侵食され難い材料を用いることで、保護膜200をスパッタリング法で形成し、保護膜200にピンホール等が形成されたとしても、振動板50がインクによって侵食されるのを抑制することができる。   In this embodiment, as will be described in detail later, the protective film 200 is formed thin by using a material that is unlikely to be eroded by ink (liquid) for the lowermost layer (the flow path forming substrate 10 side) of the diaphragm 50. In addition, the diaphragm 50 can be prevented from being eroded by the ink. That is, when a material that is easily eroded by ink (liquid) is used for the lowermost layer of the vibration plate 50, the protective film 200 cannot be formed thin, and the protective film 200 needs to be formed thick. In the present embodiment, even when the protective film 200 is formed by a sputtering method and a pinhole or the like is formed in the protective film 200 by using a material that is hard to be eroded by ink for the lowermost layer of the diaphragm 50, the diaphragm 50 Can be prevented from being eroded by the ink.

ちなみに、流路形成基板10としてインクに侵食される材料、例えば、単結晶シリコン基板等を用いて、保護膜200の厚さを薄くすることで当該保護膜200にピンホール等が形成された場合には、隔壁11がインクによって侵食される虞がある。しかしながら、隔壁11がインクに侵食されたとしても、隣り合う圧力発生室12を連通するまでには達せず、また、振動板50の変位特性を変更するものではないので、圧電アクチュエーター300の振動特性に影響を与えるものではなく、特に問題はない。   By the way, when a pinhole or the like is formed in the protective film 200 by reducing the thickness of the protective film 200 using a material eroded by ink as the flow path forming substrate 10, for example, a single crystal silicon substrate or the like. In some cases, the partition wall 11 may be eroded by the ink. However, even if the partition wall 11 is eroded by the ink, it does not reach the adjacent pressure generation chamber 12 and does not change the displacement characteristic of the diaphragm 50. Therefore, the vibration characteristic of the piezoelectric actuator 300 is not changed. There is no particular problem.

このような保護膜200は、例えば、酸化タンタルを原子層堆積法によって形成した場合には、その厚さは0.3Å以上、50nm以下の範囲とすればよく、10nm以上、30nm以下の範囲が好適である。すなわち、原子層堆積法では均一且つ緻密(高膜密度)に成膜されるからである。また、Ta(TaO)は、アルカリに可溶だが、膜密度が高ければ(7g/cm程度)アルカリに溶けにくくなり、耐酸性は、フッ化水素以外の溶液には溶けないという特徴をもつので、強アルカリ液や強酸液に対する保護膜として有効である。すなわち、原子層堆積法によれば、保護膜200を50nm以下という比較的薄い厚さで容易に高精度に形成することができる。また、原子層堆積法によって形成された保護膜200は、高い膜密度で形成されるため、0.3Å以上の厚さで十分な耐インク性を確保することができる。ちなみに、保護膜200をこれより厚く形成すると、成膜に時間がかかりコスト高になるため好ましくない。また、保護膜200をこれより薄く形成すると、全体に均一な膜が形成されない虞があるため好ましくない。 For example, when the protective film 200 is formed of tantalum oxide by an atomic layer deposition method, the thickness may be in the range of 0.3 mm or more and 50 nm or less, and may be in the range of 10 nm or more and 30 nm or less. Is preferred. That is, the atomic layer deposition method forms a film uniformly and densely (high film density). Ta 2 O 5 (TaO X ) is soluble in alkali, but if the film density is high (about 7 g / cm 2 ), it becomes difficult to dissolve in alkali, and acid resistance does not dissolve in solutions other than hydrogen fluoride. Therefore, it is effective as a protective film against strong alkaline solution and strong acid solution. That is, according to the atomic layer deposition method, the protective film 200 can be easily formed with high accuracy with a relatively thin thickness of 50 nm or less. Further, since the protective film 200 formed by the atomic layer deposition method is formed with a high film density, sufficient ink resistance can be ensured with a thickness of 0.3 mm or more. Incidentally, forming the protective film 200 thicker than this is not preferable because it takes time to form the film and increases the cost. Further, it is not preferable to form the protective film 200 thinner than this because a uniform film may not be formed on the whole.

このように保護膜200の厚さを薄くすることで、保護膜200が振動板50の変位を阻害するのを低減して、詳しくは後述する圧電アクチュエーター300の変位を向上することができる。また、保護膜200の厚さを薄くすることができるため、流路形成基板10の厚さを薄くしても圧力発生室12の容積を確保することができると共に、圧電アクチュエーター300の厚さを薄くすることができる。したがって、インクジェット式記録ヘッドIの薄型化及びノズル開口21の高密度化を実現することができる。   By reducing the thickness of the protective film 200 in this manner, the protective film 200 can be prevented from inhibiting the displacement of the vibration plate 50, and the displacement of the piezoelectric actuator 300, which will be described in detail later, can be improved. Further, since the thickness of the protective film 200 can be reduced, the volume of the pressure generating chamber 12 can be secured even if the thickness of the flow path forming substrate 10 is reduced, and the thickness of the piezoelectric actuator 300 can be reduced. Can be thinned. Therefore, the ink jet recording head I can be reduced in thickness and the nozzle openings 21 can be increased in density.

流路形成基板10の一方面側、すなわち圧力発生室12等の液体流路が開口する面には、各圧力発生室12に連通するノズル開口21が穿設されたノズルプレート20が、接着剤や熱溶着フィルム等によって接合されている。すなわち、ノズルプレート20には、第1の方向Xにノズル開口21が並設されている。   On one side of the flow path forming substrate 10, that is, the surface where the liquid flow path such as the pressure generation chamber 12 opens, a nozzle plate 20 having a nozzle opening 21 communicating with each pressure generation chamber 12 is provided with an adhesive. Or a heat-welded film or the like. In other words, the nozzle openings 21 are arranged in the nozzle plate 20 in the first direction X.

流路形成基板10の他方面側には、酸化ジルコニウム(ZrO)を含む材料で形成された第1振動層51と、第1振動層51上に形成された酸化シリコン(SiO)を含む材料で形成された第2振動層52と、第2振動層52上に形成された酸化ジルコニウム(ZrO)を含む材料で形成された第3振動層53と、が積層されている。なお、圧力発生室12等の液体流路は、流路形成基板10を一方面側(ノズルプレート20が接合された面側)から異方性エッチングすることにより形成されており、圧力発生室12等の液体流路の他方面は、第1振動層51で画成されている。 The other surface side of the flow path forming substrate 10 includes a first vibration layer 51 formed of a material containing zirconium oxide (ZrO 2 ) and silicon oxide (SiO 2 ) formed on the first vibration layer 51. A second vibration layer 52 formed of a material and a third vibration layer 53 formed of a material containing zirconium oxide (ZrO 2 ) formed on the second vibration layer 52 are stacked. The liquid flow path such as the pressure generation chamber 12 is formed by anisotropically etching the flow path forming substrate 10 from one side (the side where the nozzle plate 20 is bonded). The other surface of the liquid flow path is defined by the first vibration layer 51.

ここで、第1振動層51が酸化ジルコニウム(ZrO)を含む材料で形成されているとは、第1振動層51の主成分が酸化ジルコニウム(ZrO)であればよく、他の材料を含むものであってもよい。同様に、第2振動層52は、主成分が酸化シリコン(SiO)であればよく、第3振動層53は、主成分が酸化ジルコニウム(ZrO)であればよい。 Here, the first vibration layer 51 is formed of a material containing zirconium oxide (ZrO 2) is a main component of zirconium oxide of the first vibration layer 51 may be a (ZrO 2), other materials It may be included. Similarly, the main component of the second vibration layer 52 may be silicon oxide (SiO 2 ), and the third vibration layer 53 may be zirconium oxide (ZrO 2 ).

このような第1振動層51は、流路形成基板用ウェハーにスパッタリング法や、原子層堆積法(ALD)によって形成することができる。特に、第1振動層51は原子層堆積によって形成されているのが好ましい。なお、第1振動層51が原子層堆積によって形成されているとは、原子層堆積法(ALD)によって成膜された膜で形成されていることを言う。このように第1振動層51を原子層堆積法によって形成することで、高い膜密度で形成することができ、耐インク性(耐液体性)をさらに向上することができる。すなわち、第1振動層は、酸化ジルコニウム(ZrO)を主成分とすることで、アルカリ及び酸のインクによって侵食され難いものであるが、さらに第1振動層51を原子層堆積法によって形成することで、耐インク性をさらに向上して、さらにインクによって侵食され難いものとすることができる。 Such a first vibration layer 51 can be formed on the flow path forming substrate wafer by sputtering or atomic layer deposition (ALD). In particular, the first vibration layer 51 is preferably formed by atomic layer deposition. The first vibration layer 51 being formed by atomic layer deposition means that the first vibration layer 51 is formed by a film formed by atomic layer deposition (ALD). Thus, by forming the 1st vibration layer 51 by an atomic layer deposition method, it can form with a high film density and can further improve ink resistance (liquid resistance). That is, the first vibration layer is mainly composed of zirconium oxide (ZrO 2 ) and is not easily eroded by alkali and acid inks, but the first vibration layer 51 is further formed by an atomic layer deposition method. As a result, the ink resistance can be further improved and the ink can be made less susceptible to erosion.

なお、第1振動層51は、振動板50の耐インク性(耐液体性)を向上するためのものであるため、その厚さは比較的薄くてもよい。   Note that the first vibration layer 51 is for improving the ink resistance (liquid resistance) of the vibration plate 50, and therefore the thickness thereof may be relatively thin.

第2振動層52は、例えば、第1振動層51及び第2振動層52等と共に振動板50の全体の厚さを調整する調整層としても機能する。また、酸化シリコンを主成分とする第2振動層52を設けることで、振動板50の剛性、靭性を最適なものに調整することができる。   For example, the second vibration layer 52 functions as an adjustment layer that adjusts the overall thickness of the diaphragm 50 together with the first vibration layer 51 and the second vibration layer 52. Further, by providing the second vibration layer 52 containing silicon oxide as a main component, the rigidity and toughness of the diaphragm 50 can be adjusted to the optimum ones.

なお、第2振動層52は、例えば、原子層堆積法(ALD)や化学蒸着法(CVD)等の気相法などで形成することができる。   The second vibration layer 52 can be formed by a vapor phase method such as an atomic layer deposition method (ALD) or a chemical vapor deposition method (CVD).

また、第3振動層53は、スパッタリング法、原子層堆積法などの気相法、液相法などによって形成することができる。   The third vibration layer 53 can be formed by a vapor phase method such as a sputtering method or an atomic layer deposition method, a liquid phase method, or the like.

なお、第3振動層53は、圧電体層70の鉛やビスマス等の成分が、第2振動層52側に拡散するのを抑制する役割を有する。また、第3振動層53は、圧電体層70の結晶の格子定数を合わせる役割も有する。   The third vibration layer 53 has a role of suppressing diffusion of components such as lead and bismuth of the piezoelectric layer 70 to the second vibration layer 52 side. The third vibration layer 53 also has a role of matching the crystal lattice constant of the piezoelectric layer 70.

なお、振動板50は、第1振動層51、第2振動層52及び第3振動層53を有するものであれば、その他の膜が設けられていてもよい。ただし、本実施形態のように振動板50として、第1振動層51、第2振動層52及び第3振動層53を設けることで、例えば、従来の酸化シリコン層及び酸化ジルコニウム層だけを有する振動板と同じ硬さとなるように容易に調整することができる。すなわち、振動板50の剛性や靭性などを従来と同じように設計することができ、従来の圧電アクチュエーター300と同じ変形を容易に行わせることができる。   In addition, as long as the diaphragm 50 has the 1st vibration layer 51, the 2nd vibration layer 52, and the 3rd vibration layer 53, the other film | membrane may be provided. However, by providing the first vibration layer 51, the second vibration layer 52, and the third vibration layer 53 as the vibration plate 50 as in this embodiment, for example, a vibration having only a conventional silicon oxide layer and zirconium oxide layer. It can be easily adjusted to have the same hardness as the plate. That is, the rigidity and toughness of the diaphragm 50 can be designed in the same manner as in the past, and the same deformation as in the conventional piezoelectric actuator 300 can be easily performed.

このような振動板50上には、本実施形態の圧力発生手段として、第1電極60と圧電体層70と第2電極80とを有する圧電アクチュエーター300が形成されている。ここで、圧電アクチュエーター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、圧電アクチュエーター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、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層70から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、第1電極60を圧電アクチュエーター300の共通電極とし、第2電極80を圧電アクチュエーター300の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。   On such a diaphragm 50, a piezoelectric actuator 300 having a first electrode 60, a piezoelectric layer 70, and a second electrode 80 is formed as pressure generating means of the present embodiment. Here, the piezoelectric actuator 300 refers to a portion including the first electrode 60, the piezoelectric layer 70, and the second electrode 80. In general, one electrode of the piezoelectric actuator 300 is used as a common electrode, and the other electrode and the piezoelectric layer 70 are patterned for each pressure generating chamber 12. In addition, here, a portion that is configured by any one of the patterned electrodes and the piezoelectric layer 70 and in which piezoelectric distortion is generated by applying a voltage to both electrodes is referred to as a piezoelectric active portion. In the present embodiment, the first electrode 60 is used as a common electrode for the piezoelectric actuator 300 and the second electrode 80 is used as an individual electrode for the piezoelectric actuator 300. However, there is no problem even if this is reversed for the convenience of the drive circuit and wiring.

圧電体層70は、第1電極60上に形成される分極構造を有する酸化物の圧電材料からなり、例えば、一般式ABOで示されるペロブスカイト型酸化物からなることができ、Aは、鉛を含み、Bは、ジルコニウムおよびチタンのうちの少なくとも一方を含むことができる。前記Bは、例えば、さらに、ニオブを含むことができる。具体的には、圧電体層70としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr,Ti)O:PZT)、シリコンを含むニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr,Ti,Nb)O:PZTNS)などを用いることができる。 The piezoelectric layer 70 is made of a piezoelectric material of the oxide having a polarization structure formed on the first electrode 60, for example, may consist of a perovskite oxide represented by the general formula ABO 3, A is Pb B can contain at least one of zirconium and titanium. The B may further contain niobium, for example. Specifically, as the piezoelectric layer 70, for example, lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) O 3 : PZT), lead zirconate titanate niobate containing silicon (Pb (Zr, Ti, Nb) ) O 3 : PZTNS) or the like can be used.

また、圧電体層70は、鉛を含まない非鉛系圧電材料、例えば、鉄酸ビスマスや鉄酸マンガン酸ビスマスと、チタン酸バリウムやチタン酸ビスマスカリウムとを含むペロブスカイト構造を有する複合酸化物などとしてもよい。   Further, the piezoelectric layer 70 is a lead-free piezoelectric material that does not contain lead, for example, a composite oxide having a perovskite structure containing bismuth ferrate or bismuth ferrate manganate, barium titanate or potassium bismuth titanate, or the like. It is good.

さらに、このような圧電アクチュエーター300の個別電極である各第2電極80には、インク供給路13側の端部近傍から引き出され、振動板50上にまで延設される、例えば、金(Au)等からなるリード電極90が接続されている。   Furthermore, each second electrode 80 that is an individual electrode of the piezoelectric actuator 300 is drawn from the vicinity of the end on the ink supply path 13 side and extended to the vibration plate 50. For example, gold (Au ) Etc. are connected.

このような圧電アクチュエーター300が形成された流路形成基板10上、すなわち、第1電極60、振動板50及びリード電極90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15と連通されて各圧力発生室12の共通のインク室となるマニホールド100を構成している。また、流路形成基板10の連通部15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との間に介在する振動板50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13を設けるようにしてもよい。   On the flow path forming substrate 10 on which the piezoelectric actuator 300 is formed, that is, on the first electrode 60, the vibration plate 50, and the lead electrode 90, a protection having a manifold portion 31 constituting at least a part of the manifold 100. The substrate 30 is bonded via an adhesive 35. In the present embodiment, the manifold portion 31 penetrates the protective substrate 30 in the thickness direction and is formed across the width direction of the pressure generating chamber 12. As described above, the communication portion 15 of the flow path forming substrate 10. The manifold 100 is configured as a common ink chamber for the pressure generation chambers 12. Further, the communication portion 15 of the flow path forming substrate 10 may be divided into a plurality of pressure generation chambers 12 and only the manifold portion 31 may be used as a manifold. Further, for example, an ink supply is provided in which only the pressure generating chamber 12 is provided in the flow path forming substrate 10, and the manifold and each pressure generating chamber 12 are communicated with the diaphragm 50 interposed between the flow path forming substrate 10 and the protective substrate 30. A path 13 may be provided.

保護基板30には、圧電アクチュエーター300に対向する領域に、圧電アクチュエーター300の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電アクチュエーター保持部32が設けられている。なお、圧電アクチュエーター保持部32は、圧電アクチュエーター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。   The protective substrate 30 is provided with a piezoelectric actuator holding portion 32 having a space that does not hinder the movement of the piezoelectric actuator 300 in a region facing the piezoelectric actuator 300. The piezoelectric actuator holding portion 32 only needs to have a space that does not hinder the movement of the piezoelectric actuator 300, and the space may be sealed or not sealed.

また、保護基板30には、保護基板30を厚さ方向に貫通する貫通孔33が設けられている。そして、各圧電アクチュエーター300から引き出されたリード電極90の端部近傍は、貫通孔33内に露出するように設けられている。   The protective substrate 30 is provided with a through hole 33 that penetrates the protective substrate 30 in the thickness direction. The vicinity of the end of the lead electrode 90 drawn from each piezoelectric actuator 300 is provided so as to be exposed in the through hole 33.

また、保護基板30上には、信号処理部として機能する駆動回路120が固定されている。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とリード電極90とは、貫通孔33を挿通させた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 driving circuit 120 that functions as a signal processing unit is fixed on the protective substrate 30. As the drive circuit 120, for example, a circuit board, a semiconductor integrated circuit (IC), or the like can be used. The drive circuit 120 and the lead electrode 90 are electrically connected via a connection wiring 121 made of a conductive wire such as a bonding wire inserted through the through hole 33.

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 the protective substrate 30, it is preferable to use a material substantially the same as the coefficient of thermal expansion of the flow path forming substrate 10, for example, glass or ceramic material. It formed using the crystal substrate.

また、保護基板30上には、封止膜41及び固定板42とからなるコンプライアンス基板40が接合されている。ここで、封止膜41は、剛性が低く可撓性を有する材料、例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)フィルムからなり、この封止膜41によってマニホールド部31の一方面が封止されている。また、固定板42は、金属等の硬質の材料、例えば、ステンレス鋼(SUS)等で形成される。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。   A compliance substrate 40 including a sealing film 41 and a fixing plate 42 is bonded onto the protective substrate 30. Here, the sealing film 41 is made of a material having low rigidity and flexibility, for example, a polyphenylene sulfide (PPS) film, and one surface of the manifold portion 31 is sealed by the sealing film 41. The fixing plate 42 is made of a hard material such as metal, for example, stainless steel (SUS). Since the area of the fixing plate 42 facing the manifold 100 is an opening 43 that is completely removed in the thickness direction, one surface of the manifold 100 is sealed only with a flexible sealing film 41. Has been.

このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドIでは、図示しない外部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からノズル開口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、振動板50、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開口21からインク滴が吐出する。   In such an ink jet recording head I of this embodiment, after taking ink from an ink introduction port connected to an external ink supply means (not shown) and filling the interior from the manifold 100 to the nozzle opening 21, the drive circuit In accordance with the recording signal from 120, a voltage is applied between each of the first electrode 60 and the second electrode 80 corresponding to the pressure generating chamber 12, and the vibration plate 50, the first electrode 60, and the piezoelectric layer 70 are bent and deformed. By doing so, the pressure in each pressure generating chamber 12 increases, and ink droplets are ejected from the nozzle openings 21.

以上説明したように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドIでは、振動板50の流路形成基板10側に酸化ジルコニウムを主成分とする第1振動層51を設けることで、流路、特に圧力発生室12内の保護膜200にピンホールやクラック等が形成されたとしても、振動板50(第1振動層51)がインクによって侵食されるのを抑制することができる。すなわち、第1振動層51を形成する材料である酸化ジルコニウムは、酸化シリコン等に比べて、アルカリ性や酸性のインクによって侵食され難く、保護膜200のピンホール等を介してインクが接触したとしても、振動板50の変位特性が変化するのを抑制することができる。特に、第1振動層51を原子層堆積法(原子層堆積)で形成することで、第1振動層51の膜密度を向上して、耐インク性をさらに向上して、振動板50のインクによる侵食を抑制して、振動板50を安定した振動特性とすることができる。   As described above, in the ink jet recording head I of the present embodiment, the first vibration layer 51 mainly composed of zirconium oxide is provided on the flow path forming substrate 10 side of the vibration plate 50, so that the flow path, particularly the pressure is increased. Even if pinholes, cracks, or the like are formed in the protective film 200 in the generation chamber 12, the diaphragm 50 (the first vibration layer 51) can be prevented from being eroded by ink. That is, zirconium oxide, which is a material forming the first vibration layer 51, is less likely to be eroded by alkaline or acidic ink than silicon oxide or the like, and even if the ink comes into contact with the pinhole or the like of the protective film 200. The change in the displacement characteristics of the diaphragm 50 can be suppressed. In particular, by forming the first vibration layer 51 by atomic layer deposition (atomic layer deposition), the film density of the first vibration layer 51 is improved, the ink resistance is further improved, and the ink of the vibration plate 50 is increased. It is possible to suppress the erosion caused by the vibration and to make the diaphragm 50 have stable vibration characteristics.

また、振動板50の流路形成基板10側に酸化ジルコニウムを主成分とする第1振動層51を設けることで、振動板50をインクの侵食から防ぐ保護膜200を形成しなくてもよい。本実施形態では、流路形成基板10の隔壁11を保護するために保護膜200を形成することで、振動板50にも保護膜200が形成されているが、この保護膜200は、流路形成基板10の隔壁11を保護する目的で設けたものであるため、厚さを薄く形成することができる。したがって、保護膜200が振動板50の変形を阻害するのを抑制して、圧電アクチュエーター300の変位特性を向上することができる。また、保護膜200を薄く形成して振動板50の変形を阻害するのを抑制することができることから、圧電アクチュエーター300の圧電体層70を薄くすることができると共に、流路形成基板10の厚さ(圧力発生室12の深さ)を薄くすることができ、インクジェット式記録ヘッドIの薄型化を図ることができると共に、ノズル開口21の高密度化を図ることができる。   In addition, by providing the first vibration layer 51 containing zirconium oxide as a main component on the flow path forming substrate 10 side of the vibration plate 50, the protective film 200 that prevents the vibration plate 50 from being eroded by ink may not be formed. In the present embodiment, the protective film 200 is formed on the vibration plate 50 by forming the protective film 200 to protect the partition wall 11 of the flow path forming substrate 10. Since it is provided for the purpose of protecting the partition wall 11 of the formation substrate 10, the thickness can be reduced. Accordingly, it is possible to improve the displacement characteristics of the piezoelectric actuator 300 by suppressing the protective film 200 from inhibiting the deformation of the diaphragm 50. In addition, since it is possible to suppress the deformation of the vibration plate 50 by forming the protective film 200 thin, the piezoelectric layer 70 of the piezoelectric actuator 300 can be thinned and the thickness of the flow path forming substrate 10 can be reduced. The depth (depth of the pressure generating chamber 12) can be reduced, the ink jet recording head I can be made thinner, and the nozzle openings 21 can be made dense.

(他の実施形態)
以上、本発明の実施形態1について説明したが、本発明の基本的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 Embodiment 1 of this invention was demonstrated, the basic composition of this invention is not limited to what was mentioned above.

上述した実施形態1では、振動板50の流路形成基板10側に第1振動層51を設けるようにしたが、第1振動層51は、圧力発生室12等の流路の一方面を画成していればいいため、流路以外の領域、すなわち、第1振動層51と流路形成基板10との間に酸化ジルコニウム以外の材料の他の層が設けられていてもよい。すなわち、第1振動層51が、少なくとも流路形成基板10の圧力発生室12等の流路を画成していれば、振動板50のインクによる侵食は抑制することができる。もちろん、流路形成基板10側が第1振動層51で形成されていれば、第1振動層51と第2振動層52との間や、第2振動層52と第3振動層53との間等に他の材料で形成された他の層が設けられていてもよい。   In the first embodiment described above, the first vibration layer 51 is provided on the flow path forming substrate 10 side of the vibration plate 50, but the first vibration layer 51 defines one surface of the flow path such as the pressure generation chamber 12. Therefore, another layer of a material other than zirconium oxide may be provided between the first vibration layer 51 and the flow path forming substrate 10. That is, if the first vibration layer 51 defines at least a flow path such as the pressure generation chamber 12 of the flow path forming substrate 10, erosion of the vibration plate 50 by ink can be suppressed. Of course, if the flow path forming substrate 10 side is formed of the first vibration layer 51, it is between the first vibration layer 51 and the second vibration layer 52, or between the second vibration layer 52 and the third vibration layer 53. Other layers formed of other materials may be provided.

また、上述した実施形態1では、ノズル開口21からインク滴を吐出する圧力発生手段として、薄膜型の圧電アクチュエーター300を用いて説明したが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電アクチュエーターや、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電アクチュエーターを用いてもよい。   Further, in the first embodiment described above, the thin film piezoelectric actuator 300 is used as the pressure generating means for ejecting ink droplets from the nozzle openings 21. However, the present invention is not particularly limited thereto. Alternatively, a thick film type piezoelectric actuator formed by a method such as affixing or a longitudinal vibration type piezoelectric actuator in which piezoelectric materials and electrode forming materials are alternately stacked to expand and contract in the axial direction may be used.

また、上述した実施形態1では、ノズル開口21からインク滴を吐出する圧力発生手段として圧電アクチュエーター300を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。   In the first embodiment described above, the piezoelectric actuator 300 is used as the pressure generating means for ejecting the ink droplets from the nozzle opening 21. However, the present invention is not particularly limited to this. For example, static electricity is generated between the diaphragm and the electrode. It is possible to use a so-called electrostatic actuator that discharges droplets from the nozzle openings by deforming the diaphragm by electrostatic force.

また、上述した実施形態1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。   Moreover, in Embodiment 1 mentioned above, although the silicon single crystal substrate was illustrated as the flow-path formation board | substrate 10, it is not limited to this in particular, For example, you may make it use materials, such as a SOI substrate and glass.

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4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. 4 is a schematic view showing an example of the ink jet recording apparatus.

図4に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット1A及び1Bは、インク供給手段を構成するカートリッジ2A及び2Bが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット1A及び1Bを搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット1A及び1Bは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。   As shown in FIG. 4, in the recording head units 1A and 1B having the ink jet recording head, cartridges 2A and 2B constituting ink supply means are detachably provided, and a carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted. Is provided on a carriage shaft 5 attached to the apparatus body 4 so as to be movable in the axial direction. The recording head units 1A and 1B, for example, are configured to eject a black ink composition and a color ink composition, respectively.

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 motor 6 is transmitted to the carriage 3 via a plurality of gears and timing belt 7 (not shown), so that the carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted is moved along the carriage shaft 5. The On the other hand, the apparatus body 4 is provided with a platen 8 along the carriage shaft 5, and a recording sheet S that is a recording medium such as paper fed by a paper feed roller (not shown) is wound around the platen 8. It is designed to be transported.

また、上述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(記録ヘッドユニット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 (recording head units 1A and 1B) is exemplified as being mounted on the carriage 3 and moving in the main scanning direction. For example, the present invention can also be applied to a so-called line recording apparatus in which an ink jet recording head I is fixed and printing is performed simply by moving a recording sheet S such as paper in the sub-scanning direction.

なお、上記実施の形態においては、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、また液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び液体噴射装置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や液体噴射装置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、かかる液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用できる。   In the above embodiment, an ink jet recording head has been described as an example of a liquid ejecting head, and an ink jet recording apparatus has been described as an example of a liquid ejecting apparatus. The present invention is intended for the entire apparatus, and can of course be applied to a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus that eject liquid other than ink. 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 bio-organic matter ejection head used for biochip production, and the like, and can also be applied to a liquid ejection apparatus provided with such a liquid ejection head.

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 インク供給路、 14 連通路、 15 連通部、 20 ノズルプレート、 21 ノズル開口、 30 保護基板、 40 コンプライアンス基板、 50 振動板、 51 第1振動層、 52 第2振動層、 53 第3振動層、 60 第1電極、 70 圧電体層、 80 第2電極、 90 リード電極、 100 マニホールド、 120 駆動回路、 200 保護膜、 300 圧電アクチュエーター(圧力発生手段)   I ink jet recording head (liquid ejecting head), II ink jet recording apparatus (liquid ejecting apparatus), 10 flow path forming substrate, 12 pressure generating chamber, 13 ink supply path, 14 communication path, 15 communication section, 20 nozzle plate, 21 nozzle opening, 30 protective substrate, 40 compliance substrate, 50 vibration plate, 51 first vibration layer, 52 second vibration layer, 53 third vibration layer, 60 first electrode, 70 piezoelectric layer, 80 second electrode, 90 Lead electrode, 100 manifold, 120 drive circuit, 200 protective film, 300 piezoelectric actuator (pressure generating means)

Claims (6)

液体を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、
該流路形成基板の一方面側に設けられて前記圧力発生室を封止する振動板と、
該振動板上に設けられた圧力発生手段と、を具備し、
前記振動板は、前記流路形成基板側に酸化ジルコニウムを主成分とする第1振動層と、
該第1振動層の前記流路形成基板とは反対側に設けられた酸化シリコンを主成分とする第2振動層と、
該第2振動層の前記第1振動層とは反対側に設けられた酸化ジルコニウムを主成分とする第3振動層と、を有することを特徴とする液体噴射ヘッド。
A flow path forming substrate provided with a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for discharging liquid;
A diaphragm that is provided on one side of the flow path forming substrate and seals the pressure generating chamber;
Pressure generating means provided on the diaphragm,
The diaphragm includes a first vibration layer mainly composed of zirconium oxide on the flow path forming substrate side,
A second vibration layer mainly composed of silicon oxide provided on the opposite side of the first vibration layer from the flow path forming substrate;
A liquid ejecting head comprising: a third vibrating layer mainly composed of zirconium oxide provided on the opposite side of the second vibrating layer from the first vibrating layer.
前記第1振動層は、原子層堆積によって形成されていることを特徴とする請求項1記載の液体噴射ヘッド。   The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the first vibration layer is formed by atomic layer deposition. 前記圧力発生室の内壁には、耐液性を有する保護膜が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の液体噴射ヘッド。   The liquid jet head according to claim 1, wherein a protective film having liquid resistance is provided on an inner wall of the pressure generation chamber. 前記保護膜は、原子層堆積によって形成されていることを特徴とする請求項3記載の液体噴射ヘッド。   The liquid ejecting head according to claim 3, wherein the protective film is formed by atomic layer deposition. 前記保護膜は、0.3Å以上、50nm以下の厚さで形成されていることを特徴とする請求項4又は5記載の液体噴射ヘッド。   6. The liquid jet head according to claim 4, wherein the protective film is formed with a thickness of 0.3 mm or more and 50 nm or less. 請求項1〜5の何れか一項に記載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。   A liquid ejecting apparatus comprising the liquid ejecting head according to claim 1.
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