JP2017205955A - 吐出駆動装置、液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置 - Google Patents
吐出駆動装置、液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置 Download PDFInfo
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図1は、第1の実施の形態に係る液体吐出ヘッドを例示する断面図である。図1を参照するに、液体吐出ヘッド1は、基板10と、振動板20と、電気機械変換素子30と、絶縁保護膜40とを有する。電気機械変換素子30は、下部電極31と、電気機械変換膜32と、上部電極33とを有する。液体吐出ヘッド1において、振動板20上に電気機械変換素子30が形成された部分が吐出駆動装置35である。
第2の実施の形態では、応用例として、液体吐出ヘッド2(図3参照)を備えた液体を吐出する装置を例示する。
上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するもの等を意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布等の被記録媒体、電子基板、圧電素子等の電子部品、粉体層(粉末層)、臓器モデル、検査用セル等の媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着する全てのものが含まれる。
基板10として6インチのシリコンウェハを準備し、基板10にSiO2(膜厚600nm)、Si(膜厚200nm)、SiO2(膜厚100nm)、SiN(膜厚150nm)、SiO2(膜厚1300nm)、SiN(150nm)、SiO2(膜厚100nm)、Si(200nm)、SiO2(膜厚600nm)の膜を順に形成して振動板20を作製した。
Si層を除いて振動板20を成膜した以外は実施例1と同様に液体吐出ヘッド2を作製した。
Si層に対して、硼素を1×1015ions/cm2注入した以外は実施例1と同様に液体吐出ヘッド2を作製した。
SiN層を除いて振動板20を成膜した以外は実施例1と同様に液体吐出ヘッド2を作製した。
SiN層を除いて、Si層に対して、硼素を1×1015ions/cm2注入した以外は実施例1と同様に液体吐出ヘッド2を作製した。
SiN層に対して、硼素を1×1015ions/cm2注入せずに成膜した以外は実施例1と同様に液体吐出ヘッド2を作製した。
6インチシリコンウェハにSiO2(膜厚600nm)のみを成膜した以外は実施例1と同様に液体吐出ヘッド2を作製した。
実施例1〜5及び比較例1及び2で作製した各液体吐出ヘッド2の電気機械変換素子30について、電気機械変換素子30の電気特性及び変位量(圧電定数)の評価を行った。
10 基板
10x 圧力室
20 振動板
30 電気機械変換素子
31 下部電極
32 電気機械変換膜
33 上部電極
35 吐出駆動装置
40、70 絶縁保護膜
40x、70x 開口部
50 ノズル板
51 ノズル
60 配線
61、62、63 電極パッド
401 ガイド部材
403 キャリッジ
405 主走査モータ
406 駆動プーリ
407 従動プーリ
408 タイミングベルト
410 用紙
412 搬送ベルト
413 搬送ローラ
414 テンションローラ
416 副走査モータ
417 タイミングベルト
418 タイミングプーリ
420 維持回復機構
421 キャップ部材
422 ワイパ部材
440 液体吐出ユニット
441 ヘッドタンク
442 カバー
443 コネクタ
444 流路部品
450 液体カートリッジ
451 カートリッジホルダ
452 送液ユニット
456 チューブ
491A、491B 側板
491C 背板
493 主走査移動機構
494 供給機構
495 搬送機構
Claims (12)
- 振動板上に電気機械変換素子が形成された吐出駆動装置であって、
前記振動板は、圧縮応力を有する単層膜を少なくとも1層含む積層膜から形成され、
前記振動板の曲げ剛性は2.0×10−11Nm2以上であり、
前記振動板を構成する各単層膜の応力が600MPa以下であることを特徴とする吐出駆動装置。 - 前記積層膜の内、最もヤング率の大きい膜のヤング率が150GPa以上であることを特徴とする請求項1に記載の吐出駆動装置。
- 前記最もヤング率の大きい膜は、構成元素以外の元素でイオン注入されていることを特徴とする請求項2に記載の吐出駆動装置。
- 前記積層膜は、SiO2からなる第1膜、SiNからなる第2膜、Poly−Siからなる第3膜を含み、
前記第1膜、前記第2膜、及び前記第3膜の内、何れかの膜が構成元素以外の元素でイオン注入されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の吐出駆動装置。 - 前記積層膜の等価ヤング率が75GPa以上であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の吐出駆動装置。
- 前記振動板の膜厚が1μm以上3μm以下であることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の吐出駆動装置。
- 前記電気機械変換素子は、下部電極、電気機械変換膜、及び上部電極が順次積層された構造であり、
前記下部電極と前記電気機械変換膜との間にチタン酸鉛からなるシード層が形成されていることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の吐出駆動装置。 - 前記電気機械変換素子は、下部電極、電気機械変換膜、及び上部電極が順次積層された構造であり、
前記電気機械変換素子は、前記振動板上に複数個配列されており、
前記配列方向において、前記電気機械変換膜の(100)配向の配向度の平均値が95%以上であることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の吐出駆動装置。 - 請求項1乃至8の何れか一項に記載の吐出駆動装置と、
前記電気機械変換素子に対応して設けられた、液体を吐出するノズルと、前記ノズルが連通する加圧室と、を有し、
前記加圧室の壁の一部を前記振動板で構成し、
前記吐出駆動装置が前記加圧室内の液体を昇圧させることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項9に記載の液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする液体吐出ユニット。
- 前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留するヘッドタンク、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジ、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する供給機構、前記液体吐出ヘッドの維持回復を行う維持回復機構、前記液体吐出ヘッドを主走査方向に移動させる主走査移動機構の少なくとも何れか一つと前記液体吐出ヘッドとを一体化したことを特徴とする請求項10に記載の液体吐出ユニット。
- 請求項9に記載の液体吐出ヘッド、又は、請求項10若しくは11に記載の液体吐出ユニットを備えていることを特徴とする液体を吐出する装置。
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