JP2018103533A - Liquid injection head and liquid injection device - Google Patents

Liquid injection head and liquid injection device Download PDF

Info

Publication number
JP2018103533A
JP2018103533A JP2016254183A JP2016254183A JP2018103533A JP 2018103533 A JP2018103533 A JP 2018103533A JP 2016254183 A JP2016254183 A JP 2016254183A JP 2016254183 A JP2016254183 A JP 2016254183A JP 2018103533 A JP2018103533 A JP 2018103533A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure chamber
electrode
plan
view
substrate
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
JP2016254183A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
祐馬 福澤
Yuma Fukuzawa
祐馬 福澤
睦彦 太田
Mutsuhiko Ota
睦彦 太田
島田 勝人
Katsuto Shimada
勝人 島田
隆弘 上條
Takahiro Kamijo
隆弘 上條
矢崎 士郎
Shiro Yazaki
士郎 矢崎
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
Priority to JP2016254183A priority Critical patent/JP2018103533A/en
Publication of JP2018103533A publication Critical patent/JP2018103533A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress breakage of piezoelectric layer constituting a piezoelectric element.SOLUTION: A liquid injection head comprises: a pressure chamber substrate formed with pressure chambers; diaphragms being formed on a surface of the pressure chamber substrate and constituting wall surfaces of the pressure chambers; and piezoelectric elements formed on surfaces of the diaphragms. Each piezoelectric element includes: a first electrode and a second electrode; and a piezoelectric layer between the first electrode and the second electrode. A boundary portion being a portion overlapping with a circumference of the second electrode out of the first electrode is positioned in a region outside the pressure chamber in a plan view. In a region overlapping with the boundary portion in the plan view out of the pressure chamber substrate, a removed portion where the pressure chamber substrate is removed is formed independently from the pressure chamber.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、圧電素子を利用してインク等の液体を噴射する技術に関する。   The present invention relates to a technique for ejecting a liquid such as ink using a piezoelectric element.

複数の圧力室の各々の壁面を構成する振動板を圧電素子により振動させることで圧力室内の液体をノズルから噴射する液体噴射ヘッドが従来から提案されている。例えば特許文献1には、圧電素子毎に個別に形成された第1電極と複数の圧電素子にわたる第2電極との間に圧電体層を形成した圧電素子が開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a liquid ejecting head that ejects liquid in a pressure chamber from a nozzle by vibrating a diaphragm that constitutes each wall surface of a plurality of pressure chambers with a piezoelectric element has been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a piezoelectric element in which a piezoelectric layer is formed between a first electrode individually formed for each piezoelectric element and a second electrode extending over a plurality of piezoelectric elements.

特開2014−83797号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-83797

圧電体層のうち第1電極と第2電極との間の電界に応じた圧電効果で変形する領域(以下「能動部」という)とそれ以外の非能動部との境界には応力が発生し易い。特許文献1の構成では、圧電体層のうち能動部と非能動部との境界近傍の応力による圧電体層の変形が振動板により拘束され、結果的に圧電体層が破損する可能性がある。以上の事情を考慮して、本発明の好適な態様は、圧電素子を構成する圧電体層の破損を抑制することを目的とする。   In the piezoelectric layer, stress is generated at the boundary between the region that is deformed by the piezoelectric effect corresponding to the electric field between the first electrode and the second electrode (hereinafter referred to as “active portion”) and the other inactive portion. easy. In the configuration of Patent Document 1, deformation of the piezoelectric layer due to stress in the vicinity of the boundary between the active portion and the inactive portion of the piezoelectric layer is constrained by the diaphragm, and as a result, the piezoelectric layer may be damaged. . In view of the above circumstances, a preferred aspect of the present invention aims to suppress the breakage of the piezoelectric layer constituting the piezoelectric element.

<態様1>
以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様(態様1)に係る液体噴射ヘッドは、圧力室が形成された圧力室基板と、前記圧力室基板の面上に形成されて前記圧力室の壁面を構成する振動板と、前記振動板の面上に形成された圧電素子とを具備し、前記圧電素子は、第1電極および第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間の圧電体層とを含み、前記第1電極のうち前記第2電極の周縁と重なる部分である境界部は、平面視で前記圧力室の外側の領域内に位置し、前記圧力室基板のうち平面視で前記境界部に重なる領域には、当該圧力室基板が除去された除去部が前記圧力室とは独立に形成される。以上の態様では、圧電体層のうち境界部の近傍の部分の変形に連動して、振動板のうち除去部に対応する部分が変位するから、圧電体層の内部の応力が振動板の変位により緩和される。したがって、圧電体層のうち境界部の近傍の応力に起因して圧電体層が破損する可能性を低減することが可能である。
<態様2>
態様1の好適例(態様2)において、前記圧力室基板には、第1圧力室および第2圧力室が前記圧力室として形成され、前記第1圧力室に対応する第1圧電素子と前記第2圧力室に対応する第2圧電素子とを前記圧電素子として具備し、前記第1圧電素子の前記第1電極における前記境界部は、平面視で前記第1圧力室と前記第2圧力室との間に位置し、前記圧力室基板のうち当該境界部が平面視で重なる前記除去部は、平面視で前記第1圧力室と前記第2圧力室との間に形成される。以上の態様では、第1圧力室と第2圧力室との間に除去部が形成される。したがって、第1圧力室と第2圧力室との間以外の領域に除去部を形成する構成と比較して、第1圧力室と第2圧力室との配列に交差する方向における液体噴射ヘッドのサイズが削減されるという利点がある。
<態様3>
態様2の好適例(態様3)において、前記第1圧力室および前記第2圧力室の各々は、第1部分と、前記第1部分よりも幅が狭い第2部分とを含み、前記除去部は、前記第1圧力室の前記第2部分と前記第2圧力室の前記第2部分との間に形成される。以上の態様では、第1圧力室の第2部分と第2圧力室の第2部分との間に除去部が形成される。したがって、第1圧力室または第2圧力室と除去部との間の壁部の厚さや除去部の面積を確保し易いという利点がある。
<態様4>
態様1から態様3の何れかの好適例(態様4)において、前記除去部の幅は、前記圧力室の幅と比較して狭い。以上の態様では、除去部の幅が圧力室の幅と比較して狭いから、振動板のうち除去部に対応する部分の過度な変形による破損(例えばクラック)を抑制できるという利点がある。
<態様5>
態様4の好適例(態様5)において、前記除去部の幅は、前記圧力室の幅の半分以下である。以上の態様では、除去部の幅が圧力室の幅の半分以下であるから、振動板のうち除去部に対応する部分の過度な変形による破損(例えばクラック)を抑制できるという効果は格別に顕著である。
<態様6>
本発明の好適な態様(態様6)に係る液体噴射装置は、以上に例示した各態様に係る液体噴射ヘッドを具備する。液体噴射装置の好例は、インクを噴射する印刷装置であるが、本発明に係る液体噴射装置の用途は印刷に限定されない。
<Aspect 1>
In order to solve the above problems, a liquid jet head according to a preferred aspect (aspect 1) of the present invention includes a pressure chamber substrate in which a pressure chamber is formed, and the pressure chamber substrate formed on the surface of the pressure chamber substrate. And a piezoelectric element formed on a surface of the diaphragm, wherein the piezoelectric element includes a first electrode, a second electrode, the first electrode, and the second electrode. A boundary portion that is a portion of the first electrode that overlaps a peripheral edge of the second electrode is located in a region outside the pressure chamber in plan view, and the pressure chamber In a region of the substrate that overlaps the boundary portion in plan view, a removal portion from which the pressure chamber substrate is removed is formed independently of the pressure chamber. In the above aspect, the portion corresponding to the removal portion of the vibration plate is displaced in conjunction with the deformation of the portion near the boundary portion of the piezoelectric layer, so that the stress inside the piezoelectric layer is displaced by the vibration plate. Is alleviated by Therefore, it is possible to reduce the possibility that the piezoelectric layer is damaged due to the stress in the vicinity of the boundary portion of the piezoelectric layer.
<Aspect 2>
In a preferred example of the first aspect (the second aspect), a first pressure chamber and a second pressure chamber are formed as the pressure chambers on the pressure chamber substrate, and the first piezoelectric element corresponding to the first pressure chamber and the first pressure chamber are formed. A second piezoelectric element corresponding to two pressure chambers as the piezoelectric element, and the boundary portion of the first electrode of the first piezoelectric element includes the first pressure chamber and the second pressure chamber in plan view. The removal portion, which is located between the first pressure chamber and the second pressure chamber, is formed between the first pressure chamber and the second pressure chamber in plan view. In the above aspect, the removal portion is formed between the first pressure chamber and the second pressure chamber. Therefore, as compared with the configuration in which the removal portion is formed in a region other than between the first pressure chamber and the second pressure chamber, the liquid ejecting head in the direction intersecting the arrangement of the first pressure chamber and the second pressure chamber. There is an advantage that the size is reduced.
<Aspect 3>
In a preferred example of the aspect 2 (aspect 3), each of the first pressure chamber and the second pressure chamber includes a first portion and a second portion having a narrower width than the first portion, and the removing unit Is formed between the second part of the first pressure chamber and the second part of the second pressure chamber. In the above aspect, the removal portion is formed between the second portion of the first pressure chamber and the second portion of the second pressure chamber. Therefore, there is an advantage that it is easy to ensure the thickness of the wall portion between the first pressure chamber or the second pressure chamber and the removal portion and the area of the removal portion.
<Aspect 4>
In a preferred example (aspect 4) of any one of the aspects 1 to 3, the width of the removal portion is narrower than the width of the pressure chamber. In the above aspect, since the width of the removal portion is narrower than the width of the pressure chamber, there is an advantage that damage (for example, cracks) due to excessive deformation of the portion of the diaphragm corresponding to the removal portion can be suppressed.
<Aspect 5>
In a preferred example (Aspect 5) of Aspect 4, the width of the removal portion is not more than half of the width of the pressure chamber. In the above aspect, since the width of the removal portion is less than half of the width of the pressure chamber, the effect of suppressing breakage (for example, cracks) due to excessive deformation of the portion corresponding to the removal portion of the diaphragm is particularly remarkable. It is.
<Aspect 6>
A liquid ejecting apparatus according to a preferred aspect (aspect 6) of the present invention includes the liquid ejecting head according to each aspect exemplified above. A good example of the liquid ejecting apparatus is a printing apparatus that ejects ink, but the use of the liquid ejecting apparatus according to the present invention is not limited to printing.

第1実施形態に係る液体噴射装置の構成図である。1 is a configuration diagram of a liquid ejecting apparatus according to a first embodiment. 液体噴射ヘッドの分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of a liquid ejecting head. 液体噴射ヘッドの断面図(図2のIII-III線の断面図)である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the liquid jet head (a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 2). 複数の圧電素子の平面図である。It is a top view of a plurality of piezoelectric elements. 図4におけるV-V線の断面図である。It is sectional drawing of the VV line in FIG. 図4におけるVI-VI線の断面図である。It is sectional drawing of the VI-VI line in FIG. 第2実施形態における複数の圧電素子の平面図である。It is a top view of a plurality of piezoelectric elements in a 2nd embodiment. 第3実施形態における複数の圧電素子の平面図である。It is a top view of a plurality of piezoelectric elements in a 3rd embodiment.

<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る液体噴射装置100を例示する構成図である。第1実施形態の液体噴射装置100は、液体の例示であるインクを媒体(噴射対象)12に噴射するインクジェット方式の印刷装置である。媒体12は、典型的には印刷用紙であるが、樹脂フィルムまたは布帛等の任意の材質の印刷対象が媒体12として利用され得る。図1に例示される通り、液体噴射装置100には、インクを貯留する液体容器14が設置される。例えば液体噴射装置100に着脱可能なカートリッジ、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパック、またはインクを補充可能なインクタンクが液体容器14として利用される。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a liquid ejecting apparatus 100 according to the first embodiment of the invention. The liquid ejecting apparatus 100 according to the first embodiment is an ink jet printing apparatus that ejects ink, which is an example of a liquid, onto a medium (ejection target) 12. The medium 12 is typically printing paper, but a printing target of an arbitrary material such as a resin film or a fabric can be used as the medium 12. As illustrated in FIG. 1, the liquid ejecting apparatus 100 is provided with a liquid container 14 that stores ink. For example, a cartridge that can be attached to and detached from the liquid ejecting apparatus 100, a bag-shaped ink pack formed of a flexible film, or an ink tank that can be refilled with ink is used as the liquid container 14.

図1に例示される通り、液体噴射装置100は、制御ユニット20と搬送機構22と移動機構24と液体噴射ヘッド26とを具備する。制御ユニット20は、例えばCPU(Central Processing Unit)またはFPGA(Field Programmable Gate Array)等の処理回路と半導体メモリ等の記憶回路とを含み、液体噴射装置100の各要素を統括的に制御する。搬送機構22は、制御ユニット20による制御のもとで媒体12をY方向に搬送する。   As illustrated in FIG. 1, the liquid ejecting apparatus 100 includes a control unit 20, a transport mechanism 22, a moving mechanism 24, and a liquid ejecting head 26. The control unit 20 includes, for example, a processing circuit such as a CPU (Central Processing Unit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array) and a storage circuit such as a semiconductor memory, and comprehensively controls each element of the liquid ejecting apparatus 100. The transport mechanism 22 transports the medium 12 in the Y direction under the control of the control unit 20.

移動機構24は、制御ユニット20による制御のもとで液体噴射ヘッド26をX方向に往復させる。X方向は、媒体12が搬送されるY方向に交差(典型的には直交)する方向である。第1実施形態の移動機構24は、液体噴射ヘッド26を収容する略箱型の搬送体242(キャリッジ)と、搬送体242が固定された搬送ベルト244とを具備する。なお、複数の液体噴射ヘッド26を搬送体242に搭載した構成や、液体容器14を液体噴射ヘッド26とともに搬送体242に搭載した構成も採用され得る。   The moving mechanism 24 reciprocates the liquid jet head 26 in the X direction under the control of the control unit 20. The X direction is a direction that intersects (typically orthogonal) the Y direction in which the medium 12 is conveyed. The moving mechanism 24 of the first embodiment includes a substantially box-shaped transport body 242 (carriage) that houses the liquid ejecting head 26 and a transport belt 244 to which the transport body 242 is fixed. A configuration in which a plurality of liquid ejecting heads 26 are mounted on the transport body 242 or a configuration in which the liquid container 14 is mounted on the transport body 242 together with the liquid ejecting head 26 may be employed.

液体噴射ヘッド26は、液体容器14から供給されるインクを制御ユニット20による制御のもとで複数のノズル(噴射孔)から媒体12に噴射する。搬送機構22による媒体12の搬送と搬送体242の反復的な往復とに並行して各液体噴射ヘッド26が媒体12にインクを噴射することで、媒体12の表面に所望の画像が形成される。なお、X-Y平面(例えば媒体12の表面に平行な平面)に垂直な方向を以下ではZ方向と表記する。各液体噴射ヘッド26によるインクの噴射方向(典型的には鉛直方向)がZ方向に相当する。   The liquid ejecting head 26 ejects ink supplied from the liquid container 14 to the medium 12 from a plurality of nozzles (ejection holes) under the control of the control unit 20. In parallel with the transport of the medium 12 by the transport mechanism 22 and the reciprocating reciprocation of the transport body 242, each liquid ejecting head 26 ejects ink onto the medium 12, thereby forming a desired image on the surface of the medium 12. . A direction perpendicular to the XY plane (for example, a plane parallel to the surface of the medium 12) is hereinafter referred to as a Z direction. The ink ejection direction (typically the vertical direction) by each liquid ejection head 26 corresponds to the Z direction.

図2は、液体噴射ヘッド26の分解斜視図であり、図3は、図2におけるIII-III線の断面図(X-Z平面に平行な断面)である。図2および図3に例示される通り、液体噴射ヘッド26は、Y方向に長尺な略矩形状の流路基板32を具備する。流路基板32のうちZ方向の負側の面上には、圧力室基板34と振動板36と複数の圧電素子38と筐体部42と封止体44とが設置される。他方、流路基板32のうちZ方向の正側の面上には、ノズル板46と吸振体48とが設置される。液体噴射ヘッド26の各要素は、概略的には流路基板32と同様にY方向に長尺な板状部材であり、例えば接着剤を利用して相互に接合される。   2 is an exploded perspective view of the liquid jet head 26, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 2 (a cross section parallel to the XZ plane). As illustrated in FIGS. 2 and 3, the liquid ejecting head 26 includes a substantially rectangular channel substrate 32 that is long in the Y direction. On the negative surface of the flow path substrate 32 in the Z direction, a pressure chamber substrate 34, a diaphragm 36, a plurality of piezoelectric elements 38, a casing portion 42, and a sealing body 44 are installed. On the other hand, a nozzle plate 46 and a vibration absorber 48 are installed on the positive side surface in the Z direction of the flow path substrate 32. Each element of the liquid jet head 26 is generally a plate-like member that is long in the Y direction, similarly to the flow path substrate 32, and is bonded to each other using, for example, an adhesive.

図2に例示される通り、ノズル板46は、Y方向に配列する複数のノズルNが形成された板状部材である。各ノズルNは、インクが通過する貫通孔である。なお、流路基板32と圧力室基板34とノズル板46とは、例えばシリコン(Si)の単結晶基板をエッチング等の半導体製造技術により加工することで形成される。ただし、液体噴射ヘッド26の各要素の材料や製法は任意である。   As illustrated in FIG. 2, the nozzle plate 46 is a plate-like member on which a plurality of nozzles N arranged in the Y direction are formed. Each nozzle N is a through hole through which ink passes. The flow path substrate 32, the pressure chamber substrate 34, and the nozzle plate 46 are formed, for example, by processing a silicon (Si) single crystal substrate by a semiconductor manufacturing technique such as etching. However, the material and manufacturing method of each element of the liquid jet head 26 are arbitrary.

流路基板32は、インクの流路を形成するための板状部材である。図2および図3に例示される通り、流路基板32には、開口部322と供給流路324と連通流路326とが形成される。開口部322は、複数のノズルNにわたり連続するように平面視で(すなわちZ方向からみて)Y方向に沿う長尺状に形成された貫通孔である。他方、供給流路324および連通流路326は、ノズルN毎に個別に形成された貫通孔である。また、図3に例示される通り、流路基板32のうちZ方向の正側の表面には、複数の供給流路324にわたる中継流路328が形成される。中継流路328は、開口部322と複数の供給流路324とを連通させる流路である。   The flow path substrate 32 is a plate-like member for forming an ink flow path. As illustrated in FIGS. 2 and 3, the channel substrate 32 is formed with an opening 322, a supply channel 324, and a communication channel 326. The opening 322 is a through hole formed in a long shape along the Y direction in a plan view (that is, viewed from the Z direction) so as to be continuous over the plurality of nozzles N. On the other hand, the supply flow path 324 and the communication flow path 326 are through holes formed individually for each nozzle N. In addition, as illustrated in FIG. 3, a relay flow path 328 that extends across a plurality of supply flow paths 324 is formed on the surface of the flow path substrate 32 on the positive side in the Z direction. The relay channel 328 is a channel that connects the opening 322 and the plurality of supply channels 324.

筐体部42は、例えば樹脂材料の射出成形で製造された構造体であり、流路基板32のうちZ方向の負側の表面に固定される。図3に例示される通り、筐体部42には収容部422と導入口424とが形成される。収容部422は、流路基板32の開口部322に対応した外形の凹部であり、導入口424は、収容部422に連通する貫通孔である。図3から理解される通り、流路基板32の開口部322と筐体部42の収容部422とを相互に連通させた空間が液体貯留室(リザーバー)SRとして機能する。液体容器14から供給されて導入口424を通過したインクが液体貯留室SRに貯留される。   The housing portion 42 is a structure manufactured by, for example, injection molding of a resin material, and is fixed to the negative surface of the flow path substrate 32 in the Z direction. As illustrated in FIG. 3, the housing portion 42 is formed with a housing portion 422 and an introduction port 424. The accommodating portion 422 is a concave portion having an outer shape corresponding to the opening portion 322 of the flow path substrate 32, and the introduction port 424 is a through hole communicating with the accommodating portion 422. As understood from FIG. 3, a space in which the opening 322 of the flow path substrate 32 and the accommodating portion 422 of the housing portion 42 communicate with each other functions as a liquid storage chamber (reservoir) SR. Ink supplied from the liquid container 14 and passing through the inlet 424 is stored in the liquid storage chamber SR.

吸振体48は、液体貯留室SR内の圧力変動を吸収するための要素であり、例えば弾性変形が可能な可撓性のシート部材(コンプライアンス基板)を含んで構成される。具体的には、流路基板32の開口部322と中継流路328と複数の供給流路324とを閉塞して液体貯留室SRの底面を構成するように、流路基板32のうちZ方向の正側の表面に吸振体48が設置される。   The vibration absorber 48 is an element for absorbing pressure fluctuations in the liquid storage chamber SR, and includes, for example, a flexible sheet member (compliance substrate) that can be elastically deformed. Specifically, the Z direction of the flow path substrate 32 is configured such that the opening 322 of the flow path substrate 32, the relay flow path 328, and the plurality of supply flow paths 324 are closed to form the bottom surface of the liquid storage chamber SR. A vibration absorber 48 is installed on the surface of the positive side.

図2および図3に例示される通り、圧力室基板34は、相異なるノズルNに対応する複数の圧力室SCが形成された板状部材である。複数の圧力室SCは、Y方向に沿って配列する。各圧力室SC(キャビティ)は、平面視でX方向に沿う長尺状の開口部である。X方向の負側における圧力室SCの端部は平面視で流路基板32の1個の供給流路324に重なり、Y方向の正側における圧力室SCの端部は平面視で流路基板32の1個の連通流路326に重なる。   As illustrated in FIGS. 2 and 3, the pressure chamber substrate 34 is a plate-like member in which a plurality of pressure chambers SC corresponding to different nozzles N are formed. The plurality of pressure chambers SC are arranged along the Y direction. Each pressure chamber SC (cavity) is a long opening along the X direction in plan view. The end of the pressure chamber SC on the negative side in the X direction overlaps with one supply channel 324 of the flow path substrate 32 in a plan view, and the end of the pressure chamber SC on the positive side in the Y direction in the plan view. It overlaps with one communication channel 326 of 32.

圧力室基板34のうち流路基板32とは反対側の表面には振動板36が設置される。振動板36は、弾性的に振動可能な板状部材である。例えば酸化シリコン(SiO2)等の弾性材料で形成された弾性膜と、酸化ジルコニウム(ZrO2)等の絶縁材料で形成された絶縁膜との積層で振動板36は形成され得る。 A diaphragm 36 is installed on the surface of the pressure chamber substrate 34 opposite to the flow path substrate 32. The diaphragm 36 is a plate-like member that can vibrate elastically. For example, the vibration plate 36 can be formed by laminating an elastic film formed of an elastic material such as silicon oxide (SiO 2 ) and an insulating film formed of an insulating material such as zirconium oxide (ZrO 2 ).

図3から理解される通り、流路基板32と振動板36とは、各圧力室SCの内側で相互に間隔をあけて対向する。圧力室SCは、流路基板32と振動板36との間に位置し、当該圧力室SC内に充填されたインクに圧力を付与するための空間である。液体貯留室SRに貯留されたインクは、中継流路328から各供給流路324に分岐して複数の圧力室SCに並列に供給および充填される。以上の説明から理解される通り、振動板36は、圧力室SCの壁面(具体的には上面)を構成する。   As understood from FIG. 3, the flow path substrate 32 and the vibration plate 36 face each other with an interval inside each pressure chamber SC. The pressure chamber SC is a space that is located between the flow path substrate 32 and the vibration plate 36 and applies pressure to the ink filled in the pressure chamber SC. The ink stored in the liquid storage chamber SR is branched from the relay flow channel 328 to each supply flow channel 324 and supplied and filled in the plurality of pressure chambers SC in parallel. As understood from the above description, the diaphragm 36 constitutes the wall surface (specifically, the upper surface) of the pressure chamber SC.

図2および図3に例示される通り、振動板36のうち圧力室SCとは反対側の表面には、相異なるノズルN(または圧力室SC)に対応する複数の圧電素子38が設置される。各圧電素子38は、駆動信号の供給により変形する受動素子である。複数の圧電素子38は、複数の圧力室SCに対応するようにY方向に配列する。圧電素子38の変形に連動して振動板36が振動すると、圧力室SC内の圧力が変動することで、圧力室SCに充填されたインクが連通流路326とノズルNとを通過して噴射される。   As illustrated in FIGS. 2 and 3, a plurality of piezoelectric elements 38 corresponding to different nozzles N (or pressure chambers SC) are installed on the surface of the diaphragm 36 on the side opposite to the pressure chambers SC. . Each piezoelectric element 38 is a passive element that is deformed by supplying a drive signal. The plurality of piezoelectric elements 38 are arranged in the Y direction so as to correspond to the plurality of pressure chambers SC. When the vibration plate 36 vibrates in conjunction with the deformation of the piezoelectric element 38, the pressure in the pressure chamber SC fluctuates, so that the ink filled in the pressure chamber SC is ejected through the communication channel 326 and the nozzle N. Is done.

図2および図3の封止体44は、複数の圧電素子38を保護するとともに圧力室基板34および振動板36の機械的な強度を補強する構造体であり、振動板36の表面に例えば接着剤で固定される。封止体44のうち振動板36との対向面に形成された凹部の内側に複数の圧電素子38が収容される。   2 and 3 is a structure that protects the plurality of piezoelectric elements 38 and reinforces the mechanical strength of the pressure chamber substrate 34 and the diaphragm 36. For example, the sealing body 44 is bonded to the surface of the diaphragm 36. It is fixed with an agent. A plurality of piezoelectric elements 38 are accommodated inside a concave portion formed on the surface of the sealing body 44 facing the diaphragm 36.

図3に例示される通り、振動板36の表面(または圧力室基板34の表面)には、例えば配線基板50が接合される。配線基板50は、制御ユニット20または電源回路(図示略)と液体噴射ヘッド26とを電気的に接続するための複数の配線(図示略)が形成された実装部品である。例えばFPC(Flexible Printed Circuit)やFFC(Flexible Flat Cable)等の可撓性の配線基板50が好適に採用される。   As illustrated in FIG. 3, for example, a wiring substrate 50 is bonded to the surface of the vibration plate 36 (or the surface of the pressure chamber substrate 34). The wiring board 50 is a mounting component on which a plurality of wirings (not shown) for electrically connecting the control unit 20 or the power supply circuit (not shown) and the liquid jet head 26 are formed. For example, a flexible wiring board 50 such as FPC (Flexible Printed Circuit) or FFC (Flexible Flat Cable) is preferably employed.

複数の圧電素子38の具体的な構造を以下に詳述する。図4は、複数の圧電素子38の平面図であり、図5は、図4におけるV-V線の断面図である。なお、図4および図5では、封止体44の図示が便宜的に省略されている。   A specific structure of the plurality of piezoelectric elements 38 will be described in detail below. 4 is a plan view of the plurality of piezoelectric elements 38, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 4 and 5, the sealing body 44 is omitted for convenience.

図4および図5に例示される通り、振動板36の面上には、複数の第1電極60と圧電体層70と第2電極80とが形成される。第1電極60は、圧力室SC毎(または圧電素子38毎)に個別に形成された個別電極であり、第2電極80は、複数の圧力室SC(または複数の圧電素子38)にわたり連続する共通電極である。制御ユニット20が生成した駆動信号が複数の第1電極60の各々に個別に供給され、所定の電圧(例えば駆動信号の電圧の基準となる基準電圧)が第2電極80に供給される。なお、各第1電極60および第2電極80の材料は任意であるが、例えば白金(Pt)等の含有する低抵抗な導電材料が好適である。また、各第1電極60および第2電極80の形成には、スパッタリング等の公知の成膜技術とフォトリソグラフィやエッチング等の加工技術とが好適に利用される。   As illustrated in FIGS. 4 and 5, a plurality of first electrodes 60, piezoelectric layers 70, and second electrodes 80 are formed on the surface of the diaphragm 36. The first electrode 60 is an individual electrode formed individually for each pressure chamber SC (or for each piezoelectric element 38), and the second electrode 80 is continuous over a plurality of pressure chambers SC (or a plurality of piezoelectric elements 38). It is a common electrode. The drive signal generated by the control unit 20 is individually supplied to each of the plurality of first electrodes 60, and a predetermined voltage (for example, a reference voltage serving as a reference for the voltage of the drive signal) is supplied to the second electrode 80. In addition, although the material of each 1st electrode 60 and the 2nd electrode 80 is arbitrary, the low resistance conductive material which contains platinum (Pt) etc. is suitable, for example. For forming the first electrode 60 and the second electrode 80, a known film forming technique such as sputtering and a processing technique such as photolithography and etching are preferably used.

図4に例示される通り、第1実施形態における複数の第1電極60の各々は、電極部62と配線部64とを含んで構成される。電極部62は、X方向に沿って直線状に延在する帯状の電極である。複数の圧力室SCの配列に対応するように、圧力室SC毎の電極部62が相互に間隔をあけてY方向に配列する。第1実施形態の電極部62は、平面視で圧力室SCの内側に形成される。すなわち、電極部62の周縁は平面視で圧力室SCの内周縁の内側に位置する。   As illustrated in FIG. 4, each of the plurality of first electrodes 60 in the first embodiment includes an electrode part 62 and a wiring part 64. The electrode part 62 is a belt-like electrode extending linearly along the X direction. The electrode parts 62 for each pressure chamber SC are arranged in the Y direction at intervals from each other so as to correspond to the arrangement of the plurality of pressure chambers SC. The electrode part 62 of the first embodiment is formed inside the pressure chamber SC in plan view. That is, the peripheral edge of the electrode portion 62 is located inside the inner peripheral edge of the pressure chamber SC in plan view.

各第1電極60の配線部64は、当該第1電極60の電極部62を配線基板50の各配線に電気的に接続するための配線である。第1実施形態の配線部64は、引出部642と導通部644とを含んで構成される。電極部62のうちX方向の正側の端部に引出部642が連続し、導通部644が引出部642に連続する。具体的には、第1実施形態の引出部642は、電極部62のうちX方向に沿って延在する周縁(すなわち長辺)から平面視でY方向の正側に突出する形状に形成される。   The wiring part 64 of each first electrode 60 is a wiring for electrically connecting the electrode part 62 of the first electrode 60 to each wiring of the wiring board 50. The wiring part 64 of the first embodiment is configured to include a lead part 642 and a conduction part 644. The lead portion 642 is continuous with the end portion on the positive side in the X direction of the electrode portion 62, and the conduction portion 644 is continuous with the lead portion 642. Specifically, the lead-out portion 642 of the first embodiment is formed in a shape that protrudes to the positive side in the Y direction in plan view from the peripheral edge (that is, the long side) extending along the X direction in the electrode portion 62. The

図4から理解される通り、引出部642は、圧力室SCの内周縁のうちX方向に沿う長辺Lを平面視で跨ぐように形成される。すなわち、引出部642は、平面視で圧力室SCの長辺Lを跨いで圧力室SCの内側から外側に連続する。以上の説明から理解される通り、第1実施形態において電極部62を配線基板50に電気的に接続するための配線部64は、圧力室SCの内周縁のうちY方向に延在する短辺(すなわち圧力室SCの端部)を跨がない。   As understood from FIG. 4, the lead-out portion 642 is formed so as to straddle the long side L along the X direction in the inner periphery of the pressure chamber SC in plan view. That is, the lead-out part 642 continues from the inside to the outside of the pressure chamber SC across the long side L of the pressure chamber SC in plan view. As understood from the above description, the wiring part 64 for electrically connecting the electrode part 62 to the wiring board 50 in the first embodiment is a short side extending in the Y direction among the inner peripheral edges of the pressure chamber SC. (That is, it does not straddle the end of the pressure chamber SC).

図4に例示される通り、導通部644は、引出部642のうち圧力室SCの外側に位置する端部からX方向の正側(電極部62とは反対側)に延在する。第1実施形態の導通部644は、平面視で圧力室SCの外側(具体的にはY方向に相互に隣合う一対の圧力室SCの間)に位置する。   As illustrated in FIG. 4, the conduction portion 644 extends from the end portion of the lead-out portion 642 located outside the pressure chamber SC to the positive side in the X direction (the side opposite to the electrode portion 62). The conducting portion 644 of the first embodiment is located outside the pressure chamber SC (specifically, between a pair of pressure chambers SC adjacent to each other in the Y direction) in plan view.

図4および図5に例示される通り、複数の第1電極60が形成された振動板36の面上に圧電体層70が形成される。圧電体層70の材料または製法は任意であるが、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛等の圧電材料をスパッタリング等の公知の成膜技術で成膜することで圧電体層70を形成することが可能である。第1実施形態の圧電体層70は、平面視で複数の圧力室SCにわたり連続するようにY方向に沿って延在し、複数の第1電極60の電極部62を被覆する。具体的には、圧電体層70は、圧力室SCのX方向の全長を上回る横幅の帯状に形成される。すなわち、複数の圧力室SCは、圧電体層70が形成された領域に平面視で内包される。   As illustrated in FIGS. 4 and 5, the piezoelectric layer 70 is formed on the surface of the diaphragm 36 on which the plurality of first electrodes 60 are formed. The material or manufacturing method of the piezoelectric layer 70 is arbitrary. For example, the piezoelectric layer 70 can be formed by forming a piezoelectric material such as lead zirconate titanate by a known film formation technique such as sputtering. It is. The piezoelectric layer 70 of the first embodiment extends along the Y direction so as to be continuous over the plurality of pressure chambers SC in plan view, and covers the electrode portions 62 of the plurality of first electrodes 60. Specifically, the piezoelectric layer 70 is formed in a strip shape having a lateral width that exceeds the entire length of the pressure chamber SC in the X direction. That is, the plurality of pressure chambers SC are included in a region where the piezoelectric layer 70 is formed in a plan view.

図4に例示される通り、圧電体層70のうち平面視で相互に隣合う1対の電極部62の間隙の位置には、Y方向に長尺な切欠部72(スリット)が形成される。各切欠部72は、圧電体層70に形成された貫通孔または有底孔であり、他の部位と比較して剛性が低減された部分である。なお、切欠部72を省略した構成(圧電体層70が複数の圧電素子38にわたり帯状に連続する構成)や、圧電体層70を圧電素子38毎に相互に離間して個別に形成した構成も採用され得る。   As illustrated in FIG. 4, a notch 72 (slit) that is long in the Y direction is formed in the gap between the pair of electrode portions 62 adjacent to each other in plan view in the piezoelectric layer 70. . Each notch 72 is a through-hole or a bottomed hole formed in the piezoelectric layer 70, and is a portion with reduced rigidity as compared with other portions. In addition, a configuration in which the cutout portion 72 is omitted (a configuration in which the piezoelectric layer 70 is continuous in a band shape over the plurality of piezoelectric elements 38) and a configuration in which the piezoelectric layers 70 are separately formed for each piezoelectric element 38 are provided. Can be employed.

図4および図5に例示される通り、圧電体層70の面上には第2電極80が形成される。第2電極80は、前述の通り、平面視で複数の圧力室SCにわたり連続するようにY方向に沿って延在し、複数の第1電極60における電極部62に平面視で重なる。図5に例示される通り、圧電体層70は第1電極60(電極部62)と第2電極80とで挟まれる。第1電極60と第2電極80とが圧電体層70を挟んで平面視で重なる領域が圧電素子38として機能する。すなわち、第1電極60(下電極)と圧電体層70と第2電極80(上電極)との積層で構成される複数の圧電素子38が、Y方向に相互に間隔をあけて振動板36の面上に配列される。制御ユニット20から配線部64を介して第1電極60に供給される駆動信号と、制御ユニット20から第2電極80に供給される基準電圧との電圧差に応じた電界の作用で、各圧電素子38の圧電体層70が変位する。圧電体層70の変位に連動した振動板36の振動により圧力室SC内の圧力が変動することで、圧力室SCに充填されたインクが連通流路326を通過してノズルNから外部に噴射される。圧電体層70のうちX方向に相互に隣合う各圧電素子38の間隙には切欠部72が形成されるから、複数の圧電素子38の相互間にわたる振動の伝播は抑制される。   As illustrated in FIGS. 4 and 5, the second electrode 80 is formed on the surface of the piezoelectric layer 70. As described above, the second electrode 80 extends along the Y direction so as to be continuous over the plurality of pressure chambers SC in plan view, and overlaps the electrode portions 62 of the plurality of first electrodes 60 in plan view. As illustrated in FIG. 5, the piezoelectric layer 70 is sandwiched between the first electrode 60 (electrode part 62) and the second electrode 80. A region where the first electrode 60 and the second electrode 80 overlap in a plan view with the piezoelectric layer 70 interposed therebetween functions as the piezoelectric element 38. That is, a plurality of piezoelectric elements 38 formed by stacking the first electrode 60 (lower electrode), the piezoelectric layer 70, and the second electrode 80 (upper electrode) are spaced apart from each other in the Y direction. Arranged on the surface of Each piezoelectric element is caused by the action of an electric field corresponding to the voltage difference between the drive signal supplied from the control unit 20 to the first electrode 60 via the wiring portion 64 and the reference voltage supplied from the control unit 20 to the second electrode 80. The piezoelectric layer 70 of the element 38 is displaced. As the pressure in the pressure chamber SC fluctuates due to the vibration of the vibration plate 36 in conjunction with the displacement of the piezoelectric layer 70, the ink filled in the pressure chamber SC passes through the communication channel 326 and is ejected from the nozzle N to the outside. Is done. Since notches 72 are formed in the gaps between the piezoelectric elements 38 adjacent to each other in the X direction in the piezoelectric layer 70, propagation of vibrations among the plurality of piezoelectric elements 38 is suppressed.

第1実施形態の第2電極80は、圧電体層70と比較して狭い幅でY方向に沿って帯状に延在し、圧電体層70が形成された領域に平面視で内包される。具体的には、圧電体層70のうちX方向の負側の周縁Ea1から正側の周縁Ea2までの範囲内に、第2電極80のうちX方向の負側の周縁Eb1と正側の周縁Eb2とが位置する。   The second electrode 80 of the first embodiment extends in a band shape along the Y direction with a narrower width than the piezoelectric layer 70 and is included in a region where the piezoelectric layer 70 is formed in a plan view. Specifically, in the range from the negative edge Ea1 in the X direction to the positive edge Ea2 in the piezoelectric layer 70, the negative edge Eb1 in the X direction and the positive edge in the second electrode 80. Eb2 is located.

図4から理解される通り、第1電極60の配線部64は、第2電極80の周縁Eb2を平面視で跨ぐように形成される。すなわち、配線部64は、第2電極80が形成された領域の内側から外側まで周縁Eb2を跨いでX方向に延在する。したがって、第1実施形態の第1電極60は、第2電極80の周縁Eb2と重なる部分(以下「境界部」という)66を包含する。具体的には、第1電極60の配線部64における導通部644の一部(第2電極80の周縁Eb2に平面視で重なる部分)が境界部66に相当する。各第1電極60の境界部66は、平面視で各圧力室SCの外側に位置する。具体的には、Y方向に相互に隣合う一対の圧力室SC(第1圧力室および第2圧力室の例示)の間隙内に各境界部66が位置する。すなわち、Y方向において第1圧力室と第2圧力室との間に境界部66が形成される。   As understood from FIG. 4, the wiring portion 64 of the first electrode 60 is formed so as to straddle the peripheral edge Eb2 of the second electrode 80 in a plan view. That is, the wiring part 64 extends in the X direction across the peripheral edge Eb2 from the inside to the outside of the region where the second electrode 80 is formed. Therefore, the first electrode 60 of the first embodiment includes a portion (hereinafter referred to as “boundary portion”) 66 that overlaps the peripheral edge Eb2 of the second electrode 80. Specifically, a part of the conducting part 644 in the wiring part 64 of the first electrode 60 (a part overlapping the peripheral edge Eb2 of the second electrode 80 in plan view) corresponds to the boundary part 66. The boundary 66 of each first electrode 60 is located outside each pressure chamber SC in plan view. Specifically, each boundary portion 66 is located in a gap between a pair of pressure chambers SC (illustrated as a first pressure chamber and a second pressure chamber) adjacent to each other in the Y direction. That is, the boundary portion 66 is formed between the first pressure chamber and the second pressure chamber in the Y direction.

図6は、図4におけるVI-VI線の断面図である。図4および図6に例示される通り、第1実施形態の圧力室基板34には、前述の複数の圧力室SCに加えて、相異なる圧電素子38に対応する複数の除去部342が形成される。複数の除去部342の各々は、圧力室基板34を貫通する空間(すなわち圧力室基板34の部分的な除去により形成された開口)である。流路基板32と振動板36とは、各除去部342の内側で相互に間隔をあけて対向する。   6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. As illustrated in FIGS. 4 and 6, the pressure chamber substrate 34 of the first embodiment is formed with a plurality of removal portions 342 corresponding to different piezoelectric elements 38 in addition to the plurality of pressure chambers SC described above. The Each of the plurality of removal portions 342 is a space that penetrates the pressure chamber substrate 34 (that is, an opening formed by partial removal of the pressure chamber substrate 34). The flow path substrate 32 and the vibration plate 36 face each other with an interval inside each removal portion 342.

図4および図6に例示される通り、除去部342は、圧力室基板34のうち各第1電極60の境界部66に平面視で重なる領域に形成される。すなわち、境界部66は平面視で除去部342の内側に位置する。すなわち、除去部342は、Y方向において第1圧力室と第2圧力室との間に形成される。第1実施形態の除去部342は、圧力室SCとは独立の空間である。すなわち、除去部342と圧力室SCとは相互に連通しない。したがって、除去部342にインクは供給されない。図6に例示される通り、流路基板32と圧力室基板34との接合に利用される接着剤344の余剰分は除去部342の内側に流入する。   As illustrated in FIGS. 4 and 6, the removal portion 342 is formed in a region of the pressure chamber substrate 34 that overlaps the boundary portion 66 of each first electrode 60 in plan view. That is, the boundary part 66 is located inside the removal part 342 in plan view. That is, the removal unit 342 is formed between the first pressure chamber and the second pressure chamber in the Y direction. The removing unit 342 of the first embodiment is a space independent of the pressure chamber SC. That is, the removal unit 342 and the pressure chamber SC do not communicate with each other. Accordingly, ink is not supplied to the removing unit 342. As illustrated in FIG. 6, the surplus of the adhesive 344 used for joining the flow path substrate 32 and the pressure chamber substrate 34 flows into the removal portion 342.

図4から理解される通り、除去部342の長さ(X方向の寸法)は幅Waよりも大きい。また、除去部342の幅Wa(Y方向の寸法)は、圧力室SCの幅Wbと比較して狭い。具体的には、除去部342の幅Waは圧力室SCの幅Wbの半分以下である。例えば、圧力室SCの幅Wbは70μm程度であり、除去部342の幅Waは35μm以下である。   As can be understood from FIG. 4, the length (the dimension in the X direction) of the removal portion 342 is larger than the width Wa. Further, the width Wa (dimension in the Y direction) of the removing portion 342 is narrower than the width Wb of the pressure chamber SC. Specifically, the width Wa of the removing unit 342 is less than or equal to half the width Wb of the pressure chamber SC. For example, the width Wb of the pressure chamber SC is about 70 μm, and the width Wa of the removal portion 342 is 35 μm or less.

第1電極60のうち境界部66からみて電極部62側の範囲(周縁Eb2からみてX方向の負側の部分)は圧電体層70を挟んで第2電極80に対向するから、当該範囲内の圧電体層70は第1電極60と第2電極80との間の電位差に応じて変形し得る。他方、第1電極60のうち境界部66からみて電極部62とは反対側の範囲(周縁Eb2からみてX方向の正側の部分)には第2電極80が存在しないから、当該範囲内の圧電体層70は変形しない。すなわち、境界部66は、圧電体層70のうち変形する部分(能動部)と変形しない部分(非能動部)との境界に相当する。能動部と非能動部との境界には顕著な応力が発生し易いという傾向がある。   The range of the first electrode 60 on the electrode portion 62 side when viewed from the boundary portion 66 (the portion on the negative side in the X direction when viewed from the peripheral edge Eb2) is opposed to the second electrode 80 with the piezoelectric layer 70 interposed therebetween. The piezoelectric layer 70 can be deformed according to the potential difference between the first electrode 60 and the second electrode 80. On the other hand, since the second electrode 80 does not exist in the first electrode 60 in the range opposite to the electrode portion 62 when viewed from the boundary portion 66 (the portion on the positive side in the X direction when viewed from the peripheral edge Eb2), The piezoelectric layer 70 is not deformed. That is, the boundary portion 66 corresponds to a boundary between a deformable portion (active portion) and a non-deformable portion (inactive portion) of the piezoelectric layer 70. There is a tendency that significant stress tends to occur at the boundary between the active part and the inactive part.

除去部342を形成しない構成(以下「対比例」という)では、圧電体層70が振動板36により拘束された状態で変位しようとする。したがって、圧電体層70のうち境界部66の近傍に顕著な応力が発生し、結果的に圧電体層70が破損する可能性がある。対比例とは対照的に、第1実施形態では、圧力室基板34のうち境界部66に重なる領域に除去部342が形成される。したがって、圧電体層70のうち境界部66の近傍の部分が変形すると、振動板36のうち除去部342の内側の部分が変位する。すなわち、圧電体層70の内部の応力が振動板36の変位により緩和(具体的には吸収または分散)される。したがって、第1実施形態によれば、圧電体層70のうち境界部66の近傍の応力に起因して圧電体層70が破損する可能性が低減されるという利点がある。   In a configuration in which the removal portion 342 is not formed (hereinafter referred to as “proportional”), the piezoelectric layer 70 tends to be displaced in a state where it is restrained by the vibration plate 36. Therefore, significant stress is generated in the vicinity of the boundary portion 66 in the piezoelectric layer 70, and as a result, the piezoelectric layer 70 may be damaged. In contrast to the comparative example, in the first embodiment, the removal portion 342 is formed in a region of the pressure chamber substrate 34 that overlaps the boundary portion 66. Therefore, when a portion of the piezoelectric layer 70 near the boundary portion 66 is deformed, a portion of the diaphragm 36 inside the removing portion 342 is displaced. That is, the stress inside the piezoelectric layer 70 is relaxed (specifically, absorbed or dispersed) by the displacement of the diaphragm 36. Therefore, according to the first embodiment, there is an advantage that the possibility that the piezoelectric layer 70 is damaged due to the stress in the vicinity of the boundary portion 66 in the piezoelectric layer 70 is reduced.

また、第1実施形態では、除去部342の幅Waが圧力室SCの幅Wbと比較して狭い。したがって、振動板36のうち除去部342に対応する部分の過度な変形(ひいては振動板36のクラック等の破損)が抑制される。第1実施形態では特に、除去部342の幅Waが圧力室の幅Wbの半分以下であるから、振動板36の過度な変形を抑制できるという効果は格別に顕著である。   In the first embodiment, the width Wa of the removing portion 342 is narrower than the width Wb of the pressure chamber SC. Therefore, excessive deformation of the portion corresponding to the removing portion 342 in the vibration plate 36 (and consequently breakage such as cracks in the vibration plate 36) is suppressed. Particularly in the first embodiment, since the width Wa of the removing portion 342 is less than or equal to half of the width Wb of the pressure chamber, the effect that the excessive deformation of the diaphragm 36 can be suppressed is particularly remarkable.

<第2実施形態>
本発明の第2実施形態を説明する。なお、以下に例示する各構成において作用または機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
Second Embodiment
A second embodiment of the present invention will be described. In addition, about the element which an effect | action or function is similar to 1st Embodiment in each structure illustrated below, the code | symbol used by description of 1st Embodiment is diverted, and each detailed description is abbreviate | omitted suitably.

図7は、第2実施形態における複数の圧電素子38の平面図であり、第1実施形態における図4に対応する。図7に例示される通り、第2実施形態では、複数の圧力室SCの各々が第1部分P1と第2部分P2とを含んで構成される。第2部分P2は、圧力室SCのうち第1部分P1からみてX方向の正側に位置する部分であり、第1部分P1と比較して幅(Y方向の寸法)が狭い。したがって、Y方向に相互に隣合う一対の圧力室SC(第1圧力室および第2圧力室の例示)の間では、第2部分P2同士の間隔が第1部分P1同士の間隔よりも広い。   FIG. 7 is a plan view of the plurality of piezoelectric elements 38 in the second embodiment, and corresponds to FIG. 4 in the first embodiment. As illustrated in FIG. 7, in the second embodiment, each of the plurality of pressure chambers SC includes a first portion P1 and a second portion P2. The second portion P2 is a portion of the pressure chamber SC that is located on the positive side in the X direction when viewed from the first portion P1, and has a smaller width (dimension in the Y direction) than the first portion P1. Therefore, between a pair of pressure chambers SC adjacent to each other in the Y direction (exemplification of the first pressure chamber and the second pressure chamber), the interval between the second portions P2 is wider than the interval between the first portions P1.

図7に例示される通り、Y方向に相互に隣合う各圧力室SCにおける第2部分P2の間に、第1電極60のうち第2電極80の周縁Eb2に重なる境界部66が位置する。第1実施形態と同様に、圧力室基板34のうち平面視で境界部66に重なる領域に除去部342が形成される。したがって、図7からも理解される通り、圧力室基板34のうちY方向に相互に隣合う各圧力室SCにおける第2部分P2の間に除去部342が形成される。除去部342の形状や寸法は第1実施形態と同様である。例えば、除去部342の幅Wa(Y方向の寸法)は、圧力室SCの幅Wbと比較して狭い。具体的には、除去部342の幅Waは圧力室SCの幅Wbの半分以下である。   As illustrated in FIG. 7, the boundary 66 that overlaps the peripheral edge Eb <b> 2 of the second electrode 80 in the first electrode 60 is located between the second portions P <b> 2 in the pressure chambers SC adjacent to each other in the Y direction. Similar to the first embodiment, the removal portion 342 is formed in a region of the pressure chamber substrate 34 that overlaps the boundary portion 66 in plan view. Therefore, as can be understood from FIG. 7, the removal portion 342 is formed between the second portions P <b> 2 in the pressure chambers SC adjacent to each other in the Y direction in the pressure chamber substrate 34. The shape and dimensions of the removal unit 342 are the same as those in the first embodiment. For example, the width Wa (dimension in the Y direction) of the removing portion 342 is narrower than the width Wb of the pressure chamber SC. Specifically, the width Wa of the removing unit 342 is less than or equal to half the width Wb of the pressure chamber SC.

第2実施形態においても第1実施形態と同様の効果が実現される。また、第2実施形態では、各圧力室SCの第2部分P2の間に除去部342が形成される。したがって、圧力室SCの幅が全長にわたり一定である第1実施形態と比較して、各圧力室SCと除去部342との間の壁部の厚さや除去部342の面積を確保し易いという利点がある   In the second embodiment, the same effect as in the first embodiment is realized. In the second embodiment, the removal portion 342 is formed between the second portions P2 of the pressure chambers SC. Therefore, as compared with the first embodiment in which the width of the pressure chamber SC is constant over the entire length, the wall thickness between each pressure chamber SC and the removal portion 342 and the area of the removal portion 342 can be easily secured. Is

<第3実施形態>
図8は、第3実施形態における複数の圧電素子38の平面図であり、第1実施形態における図4に対応する。図8に例示される通り、第3実施形態における第1電極60の配線部64は、当該第1電極60の電極部62からX方向の正側に直線状に延在する。したがって、第1電極60のうち第2電極80の周縁Eb2に重なる境界部66は、各圧力室SCからみてX方向の正側に位置する。圧力室基板34のうち平面視で境界部66に重なる領域に除去部342が形成される。具体的には、図8から理解される通り、圧力室基板34のうち各圧力室SCからみてX方向の正側に除去部342が形成される。すなわち、第1実施形態および第2実施形態では、Y方向に相互に隣合う各圧力室SCの間に除去部342および境界部66が位置するのに対し、第3実施形態では、各圧力室SCと除去部342および境界部66とがX方向に配列する。なお、除去部342の形状や寸法は第1実施形態と同様である。例えば、除去部342の幅Wa(Y方向の寸法)は、圧力室SCの幅Wbと比較して狭い。具体的には、除去部342の幅Waは圧力室SCの幅Wbの半分以下である。
<Third Embodiment>
FIG. 8 is a plan view of a plurality of piezoelectric elements 38 in the third embodiment, and corresponds to FIG. 4 in the first embodiment. As illustrated in FIG. 8, the wiring portion 64 of the first electrode 60 in the third embodiment extends linearly from the electrode portion 62 of the first electrode 60 to the positive side in the X direction. Therefore, the boundary 66 that overlaps the peripheral edge Eb2 of the second electrode 80 in the first electrode 60 is located on the positive side in the X direction when viewed from each pressure chamber SC. A removal portion 342 is formed in a region of the pressure chamber substrate 34 that overlaps the boundary portion 66 in plan view. Specifically, as will be understood from FIG. 8, the removal portion 342 is formed on the positive side in the X direction when viewed from each pressure chamber SC in the pressure chamber substrate 34. That is, in the first embodiment and the second embodiment, the removal portion 342 and the boundary portion 66 are located between the pressure chambers SC adjacent to each other in the Y direction, whereas in the third embodiment, each pressure chamber. SC, the removal unit 342, and the boundary unit 66 are arranged in the X direction. Note that the shape and dimensions of the removal unit 342 are the same as those in the first embodiment. For example, the width Wa (dimension in the Y direction) of the removing portion 342 is narrower than the width Wb of the pressure chamber SC. Specifically, the width Wa of the removing unit 342 is less than or equal to half the width Wb of the pressure chamber SC.

第3実施形態においても第1実施形態と同様の効果が実現される。第1実施形態および第2実施形態では、各圧力室SCの間に除去部342が形成されるのに対し、第3実施形態では、各圧力室SCの間に除去部342を形成する必要がない。したがって、第3実施形態によれば、第1実施形態や第2実施形態と比較して、Y方向における各圧力室SCの間隔を削減できる(ひいては複数の圧力室SCを高密度に配置できる)という利点がある。他方、第1実施形態および第2実施形態では、各圧力室の間に除去部342が形成されるから、第3実施形態と比較してX方向における液体噴射ヘッド26のサイズが削減されるという利点がある。   In the third embodiment, the same effect as in the first embodiment is realized. In the first and second embodiments, the removal portion 342 is formed between the pressure chambers SC, whereas in the third embodiment, the removal portion 342 needs to be formed between the pressure chambers SC. Absent. Therefore, according to the third embodiment, the interval between the pressure chambers SC in the Y direction can be reduced as compared with the first embodiment and the second embodiment (as a result, a plurality of pressure chambers SC can be arranged with high density). There is an advantage. On the other hand, in the first embodiment and the second embodiment, since the removal portion 342 is formed between the pressure chambers, the size of the liquid ejecting head 26 in the X direction is reduced compared to the third embodiment. There are advantages.

ところで、振動板36のうち圧力室SCの長辺Lの近傍の領域は、圧力室SCの短辺の近傍の領域と比較して変形し易い。第1実施形態および第2実施形態では、第1電極60の配線部64(引出部642)が平面視で圧力室SCの長辺Lを跨ぐように形成される。したがって、圧力室SCの短辺を跨ぐように第1電極60を形成した第3実施形態の構成と比較して、圧電体層70のうち引出部642に対応した領域に発生する応力が緩和され易く、結果的に圧電体層70の破損を抑制できるという利点がある。   By the way, the region in the vicinity of the long side L of the pressure chamber SC in the diaphragm 36 is more easily deformed than the region in the vicinity of the short side of the pressure chamber SC. In the first embodiment and the second embodiment, the wiring part 64 (leading part 642) of the first electrode 60 is formed so as to straddle the long side L of the pressure chamber SC in plan view. Therefore, compared with the configuration of the third embodiment in which the first electrode 60 is formed so as to straddle the short side of the pressure chamber SC, the stress generated in the region corresponding to the lead portion 642 in the piezoelectric layer 70 is relieved. As a result, there is an advantage that damage to the piezoelectric layer 70 can be suppressed.

<変形例>
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。前述の各形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。なお、以下の例示から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
<Modification>
Each form illustrated above can be variously modified. Specific modes of modifications that can be applied to the above-described embodiments are exemplified below. Note that two or more aspects arbitrarily selected from the following examples can be appropriately combined as long as they do not contradict each other.

(1)圧力室SCや圧電素子38の平面形状は前述の各形態の例示(長方形状)に限定されない。例えば、シリコン(Si)の単結晶基板を圧力室基板34として利用した構成では、実際には、圧力室SCの平面形状に結晶面が反映される。 (1) The planar shapes of the pressure chamber SC and the piezoelectric element 38 are not limited to the illustrations (rectangular shapes) of the above-described embodiments. For example, in a configuration in which a single crystal substrate of silicon (Si) is used as the pressure chamber substrate 34, the crystal plane is actually reflected in the planar shape of the pressure chamber SC.

(2)前述の各形態では、液体噴射ヘッド26を搭載した搬送体242を往復させるシリアル方式の液体噴射装置100を例示したが、複数のノズルNが媒体12の全幅にわたり分布するライン方式の液体噴射装置にも本発明を適用することが可能である。 (2) In each of the above-described embodiments, the serial type liquid ejecting apparatus 100 that reciprocates the transport body 242 on which the liquid ejecting head 26 is mounted is exemplified. The present invention can also be applied to an injection device.

(3)前述の各形態で例示した液体噴射装置100は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体噴射装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を噴射する液体噴射装置は、液晶表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を噴射する液体噴射装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。 (3) The liquid ejecting apparatus 100 exemplified in the above-described embodiments can be employed in various apparatuses such as a facsimile apparatus and a copying machine, in addition to apparatuses dedicated to printing. However, the use of the liquid ejecting apparatus of the present invention is not limited to printing. For example, a liquid ejecting apparatus that ejects a solution of a coloring material is used as a manufacturing apparatus that forms a color filter of a liquid crystal display device. Further, a liquid ejecting apparatus that ejects a solution of a conductive material is used as a manufacturing apparatus that forms wiring and electrodes of a wiring board.

100…液体噴射装置、12…媒体、14…液体容器、20…制御ユニット、22…搬送機構、24…移動機構、26…液体噴射ヘッド、32……流路基板、34……圧力室基板、342…除去部、36……振動板、38……圧電素子、42……筐体部、44……封止体、46……ノズル板、N……ノズル、48……吸振体、50……配線基板、60…第1電極、62…電極部、64…配線部、642…引出部、644…導通部、66…境界部、70…圧電体層、72…切欠部、80…第2電極、SC…圧力室、SR…液体貯留室。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Liquid ejecting apparatus, 12 ... Medium, 14 ... Liquid container, 20 ... Control unit, 22 ... Conveyance mechanism, 24 ... Moving mechanism, 26 ... Liquid ejecting head, 32 ... Flow path substrate, 34 ... Pressure chamber substrate, 342... Removal portion, 36... Vibration plate, 38... Piezoelectric element, 42 .. casing portion, 44... Sealing body, 46. DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Wiring board, 60 ... 1st electrode, 62 ... Electrode part, 64 ... Wiring part, 642 ... Lead-out part, 644 ... Conducting part, 66 ... Boundary part, 70 ... Piezoelectric layer, 72 ... Notch part, 80 ... Second Electrode, SC ... pressure chamber, SR ... liquid storage chamber.

Claims (6)

圧力室が形成された圧力室基板と、
前記圧力室基板の面上に形成されて前記圧力室の壁面を構成する振動板と、
前記振動板の面上に形成された圧電素子とを具備し、
前記圧電素子は、
第1電極および第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極との間の圧電体層とを含み、
前記第1電極のうち前記第2電極の周縁と重なる部分である境界部は、平面視で前記圧力室の外側の領域内に位置し、前記圧力室基板のうち平面視で前記境界部に重なる領域には、当該圧力室基板が除去された除去部が前記圧力室とは独立に形成される
液体噴射ヘッド。
A pressure chamber substrate on which the pressure chamber is formed;
A diaphragm that is formed on a surface of the pressure chamber substrate and constitutes a wall surface of the pressure chamber;
A piezoelectric element formed on the surface of the diaphragm,
The piezoelectric element is
A first electrode and a second electrode;
A piezoelectric layer between the first electrode and the second electrode;
A boundary portion that is a portion of the first electrode that overlaps with a peripheral edge of the second electrode is located in a region outside the pressure chamber in a plan view, and overlaps the boundary portion in a plan view of the pressure chamber substrate. In the region, a removal portion from which the pressure chamber substrate is removed is formed independently of the pressure chamber. Liquid ejecting head.
前記圧力室基板には、第1圧力室および第2圧力室が前記圧力室として形成され、
前記第1圧力室に対応する第1圧電素子と前記第2圧力室に対応する第2圧電素子とを前記圧電素子として具備し、
前記第1圧電素子の前記第1電極における前記境界部は、平面視で前記第1圧力室と前記第2圧力室との間に位置し、前記圧力室基板のうち当該境界部が平面視で重なる前記除去部は、平面視で前記第1圧力室と前記第2圧力室との間に形成される
請求項1の液体噴射ヘッド。
In the pressure chamber substrate, a first pressure chamber and a second pressure chamber are formed as the pressure chamber,
A first piezoelectric element corresponding to the first pressure chamber and a second piezoelectric element corresponding to the second pressure chamber as the piezoelectric element;
The boundary portion of the first electrode of the first piezoelectric element is located between the first pressure chamber and the second pressure chamber in a plan view, and the boundary portion of the pressure chamber substrate is a plan view. The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the overlapping removing portion is formed between the first pressure chamber and the second pressure chamber in a plan view.
前記第1圧力室および前記第2圧力室の各々は、第1部分と、前記第1部分よりも幅が狭い第2部分とを含み、
前記除去部は、前記第1圧力室の前記第2部分と前記第2圧力室の前記第2部分との間に形成される
請求項2の液体噴射ヘッド。
Each of the first pressure chamber and the second pressure chamber includes a first portion and a second portion that is narrower than the first portion,
The liquid ejecting head according to claim 2, wherein the removing unit is formed between the second portion of the first pressure chamber and the second portion of the second pressure chamber.
前記除去部の幅は、前記圧力室の幅と比較して狭い
請求項1から請求項3の何れかの液体噴射ヘッド。
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein a width of the removing unit is narrower than a width of the pressure chamber.
前記除去部の幅は、前記圧力室の幅の半分以下である
請求項4の液体噴射ヘッド。
The liquid ejecting head according to claim 4, wherein a width of the removal unit is equal to or less than half of a width of the pressure chamber.
請求項1から請求項5の何れかの液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置。
A liquid ejecting apparatus comprising the liquid ejecting head according to claim 1.
JP2016254183A 2016-12-27 2016-12-27 Liquid injection head and liquid injection device Pending JP2018103533A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016254183A JP2018103533A (en) 2016-12-27 2016-12-27 Liquid injection head and liquid injection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016254183A JP2018103533A (en) 2016-12-27 2016-12-27 Liquid injection head and liquid injection device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018103533A true JP2018103533A (en) 2018-07-05

Family

ID=62785050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016254183A Pending JP2018103533A (en) 2016-12-27 2016-12-27 Liquid injection head and liquid injection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018103533A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10569540B2 (en) Liquid ejection head, liquid ejecting apparatus, and piezoelectric device
JP7346819B2 (en) Liquid jet head, liquid jet device and piezoelectric device
JP6364984B2 (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
JP6413803B2 (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
US9434162B2 (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
US11260662B2 (en) Liquid discharge head and liquid discharge apparatus
JP7338220B2 (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting device
JP2018103533A (en) Liquid injection head and liquid injection device
JP2019217758A (en) Liquid jet head and liquid jet device
JP6384237B2 (en) Piezoelectric element, liquid ejecting head, and liquid ejecting apparatus
JP2019025796A (en) Liquid injection head and liquid injection device
JP7371337B2 (en) Liquid jet head and liquid jet device
JP6322980B2 (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
JP2019162734A (en) Liquid discharge head, liquid discharge device, piezoelectric device
JP7302197B2 (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting device
US10850515B2 (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
US10737493B2 (en) Piezoelectric device, liquid ejecting head, and liquid ejecting apparatus
JP2020001369A (en) Liquid injection head and liquid injection device
JP7087296B2 (en) Liquid spray heads, liquid sprayers and piezoelectric devices
JP2022035545A (en) Liquid discharge head and actuator
JP2019202534A (en) Liquid jet head, liquid jet device and piezoelectric device
JP2020082564A (en) Liquid jetting head and liquid jetting device
JP2018176589A (en) Liquid injection head, liquid injection device, and piezoelectric element
JP2019155815A (en) Liquid jet head and liquid jet device
JP2020011453A (en) Liquid discharge device