JP2019181963A - Liquid emission device and manufacturing method for liquid emission device - Google Patents

Liquid emission device and manufacturing method for liquid emission device Download PDF

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Abstract

To restrict occurrence of crack in a piezoelectric film in the case of deformation of an active part, by providing an end of the active part of the piezoelectric film with a configuration for making discontinuous crystalline of piezoelectric material unlikely to occur.SOLUTION: A head unit comprises: a plurality of pressure chambers 26; an insulation films 30 for covering the plurality of pressure chambers 26; and a plurality of piezoelectric elements 31 arranged on the insulation film 30 and provided in correspondence with the plurality of pressure chambers 26, respectively. Each of the plurality of piezoelectric elements 31 has: a lower electrode 32 disposed on the insulation film 30; a piezoelectric film 33 disposed on the lower electrode 32; and an upper electrode 34 disposed on the piezoelectric film 33. The plurality of upper electrodes 34 conducts with each other via common wiring 42. In a short-side direction of the pressure chambers 26, both ends of the upper electrode 34 are located further on a central side of the pressure chamber 26 from both ends of the lower electrode 32.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、液体吐出装置、及び、液体吐出装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a liquid ejection apparatus and a method for manufacturing the liquid ejection apparatus.

特許文献1には、液体吐出装置として、ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドが開示されている。この特許文献1のインクジェットヘッドは、ノズルに連通する複数の圧力室が形成された流路形成基板と、流路形成基板に設けられた圧電アクチュエータを備えている。流路形成基板の各圧力室は矩形形状を有し、複数の圧力室は、各圧力室の短手方向に沿って配列されている。   Patent Document 1 discloses an ink jet head that ejects ink from a nozzle as a liquid ejecting apparatus. The ink jet head of Patent Document 1 includes a flow path forming substrate in which a plurality of pressure chambers communicating with nozzles are formed, and a piezoelectric actuator provided on the flow path forming substrate. Each pressure chamber of the flow path forming substrate has a rectangular shape, and the plurality of pressure chambers are arranged along the short direction of each pressure chamber.

圧電アクチュエータは、複数の圧力室を覆う、二酸化シリコンなどで形成された振動板と、振動板の上に、複数の圧力室に対応して設けられた複数の圧電素子を備える。また、各圧電素子は、圧電膜と、圧電膜の下側に位置する下電極と、圧電膜の上側に位置する上電極を有する。   The piezoelectric actuator includes a diaphragm made of silicon dioxide or the like that covers the plurality of pressure chambers, and a plurality of piezoelectric elements provided on the diaphragm corresponding to the plurality of pressure chambers. Each piezoelectric element has a piezoelectric film, a lower electrode located below the piezoelectric film, and an upper electrode located above the piezoelectric film.

下電極は、圧力室に対して個別に設けられた個別電極である。この下電極は、振動板の上において、圧力室の中央部と重なって配置されている。一方、上電極は、圧力室のほぼ全域と重なって配置されている。また、複数の圧電素子の間で上電極が互いに導通しており、複数の上電極に対して同じ電位が付与される。つまり、複数の上電極によって、複数の圧電素子の共通電極が構成されている。   The lower electrode is an individual electrode provided individually for the pressure chamber. The lower electrode is disposed on the diaphragm so as to overlap the central portion of the pressure chamber. On the other hand, the upper electrode is arranged so as to overlap almost the entire pressure chamber. Further, the upper electrodes are electrically connected to each other between the plurality of piezoelectric elements, and the same potential is applied to the plurality of upper electrodes. That is, a common electrode of a plurality of piezoelectric elements is constituted by a plurality of upper electrodes.

圧電膜の、下電極と上電極とに挟まれた部分は、2つの電極間に電圧が印加されたときに変形する活性部(能動部)となる。上述したように、上電極は、圧力室の短手方向において圧力室の全域と重なっていることから、活性部の両端の位置は、下側の下電極によって規定される。   A portion of the piezoelectric film sandwiched between the lower electrode and the upper electrode becomes an active portion (active portion) that is deformed when a voltage is applied between the two electrodes. As described above, since the upper electrode overlaps the entire pressure chamber in the short direction of the pressure chamber, the positions of both ends of the active part are defined by the lower electrode on the lower side.

特開2014−184603号公報JP 2014-184603 A

上記特許文献1では、振動板の上面において、下電極は圧力室の中央部と重なるように配置されている。即ち、圧力室の短手方向において、振動板の上面の圧力室と重なる領域のうち、中央領域にのみ下電極が配置され、端側領域には下電極が配置されていない。そのため、圧電膜は、振動板の中央領域においては、下電極の上に形成されるのに対して、端側領域においては、振動板の上に直接形成されることになる。   In Patent Document 1, the lower electrode is disposed on the upper surface of the diaphragm so as to overlap the central portion of the pressure chamber. That is, in the short direction of the pressure chamber, the lower electrode is disposed only in the central region and the lower electrode is not disposed in the end region of the region overlapping the pressure chamber on the upper surface of the diaphragm. Therefore, the piezoelectric film is formed on the lower electrode in the central region of the diaphragm, whereas it is directly formed on the diaphragm in the end region.

ここで、二酸化シリコン等の振動板の上、即ち、アモルファス層の上に直接圧電膜が形成される場合と、下電極の上、即ち、結晶層の上に圧電膜が形成される場合とでは、圧電材料の結晶成長の様子が異なってくる。そのため、圧電膜の、上記中央領域に形成された部分と上記端側領域に形成された部分とで、結晶の配向方向が異なるものとなり、両者の間で結晶性が不連続となりやすい。さらに、特許文献1では、活性部の端の位置が、下電極によって規定されているため、結晶性が不連続となる部分が活性部の端部の位置に一致する。従って、圧電素子に電圧が印加されて活性部が変形するときに、結晶性が不連続となる活性部の端部において不均一な歪みが発生して、クラックが生じるため、素子が破壊される虞がある。   Here, when the piezoelectric film is directly formed on the diaphragm such as silicon dioxide, that is, on the amorphous layer, and when the piezoelectric film is formed on the lower electrode, that is, on the crystal layer. The crystal growth of the piezoelectric material is different. For this reason, the crystal orientation direction is different between the portion formed in the central region and the portion formed in the end region of the piezoelectric film, and the crystallinity tends to be discontinuous between the two. Further, in Patent Document 1, since the position of the end of the active portion is defined by the lower electrode, the portion where the crystallinity is discontinuous matches the position of the end portion of the active portion. Therefore, when a voltage is applied to the piezoelectric element and the active part is deformed, non-uniform distortion occurs at the end of the active part where the crystallinity becomes discontinuous, resulting in cracks, and the element is destroyed. There is a fear.

本発明の目的は、活性部の端部に、圧電材料の結晶性が不連続となる部分が生じにくい構成を実現し、活性部変形時の圧電膜のクラックの発生を抑えることである。   An object of the present invention is to realize a configuration in which a portion where the crystallinity of the piezoelectric material is not discontinuous is hardly generated at the end of the active portion, and to suppress the occurrence of cracks in the piezoelectric film when the active portion is deformed.

第1の発明の液体吐出装置は、第1方向に長い形状を有する複数の圧力室と、前記複数の圧力室を覆う第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜の上に配置され、前記複数の圧力室に対応してそれぞれ設けられた複数の圧電素子と、を備え、
前記複数の圧電素子のそれぞれは、前記第1絶縁膜の上に配置された下電極と、前記下電極の上に配置された圧電膜と、前記圧電膜の上に配置された上電極と、を有し、複数の前記上電極は、共通配線を介して互いに導通されており、前記第1方向と直交する第2方向において、前記上電極の両端は、前記下電極の両端よりも、前記圧力室の中央側に位置していることを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided the liquid ejection device, wherein the plurality of pressure chambers having a shape elongated in the first direction, the first insulating film covering the plurality of pressure chambers, the first insulating film, the plurality of the pressure chambers, A plurality of piezoelectric elements respectively corresponding to the pressure chambers,
Each of the plurality of piezoelectric elements includes a lower electrode disposed on the first insulating film, a piezoelectric film disposed on the lower electrode, an upper electrode disposed on the piezoelectric film, The plurality of upper electrodes are electrically connected to each other through a common wiring, and in the second direction orthogonal to the first direction, both ends of the upper electrode are more than the ends of the lower electrode. It is located in the center side of a pressure chamber.

本発明では、第1絶縁膜に形成される下電極は、圧力室毎に設けられた個別電極であり、各々の下電極に対して個別に駆動信号を供給可能である。一方、上電極については、複数の圧電素子の上電極が共通配線で導通しており、複数の上電極に対して同じ電位が付与される。   In the present invention, the lower electrode formed on the first insulating film is an individual electrode provided for each pressure chamber, and a drive signal can be individually supplied to each lower electrode. On the other hand, with respect to the upper electrode, the upper electrodes of the plurality of piezoelectric elements are conducted through the common wiring, and the same potential is applied to the plurality of upper electrodes.

本発明では、圧力室の短手方向である第2方向において、上電極の両端は、下電極の両端よりも圧力室の中央側にある。そのため、圧電膜の、下電極と上電極によって挟まれる活性部の両端の位置は、上電極によって規定される。即ち、下電極の端位置は、活性部の端位置には関係しない。従って、下電極の端位置を境に、圧電膜に結晶性が不連続になる部分が生じたとしても、その不連続部分は、活性部の端部とは一致しない。それ故、活性部の変形時に、圧電膜にクラックが発生することが抑えられる。   In the present invention, in the second direction, which is the short direction of the pressure chamber, both ends of the upper electrode are closer to the center of the pressure chamber than both ends of the lower electrode. For this reason, the positions of both ends of the active portion sandwiched between the lower electrode and the upper electrode of the piezoelectric film are defined by the upper electrode. That is, the end position of the lower electrode is not related to the end position of the active part. Therefore, even if a portion where the crystallinity is discontinuous occurs in the piezoelectric film with the end position of the lower electrode as a boundary, the discontinuous portion does not coincide with the end portion of the active portion. Therefore, the occurrence of cracks in the piezoelectric film during the deformation of the active portion is suppressed.

第2の発明の液体吐出装置は、前記第1の発明において、前記圧電膜の、前記第2方向における前記上電極の端に対して、前記圧力室の中央側に位置する内側部分と端側に位置する外側部分の両方で、圧電材料の結晶が所定の面方位に優先配向していることを特徴とするものである。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the liquid ejection device according to the first aspect, wherein an inner portion and an end side of the piezoelectric film located on the center side of the pressure chamber with respect to the end of the upper electrode in the second direction. The crystal of the piezoelectric material is preferentially oriented in a predetermined plane orientation in both of the outer portions located in the region.

また、第3の発明の液体吐出装置は、前記第2の発明において、前記圧電膜の、前記第2方向における前記上電極の端に対して、前記圧力室の中央側に位置する内側部分と端側に位置する外側部分の両方で、圧電材料の結晶が(100)面に配向していることを特徴とするものである。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the liquid ejection device according to the second aspect, wherein an inner portion of the piezoelectric film is located on the center side of the pressure chamber with respect to the end of the upper electrode in the second direction. The crystal of the piezoelectric material is oriented in the (100) plane in both of the outer portions located on the end side.

本発明では、上電極の端よりも内側部分が活性部に含まれ、外側部分は活性部外の部分となる。そして、活性部に含まれる内側部分と活性部外の外側部分の両方で、圧電材料の結晶が所定の面方位に優先配向している。つまり、活性部の端部で結晶性が連続している。そのため、活性部の変形時に圧電膜にクラックが生じにくい。   In the present invention, the inner part than the end of the upper electrode is included in the active part, and the outer part is a part outside the active part. The crystal of the piezoelectric material is preferentially oriented in a predetermined plane orientation in both the inner part included in the active part and the outer part outside the active part. That is, the crystallinity is continuous at the end of the active part. Therefore, cracks are unlikely to occur in the piezoelectric film when the active part is deformed.

また、前記第2又は第3の発明において、前記上電極が、白金層を含むことが好ましい(第4の発明)。さらに、前記上電極の前記白金層と前記圧電膜との間に、シード層が配置されてもよい(第5の発明)。   In the second or third invention, it is preferable that the upper electrode includes a platinum layer (fourth invention). Furthermore, a seed layer may be disposed between the platinum layer and the piezoelectric film of the upper electrode (fifth invention).

第6の発明の液体吐出装置は、前記第1〜第5の何れかの発明において、前記第2方向において、前記下電極の両端が、前記圧力室の両端よりも外側に位置していることを特徴とするものである。   In the liquid ejection device according to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, in the second direction, both ends of the lower electrode are positioned outside both ends of the pressure chamber. It is characterized by.

本発明では、第2方向において、圧力室の全域に下電極が形成されているため、圧力室と重なる領域の全域で、圧電膜に、結晶性の不連続部分が生じにくくなる。   In the present invention, since the lower electrode is formed in the entire area of the pressure chamber in the second direction, a crystalline discontinuous portion is unlikely to occur in the piezoelectric film in the entire area overlapping the pressure chamber.

第7の発明の液体吐出装置は、前記第6の発明において、前記圧電膜は、前記第2方向において、2つの側面を有することを特徴とするものである。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the liquid ejection apparatus according to the sixth aspect, wherein the piezoelectric film has two side surfaces in the second direction.

エッチングで圧電膜をパターニングして側面を形成したときに、圧電膜の側面近傍において、圧電膜の下に位置する第1絶縁膜の、圧力室を覆っている部分もエッチングされて膜厚が薄くなってしまうことがある。この点、本発明では、下電極が圧力室の端よりも外側まで形成されているため、この下電極により、第1絶縁膜の圧力室を覆う部分の膜減りを防止できる。   When the side surface is formed by patterning the piezoelectric film by etching, the portion of the first insulating film located under the piezoelectric film covering the pressure chamber is also etched in the vicinity of the side surface of the piezoelectric film so that the film thickness is thin. It may become. In this respect, in the present invention, since the lower electrode is formed to the outside of the end of the pressure chamber, the lower electrode can prevent the film loss of the portion covering the pressure chamber of the first insulating film.

第8の発明の液体吐出装置は、前記第7の発明において、前記圧電膜の前記上電極から露出した上面と、前記圧電膜の前記第2方向の2つの側面と、前記下電極の前記圧電膜の側面から露出した2つの端部とを覆う、第2絶縁膜を有することを特徴とするものである。   According to an eighth aspect of the invention, in the seventh aspect of the invention, the upper surface of the piezoelectric film exposed from the upper electrode, the two side surfaces of the piezoelectric film in the second direction, and the piezoelectric film of the lower electrode. It has the 2nd insulating film which covers two edge parts exposed from the side surface of a film | membrane, It is characterized by the above-mentioned.

第2絶縁膜が、圧電膜の上面から側面、さらに、圧電膜からはみ出した下電極の端部までを覆っているため、圧電膜の保護に加えて、下電極間の絶縁性も向上する。   Since the second insulating film covers from the upper surface to the side surface of the piezoelectric film and further to the end portion of the lower electrode protruding from the piezoelectric film, the insulation between the lower electrodes is improved in addition to the protection of the piezoelectric film.

第9の発明の液体吐出装置は、前記第1〜第8の何れかの発明において、前記圧電膜の表面の、前記上電極が配置されていない領域を覆う、第3絶縁膜を有することを特徴とするものである。   According to a ninth aspect of the present invention, in any one of the first to eighth aspects, the liquid ejection apparatus includes a third insulating film that covers a region of the surface of the piezoelectric film where the upper electrode is not disposed. It is a feature.

本発明では、第2方向において、上電極の幅が下電極よりも小さく、圧電膜の表面には上電極によって覆われていない領域が存在する。そこで、圧電膜の、上電極によって覆われていない領域に第3絶縁膜が設けられている。この第3絶縁膜により、外部から圧電膜への湿気の浸入が防止される。   In the present invention, in the second direction, the width of the upper electrode is smaller than that of the lower electrode, and a region not covered by the upper electrode exists on the surface of the piezoelectric film. Therefore, a third insulating film is provided in a region of the piezoelectric film that is not covered by the upper electrode. The third insulating film prevents moisture from entering the piezoelectric film from the outside.

第10の発明の液体吐出装置は、前記第9の発明において、前記第3絶縁膜は、前記上電極の前記第1方向の一方側の端部と、前記圧電膜の前記第1方向の前記一方側の側面を覆っており、前記第3絶縁膜の、前記第1方向における他方側の端は、前記圧力室の縁よりも中央側に位置していることを特徴とするものである。   According to a tenth aspect of the present invention, in the ninth aspect, the third insulating film includes an end portion on one side of the first direction of the upper electrode and the first direction of the piezoelectric film. One side surface is covered, and the other end of the third insulating film in the first direction is located closer to the center than the edge of the pressure chamber.

圧力室の縁部と重なる部分では、活性部が変形したときの圧電膜の変形形状が急峻になり、圧電膜にクラックが生じやすい。この点、本発明では、上電極の第1方向端部と圧電膜の側面を覆っている第3絶縁膜の端が、圧力室の縁よりも中央側に位置している。つまり、第3絶縁膜の一部が圧力室の縁部と重なっていることから、圧力室の縁部における圧電膜の変形形状が緩やかになり、クラックが防止される。   In the portion overlapping with the edge of the pressure chamber, the deformation shape of the piezoelectric film when the active portion is deformed becomes steep, and cracks are likely to occur in the piezoelectric film. In this regard, in the present invention, the end of the upper electrode in the first direction and the end of the third insulating film covering the side surface of the piezoelectric film are located on the center side of the edge of the pressure chamber. That is, since a part of the third insulating film overlaps with the edge of the pressure chamber, the deformation shape of the piezoelectric film at the edge of the pressure chamber becomes gentle, and cracks are prevented.

第11の発明の液体吐出装置は、前記第10の発明において、前記下電極の、前記第1方向における前記一方側の端部が、前記圧電膜の側面よりも前記第1方向の前記一方側に引き出されて、前記下電極が前記圧電膜から露出した第1露出部と、前記第1露出部を介して前記下電極と電気的に接続された個別配線と、を有することを特徴とするものである。   According to an eleventh aspect of the present invention, in the tenth aspect of the invention, the one end of the lower electrode in the first direction is on the one side in the first direction with respect to the side surface of the piezoelectric film. And a first exposed portion in which the lower electrode is exposed from the piezoelectric film, and an individual wiring electrically connected to the lower electrode through the first exposed portion. Is.

本発明では、下電極の端部が、第2方向に延びて圧電膜から露出している。この下電極の第1露出部を介して、個別配線が下電極と電気的に接続されている。   In the present invention, the end of the lower electrode extends in the second direction and is exposed from the piezoelectric film. The individual wiring is electrically connected to the lower electrode through the first exposed portion of the lower electrode.

第12の発明の液体吐出装置は、前記第11の発明において、前記下電極は、前記圧力室の中央部と重なる幅広部と、前記幅広部よりも前記第1方向の前記一方側に配置され、且つ、前記幅広部よりも前記第2方向の幅が小さい幅狭部とを有し、前記第3絶縁膜の前記他方側の端が、前記下電極の前記幅広部と前記上電極とが対向する領域の端よりも、前記圧力室の中央側に位置していることを特徴とするものである。   In a liquid ejection apparatus according to a twelfth aspect according to the eleventh aspect, the lower electrode is disposed at a wide portion overlapping a central portion of the pressure chamber, and on the one side in the first direction with respect to the wide portion. And a narrow portion having a width in the second direction smaller than the wide portion, and the other end of the third insulating film is connected to the wide portion of the lower electrode and the upper electrode. It is located in the center side of the said pressure chamber rather than the edge of the area | region which opposes.

本発明では、第3絶縁膜の端が、下電極の幅広部と上電極が対向する領域の端よりも、圧力室の中央側にある。即ち、第3絶縁膜が、圧電膜の活性部の主部とも重なっている。   In the present invention, the end of the third insulating film is located closer to the center of the pressure chamber than the end of the region where the wide portion of the lower electrode and the upper electrode face each other. That is, the third insulating film overlaps with the main part of the active part of the piezoelectric film.

第13の発明の液体吐出装置は、前記第11又は第12の発明において、前記第3絶縁膜と前記圧電膜との間に配置され、且つ、前記上電極と同じ材料で形成され、さらに、前記圧電膜の上面、前記圧電膜の側面、及び、前記第1露出部の上面にわたって配置された導電膜を有し、前記導電膜は、前記第1露出部の上において、前記第3絶縁膜から露出した第2露出部を有し、前記個別配線は、前記第2露出部及び前記第1露出部と重ねられていることを特徴とするものである。   According to a thirteenth aspect of the present invention, in the eleventh or twelfth aspect, the liquid ejection device is disposed between the third insulating film and the piezoelectric film, and is formed of the same material as the upper electrode. A conductive film disposed over an upper surface of the piezoelectric film, a side surface of the piezoelectric film, and an upper surface of the first exposed portion; and the conductive film is formed on the third insulating film on the first exposed portion. And the individual wiring is overlapped with the second exposed portion and the first exposed portion.

本発明では、圧電膜の側面から下電極の第1露出部にわたって、導電膜が形成されている。上電極のパターニングの際に、第1露出部を覆っている導電膜を残しておくことで、上記パターニング時のエッチングで第1露出部が一緒に除去されてしまうことが防止される。   In the present invention, the conductive film is formed from the side surface of the piezoelectric film to the first exposed portion of the lower electrode. By leaving the conductive film covering the first exposed portion during the patterning of the upper electrode, the first exposed portion is prevented from being removed together by the etching during the patterning.

また、導電膜は、第3絶縁膜によって覆われている。但し、第3絶縁膜により、導電膜がその先端部まで全て覆われていると、導電膜の先に位置する第1露出部の一部が第3絶縁膜によって直接覆われることになる。この場合、第1露出部に個別配線が重ね合わされたときに、上記の第1露出部の一部は、導電膜とも個別配線とも接触しなくなる。特に、下電極が薄い場合には、上記第1露出部の一部において断線が生じる虞がある。この点、本発明では、導電膜が全て第3絶縁膜に覆われているのではなく、導電膜の端部が第3絶縁膜から露出して第2露出部となっている。この導電膜の第2露出部から下電極の第1露出部にかけて、個別配線が重ね合わされることで、電気的接続の信頼性が向上する。   The conductive film is covered with a third insulating film. However, if the conductive film is entirely covered by the third insulating film up to the tip, a part of the first exposed portion located at the tip of the conductive film is directly covered by the third insulating film. In this case, when the individual wiring is superimposed on the first exposed portion, a part of the first exposed portion does not come into contact with the conductive film and the individual wiring. In particular, when the lower electrode is thin, there is a possibility that disconnection may occur in a part of the first exposed portion. In this regard, in the present invention, the conductive film is not entirely covered with the third insulating film, but the end portion of the conductive film is exposed from the third insulating film to become the second exposed portion. The reliability of the electrical connection is improved by overlapping the individual wiring from the second exposed portion of the conductive film to the first exposed portion of the lower electrode.

第14の発明の液体吐出装置は、前記第1〜第13の何れかの発明において、前記共通配線は、前記複数の上電極に共通して電気的に接続され、前記上電極よりも厚い第1共通配線を有することを特徴とするものである。   According to a fourteenth aspect of the present invention, in any one of the first to thirteenth aspects, the common wiring is electrically connected in common to the plurality of upper electrodes and is thicker than the upper electrode. It has one common wiring.

複数の上電極が、厚い第1共通配線によって接続されているため、共通配線の電気抵抗が低くなる。従って、複数の上電極の間での電位ばらつきが抑えられる。   Since the plurality of upper electrodes are connected by the thick first common wiring, the electric resistance of the common wiring is lowered. Therefore, potential variations among the plurality of upper electrodes can be suppressed.

第15の発明の液体吐出装置は、前記第1〜第14の何れかの発明において、前記共通配線は、前記複数の上電極と同じ材料により、前記複数の上電極と同一層で形成され、且つ、前記複数の上電極に共通して電気的に接続された第2共通配線を有することを特徴とするものである。   According to a fifteenth aspect of the invention, in any one of the first to fourteenth aspects, the common wiring is formed of the same material as the plurality of upper electrodes in the same layer as the plurality of upper electrodes. In addition, the second common wiring is electrically connected in common to the plurality of upper electrodes.

複数の上電極を接続する第2共通配線は、上電極と同一層に配置されるため、第2共通配線を、上電極と同じプロセスで形成できる。   Since the second common wiring connecting the plurality of upper electrodes is arranged in the same layer as the upper electrode, the second common wiring can be formed by the same process as the upper electrode.

第16の発明の液体吐出装置は、前記第14又は第15の発明において、前記共通配線は、前記圧力室の前記第1方向における端部と重なる重複部を有することを特徴とするものである。   According to a sixteenth aspect of the present invention, in the fourteenth or fifteenth aspect, the common wiring has an overlapping portion that overlaps an end portion of the pressure chamber in the first direction. .

共通配線が、重複部において、圧力室の第1方向の端部と重なっているため、第1方向における装置サイズを小さくできる。   Since the common wiring overlaps the end portion of the pressure chamber in the first direction at the overlapping portion, the device size in the first direction can be reduced.

第17の発明の液体吐出装置は、前記第16の発明において、前記複数の圧力室は、前記第2方向に配列され、前記共通配線は、前記第2方向に延び、前記複数の上電極と導通する導通配線を有し、前記導通配線の少なくとも一部が前記複数の圧力室と重なって、前記重複部となっていることを特徴とするものである。   According to a seventeenth aspect of the present invention, in the sixteenth aspect, the plurality of pressure chambers are arranged in the second direction, the common wiring extends in the second direction, and the plurality of upper electrodes Conductive wiring is provided, and at least a part of the conductive wiring overlaps the plurality of pressure chambers to form the overlapping portion.

本発明では、共通配線の、第2方向に延びる導通配線によって、複数の上電極が導通している。また、この導通配線が、複数の圧力室の端部と重なる重複部となっている。   In the present invention, the plurality of upper electrodes are electrically connected by the conductive wiring extending in the second direction of the common wiring. Moreover, this conduction | electrical_connection wiring becomes the duplication part which overlaps with the edge part of a some pressure chamber.

第18の発明の液体吐出装置の製造方法は、前記第16又は第17の発明において、前記重複部は、前記下電極の前記第1方向における端部とも重なっていることを特徴とするものである。   According to an eighteenth aspect of the invention, in the sixteenth or seventeenth aspect of the invention, the overlapping portion overlaps the end portion of the lower electrode in the first direction. is there.

本発明では、共通配線の、圧力室の端部と重なる重複部が、さらに、下電極の端部とも重なっている。   In the present invention, the overlapping portion of the common wiring that overlaps the end of the pressure chamber further overlaps the end of the lower electrode.

第19の発明の液体吐出装置は、前記第16〜第18の何れかの発明において、前記圧電膜の表面の、前記上電極が配置されていない領域を覆う、第4絶縁膜を有し、前記第4絶縁膜は、前記重複部と前記圧電膜との間にも配置されていることを特徴とするものである。   A liquid ejection device according to a nineteenth aspect of the present invention includes the fourth insulating film according to any one of the sixteenth to eighteenth aspects, wherein the fourth insulating film covers a region of the surface of the piezoelectric film where the upper electrode is not disposed. The fourth insulating film is also disposed between the overlapping portion and the piezoelectric film.

本発明では、第4絶縁膜が、重複部と圧電膜との間に配置されている。即ち、第4絶縁膜は、圧力室の第1方向の端部と重なっている。これにより、圧力室の縁部における、圧電膜の変形形状が緩やかになり、クラックが抑制される。   In the present invention, the fourth insulating film is disposed between the overlapping portion and the piezoelectric film. That is, the fourth insulating film overlaps the end portion of the pressure chamber in the first direction. Thereby, the deformation | transformation shape of a piezoelectric film in the edge part of a pressure chamber becomes loose, and a crack is suppressed.

第20の発明の液体吐出装置は、前記第19の発明において、前記下電極の前記第1方向における前記重複部側の端部と、前記第4絶縁膜とが重なっていることを特徴とするものである。   According to a twentieth aspect of the invention, in the nineteenth aspect of the invention, an end of the lower electrode on the overlapping portion side in the first direction overlaps the fourth insulating film. Is.

本発明では、圧力室の第1方向の端部と重なる第4絶縁膜が、さらに、下電極の端部とも重なっていてもよい。   In the present invention, the fourth insulating film that overlaps the end portion of the pressure chamber in the first direction may further overlap the end portion of the lower electrode.

第21の発明の液体吐出装置の製造方法は、第1方向に長い形状を有する複数の圧力室が形成される基板に、絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記絶縁膜の上に下電極を形成する下電極形成工程と、前記下電極の上に圧電膜を形成する圧電膜形成工程と、前記圧電膜の上に上電極を形成する上電極形成工程と、複数の上電極を導通させる共通配線を形成する共通配線形成工程と、を備え、前記下電極形成工程、及び、前記上電極形成工程において、前記第1方向と直交する第2方向において、前記上電極の両端が前記下電極の両端よりも前記圧力室の中央側に位置するように、前記下電極と前記上電極を形成することを特徴とするものである。   According to a twenty-first aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a liquid ejection apparatus comprising: an insulating film forming step for forming an insulating film on a substrate on which a plurality of pressure chambers having a long shape in the first direction is formed; A lower electrode forming step for forming an electrode, a piezoelectric film forming step for forming a piezoelectric film on the lower electrode, an upper electrode forming step for forming an upper electrode on the piezoelectric film, and a plurality of upper electrodes in conduction A common wiring forming step for forming a common wiring to be formed, wherein, in the lower electrode forming step and the upper electrode forming step, both ends of the upper electrode are in the lower direction in a second direction orthogonal to the first direction. The lower electrode and the upper electrode are formed so as to be located closer to the center side of the pressure chamber than both ends of the electrode.

本発明では、圧力室の短手方向である第2方向において、上電極の両端が、下電極の両端よりも中央側に位置するように、下電極と上電極を形成する。そのため、圧電膜の、下電極と上電極によって挟まれる活性部の両端の位置は、上電極によって規定される。即ち、下電極の端位置は、活性部の端位置には関係しない。従って、下電極の上に圧電膜を形成したときに、下電極の端位置を境に、圧電膜の結晶性が不連続になったとしても、その不連続部分は、活性部の端部とは一致しない。それ故、活性部の変形時に、圧電膜にクラックが発生することが抑えられる。   In the present invention, the lower electrode and the upper electrode are formed so that both ends of the upper electrode are positioned more centrally than both ends of the lower electrode in the second direction, which is the short direction of the pressure chamber. For this reason, the positions of both ends of the active portion sandwiched between the lower electrode and the upper electrode of the piezoelectric film are defined by the upper electrode. That is, the end position of the lower electrode is not related to the end position of the active part. Therefore, when the piezoelectric film is formed on the lower electrode, even if the crystallinity of the piezoelectric film becomes discontinuous with the end position of the lower electrode as a boundary, the discontinuous portion is separated from the end of the active portion. Does not match. Therefore, the occurrence of cracks in the piezoelectric film during the deformation of the active portion is suppressed.

本実施形態に係るプリンタの概略的な平面図である。1 is a schematic plan view of a printer according to an embodiment. ヘッドユニットの平面図である。It is a top view of a head unit. 図2のA部拡大図である。It is the A section enlarged view of FIG. 図3において絶縁膜、個別配線、及び、厚膜配線の図示を省略した図である。It is the figure which abbreviate | omitted illustration of the insulating film, the separate wiring, and the thick film wiring in FIG. 図3のV-V線断面図である。It is the VV sectional view taken on the line of FIG. 図3のVI-VI線断面図である。It is the VI-VI sectional view taken on the line of FIG. ヘッドユニットの製造工程を示す図であり、(a)は、絶縁膜形成、(b)は下電極形成、(c)は圧電膜形成、(d)は上電極形成、(e)は、圧電膜保護の絶縁膜の形成を示す。It is a figure which shows the manufacturing process of a head unit, (a) is insulating film formation, (b) is lower electrode formation, (c) is piezoelectric film formation, (d) is upper electrode formation, (e) is piezoelectricity The formation of an insulating film for film protection is shown. ヘッドユニットの製造工程を示す図であり、(a)は圧力室形成、(b)はノズルプレート接合を示す。It is a figure which shows the manufacturing process of a head unit, (a) shows pressure chamber formation, (b) shows nozzle plate joining. 変更形態のヘッドユニットの図6相当の断面図である。It is sectional drawing equivalent to FIG. 6 of the head unit of a change form. 別の変更形態のヘッドユニットの図6相当の断面図である。It is sectional drawing equivalent to FIG. 6 of the head unit of another modification. 別の変更形態のヘッドユニットの図5相当の断面図である。It is sectional drawing equivalent to FIG. 5 of the head unit of another modification. 別の変更形態のヘッドユニットの図5相当の断面図である。It is sectional drawing equivalent to FIG. 5 of the head unit of another modification. 別の変更形態のヘッドユニットの図5相当の断面図である。It is sectional drawing equivalent to FIG. 5 of the head unit of another modification.

次に、本発明の実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係るプリンタの概略的な平面図である。まず、図1を参照してインクジェットプリンタ1の概略構成について説明する。尚、図1に示す前後左右の各方向をプリンタの「前」「後」「左」「右」と定義する。また、紙面手前側を「上」、紙面向こう側を「下」とそれぞれ定義する。以下では、前後左右上下の各方向語を適宜使用して説明する。   Next, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic plan view of a printer according to the present embodiment. First, a schematic configuration of the inkjet printer 1 will be described with reference to FIG. 1 are defined as “front”, “rear”, “left”, and “right” of the printer. Also, the front side of the page is defined as “up”, and the other side of the page is defined as “down”. Below, it demonstrates using each direction word of front, back, left, right, up and down suitably.

(プリンタの概略構成)
図1に示すように、インクジェットプリンタ1は、プラテン2と、キャリッジ3と、インクジェットヘッド4と、搬送機構5と、制御装置6等を備えている。
(Schematic configuration of the printer)
As shown in FIG. 1, the inkjet printer 1 includes a platen 2, a carriage 3, an inkjet head 4, a transport mechanism 5, a control device 6, and the like.

プラテン2の上面には、被記録媒体である記録用紙100が載置される。キャリッジ3は、プラテン2と対向する領域において2本のガイドレール10,11に沿って左右方向(以下、走査方向ともいう)に往復移動可能に構成されている。キャリッジ3には無端ベルト14が連結され、キャリッジ駆動モータ15によって無端ベルト14が駆動されることで、キャリッジ3は走査方向に移動する。   On the upper surface of the platen 2, a recording sheet 100 as a recording medium is placed. The carriage 3 is configured to be capable of reciprocating in the left-right direction (hereinafter also referred to as the scanning direction) along the two guide rails 10 and 11 in a region facing the platen 2. An endless belt 14 is connected to the carriage 3, and the endless belt 14 is driven by a carriage drive motor 15, whereby the carriage 3 moves in the scanning direction.

インクジェットヘッド4は、キャリッジ3に取り付けられており、キャリッジ3とともに走査方向に移動する。インクジェットヘッド4は、走査方向に並ぶ4つのヘッドユニット16を備えている。4つのヘッドユニット16は、4色(ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ)のインクカートリッジ17が装着されるカートリッジホルダ7と、図示しないチューブによってそれぞれ接続されている。各ヘッドユニット16は、その下面(図1の紙面向こう側の面)に形成された複数のノズル24(図2〜図6参照)を有する。各ヘッドユニット16のノズル24は、インクカートリッジ17から供給されたインクを、プラテン2に載置された記録用紙100に向けて吐出する。   The inkjet head 4 is attached to the carriage 3 and moves in the scanning direction together with the carriage 3. The ink jet head 4 includes four head units 16 arranged in the scanning direction. The four head units 16 are respectively connected to a cartridge holder 7 to which ink cartridges 17 of four colors (black, yellow, cyan, magenta) are mounted by tubes (not shown). Each head unit 16 has a plurality of nozzles 24 (see FIGS. 2 to 6) formed on the lower surface thereof (the surface on the opposite side of the paper surface of FIG. 1). The nozzles 24 of each head unit 16 discharge the ink supplied from the ink cartridge 17 toward the recording paper 100 placed on the platen 2.

搬送機構5は、前後方向にプラテン2を挟むように配置された2つの搬送ローラ18,19を有する。搬送機構5は、2つの搬送ローラ18,19によって、プラテン2に載置された記録用紙100を前方(以下、搬送方向ともいう)に搬送する。   The transport mechanism 5 includes two transport rollers 18 and 19 disposed so as to sandwich the platen 2 in the front-rear direction. The transport mechanism 5 transports the recording paper 100 placed on the platen 2 forward (hereinafter also referred to as a transport direction) by two transport rollers 18 and 19.

制御装置6は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、及び、各種制御回路を含むASIC(Application Specific Integrated Circuit)等を備え
る。 制御装置6は、ROMに格納されたプログラムに従い、ASICにより、記録用紙100への印刷等の各種処理を実行する。例えば、印刷処理においては、制御装置6は、PC等の外部装置から入力された印刷指令に基づいて、インクジェットヘッド4やキャリッジ駆動モータ15等を制御して、記録用紙100に画像等を印刷させる。具体的には、キャリッジ3とともにインクジェットヘッド4を走査方向に移動させながらインクを吐出させるインク吐出動作と、搬送ローラ18,19によって記録用紙100を搬送方向に所定量搬送する搬送動作とを、交互に行わせる。
The control device 6 includes a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) including various control circuits, and the like. The control device 6 executes various processes such as printing on the recording paper 100 by the ASIC according to the program stored in the ROM. For example, in the printing process, the control device 6 controls the inkjet head 4, the carriage drive motor 15, and the like based on a print command input from an external device such as a PC, and prints an image or the like on the recording paper 100. . Specifically, an ink discharge operation for discharging ink while moving the inkjet head 4 in the scanning direction together with the carriage 3 and a transport operation for transporting the recording paper 100 in the transport direction by the transport rollers 18 and 19 alternately. Let me do it.

(インクジェットヘッドの詳細)
次に、インクジェットヘッド4のヘッドユニット16の構成について詳細に説明する。尚、4つのヘッドユニット16はそれぞれ同じ構成を有するものであるため、以下では、4つのヘッドユニット16のうちの1つについて説明する。
(Details of inkjet head)
Next, the configuration of the head unit 16 of the inkjet head 4 will be described in detail. Since the four head units 16 have the same configuration, only one of the four head units 16 will be described below.

図2は、ヘッドユニット16の平面図である。図3は、図2のA部拡大図である。また、図4は、図3において絶縁膜40、個別配線41、及び、厚膜配線44の図示を省略した図である。図5は、図3のV-V線断面図、図6は、図3のVI-VI線断面図である。図2〜図6に示すように、ヘッドユニット16は、ノズルプレート20、流路基板21、圧電アクチュエータ22、COF50(Chip On Film)、カバー部材23等を備えている。尚、図面の簡素化のため、図2では、図4には示されている、流路基板21の上に配置されるカバー部材23、及び、COF50の図示は省略されている。また、図3では、COF50が二点鎖線で概略的に示されている。   FIG. 2 is a plan view of the head unit 16. FIG. 3 is an enlarged view of a portion A in FIG. FIG. 4 is a diagram in which the insulating film 40, the individual wiring 41, and the thick film wiring 44 are not shown in FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 3, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. As shown in FIGS. 2 to 6, the head unit 16 includes a nozzle plate 20, a flow path substrate 21, a piezoelectric actuator 22, a COF 50 (Chip On Film), a cover member 23, and the like. For simplification of the drawing, FIG. 2 does not show the cover member 23 and the COF 50 arranged on the flow path substrate 21 shown in FIG. In FIG. 3, the COF 50 is schematically shown by a two-dot chain line.

(ノズルプレート)
ノズルプレート20は、例えば、シリコン等で形成されたプレートである。このノズルプレート20には、複数のノズル24が形成されている。図2に示すように、複数のノズル24は、搬送方向に沿って配列され、走査方向に並ぶ2つのノズル列27を構成している。また、1つのノズル列27におけるノズル24の配列ピッチをPとしたときに、2つのノズル列27の間で、ノズル24の位置が搬送方向にP/2だけずれている。
(Nozzle plate)
The nozzle plate 20 is a plate formed of, for example, silicon. A plurality of nozzles 24 are formed on the nozzle plate 20. As shown in FIG. 2, the plurality of nozzles 24 constitutes two nozzle rows 27 arranged in the transport direction and arranged in the scanning direction. Further, when the arrangement pitch of the nozzles 24 in one nozzle row 27 is P, the position of the nozzle 24 is shifted by P / 2 in the transport direction between the two nozzle rows 27.

(流路基板)
流路基板21は、シリコン単結晶の基板である。流路基板21には、複数のノズル24とそれぞれ連通する複数の圧力室26が形成されている。各圧力室26は、走査方向に長い、矩形の平面形状を有する。複数の圧力室26は、上述した複数のノズル24の配列に応じて配列され、走査方向に並ぶ2つの圧力室列28を構成している。流路基板21の下面はノズルプレート20で覆われており、上下方向から見て、各圧力室26の走査方向における内側の端部がノズル24と重なっている。
(Channel substrate)
The flow path substrate 21 is a silicon single crystal substrate. A plurality of pressure chambers 26 communicating with the plurality of nozzles 24 are formed in the flow path substrate 21. Each pressure chamber 26 has a rectangular planar shape that is long in the scanning direction. The plurality of pressure chambers 26 are arranged according to the arrangement of the plurality of nozzles 24 described above, and constitute two pressure chamber rows 28 arranged in the scanning direction. The lower surface of the flow path substrate 21 is covered with the nozzle plate 20, and the inner end in the scanning direction of each pressure chamber 26 overlaps the nozzle 24 when viewed from the vertical direction.

図2に示すように、流路基板21の左右両端部には、2つの圧力室列28にそれぞれ対応して搬送方向に延びる2つのマニホールド25が形成されている。また、図3〜図5に示すように、1つの圧力室列28を構成する圧力室26の各々は、対応するマニホールド25と、走査方向に延びる絞り流路29によって接続されている。   As shown in FIG. 2, two manifolds 25 extending in the transport direction are formed at the left and right ends of the flow path substrate 21 corresponding to the two pressure chamber rows 28, respectively. As shown in FIGS. 3 to 5, each of the pressure chambers 26 constituting one pressure chamber row 28 is connected to a corresponding manifold 25 by a throttle channel 29 extending in the scanning direction.

マニホールド25は、流路基板21の上面に開口している。このマニホールド25の開口は、チューブ等を含むインク供給部材(図示省略)によって、カートリッジホルダ7と接続される。カートリッジホルダ7のインクカートリッジ17のインクは、上記インク供給部材を介してマニホールド25に流れ込み、さらに、マニホールド25から絞り流路29を介して各圧力室26へ供給される。   The manifold 25 is open on the upper surface of the flow path substrate 21. The opening of the manifold 25 is connected to the cartridge holder 7 by an ink supply member (not shown) including a tube and the like. The ink in the ink cartridge 17 of the cartridge holder 7 flows into the manifold 25 through the ink supply member, and is further supplied from the manifold 25 to the pressure chambers 26 through the throttle channel 29.

(圧電アクチュエータ)
圧電アクチュエータ22は、絶縁膜30、複数の圧電素子31、圧電素子31の保護用の絶縁膜40、個別配線41、及び、共通配線42を含む、複数の膜の積層体である。この圧電アクチュエータ22は、流路基板21に、複数の圧力室26を覆うように配置されている。
(Piezoelectric actuator)
The piezoelectric actuator 22 is a laminated body of a plurality of films including an insulating film 30, a plurality of piezoelectric elements 31, an insulating film 40 for protecting the piezoelectric elements 31, individual wirings 41, and a common wiring 42. The piezoelectric actuator 22 is disposed on the flow path substrate 21 so as to cover the plurality of pressure chambers 26.

<絶縁膜30>
絶縁膜30は、例えば、シリコンの流路基板21の表面が酸化されることにより形成された、二酸化シリコンの膜である。絶縁膜30の厚みは、例えば、1.0〜1.5μmである。絶縁膜30の上面の、複数の圧力室26と重なる位置には、複数の圧電素子31がそれぞれ配置されている。圧電素子31は、圧力室26内のインクに、それぞれノズル24から吐出するための吐出エネルギーを付与する。
<Insulating film 30>
The insulating film 30 is, for example, a silicon dioxide film formed by oxidizing the surface of the silicon flow path substrate 21. The thickness of the insulating film 30 is, for example, 1.0 to 1.5 μm. A plurality of piezoelectric elements 31 are arranged on the upper surface of the insulating film 30 at positions overlapping the plurality of pressure chambers 26, respectively. The piezoelectric element 31 imparts ejection energy for ejecting from the nozzle 24 to the ink in the pressure chamber 26.

<圧電素子31>
圧電素子31の構成について説明する。複数の圧電素子31のそれぞれは、絶縁膜30の上に配置された下電極32と、下電極32の上に配置された圧電膜33と、圧電膜33の上に配置された上電極34を有する。
<Piezoelectric element 31>
The configuration of the piezoelectric element 31 will be described. Each of the plurality of piezoelectric elements 31 includes a lower electrode 32 disposed on the insulating film 30, a piezoelectric film 33 disposed on the lower electrode 32, and an upper electrode 34 disposed on the piezoelectric film 33. Have.

下電極32は、絶縁膜30の上面の、圧力室26と重なる領域に配置されている。この下電極32は、個別配線41を介して、後述するドライバIC51から個別に駆動信号が供給される、いわゆる個別電極である。絶縁膜30上の下電極32が個別電極となる構成では、下電極32に駆動信号を供給するための配線等を、平坦な絶縁膜30の上に形成することができるため、配線形成が容易で、断線等が生じにくいという利点がある。   The lower electrode 32 is disposed in a region overlapping the pressure chamber 26 on the upper surface of the insulating film 30. The lower electrode 32 is a so-called individual electrode to which a drive signal is individually supplied from a driver IC 51 to be described later via the individual wiring 41. In the configuration in which the lower electrode 32 on the insulating film 30 is an individual electrode, wiring for supplying a drive signal to the lower electrode 32 can be formed on the flat insulating film 30, so that wiring can be easily formed. Thus, there is an advantage that disconnection or the like hardly occurs.

下電極32は、走査方向に長い矩形状の幅広部32aと、幅広部32aよりも走査方向における内側に配置された幅狭部32bとを有する。図3、図5に示すように、幅広部32aは、圧力室26の長手方向である走査方向において、圧力室26の中央部と重なるように配置されている。また、図3、図6に示すように、圧力室26の短手方向である搬送方向においては、幅広部32aの両端は圧力室26の両端よりも外側に位置している。即ち、幅広部32aは、圧力室26の縁から外側に一部はみ出している。一方、図3に示すように、幅狭部32bは、幅広部32aよりも搬送方向における幅が小さい。この幅狭部32bは、幅広部32aの走査方向における内側端部(図3の右端部)から引き出され、2つの圧力室列28の間の領域まで延びている。尚、下電極32は、例えば、白金(Pt)で形成されている。また、下電極32の厚みは、例えば、0.1μmである。   The lower electrode 32 has a rectangular wide portion 32a that is long in the scanning direction, and a narrow portion 32b that is disposed on the inner side in the scanning direction than the wide portion 32a. As shown in FIGS. 3 and 5, the wide portion 32 a is disposed so as to overlap the central portion of the pressure chamber 26 in the scanning direction that is the longitudinal direction of the pressure chamber 26. As shown in FIGS. 3 and 6, both ends of the wide portion 32 a are located outside the both ends of the pressure chamber 26 in the transport direction, which is the short direction of the pressure chamber 26. That is, the wide portion 32 a partially protrudes outward from the edge of the pressure chamber 26. On the other hand, as shown in FIG. 3, the narrow portion 32b has a smaller width in the transport direction than the wide portion 32a. The narrow portion 32b is drawn from the inner end portion (right end portion in FIG. 3) in the scanning direction of the wide portion 32a and extends to a region between the two pressure chamber rows 28. The lower electrode 32 is made of, for example, platinum (Pt). The thickness of the lower electrode 32 is, for example, 0.1 μm.

圧電膜33は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の圧電材料により形成される。尚、圧電膜33は、PZTの他、鉛が含有されていない非鉛系の圧電材料で形成されていてもよい。圧電膜33の厚みは、例えば、1.0〜2.0μmである。具体的には、図2、図3に示すように、本実施形態では、複数の圧電素子31の圧電膜33が搬送方向に繋がって、搬送方向に長い矩形状の圧電体37が構成されている。即ち、絶縁膜30の上には、2つの圧力室列28にそれぞれ対応した、圧電膜33からなる2つの圧電体37が配置されている。   The piezoelectric film 33 is formed of a piezoelectric material such as lead zirconate titanate (PZT). The piezoelectric film 33 may be formed of a lead-free piezoelectric material that does not contain lead in addition to PZT. The thickness of the piezoelectric film 33 is, for example, 1.0 to 2.0 μm. Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, in the present embodiment, the piezoelectric films 33 of the plurality of piezoelectric elements 31 are connected in the transport direction, and a rectangular piezoelectric body 37 that is long in the transport direction is configured. Yes. That is, on the insulating film 30, two piezoelectric bodies 37 made of the piezoelectric films 33 corresponding to the two pressure chamber rows 28 are arranged.

また、図5に示すように、下電極32の幅狭部32bは、圧電膜33の走査方向における内側(図5の右側)の側面33aから露出して、さらに内側に延びている。この幅狭部32bの第1露出部32cを介して、下電極32は、後述する個別配線41と接続される。   As shown in FIG. 5, the narrow portion 32 b of the lower electrode 32 is exposed from the side surface 33 a on the inner side (right side in FIG. 5) in the scanning direction of the piezoelectric film 33 and extends further inward. Through the first exposed portion 32c of the narrow portion 32b, the lower electrode 32 is connected to an individual wiring 41 described later.

図2〜図4、及び、図6に示すように、1つの圧電体37の、複数の圧力室26の間の部分には、走査方向に延びるスリット38が形成されている。スリット38により、搬送方向に隣接する2つの圧力室26の間で、圧電膜33が区切られている。これにより、図6に示すように、1つの圧力室26に対応する圧電膜33の部分は、搬送方向において2つの側面33bを有する。搬送方向における下電極32の両端は、圧力室26の両端よりも外側に位置し、また、圧電膜33の2つの側面33bよりも外側にある。   As shown in FIGS. 2 to 4 and 6, a slit 38 extending in the scanning direction is formed in a portion of one piezoelectric body 37 between the plurality of pressure chambers 26. The slit 38 divides the piezoelectric film 33 between two pressure chambers 26 adjacent in the transport direction. Thereby, as shown in FIG. 6, the part of the piezoelectric film 33 corresponding to one pressure chamber 26 has two side surfaces 33b in the transport direction. Both ends of the lower electrode 32 in the transport direction are located outside the both ends of the pressure chamber 26 and are outside the two side surfaces 33 b of the piezoelectric film 33.

上電極34は、圧電膜33の上面の、圧力室26と重なる領域に配置されている。上電極34は、下電極32の幅広部32aと同様に、走査方向に長い矩形の平面形状を有する。上電極34は、例えば、イリジウムで形成されている。上電極34の厚みは、例えば、0.1μmである。   The upper electrode 34 is disposed in a region overlapping the pressure chamber 26 on the upper surface of the piezoelectric film 33. Similar to the wide portion 32a of the lower electrode 32, the upper electrode 34 has a rectangular planar shape that is long in the scanning direction. The upper electrode 34 is made of, for example, iridium. The thickness of the upper electrode 34 is, for example, 0.1 μm.

図3、図6に示すように、圧力室26の短手方向である搬送方向において、上電極34の幅は下電極32の幅よりも小さい。また、上電極34の両端は、下電極32の両端よりも圧力室26の中央側に位置している。尚、複数の圧電素子31の上電極34は、後述する共通配線42によって互いに導通されており、複数の上電極34に対して共通にグランド電位が付与される。   As shown in FIGS. 3 and 6, the width of the upper electrode 34 is smaller than the width of the lower electrode 32 in the transport direction, which is the short direction of the pressure chamber 26. Further, both ends of the upper electrode 34 are located closer to the center of the pressure chamber 26 than both ends of the lower electrode 32. The upper electrodes 34 of the plurality of piezoelectric elements 31 are electrically connected to each other by a common wiring 42 described later, and a ground potential is applied to the plurality of upper electrodes 34 in common.

各圧電素子31の圧電膜33は、圧力室26と対向する領域において、下電極32と上電極34に挟まれている。圧電膜33の、下電極32と上電極34に挟まれた部分を、以下、活性部36と称する。各圧電素子31において、下電極32と上電極34の間に電位差が生じて、活性部36に厚み方向の電界が作用すると、この活性部36が面方向に変形する。活性部36の変形に伴い、圧電素子31は全体的に撓むように変形し、圧力室26と対向する部分が、絶縁膜30の面方向と直交する上下方向に変位する。   The piezoelectric film 33 of each piezoelectric element 31 is sandwiched between the lower electrode 32 and the upper electrode 34 in a region facing the pressure chamber 26. A portion of the piezoelectric film 33 sandwiched between the lower electrode 32 and the upper electrode 34 is hereinafter referred to as an active portion 36. In each piezoelectric element 31, when a potential difference is generated between the lower electrode 32 and the upper electrode 34 and an electric field in the thickness direction acts on the active portion 36, the active portion 36 is deformed in the surface direction. As the active portion 36 is deformed, the piezoelectric element 31 is deformed so as to be bent as a whole, and the portion facing the pressure chamber 26 is displaced in the vertical direction perpendicular to the surface direction of the insulating film 30.

上述したように、本実施形態では、図6に示すように、搬送方向における上電極34の両端が、下電極32の両端よりも圧力室26の中央側に位置している。つまり、活性部36の搬送方向の両端の位置が、上電極34の両端位置によって規定されている。そのため、圧電膜33の、上電極34の端に対して、圧力室26の中央側に位置する内側部分33xと、端側に位置する外側部分33yの両方が、下電極32の上に形成される。これにより、活性部36に含まれる前記内側部分33xと活性部36外の前記外側部分33yの両方で、圧電材料の結晶が所定の面方位、具体的には(100)面に優先配向する。つまり、活性部36の端部に、結晶性が不連続となる部分が生じない。従って、活性部36の変形時に、圧電膜33にクラックが発生することが抑えられる。(100)面に優先配向とは、ここでは、圧電膜33の全ての結晶が(100)面に配向している形態だけでなく、90%以上の結晶が(100)面に配向している形態も含むものとする。   As described above, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, both ends of the upper electrode 34 in the transport direction are located closer to the center of the pressure chamber 26 than both ends of the lower electrode 32. That is, the positions of both ends of the active portion 36 in the transport direction are defined by the positions of both ends of the upper electrode 34. Therefore, both the inner portion 33 x located on the center side of the pressure chamber 26 and the outer portion 33 y located on the end side of the piezoelectric film 33 are formed on the lower electrode 32 with respect to the end of the upper electrode 34. The Thereby, the crystal of the piezoelectric material is preferentially oriented in a predetermined plane orientation, specifically, the (100) plane in both the inner portion 33x included in the active portion 36 and the outer portion 33y outside the active portion 36. That is, there is no portion where the crystallinity is discontinuous at the end of the active portion 36. Therefore, the occurrence of cracks in the piezoelectric film 33 during the deformation of the active portion 36 is suppressed. Here, the preferential orientation in the (100) plane is not only the form in which all the crystals of the piezoelectric film 33 are oriented in the (100) plane, but 90% or more of the crystals are oriented in the (100) plane. The form is also included.

尚、圧電膜33を所定の面方位に優先配向させるためには、下電極32は、白金(Pt)で形成されていることが好ましい。白金は、自己配向性が強い材料であり、最密充填構造である面心立方格子(FCC)構造に自己配向する。そのため、下電極32の白金層は、下地の状態に関係なく強い配向性を示す。白金層は、例えば、アモルファスの二酸化シリコン層である絶縁膜30の上に形成されても、所定の面方位に配向する。従って、結晶の方向が揃った下電極32の上に成膜される圧電膜33も強い配向性を示すことになる。尚、下電極32と圧電膜33との間に、圧電膜33の結晶制御のためのシード層が設けられてもよい。シード層としては、酸化チタン、チタン酸鉛、PZT等、周知の材料から適当なものを選択できる。   In order to preferentially orient the piezoelectric film 33 in a predetermined plane orientation, the lower electrode 32 is preferably formed of platinum (Pt). Platinum is a material with strong self-orientation and self-orientates into a face-centered cubic lattice (FCC) structure, which is a close-packed structure. Therefore, the platinum layer of the lower electrode 32 exhibits strong orientation regardless of the state of the base. For example, even if the platinum layer is formed on the insulating film 30 that is an amorphous silicon dioxide layer, the platinum layer is oriented in a predetermined plane orientation. Accordingly, the piezoelectric film 33 formed on the lower electrode 32 having the aligned crystal directions also exhibits a strong orientation. A seed layer for crystal control of the piezoelectric film 33 may be provided between the lower electrode 32 and the piezoelectric film 33. As the seed layer, an appropriate material can be selected from known materials such as titanium oxide, lead titanate, PZT, and the like.

特に、本実施形態では、搬送方向において、下電極32の両端が圧力室26の両端よりも外側に位置しており、圧力室26の、搬送方向における全域にわたって下電極32が形成されている。従って、圧電膜33の、圧力室26と重なる領域の全域で、結晶性の不連続部分が生じにくい。   In particular, in this embodiment, both ends of the lower electrode 32 are positioned outside both ends of the pressure chamber 26 in the transport direction, and the lower electrode 32 is formed over the entire region of the pressure chamber 26 in the transport direction. Accordingly, a discontinuous portion of crystallinity hardly occurs in the entire region of the piezoelectric film 33 that overlaps the pressure chamber 26.

また、後でも説明するが、本実施形態では、絶縁膜30の上面全域に圧電膜33を成膜してから、この膜33をエッチングでパターニングする。ここで、エッチングで圧電膜33の側面33bを形成したときに、この側面33b近傍において、圧電膜33の下に位置する絶縁膜30の、圧力室26を覆っている部分も少しエッチングされ、その膜厚が薄くなってしまうことがある。この点、下電極32が圧力室26の両端よりも外側まで形成されていると、下電極32により、絶縁膜30の圧力室26を覆う部分の膜減りを防止できる。   In addition, as will be described later, in this embodiment, after the piezoelectric film 33 is formed over the entire upper surface of the insulating film 30, the film 33 is patterned by etching. Here, when the side surface 33b of the piezoelectric film 33 is formed by etching, the portion of the insulating film 30 located under the piezoelectric film 33 and covering the pressure chamber 26 is slightly etched in the vicinity of the side surface 33b. The film thickness may become thin. In this regard, when the lower electrode 32 is formed to the outside of both ends of the pressure chamber 26, the lower electrode 32 can prevent the film from being reduced in the portion of the insulating film 30 that covers the pressure chamber 26.

また、下電極32の両端は、圧電膜33の2つの側面33bからそれぞれはみ出している。つまり、搬送方向において、圧電膜33の全体が下電極32の上に配置されており、圧電膜33には、上記の不連続部分がそもそも生じにくいとも言える。   Further, both ends of the lower electrode 32 protrude from the two side surfaces 33b of the piezoelectric film 33, respectively. In other words, the entire piezoelectric film 33 is disposed on the lower electrode 32 in the transport direction, and it can be said that the discontinuous portion is hardly generated in the piezoelectric film 33 in the first place.

図5に示すように、圧電膜33の、下電極32の第1露出部32c側の端部には、上電極34と同じ材料(例えば、イリジウム)で形成された導電膜39が設けられている。導電膜39は、圧電膜33の上面から、圧電膜33の側面33a、及び、第1露出部32cの上面にわたって配置されている。この導電膜39は、上電極34のパターニングの際に形成されるものである。後でも説明するが、上電極34は、圧電膜33の表面全域に導電性の膜を成膜してから、この膜をエッチングでパターニングすることによって形成する。このパターニングの際に、第1露出部32cを覆っている導電膜39を意図的に残しておくことで、その下の第1露出部32cがエッチングされてしまうことを防止する。   As shown in FIG. 5, a conductive film 39 made of the same material (for example, iridium) as the upper electrode 34 is provided at the end of the piezoelectric film 33 on the first exposed portion 32 c side of the lower electrode 32. Yes. The conductive film 39 is disposed from the upper surface of the piezoelectric film 33 to the side surface 33a of the piezoelectric film 33 and the upper surface of the first exposed portion 32c. The conductive film 39 is formed when the upper electrode 34 is patterned. As will be described later, the upper electrode 34 is formed by forming a conductive film over the entire surface of the piezoelectric film 33 and then patterning the film by etching. During this patterning, the conductive film 39 covering the first exposed portion 32c is intentionally left, thereby preventing the underlying first exposed portion 32c from being etched.

<絶縁膜40>
ところで、上述したように、本実施形態では、上電極34の幅が下電極32の幅よりも小さくなっている。そのため、圧電膜33の表面には、上電極34で覆われてない領域が存在する。そこで、圧電膜33の表面の、上電極34によって覆われていない領域に、圧電膜33を保護するための絶縁膜40が設けられている。この絶縁膜40により、外部から圧電膜33への湿気の浸入が防止される。
<Insulating film 40>
Incidentally, as described above, in the present embodiment, the width of the upper electrode 34 is smaller than the width of the lower electrode 32. Therefore, a region that is not covered with the upper electrode 34 exists on the surface of the piezoelectric film 33. Therefore, an insulating film 40 for protecting the piezoelectric film 33 is provided in a region of the surface of the piezoelectric film 33 that is not covered by the upper electrode 34. The insulating film 40 prevents moisture from entering the piezoelectric film 33 from the outside.

具体的には、まず、図3、図5に示すように、絶縁膜40は、各圧電素子31の圧電膜33の上面において、上電極34の周縁部と少し重なった状態で、上電極34の周囲領域に配置されている。言い換えれば、圧電膜33の上面において、上電極34の中央部が絶縁膜40から露出している。これにより、活性部36の変形が絶縁膜40によって阻害されにくくなる。また、絶縁膜40は、圧電膜33の上面から、走査方向における側面33aと搬送方向における側面33bを覆っている。   Specifically, first, as shown in FIGS. 3 and 5, the insulating film 40 is slightly overlapped with the peripheral edge of the upper electrode 34 on the upper surface of the piezoelectric film 33 of each piezoelectric element 31. It is arranged in the surrounding area. In other words, the central portion of the upper electrode 34 is exposed from the insulating film 40 on the upper surface of the piezoelectric film 33. As a result, the deformation of the active portion 36 is not easily inhibited by the insulating film 40. The insulating film 40 covers the side surface 33 a in the scanning direction and the side surface 33 b in the transport direction from the upper surface of the piezoelectric film 33.

さらに、絶縁膜40は、図5に示すように、圧電膜33の、走査方向における内側の端部(図5の右端部)においては、導電膜39をも覆っている。但し、第1露出部32cの上において、導電膜39の先端部は、絶縁膜40に覆われておらず、絶縁膜40から露出した第2露出部39aとなっている。   Further, as shown in FIG. 5, the insulating film 40 also covers the conductive film 39 at the inner end portion (right end portion in FIG. 5) of the piezoelectric film 33 in the scanning direction. However, on the first exposed portion 32 c, the leading end portion of the conductive film 39 is not covered with the insulating film 40, and is a second exposed portion 39 a exposed from the insulating film 40.

また、圧力室26の縁部と重なる部分では、活性部36が変形したときの圧電膜33の変形形状が急峻になり、圧電膜33にクラックが生じやすい。この点、本実施形態では、図5に示すように、圧電膜33の走査方向における内側(図5の右側)の端部においては、絶縁膜40が、上電極34の端部と圧電膜33の側面33aを覆った上で、絶縁膜40の端E1(図5の左端)が、圧力室26の縁よりも中央側に位置している。つまり、圧力室26の縁部に絶縁膜40が重なることにより、縁部における圧電膜33の変形形状が緩やかになり、クラックが防止される。さらに、絶縁膜40の端E1は、下電極32の幅広部32aと上電極34とが対向する領域Bの端よりも、圧力室26の中央側に位置している。つまり、絶縁膜40が活性部36の主部とも重なっているため、圧電膜33のクラックがさらに抑制される。   Further, in the portion overlapping the edge of the pressure chamber 26, the deformed shape of the piezoelectric film 33 when the active portion 36 is deformed becomes steep, and the piezoelectric film 33 is likely to crack. In this regard, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the insulating film 40 is formed on the inner end (right side in FIG. 5) of the piezoelectric film 33 in the scanning direction. In addition, the end E1 (left end in FIG. 5) of the insulating film 40 is located closer to the center than the edge of the pressure chamber 26. That is, when the insulating film 40 overlaps the edge of the pressure chamber 26, the deformed shape of the piezoelectric film 33 at the edge becomes gentle, and cracks are prevented. Further, the end E1 of the insulating film 40 is located closer to the center of the pressure chamber 26 than the end of the region B where the wide portion 32a of the lower electrode 32 and the upper electrode 34 face each other. That is, since the insulating film 40 also overlaps with the main part of the active part 36, cracks in the piezoelectric film 33 are further suppressed.

さらに、図6に示すように、搬送方向においては、絶縁膜40は、圧電膜33の上面から側面33bを経て絶縁膜40の上面まで延びている。つまり、絶縁膜40は、圧電膜33の2つの側面33bから露出した、下電極32の2つの端部をそれぞれ覆っている。このように、絶縁膜40が、圧電膜33の上面から側面33b、さらに、圧電膜33からはみ出した下電極32の端部までを覆っているため、圧電膜33の保護に加えて、下電極32間の絶縁性も向上する。   Further, as shown in FIG. 6, in the transport direction, the insulating film 40 extends from the upper surface of the piezoelectric film 33 to the upper surface of the insulating film 40 via the side surface 33b. That is, the insulating film 40 covers the two end portions of the lower electrode 32 exposed from the two side surfaces 33 b of the piezoelectric film 33. Thus, since the insulating film 40 covers from the upper surface of the piezoelectric film 33 to the side surface 33b and further to the end portion of the lower electrode 32 protruding from the piezoelectric film 33, in addition to protecting the piezoelectric film 33, the lower electrode The insulation between 32 is also improved.

<個別配線41>
図5に示すように、個別配線41は、下電極32の第1露出部32cに重ねて配置され、第1露出部32cを介して、下電極32と電気的に接続されている。この個別配線41は、例えば金(Au)で形成されている。個別配線41は下電極32よりも厚く、例えば、1.0μmである。
<Individual wiring 41>
As shown in FIG. 5, the individual wiring 41 is disposed so as to overlap the first exposed portion 32c of the lower electrode 32, and is electrically connected to the lower electrode 32 via the first exposed portion 32c. The individual wiring 41 is made of, for example, gold (Au). The individual wiring 41 is thicker than the lower electrode 32 and is, for example, 1.0 μm.

前述したが、導電膜39の先端部が絶縁膜40から露出した第2露出部39aとなっている。そして、個別配線41の端部は、下電極32の第1露出部32cと、絶縁膜40から露出する導電膜39の第2露出部39aとに重ねられている。   As described above, the leading end portion of the conductive film 39 is the second exposed portion 39 a exposed from the insulating film 40. The end portion of the individual wiring 41 is overlapped with the first exposed portion 32 c of the lower electrode 32 and the second exposed portion 39 a of the conductive film 39 exposed from the insulating film 40.

ここで、仮に、図5に仮想線で示すように、絶縁膜40によって導電膜39がその先端部まで全て覆われているとすると、導電膜39よりも先に位置する第1露出部32cの一部が絶縁膜40によって直接覆われる。この場合、第1露出部32cに個別配線41が重ね合わされたときに、絶縁膜40で直接覆われた上記の第1露出部32cの一部は、導電膜39とも個別配線41とも接触しなくなる。特に、下電極32が薄い場合には、上記第1露出部32cの一部において断線が生じる虞がある。しかし、本実施形態では、導電膜39の先端部が絶縁膜40から露出している。そのため、この導電膜39の第2露出部39aから下電極32の第1露出部32cにかけて、個別配線41が重ね合わされることになり、電気的接続の信頼性が向上する。   Here, suppose that the conductive film 39 is entirely covered by the insulating film 40 up to the tip thereof, as shown by the phantom line in FIG. 5, the first exposed portion 32 c positioned before the conductive film 39. A part is directly covered by the insulating film 40. In this case, when the individual wiring 41 is superimposed on the first exposed portion 32 c, a part of the first exposed portion 32 c directly covered with the insulating film 40 does not come into contact with the conductive film 39 and the individual wiring 41. . In particular, when the lower electrode 32 is thin, there is a possibility that disconnection may occur in a part of the first exposed portion 32c. However, in this embodiment, the tip of the conductive film 39 is exposed from the insulating film 40. Therefore, the individual wiring 41 is overlapped from the second exposed portion 39a of the conductive film 39 to the first exposed portion 32c of the lower electrode 32, and the reliability of electrical connection is improved.

個別配線41は、下電極32の第1露出部32cに沿って2つの圧力室列28の間の領域まで延びている。個別配線41の、下電極32とは反対側の端部には、駆動接点46が形成されている。2つの圧力室列28の間には、左側の圧電素子31から延びる個別配線41の駆動接点46と、右側の圧電素子31から延びる個別配線41の駆動接点46とが、搬送方向に交互に並べられている。   The individual wiring 41 extends to the region between the two pressure chamber rows 28 along the first exposed portion 32 c of the lower electrode 32. A driving contact 46 is formed at the end of the individual wiring 41 opposite to the lower electrode 32. Between the two pressure chamber rows 28, the drive contact 46 of the individual wiring 41 extending from the left piezoelectric element 31 and the drive contact 46 of the individual wiring 41 extending from the right piezoelectric element 31 are alternately arranged in the transport direction. It has been.

<共通配線42>
共通配線42は、それぞれ異なる層に配置され、共に、複数の上電極34と共通に電気的に接続される、薄膜配線43と厚膜配線44を含む。
<Common wiring 42>
The common wiring 42 includes a thin film wiring 43 and a thick film wiring 44 which are arranged in different layers and are both electrically connected to the plurality of upper electrodes 34 in common.

図3、図5に示すように、薄膜配線43は、圧電体37の上面の走査方向における外側の領域において搬送方向に延びている。この薄膜配線43により、搬送方向に並ぶ複数の上電極34の外側端部(図5の左端部)が互いに導通している。この薄膜配線43は、複数の上電極34と同じ材料(例えば、イリジウム)により、上電極34と同一層で形成されている。そのため、後でも述べるように、薄膜配線43は、上電極34のパターニングのプロセスで同時に形成できる。   As shown in FIGS. 3 and 5, the thin film wiring 43 extends in the transport direction in an outer region in the scanning direction of the upper surface of the piezoelectric body 37. By this thin film wiring 43, the outer end portions (left end portions in FIG. 5) of the plurality of upper electrodes 34 arranged in the transport direction are electrically connected to each other. The thin film wiring 43 is formed in the same layer as the upper electrode 34 by using the same material (for example, iridium) as the plurality of upper electrodes 34. Therefore, as will be described later, the thin film wiring 43 can be simultaneously formed by the patterning process of the upper electrode 34.

厚膜配線44は、絶縁膜40の上に形成されている。図2に示すように、厚膜配線44は、圧電体37の上面において、搬送方向に配列された複数の上電極34を取り囲むように配置されている。厚膜配線44の、走査方向における外側部分によって複数の上電極34の外側端部(図5の左端部)が互いに導通し、走査方向における内側部分によって複数の上電極34の内側端部(図5の右端部)が互いに導通している。厚膜配線44は、個別配線41と同じ材料(例えば、金)で形成されている。また、厚膜配線44の厚みは、上電極34よりも厚く、例えば、1.0μmである。複数の上電極34が厚膜配線44によって導通することで、共通配線42の電気抵抗が低くなる。従って、複数の上電極34の間での電位ばらつきが抑えられる。   The thick film wiring 44 is formed on the insulating film 40. As shown in FIG. 2, the thick film wiring 44 is disposed on the upper surface of the piezoelectric body 37 so as to surround the plurality of upper electrodes 34 arranged in the transport direction. The outer end portions (left end portions in FIG. 5) of the plurality of upper electrodes 34 are electrically connected to each other by the outer portion of the thick film wiring 44 in the scanning direction, and the inner end portions (see FIG. 5 are connected to each other. The thick film wiring 44 is formed of the same material (for example, gold) as the individual wiring 41. The thickness of the thick film wiring 44 is thicker than that of the upper electrode 34, for example, 1.0 μm. Since the plurality of upper electrodes 34 are conducted by the thick film wiring 44, the electric resistance of the common wiring 42 is lowered. Therefore, potential variations among the plurality of upper electrodes 34 can be suppressed.

尚、個別配線41と共通配線42の厚膜配線44は、アルミニウムなど、金以外の材料で形成されてもよい。但し、配線がアルミニウムで形成される場合は、SiN等で形成された配線保護膜によって覆われることが好ましい。   The thick film wiring 44 of the individual wiring 41 and the common wiring 42 may be formed of a material other than gold such as aluminum. However, when the wiring is formed of aluminum, it is preferably covered with a wiring protective film formed of SiN or the like.

尚、図2、図3に示すように、薄膜配線43と、厚膜配線44の走査方向における外側部分とで、複数の上電極34の外側端部を互いに導通させる第1導通配線45aが構成されている。また、厚膜配線44の走査方向における内側部分により、複数の上電極34の内側端部を互いに導通させる第2導通配線45bが構成されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the first conductive wiring 45 a that connects the outer end portions of the plurality of upper electrodes 34 to each other is constituted by the thin film wiring 43 and the outer portion of the thick film wiring 44 in the scanning direction. Has been. In addition, the inner portion of the thick film wiring 44 in the scanning direction constitutes a second conductive wiring 45 b that connects the inner ends of the plurality of upper electrodes 34 to each other.

さらに、共通配線42は、複数の圧力室26の走査方向における端部と重なる重複部を有する。具体的には、図3、図5に示すように、走査方向外側の第1導通配線45aの一部が、複数の圧力室26の外側端部と重なり、走査方向内側の第2導通配線45bの一部が、複数の圧力室26の内側端部と重なっている。また、重複部としての第1導通配線45a、及び、第2導通配線45bは、下電極32の走査方向の端部とも重なっている。このように、共通配線42が、走査方向において圧力室26の端部と重なっているため、走査方向におけるヘッドユニット16のサイズを小さくできる。   Furthermore, the common wiring 42 has an overlapping portion that overlaps the end portions of the plurality of pressure chambers 26 in the scanning direction. Specifically, as shown in FIGS. 3 and 5, a part of the first conductive wiring 45a on the outer side in the scanning direction overlaps with the outer end portions of the plurality of pressure chambers 26, and the second conductive wiring 45b on the inner side in the scanning direction. Is overlapped with the inner ends of the plurality of pressure chambers 26. In addition, the first conductive wiring 45 a and the second conductive wiring 45 b as overlapping portions also overlap with the end portion of the lower electrode 32 in the scanning direction. As described above, since the common wiring 42 overlaps the end of the pressure chamber 26 in the scanning direction, the size of the head unit 16 in the scanning direction can be reduced.

また、絶縁膜40は、重複部としての第1導通配線45a及び第2導通配線45bと、圧電膜33との間に配置されている。つまり、絶縁膜40が圧力室26の走査方向の縁部と重なっている。従って、圧力室26の縁部における、圧電膜33の変形形状が緩やかになり、圧電膜33のクラックが抑制される。さらに、絶縁膜40は、下電極32の端部とも重なっているため、クラックがさらに抑制される。   The insulating film 40 is disposed between the first conductive wiring 45 a and the second conductive wiring 45 b as overlapping portions and the piezoelectric film 33. That is, the insulating film 40 overlaps the edge of the pressure chamber 26 in the scanning direction. Therefore, the deformed shape of the piezoelectric film 33 at the edge of the pressure chamber 26 becomes gentle, and cracks in the piezoelectric film 33 are suppressed. Furthermore, since the insulating film 40 also overlaps with the end portion of the lower electrode 32, cracks are further suppressed.

図2に示すように、共通配線42は、左右2つの圧電体37の上面の第2導通配線45bを導通させる2つの引出配線48を有する。2つの引出配線48は、2つの圧力室列28の間の領域において、複数の駆動接点46よりも前側と後側にそれぞれ配置されている。各引出配線48の走査方向中央部は、後述するCOF50が接合されるグランド接点47である。   As shown in FIG. 2, the common wiring 42 has two lead wirings 48 that conduct the second conductive wiring 45 b on the upper surfaces of the two left and right piezoelectric bodies 37. The two lead wires 48 are respectively arranged on the front side and the rear side of the plurality of drive contacts 46 in the region between the two pressure chamber rows 28. A central portion in the scanning direction of each lead-out wiring 48 is a ground contact 47 to which a COF 50 described later is joined.

(COF)
図2〜図5に示すように、複数の駆動接点46と2つのグランド接点47が配置された、流路基板21の走査方向中央部には、COF50の一端部が接合されている。COF50の途中部には、ドライバIC51が実装されている。また、COF50の他端部は、プリンタ1の制御装置6(図1参照)に接続されている。COF50には、ドライバICに接続された複数の入力配線53、及び、複数の出力配線52と、グランド配線(図示略)とが形成されている。入力配線53を介して、ドライバIC51は、制御装置6と電気的に接続されている。また、COF50が流路基板21に接合されたときに、複数の出力配線52の端部が、複数の駆動接点46とそれぞれ電気的に接続される。また、COF50のグランド配線が、グランド接点47と電気的に接続される。
(COF)
As shown in FIGS. 2 to 5, one end of the COF 50 is joined to the central portion in the scanning direction of the flow path substrate 21 where the plurality of drive contacts 46 and the two ground contacts 47 are arranged. A driver IC 51 is mounted in the middle of the COF 50. The other end of the COF 50 is connected to the control device 6 (see FIG. 1) of the printer 1. In the COF 50, a plurality of input lines 53, a plurality of output lines 52, and ground lines (not shown) connected to the driver IC are formed. The driver IC 51 is electrically connected to the control device 6 via the input wiring 53. Further, when the COF 50 is bonded to the flow path substrate 21, the ends of the plurality of output wirings 52 are electrically connected to the plurality of driving contacts 46, respectively. The ground wiring of the COF 50 is electrically connected to the ground contact 47.

ドライバIC51は、制御装置6からの制御信号に基づいて駆動信号を生成し、各圧電素子31に出力する。駆動信号は、出力配線52を介して駆動接点46に入力され、さらに、個別配線41を介して対応する下電極32に供給される。このとき、下電極32の電位が、所定の駆動電位とグランド電位との間で変化する。一方、共通配線42によってグランド接点47と接続されている複数の上電極34には、グランド電位が共通に付与される。   The driver IC 51 generates a drive signal based on the control signal from the control device 6 and outputs it to each piezoelectric element 31. The drive signal is input to the drive contact 46 via the output wiring 52 and further supplied to the corresponding lower electrode 32 via the individual wiring 41. At this time, the potential of the lower electrode 32 changes between a predetermined drive potential and the ground potential. On the other hand, the ground potential is commonly applied to the plurality of upper electrodes 34 connected to the ground contact 47 by the common wiring 42.

ドライバIC51から駆動信号が供給されたときの、各圧電素子31の動作について説明する。駆動信号が入力されていない状態では、下電極32の電位はグランド電位であり、上電極34と同電位である。この状態から、下電極32に駆動信号が入力されると、上電極34との電位差により、圧電膜33の活性部36に厚み方向の電界が作用する。このとき、絶縁膜30の上にある活性部36が変形して、1つの圧電素子31全体が圧力室26側に凸となるように撓む。これにより、圧力室26の容積が減少して圧力室26内に圧力波が発生し、圧力室26に連通するノズル24からインクの液滴が吐出される。   The operation of each piezoelectric element 31 when a drive signal is supplied from the driver IC 51 will be described. When no drive signal is input, the potential of the lower electrode 32 is the ground potential and the same potential as the upper electrode 34. When a drive signal is input to the lower electrode 32 from this state, an electric field in the thickness direction acts on the active portion 36 of the piezoelectric film 33 due to a potential difference with the upper electrode 34. At this time, the active part 36 on the insulating film 30 is deformed and bent so that one whole piezoelectric element 31 is convex toward the pressure chamber 26 side. As a result, the volume of the pressure chamber 26 is reduced, a pressure wave is generated in the pressure chamber 26, and ink droplets are ejected from the nozzles 24 communicating with the pressure chamber 26.

(カバー部材)
カバー部材23は、複数の圧電素子31を保護するものであり、絶縁膜30の上面に接着剤で接合される。図2、図5に示すように、カバー部材23は、走査方向における中央部に形成された開口部23aと、開口部23aの左右両側に設けられた2つのカバー部23bを有する。開口部23aには、複数の駆動接点46と2つのグランド接点47に接合されたCOF50が通される。左右2つのカバー部23bは、2つの圧電体37をそれぞれ覆う。尚、流路基板21の左右両端部にそれぞれ形成されたマニホールド25の開口は、図示しないインク供給部材と接続可能となるように、カバー部材23からそれぞれ露出している。
(Cover member)
The cover member 23 protects the plurality of piezoelectric elements 31 and is bonded to the upper surface of the insulating film 30 with an adhesive. As shown in FIGS. 2 and 5, the cover member 23 includes an opening 23 a formed at the center in the scanning direction and two covers 23 b provided on both the left and right sides of the opening 23 a. The COF 50 joined to the drive contacts 46 and the two ground contacts 47 is passed through the opening 23a. The two left and right cover portions 23b cover the two piezoelectric bodies 37, respectively. Note that the openings of the manifolds 25 respectively formed at the left and right ends of the flow path substrate 21 are exposed from the cover member 23 so as to be connectable to an ink supply member (not shown).

次に、上述したヘッドユニット16の製造工程について説明する。まず、図7は、圧電アクチュエータ22の製造工程を示す図であり、図7(a)は、絶縁膜30の形成、(b)は下電極32の形成、(c)は圧電膜33の形成、(d)は上電極34の形成、(e)は、圧電膜保護の絶縁膜40の形成、をそれぞれ示す。   Next, the manufacturing process of the head unit 16 described above will be described. First, FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing process of the piezoelectric actuator 22, FIG. 7A is the formation of the insulating film 30, (b) is the formation of the lower electrode 32, and (c) is the formation of the piezoelectric film 33. (D) shows the formation of the upper electrode 34, and (e) shows the formation of the insulating film 40 for protecting the piezoelectric film.

まず、図7(a)に示すように、シリコンの流路基板21の表面に、熱酸化等によって、二酸化シリコンの絶縁膜30を形成する。   First, as shown in FIG. 7A, a silicon dioxide insulating film 30 is formed on the surface of a silicon flow path substrate 21 by thermal oxidation or the like.

次に、図7(b)に示すように、絶縁膜30に、スパッタリングなどで白金(Pt)等の膜を成膜し、これをパターニングして、複数の下電極32を形成する。このとき、搬送方向における下電極32の両端が、流路基板21の圧力室26が形成される領域Cよりも外側まではみ出るように、下電極32のパターニングを行う。   Next, as shown in FIG. 7B, a film of platinum (Pt) or the like is formed on the insulating film 30 by sputtering or the like, and is patterned to form a plurality of lower electrodes 32. At this time, patterning of the lower electrode 32 is performed so that both ends of the lower electrode 32 in the transport direction protrude beyond the region C where the pressure chambers 26 of the flow path substrate 21 are formed.

次に、図7(c)に示すように、複数の下電極32の上に、ゾルゲル法、スパッタリングなどで、絶縁膜30の上面全域にPZT等の圧電材料によって圧電膜33を成膜し、この膜33をエッチングでパターニングして圧電体37を形成する。   Next, as shown in FIG. 7C, a piezoelectric film 33 is formed on the plurality of lower electrodes 32 by a sol-gel method, sputtering, or the like by a piezoelectric material such as PZT over the entire upper surface of the insulating film 30. The film 33 is patterned by etching to form a piezoelectric body 37.

ここで、搬送方向において、下電極32の両端は、圧電膜33の2つの側面よりも外側に位置している。つまり、圧電膜33の全体が下電極32の上に配置され、搬送方向において、圧電膜33が成膜される面の条件が等しくなる。従って、搬送方向において、圧電膜33を構成する圧電材料の結晶の配向方向が均一化されて、結晶性が不連続な部分が生じない。   Here, in the transport direction, both ends of the lower electrode 32 are located outside the two side surfaces of the piezoelectric film 33. That is, the entire piezoelectric film 33 is disposed on the lower electrode 32, and the conditions of the surface on which the piezoelectric film 33 is formed are equal in the transport direction. Therefore, in the transport direction, the crystal orientation direction of the piezoelectric material constituting the piezoelectric film 33 is made uniform, and a portion where the crystallinity is discontinuous does not occur.

また、下電極32が、絶縁膜30の圧力室形成領域Cの端よりも外側まで形成されているため、上記の圧電膜33のパターニングの際に、この下電極32により、絶縁膜30の圧力室26を覆う部分の膜減りを防止できる。   Further, since the lower electrode 32 is formed to the outside of the end of the pressure chamber forming region C of the insulating film 30, when the piezoelectric film 33 is patterned, the lower electrode 32 causes the pressure of the insulating film 30 to be increased. It is possible to prevent the film from being reduced in the portion covering the chamber 26.

次に、図7(d)に示すように、圧電膜33の上面に、スパッタリングなどでイリジウム(Ir)等の膜を成膜し、この膜をパターニングして、複数の上電極34を形成する。この際に、搬送方向における上電極34の両端が、下電極32の両端よりも圧力室26の中央側に位置するように、上電極34を形成する。これにより、搬送方向において、活性部36の両端の位置は、上電極34の位置によって規定される。また、上述したように、下電極32の上に配置されている圧電膜33は、結晶の配向性が均一となっている。従って、活性部36の端部において、結晶性が不連続となる部分が生じない。   Next, as shown in FIG. 7D, a film of iridium (Ir) or the like is formed on the upper surface of the piezoelectric film 33 by sputtering or the like, and this film is patterned to form a plurality of upper electrodes 34. . At this time, the upper electrode 34 is formed so that both ends of the upper electrode 34 in the transport direction are located closer to the center of the pressure chamber 26 than both ends of the lower electrode 32. Thereby, the positions of both ends of the active portion 36 are defined by the positions of the upper electrode 34 in the transport direction. Further, as described above, the crystal orientation of the piezoelectric film 33 disposed on the lower electrode 32 is uniform. Therefore, a portion where the crystallinity is discontinuous does not occur at the end of the active portion 36.

尚、上記の上電極34のパターニングの際に、圧電膜33の上面から側面33aを経て、下電極32の第1露出部32cまで覆う導電膜39(図5参照)を残しておくことで、下電極32の第1露出部32cがエッチングされることが防止される。また、上記のパターニングの際に、複数の上電極34を導通させる、共通配線42の薄膜配線43(図3、図5参照)も同時に形成する。   In the patterning of the upper electrode 34, by leaving the conductive film 39 (see FIG. 5) covering from the upper surface of the piezoelectric film 33 to the first exposed portion 32c of the lower electrode 32 through the side surface 33a, The first exposed portion 32c of the lower electrode 32 is prevented from being etched. In addition, a thin film wiring 43 (see FIGS. 3 and 5) of the common wiring 42 for conducting the plurality of upper electrodes 34 is formed at the same time as the above patterning.

次に、図7(e)に示すように、上電極34の上に絶縁膜40を形成し、この絶縁膜40をパターニングする。また、図7には示されていないが、絶縁膜40の上に金(Au)等により、個別配線41、及び、共通配線42の厚膜配線44(図5参照)を形成する。   Next, as shown in FIG. 7E, an insulating film 40 is formed on the upper electrode 34, and the insulating film 40 is patterned. Although not shown in FIG. 7, the individual wiring 41 and the thick film wiring 44 (see FIG. 5) of the common wiring 42 are formed on the insulating film 40 with gold (Au) or the like.

図8(a)は圧力室26の形成、(b)は、ノズルプレート20の接合をそれぞれ示す。圧電アクチュエータ22の形成後、流路基板21にカバー部材23(図5参照)を接合した後、流路基板21の研磨等の工程を行う。その後、図8(a)に示すように、流路基板21の圧電アクチュエータ22と反対側の下面からエッチングを行って、流路基板21に複数の圧力室26を形成する。さらに、図8(b)に示すように、流路基板21の圧電アクチュエータ22と反対側の下面に、ノズルプレート20を接合する。   8A shows the formation of the pressure chamber 26, and FIG. 8B shows the joining of the nozzle plate 20. FIG. After the piezoelectric actuator 22 is formed, a cover member 23 (see FIG. 5) is joined to the flow path substrate 21, and then a process such as polishing of the flow path substrate 21 is performed. Thereafter, as shown in FIG. 8A, etching is performed from the lower surface of the flow path substrate 21 opposite to the piezoelectric actuator 22 to form a plurality of pressure chambers 26 in the flow path substrate 21. Further, as shown in FIG. 8B, the nozzle plate 20 is joined to the lower surface of the flow path substrate 21 opposite to the piezoelectric actuator 22.

以上説明した実施形態において、圧力室26の長手方向である走査方向が、本発明の「第1方向」に相当し、圧力室26の短手方向である搬送方向が、本発明の「第2方向」に相当する。ヘッドユニット16が、本発明の「液体吐出装置」に相当する。絶縁膜30が、本発明の「第1絶縁膜」に相当する。絶縁膜40が、本発明の「第2絶縁膜」、「第3絶縁膜」、「第4絶縁膜」に相当する。厚膜配線44が、本発明の「第1共通配線」に相当し、薄膜配線43が、本発明の「第2共通配線」に相当する。   In the embodiment described above, the scanning direction which is the longitudinal direction of the pressure chamber 26 corresponds to the “first direction” of the present invention, and the transport direction which is the short direction of the pressure chamber 26 is the “second direction” of the present invention. Corresponds to "direction". The head unit 16 corresponds to the “liquid ejecting apparatus” of the invention. The insulating film 30 corresponds to the “first insulating film” of the present invention. The insulating film 40 corresponds to the “second insulating film”, “third insulating film”, and “fourth insulating film” of the present invention. The thick film wiring 44 corresponds to the “first common wiring” of the present invention, and the thin film wiring 43 corresponds to the “second common wiring” of the present invention.

次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。   Next, modified embodiments in which various modifications are made to the embodiment will be described. However, components having the same configuration as in the above embodiment are given the same reference numerals and description thereof is omitted as appropriate.

1]搬送方向における上電極34の両端の位置が、下電極32の両端よりも圧力室26の中央側となる条件を前提とした上で、以下のように変更してもよい。 1] On the assumption that the positions of both ends of the upper electrode 34 in the transport direction are closer to the center side of the pressure chamber 26 than both ends of the lower electrode 32, the following changes may be made.

例えば、図9(a)に示すように、下電極32の両端の位置が、圧電膜33の両端よりも、圧力室26の中央側に位置してもよい。あるいは、図9(b)に示すように、下電極32の両端の位置が、圧力室26の両端よりも、圧力室26の中央側に位置してもよい。   For example, as shown in FIG. 9A, the positions of both ends of the lower electrode 32 may be positioned closer to the center of the pressure chamber 26 than both ends of the piezoelectric film 33. Alternatively, as shown in FIG. 9B, the positions of both ends of the lower electrode 32 may be positioned closer to the center of the pressure chamber 26 than both ends of the pressure chamber 26.

図9(a)、(b)の構成では、下電極32の両端が、圧電膜33の両端よりも中央側にあるため、圧電膜33のうち、下電極32の上にある部分と、それよりも外側にある部分との間で、結晶性が不連続となることもある。しかし、上電極34の両端が、下電極32の両端よりも中央側に位置していることから、活性部36の端位置は、上電極34の端位置によって規定され、下電極32の端位置は関係しない。つまり、下電極32の端位置を境に、圧電膜33の結晶性が不連続になったとしても、その不連続部分は、活性部36の端部とは一致しない。従って、活性部36の変形時に、圧電膜33にクラックが発生することが抑えられる。   9A and 9B, since both ends of the lower electrode 32 are closer to the center side than both ends of the piezoelectric film 33, a portion of the piezoelectric film 33 above the lower electrode 32 and In some cases, the crystallinity may be discontinuous between the outer portion and the outer portion. However, since both ends of the upper electrode 34 are located closer to the center than both ends of the lower electrode 32, the end position of the active portion 36 is defined by the end position of the upper electrode 34. Does not matter. That is, even if the crystallinity of the piezoelectric film 33 becomes discontinuous with the end position of the lower electrode 32 as a boundary, the discontinuous portion does not coincide with the end portion of the active portion 36. Therefore, the occurrence of cracks in the piezoelectric film 33 during the deformation of the active portion 36 is suppressed.

2]前記実施形態では、図6に示すように、搬送方向に並ぶ2つの圧力室26の間で、圧電膜33が、スリット38によって区切られた構成となっている。これに対して、図10に示すように、スリット38が形成されておらず、搬送方向に隣接する圧力室26の間で、圧電膜33が連続していてもよい。 2] In the above embodiment, as shown in FIG. 6, the piezoelectric film 33 is divided by the slit 38 between the two pressure chambers 26 arranged in the transport direction. On the other hand, as shown in FIG. 10, the slits 38 are not formed, and the piezoelectric film 33 may be continuous between the pressure chambers 26 adjacent to each other in the transport direction.

3]前記実施形態では、下電極32が露出する圧電膜33の側面33bに導電膜39が配置されているが、この導電膜39は省略されてもよい。 3] In the above embodiment, the conductive film 39 is disposed on the side surface 33b of the piezoelectric film 33 where the lower electrode 32 is exposed. However, the conductive film 39 may be omitted.

4]圧電膜33を覆う絶縁膜40の形成位置は適宜変更できる。例えば、前記実施形態では、図5のように、走査方向において、絶縁膜40が圧力室26の縁部と重なり、さらには、活性部36とも重なっている。これに対して、絶縁膜40が活性部36と重なっていなくてもよい。また、絶縁膜40が、圧力室26の縁よりも外側の領域にのみ形成され、圧力室26の縁部と重なっていなくてもよい。 4] The formation position of the insulating film 40 covering the piezoelectric film 33 can be changed as appropriate. For example, in the embodiment, as shown in FIG. 5, the insulating film 40 overlaps with the edge of the pressure chamber 26 and further overlaps with the active portion 36 in the scanning direction. On the other hand, the insulating film 40 may not overlap with the active portion 36. Further, the insulating film 40 may be formed only in a region outside the edge of the pressure chamber 26 and may not overlap the edge of the pressure chamber 26.

また、図11に示すように、絶縁膜40の右端部が、導電膜39を覆っていなくてもよい。あるいは、図12に示すように、絶縁膜40が導電膜39を覆った上で、導電膜39と厚膜配線44との間の絶縁膜40が除去されていてもよい。   Further, as shown in FIG. 11, the right end portion of the insulating film 40 may not cover the conductive film 39. Alternatively, as illustrated in FIG. 12, the insulating film 40 between the conductive film 39 and the thick film wiring 44 may be removed after the insulating film 40 covers the conductive film 39.

5]共通配線42の構成は適宜変更可能である。例えば、図13に示すように、厚膜配線44の図13における左側部分が、複数の圧力室26よりも走査方向における外側の領域において、複数の上電極34又は薄膜配線43と接触していてもよい。また、共通配線42が、異なる層に位置する2種類の配線43,44で構成されている必要はなく、何れか一方の層の配線が省略されてもよい。また、共通配線42が、複数の圧力室26の走査方向の端部と重なっていることは必須ではなく、共通配線42が、圧力室26と重なっていなくてもよい。 5] The configuration of the common wiring 42 can be changed as appropriate. For example, as shown in FIG. 13, the left portion of the thick film wiring 44 in FIG. 13 is in contact with the plurality of upper electrodes 34 or the thin film wirings 43 in the region outside the plurality of pressure chambers 26 in the scanning direction. Also good. In addition, the common wiring 42 does not need to be composed of two types of wirings 43 and 44 located in different layers, and the wiring of one of the layers may be omitted. Further, it is not essential that the common wiring 42 overlaps the end portions in the scanning direction of the plurality of pressure chambers 26, and the common wiring 42 may not overlap the pressure chamber 26.

以上説明した実施形態は、本発明を、記録用紙にインクを吐出して画像等を印刷するインクジェットヘッドに適用したものであるが、画像等の印刷以外の様々な用途で使用される液体吐出装置においても本発明は適用されうる。例えば、基板に導電性の液体を吐出して、基板表面に導電パターンを形成する液体吐出装置にも、本発明を適用することは可能である。   In the embodiment described above, the present invention is applied to an ink jet head that prints an image or the like by ejecting ink onto a recording sheet. However, the liquid ejecting apparatus is used for various purposes other than printing an image or the like. The present invention can also be applied. For example, the present invention can also be applied to a liquid ejection apparatus that ejects a conductive liquid onto a substrate to form a conductive pattern on the surface of the substrate.

16 ヘッドユニット
21 流路基板
26 圧力室
30 絶縁膜
31 圧電素子
32 下電極
32a 幅広部
32b 幅狭部
32c 第1露出部
33 圧電膜
33a 側面
33b 側面
33x 内側部分
33y 外側部分
34 上電極
36 活性部
39 導電膜
39a 第2露出部
40 絶縁膜
41 個別配線
42 共通配線
43 薄膜配線
44 厚膜配線
45a 第1導通配線
45b 第2導通配線
16 Head unit 21 Channel substrate 26 Pressure chamber 30 Insulating film 31 Piezoelectric element 32 Lower electrode 32a Wide portion 32b Narrow portion 32c First exposed portion 33 Piezoelectric film 33a Side surface 33b Side surface 33x Inner portion 33y Outer portion 34 Upper electrode 36 Active portion 39 Conductive film 39a Second exposed portion 40 Insulating film 41 Individual wiring 42 Common wiring 43 Thin film wiring 44 Thick film wiring 45a First conductive wiring 45b Second conductive wiring

Claims (21)

第1方向に配列される複数の圧力室と、
前記複数の圧力室を覆う第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜の上に配置され、前記複数の圧力室に対応してそれぞれ設けられた複数の圧電素子と、を備え、
前記複数の圧電素子のそれぞれは、
前記第1絶縁膜の上に配置された下電極と、
前記下電極の上に配置された圧電膜と、
前記圧電膜の上に配置された上電極と、を有し、
複数の前記上電極は、共通配線を介して互いに導通されており、
前記第1方向と直交する第2方向において、前記上電極の両端は、前記下電極の両端よりも、前記圧力室の中央側に位置していることを特徴とする液体吐出装置。
A plurality of pressure chambers arranged in a first direction;
A first insulating film covering the plurality of pressure chambers;
A plurality of piezoelectric elements disposed on the first insulating film and provided respectively corresponding to the plurality of pressure chambers;
Each of the plurality of piezoelectric elements is
A lower electrode disposed on the first insulating film;
A piezoelectric film disposed on the lower electrode;
An upper electrode disposed on the piezoelectric film,
The plurality of upper electrodes are electrically connected to each other through a common wiring,
In the second direction orthogonal to the first direction, both ends of the upper electrode are located closer to the center of the pressure chamber than both ends of the lower electrode.
前記圧電膜の、前記第2方向における前記上電極の端に対して、前記圧力室の中央側に位置する内側部分と端側に位置する外側部分の両方で、圧電材料の結晶が所定の面方位に優先配向していることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。   With respect to the end of the upper electrode in the second direction of the piezoelectric film, the crystal of the piezoelectric material has a predetermined surface in both the inner portion located on the center side of the pressure chamber and the outer portion located on the end side. The liquid discharge apparatus according to claim 1, wherein the liquid discharge apparatus is preferentially oriented in the direction. 前記圧電膜の、前記第2方向における前記上電極の端に対して、前記圧力室の中央側に位置する内側部分と端側に位置する外側部分の両方で、圧電材料の結晶が(100)面に配向していることを特徴とする請求項2に記載の液体吐出装置。   With respect to the end of the upper electrode in the second direction of the piezoelectric film, crystals of the piezoelectric material are (100) in both the inner part located on the center side of the pressure chamber and the outer part located on the end side. The liquid ejection device according to claim 2, wherein the liquid ejection device is oriented in a plane. 前記上電極が、白金層を含むことを特徴とする請求項2又は3に記載の液体吐出装置。   The liquid ejecting apparatus according to claim 2, wherein the upper electrode includes a platinum layer. 前記上電極の前記白金層と前記圧電膜との間に、シード層が配置されていることを特徴とする請求項4に記載の液体吐出装置。   The liquid ejection apparatus according to claim 4, wherein a seed layer is disposed between the platinum layer of the upper electrode and the piezoelectric film. 前記第2方向において、前記下電極の両端が、前記圧力室の両端よりも外側に位置していることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の液体吐出装置。   6. The liquid ejection apparatus according to claim 1, wherein in the second direction, both ends of the lower electrode are positioned outside both ends of the pressure chamber. 前記圧電膜は、前記第2方向において、2つの側面を有することを特徴とする請求項6に記載の液体吐出装置。   The liquid ejection apparatus according to claim 6, wherein the piezoelectric film has two side surfaces in the second direction. 前記圧電膜の前記上電極から露出した上面と、前記圧電膜の前記第2方向の2つの側面と、前記下電極の前記圧電膜の側面から露出した2つの端部とを覆う、第2絶縁膜を有することを特徴とする請求項7に記載の液体吐出装置。   A second insulation covering an upper surface of the piezoelectric film exposed from the upper electrode, two side surfaces of the piezoelectric film in the second direction, and two ends exposed from the side surfaces of the piezoelectric film of the lower electrode; The liquid ejection apparatus according to claim 7, further comprising a film. 前記圧電膜の表面の、前記上電極が配置されていない領域を覆う、第3絶縁膜を有することを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の液体吐出装置。   The liquid ejection apparatus according to claim 1, further comprising a third insulating film that covers a region of the surface of the piezoelectric film where the upper electrode is not disposed. 前記第3絶縁膜は、前記上電極の前記第1方向の一方側の端部と、前記圧電膜の前記第1方向の前記一方側の側面を覆っており、
前記第3絶縁膜の、前記第1方向における他方側の端は、前記圧力室の縁よりも中央側に位置していることを特徴とする請求項9に記載の液体吐出装置。
The third insulating film covers an end of the upper electrode on one side in the first direction and a side surface of the piezoelectric film on the one side in the first direction;
The liquid ejecting apparatus according to claim 9, wherein an end of the third insulating film on the other side in the first direction is located closer to a center side than an edge of the pressure chamber.
前記下電極の、前記第1方向における前記一方側の端部が、前記圧電膜の側面よりも前記第1方向の前記一方側に引き出されて、前記下電極が前記圧電膜から露出した第1露出部と、
前記第1露出部を介して前記下電極と電気的に接続された個別配線と、を有することを特徴とする請求項10に記載の液体吐出装置。
An end of the lower electrode on the one side in the first direction is drawn to the one side in the first direction from a side surface of the piezoelectric film, and the first electrode is exposed from the piezoelectric film. An exposed portion;
The liquid ejecting apparatus according to claim 10, further comprising: an individual wiring electrically connected to the lower electrode through the first exposed portion.
前記下電極は、前記圧力室の中央部と重なる幅広部と、前記幅広部よりも前記第1方向の前記一方側に配置され、且つ、前記幅広部よりも前記第2方向の幅が小さい幅狭部とを有し、
前記第3絶縁膜の前記他方側の端が、前記下電極の前記幅広部と前記上電極とが対向する領域の端よりも、前記圧力室の中央側に位置していることを特徴とする請求項11に記載の液体吐出装置。
The lower electrode has a wide portion that overlaps a central portion of the pressure chamber, a width that is disposed on the one side in the first direction with respect to the wide portion, and has a width that is smaller in the second direction than the wide portion. With a narrow portion,
The other end of the third insulating film is located closer to the center of the pressure chamber than an end of a region where the wide portion of the lower electrode and the upper electrode are opposed to each other. The liquid ejection apparatus according to claim 11.
前記第3絶縁膜と前記圧電膜との間に配置され、且つ、前記上電極と同じ材料で形成され、さらに、前記圧電膜の上面、前記圧電膜の側面、及び、前記第1露出部の上面にわたって配置された導電膜を有し、
前記導電膜は、前記第1露出部の上において、前記第3絶縁膜から露出した第2露出部を有し、
前記個別配線は、前記第2露出部及び前記第1露出部と重ねられていることを特徴とする請求項11又は12に記載の液体吐出装置。
It is disposed between the third insulating film and the piezoelectric film and is formed of the same material as the upper electrode, and further includes an upper surface of the piezoelectric film, a side surface of the piezoelectric film, and the first exposed portion. Having a conductive film disposed over the top surface;
The conductive film has a second exposed portion exposed from the third insulating film on the first exposed portion,
The liquid ejecting apparatus according to claim 11, wherein the individual wiring is overlapped with the second exposed portion and the first exposed portion.
前記共通配線は、前記複数の上電極に共通して電気的に接続され、前記上電極よりも厚い第1共通配線を有することを特徴とする請求項1〜13の何れかに記載の液体吐出装置。   The liquid ejection according to claim 1, wherein the common wiring includes a first common wiring that is electrically connected in common to the plurality of upper electrodes and is thicker than the upper electrode. apparatus. 前記共通配線は、前記複数の上電極と同じ材料により、前記複数の上電極と同一層で形成され、且つ、前記複数の上電極に共通して電気的に接続された第2共通配線を有することを特徴とする請求項1〜14の何れかに記載の液体吐出装置。   The common wiring includes a second common wiring that is formed of the same material as the plurality of upper electrodes in the same layer as the plurality of upper electrodes and is electrically connected to the plurality of upper electrodes in common. The liquid ejection apparatus according to claim 1, wherein the liquid ejection apparatus is a liquid ejection apparatus. 前記共通配線は、前記圧力室の前記第1方向における端部と重なる重複部を有することを特徴とする請求項14又は15に記載の液体吐出装置。   The liquid ejecting apparatus according to claim 14, wherein the common wiring has an overlapping portion that overlaps an end portion of the pressure chamber in the first direction. 前記複数の圧力室は、前記第2方向に配列され、
前記共通配線は、前記第2方向に延び、前記複数の上電極と導通する導通配線を有し、
前記導通配線の少なくとも一部が前記複数の圧力室と重なって、前記重複部となっていることを特徴とする請求項16に記載の液体吐出装置。
The plurality of pressure chambers are arranged in the second direction,
The common wiring extends in the second direction and includes a conductive wiring that is electrically connected to the plurality of upper electrodes,
The liquid ejecting apparatus according to claim 16, wherein at least a part of the conductive wiring overlaps the plurality of pressure chambers to form the overlapping portion.
前記重複部は、前記下電極の前記第1方向における端部とも重なっていることを特徴とする請求項16又は17に記載の液体吐出装置。   18. The liquid ejection apparatus according to claim 16, wherein the overlapping portion overlaps with an end portion of the lower electrode in the first direction. 前記圧電膜の表面の、前記上電極が配置されていない領域を覆う、第4絶縁膜を有し、
前記第4絶縁膜は、前記重複部と前記圧電膜との間にも配置されていることを特徴とする請求項16〜18の何れかに記載の液体吐出装置。
A fourth insulating film covering a region of the surface of the piezoelectric film where the upper electrode is not disposed;
The liquid ejecting apparatus according to claim 16, wherein the fourth insulating film is also disposed between the overlapping portion and the piezoelectric film.
前記下電極の前記第1方向における前記重複部側の端部と、前記第4絶縁膜とが重なっていることを特徴とする請求項19に記載の液体吐出装置。   20. The liquid ejection apparatus according to claim 19, wherein an end of the lower electrode on the overlapping portion side in the first direction and the fourth insulating film overlap each other. 第1方向に配列される複数の圧力室が形成される基板に、絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜の上に下電極を形成する下電極形成工程と、
前記下電極の上に圧電膜を形成する圧電膜形成工程と、
前記圧電膜の上に上電極を形成する上電極形成工程と、
複数の上電極を導通させる共通配線を形成する共通配線形成工程と、を備え、
前記下電極形成工程、及び、前記上電極形成工程において、
前記第1方向と直交する第2方向において、前記上電極の両端が前記下電極の両端よりも前記圧力室の中央側に位置するように、前記下電極と前記上電極を形成することを特徴とする液体吐出装置の製造方法。
An insulating film forming step of forming an insulating film on a substrate on which a plurality of pressure chambers arranged in the first direction are formed;
A lower electrode forming step of forming a lower electrode on the insulating film;
A piezoelectric film forming step of forming a piezoelectric film on the lower electrode;
An upper electrode forming step of forming an upper electrode on the piezoelectric film;
A common wiring forming step of forming a common wiring for conducting a plurality of upper electrodes,
In the lower electrode forming step and the upper electrode forming step,
In the second direction orthogonal to the first direction, the lower electrode and the upper electrode are formed so that both ends of the upper electrode are located closer to the center side of the pressure chamber than both ends of the lower electrode. A method for manufacturing a liquid ejection device.
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