JP2021049704A - 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】振動板および圧電体層におけるクラックの発生を抑制する。【解決手段】液体を吐出するノズルに連通する圧力室と、前記圧力室の壁面の一部を構成する振動板と、前記振動板の面上に設けられる第１電極と、前記１電極の面上に設けられ、平面視において前記圧力室の内側に位置する開口部を有する圧電体層と、前記圧電体層の面上に前記開口部の周縁に沿って設けられ、第２電極を含む電極部とを具備し、平面視において、前記電極部は、第１部分と、前記第１部分と前記開口部との間に位置する第２部分とを含み、前記第２部分は、前記第１部分よりも膜厚が大きい液体吐出ヘッド。【選択図】図４

Description

本発明は、液体吐出ヘッドに関する。

インク等の液体を吐出させる液体吐出ヘッドが従来から提案されている。特許文献１には、ノズルに連通する圧力室内の圧力を変化させる圧電アクチュエータが振動板に形成される構成が開示されている。圧電アクチュエータは、共通電極と、圧力室の中心に対応する穴が形成された圧電体層と、当該穴の周縁に沿った環状の個別電極とを具備する。

特開２０１０−２０８２０４号公報

特許文献１の技術では、振動板が過剰に変位すると、振動板および圧電体層にクラックが発生する可能性がある。

以上の課題を解決するために、ひとつの態様に係る液体吐出ヘッドは、液体を吐出するノズルに連通する圧力室と、前記圧力室の壁面の一部を構成する振動板と、前記振動板の面上に設けられる第１電極と、前記１電極の面上に設けられ、平面視において前記圧力室の内側に位置する開口部を有する圧電体層と、前記圧電体層の面上に前記開口部の周縁に沿って設けられ、第２電極を含む電極部とを具備し、平面視において、前記電極部は、第１部分と、前記第１部分と前記開口部との間に位置する第２部分とを含み、前記第２部分は、前記第１部分よりも膜厚が大きい。

第１実施形態に係る液体吐出装置の構成を例示するブロック図である。 液体吐出装置の構成図である。 液体吐出ヘッドの平面図である。 図３におけるIV-IVの断面図である。 図３におけるV-Vの断面図である。 第２電極の平面図である。 第２実施形態に係る液体吐出ヘッドの断面図である。 第３実施形態に係る液体吐出ヘッドの断面図である。 第４実施形態に係る液体吐出ヘッドの断面図である。 変形例に係る液体吐出ヘッドの断面図である。 変形例に係る液体吐出ヘッドの断面図である。 変形例に係る液体吐出ヘッドの断面図である。 変形例に係る液体吐出ヘッドの断面図である。 変形例に係る液体吐出ヘッドの断面図である。 変形例に係る液体吐出ヘッドの断面図である。 変形例に係る液体吐出ヘッドの断面図である。 変形例に係る液体吐出ヘッドの断面図である。 変形例に係る液体吐出ヘッドの断面図である。 変形例に係る電極部の平面図である。

Ａ：第１実施形態
図１は、第１実施形態に係る液体吐出装置１００の部分的な構成図である。第１実施形態の液体吐出装置１００は、液体の一例であるインクの液滴を媒体１１に対して吐出するインクジェット方式の印刷装置である。媒体１１は、例えば印刷用紙である。ただし、例えば樹脂フィルムまたは布帛等の任意の材質の印刷対象を媒体１１として利用してもよい。液体吐出装置１００には液体容器１２が設けられる。液体容器１２はインクを貯留する。例えば、液体吐出装置１００に着脱可能なカートリッジ、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパック、または、インクを補充可能なインクタンクが、液体容器１２として利用される。なお、液体容器１２に貯留されるインクの種類数は任意である。

図１に例示される通り、液体吐出装置１００は、制御ユニット２１と搬送機構２２と液体吐出ヘッド２３とを具備する。制御ユニット２１は、液体吐出装置１００の各要素を制御する。搬送機構２２は、制御ユニット２１による制御のもとで媒体１１をＹ軸に沿って搬送する。

制御ユニット２１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の処理回路と半導体メモリー等の記憶回路とを含み、液体吐出装置１００の各要素を統括的に制御する。制御ユニット２１は「制御部」の例示である。

液体吐出ヘッド２３は、液体容器１２から供給されるインクを、制御ユニット２１による制御のもとで複数のノズルから媒体１１に吐出する。図１に例示される通り、第１実施形態の液体吐出ヘッド２３は、Ｙ軸に交差するＸ軸に沿って長尺なラインヘッドである。すなわち、Ｘ軸の方向における媒体１１の全範囲にわたり複数のノズルが分布する。搬送機構２２による媒体１１の搬送に並行して液体吐出ヘッド２３が媒体１１にインクを吐出することで、媒体１１の表面には任意の画像が形成される。

図２は、液体吐出ヘッド２３の構成を例示する模式図である。図２に例示される通り、液体吐出ヘッド２３は、複数のノズルＮと複数の圧力室Ｃと複数の圧電素子Ｅとを具備する。圧力室Ｃおよび圧電素子ＥはノズルＮ毎に形成される。圧力室Ｃは、ノズルＮに連通する空間である。液体容器１２から供給されるインクが液体吐出ヘッド２３の複数の圧力室Ｃに充填される。圧電素子Ｅは、圧力室Ｃ内のインクの圧力を変動させる。具体的には、圧電素子Ｅは、圧力室Ｃの壁面を変形させることで当該圧力室Ｃの容積を変化させる。圧電素子Ｅが圧力室Ｃ内のインクの圧力を変動させることで、当該圧力室Ｃ内のインクがノズルＮから吐出される。

図２に例示される通り、液体吐出ヘッド２３は駆動回路２５を具備する。駆動回路２５は、制御ユニット２１による制御のもとで複数の圧電素子Ｅの各々を駆動する。第１実施形態の駆動回路２５は、圧電素子Ｅを駆動するための駆動信号ＣＯＭを複数の圧電素子Ｅの各々に対して供給する。なお、駆動回路２５を液体吐出ヘッド２３の外部に設置してもよい。

図３は、液体吐出ヘッド２３の平面図である。図４は、図３におけるIV-IV線の断面図であり、図５は、図４におけるV-V線の断面図である。図３に例示される通り、Ｘ軸に沿って複数のノズルＮが配列される。Ｚ軸の方向からの平面視において圧電素子Ｅは圧力室Ｃの周縁に沿って円環状に形成される。各圧電素子Ｅは、駆動回路２５から配線９０を介して駆動信号ＣＯＭが供給される。

図４に例示される通り、液体吐出ヘッド２３は、ノズル板４６と流路基板３２と振動板３４とを具備する。流路基板３２におけるＺ軸の正方向の表面にノズル板４６が設置される。他方、流路基板３２におけるＺ軸の負方向の表面に振動板３４が設置される。ノズル板４６と流路基板３２と振動板３４とは、概略的にはＹ軸に沿って長尺な板状部材であり、例えば接着剤を利用して相互に接合される。

ノズル板４６は、複数のノズルＮが形成された板状部材である。複数のノズルＮの各々は、インクを通過させる円形状の貫通孔である。例えばドライエッチングやウェットエッチング等の半導体製造技術を利用してシリコンの単結晶基板を加工することで、ノズル板４６が製造される。ただし、ノズル板４６の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。

流路基板３２は、インクの流路を形成するための板状部材である。図４に例示される通り、流路基板３２には、供給流路３２１と圧力室Ｃと連通流路３２３とが形成される。供給流路３２１と圧力室Ｃと連通流路３２３とは、ノズルＮ毎に形成される。供給流路３２１は、圧力室Ｃにインクを供給するための流路である。例えば、液体容器１２から供給されるインクを貯留する液体貯留室から供給流路３２１に当該インクが供給される。なお、液体貯留室は、複数のノズルＮにわたり共通に形成される。また、流路基板３２を複数の層の積層で構成してもよい。

振動板３４は、弾性的に振動可能な板状部材である。なお、所定の板厚の板状部材のうち圧力室Ｃに対応する領域について板厚方向の一部を選択的に除去することで、振動板３４の一部または全部を流路基板３２と一体に形成してもよい。振動板３４は、例えば、シリコン（Ｓｉ）からなる層と、酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる層との積層で形成される。振動板３４の膜厚は、例えば１４μｍ程度である。なお、膜厚はＺ軸の方向における長さである。

図３に例示される通り、圧力室Ｃは、流路基板３２と振動板３４との間に位置する空間である。図４に例示される通り、流路基板３２におけるＺ軸の負方向の表面に形成される。圧力室Ｃの上面は振動板３４により構成される。供給流路３２１と連通流路３２３とは、平面視において圧力室Ｃに重なる。圧力室ＣとノズルＮとは、平面視において重なり、連通流路３２３を介して相互に連通する。図５に例示される通り、流路基板３２には、隔壁Ｗを介して圧力室Ｃと隣り合う流路３２５を具備する。すなわち、相互に隣り合う２つの圧力室Ｃの間に流路３２５が形成される。流路３２５は、圧力室Ｃにインクを供給するための流路である。なお、流路３２５は、圧力室Ｃから排出されたインクを再び圧力室Ｃに循環させるための流路でもよい。

図４および図５には、圧電素子Ｅの断面が図示されている。圧電素子Ｅは、第１電極５１と圧電体層５３と第２電極５２とをＺ軸の負方向に積層した積層体である。第１電極５１と圧電体層５３と第２電極５２とは振動板３４におけるＺ軸の負方向の表面に設置される。第１電極５１は、振動板３４の面上に設けられ、複数の圧電素子Ｅにわたり連続する共通電極である。ここで、「要素Ａの面上に要素Ｂが設けられる」とは、要素Ａの表面に直接的に要素Ｂが設けられることと、要素Ａと要素Ｂとの間に他の要素が介在している状態で要素Ａの面上に間接的に要素Ｂが設けられることの双方を包含する。

第１電極５１には所定の基準電圧が印加される。例えばインジウム（Ｉｎ）またはイリジウム（Ｉｒ）等を含む金属で第１電極５１が形成される。具体的には、第１電極５１は、各圧力室Ｃに対応する第１開口部Ｏ1を有する。図４に例示される通り、第１開口部Ｏ1は、周縁Ｂ1で規定される貫通孔である。第１開口部Ｏ1は、平面視において圧力室Ｃの内側に位置する。すなわち、第１開口部Ｏ1の周縁Ｂ1は、圧力室Ｃの周縁Ｂcの内側に位置する。なお、第１開口部Ｏ1の周縁Ｂ1は第１電極５１の内周縁であるとも換言できる。例えば、平面視において圧力室Ｃの中心を含む領域に重なるように第１開口部Ｏ1が形成される。第１電極５１の膜厚は、例えば１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度である。

圧電体層５３は、第１電極５１の面上に設けられる。複数の圧電素子Ｅにわたり圧電体層５３が形成される。例えばチタン酸ジルコン酸鉛等の強誘電性の圧電材料で圧電体層５３が形成される。具体的には、圧電体層５３は、各圧力室Ｃに対応する第２開口部Ｏ2を有する。第２開口部Ｏ2は「開口部」の例示である。第２開口部Ｏ2は、周縁Ｂ2で規定される貫通孔である。図３に例示される通り、第２開口部Ｏ2は平面視において圧力室Ｃの内側に位置する。すなわち、図４に例示される通り、第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2は、圧力室Ｃの周縁Ｂcよりも内側に位置する。第１実施形態では、第１電極５１の内周縁は、第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2よりも外側に位置する。圧電体層５３は、第１電極５１の表面と振動板３４の表面とにわたり形成される。なお、第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2は圧電体層５３の内周縁であるとも換言できる。圧電体層５３の膜厚は、例えば３μｍ〜４μｍ程度である。

図４に例示される通り、第２電極５２は、圧電体層５３の面上に圧電素子Ｅ毎に形成される個別電極である。第２電極５２には、圧電素子Ｅ毎に駆動信号ＣＯＭが供給される。図６は、１つの第２電極５２に着目した平面図である。具体的には、第２電極５２は、圧電体層５３の表面に第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2に沿って環状に形成される。第２電極５２は、内周縁Ｂ3と外周縁Ｂ4とで規定される。内周縁Ｂ3は、第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2に一致する。外周縁Ｂ4は、圧力室Ｃの周縁Ｂcよりも外側に位置する。すなわち、圧力室Ｃの周縁Ｂcは、第２開口部Ｏ2の内周縁Ｂ3と第２電極５２の外周縁Ｂ4との間に位置する。ただし、第２電極５２の外周縁Ｂ4が圧力室Ｃの周縁Ｂcよりも内側に位置してもよい。

例えばインジウム（Ｉｎ）またはイリジウム（Ｉｒ）等を含む金属で第２電極５２が形成される。第２電極５２の膜厚は、例えば２０ｎｍ〜３００ｎｍ程度である。図４に例示される通り、第１電極５１と第２電極５２と圧電体層５３とが平面視で重なる部分が圧電素子Ｅとして機能する。圧電素子Ｅの変形に連動して振動板３４が振動すると、圧力室Ｃ内のインクの圧力が変動し、圧力室Ｃに充填されたインクが連通流路３２３とノズルＮとを通過して外部に吐出される。なお、第１電極５１を共通電極として第２電極５２を圧電素子Ｅ毎の個別電極とした構成、または、第１電極５１および第２電極５２の双方を個別電極とした構成も採用され得る。

第２電極５２の面上には第１支持部５５が設けられる。第１支持部５５は、第２電極５２における圧電体層５３とは反対側の表面に、第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2に沿って環状に形成される。第１支持部５５は、第２電極５２の表面の一部において、当該第２電極５２毎に形成される。平面視において圧力室Ｃに重なるように第１支持部５５が形成される。第１支持部５５の内周縁は、第２電極５２の内周縁Ｂ3と一致する。すなわち、第１支持部５５の内周縁と第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2とは一致する。第１支持部５５の外周縁Ｂ5は、第２電極５２の外周縁Ｂ4よりも内側に位置する。第１実施形態では、第１支持部５５の外周縁Ｂ5が圧力室Ｃの周縁Ｂcよりも内側に位置する。なお、第１支持部５５の外周縁Ｂ5が圧力室Ｃの周縁Ｂcより外側でもよい。第１支持部５５は、例えば金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、アルミニウム−銅系合金（Ａｌ−Ｃｕ）およびアルミニウム−ネオジム系合金（Ａｌ−Ｎｄ）のうち少なくとも１種類以上の金属を含む。第１実施形態では、第１支持部５５が金（Ａｕ）を含む。したがって、実際には第１支持部５５も電極として機能する。第１支持部５５の膜厚は、例えば１００ｎｍ〜２０００ｎｍ程度である。

第２電極５２および第１支持部５５は電極部６０を構成する。以上の説明から理解される通り、電極部６０は、圧電体層５３の面上に第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2に沿って設けられる。図４および図６に例示される通り、平面視において、電極部６０は、第１部分６１と第２部分６２とを含む。平面視において第１部分６１と第２開口部Ｏ2の間に第２部分６２が位置する。第１部分６１は、第２電極５２において第１支持部５５が積層されていない部分である。すなわち、電極部６０のうち第２電極５２のみで構成される部分が第１部分６１である。平面視において、第２電極５２の外周縁Ｂ4と第１支持部５５の外周縁Ｂ5とで規定される領域が第１部分６１であるとも換言できる。

他方、第２部分６２は、電極部６０のうち第２電極５２と第１支持部５５との積層で構成される部分である。第２部分６２の内周縁は、第２電極５２の内周縁Ｂ3および第１支持部５５の内周縁と一致する。すなわち、第２部分６２の内周縁は、平面視において第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2と一致する。平面視において、第１支持部５５の外周縁Ｂ5と第２電極５２の内周縁Ｂ3とで規定される領域が第１部分６１であるとも換言できる。

図４に例示される通り、第２部分６２の膜厚Ｋ2は、第１部分６１の膜厚Ｋ1よりも大きい。具体的には、第２部分６２の膜厚Ｋ2は、第１部分６１の膜厚Ｋ1の２倍よりも大きい。第１実施形態では、第２部分６２の密度は圧電体層５３の密度よりも大きい。ただし、第２部分６２の密度が圧電体層５３の密度以下であってもよい。

ここで、第２電極５２の表面に第１支持部５５が設けられない構成（以下「比較例」という）を想定する。比較例では、電極部６０が第２電極５２のみで構成される。比較例では、振動板３４が過剰に変位することで、振動板３４および圧電体層５３にクラックが発生するという問題がある。クラックが発生すると、水分がクラックに進入することで第１電極５１と第２電極５２とが相互に導通し、両電極間に電流が流れることで焼損が発生する可能性がある。また、振動板３４の過剰な変位により、振動板３４と当該振動板３４に接合される部材との間における剥離が問題となる。振動板３４に接合される部材とは、例えば第１電極５１および圧電体層５３である。それに対して、第１実施形態では、第１部分６１と第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2との間に位置し、第１部分６１よりもＺ軸の方向における膜厚が大きい第２部分６２が錘として機能するから、振動板３４の過剰な変位を抑制することができる。したがって、比較例と比較して、振動板３４および圧電体層５３におけるクラックの発生が抑制される。また、比較例と比較して、振動板３４と当該振動板３４に接合される部材との間における剥離が抑制される。

また、第２電極５２の表面の全体にわたり第１支持部５５が形成される構成では、振動板３４の変位が過度に抑制されて吐出量を充分に確保できないという問題がある。それに対して、第１実施形態の構成では、第２電極５２の表面の一部に第１支持部５５が形成されるから、充分な吐出量を維持しつつ、振動板３４の過剰な変位を抑制できる。

特に、振動板３４のうち第２開口部Ｏ2に重なる領域は変位量が大きく、振動板３４が過剰に変位しやすい。第２部分６２の内周縁が第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2に平面視で一致する第１実施形態の構成によれば、振動板３４において変位量が特に大きい領域の変位を抑制することができるという利点がある。第１実施形態では、第２部分６２の密度が圧電体層５３の密度よりも大きく、また、第２部分６２の膜厚が第１部分６１の膜厚の２倍よりも大きいから、第２部分６２における重量を確保しやすい。したがって、振動板３４の過剰な変位を抑制することができるという効果が顕著である。Ａｕ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｌ−ＣｕおよびＡｌ−Ｎｄのうち少なくとも１種類以上の金属を第２部分６２が含む第１実施形態の構成によれば、第２部分６２における重量を確保しやすい。第１実施形態では、特に重いＡｕを第２部分６２が含むから、第２部分６２における重量を確保しやすいという効果が顕著である。

第１電極５１の内周縁が第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2よりも外側に位置する第１実施形態の構成によれば、第１電極５１の全体が圧電体層５３に覆われるから、第２電極５２と第１電極５１との間において電流がリークすることを低減できる。

Ｂ：第２実施形態
第２実施形態を説明する。以下に例示する各態様において機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

図７は、第２実施形態に係る液体吐出ヘッド２３の断面図である。第２実施形態の液体吐出ヘッド２３は、圧電体層５３と第２電極５２との間に設けられる絶縁体層７０を有する。絶縁体層７０は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯx）、窒化ケイ素（ＳｉＮx）、酸化アルミ（ＡｌＯx）、酸化タンタル（ＴａＯx）、または、有機絶縁物等の絶縁材料により形成される。第１実施形態では、例えば複数の圧電素子Ｅにわたり連続して絶縁体層７０が形成される。絶縁体層７０の内周縁は第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2と一致する。絶縁体層７０の膜厚は、全体にわたり一定であり、１００ｎｍ〜２５００ｎｍ程度である。

第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。第２実施形態では特に、圧電体層５３と第２電極５２との間に絶縁体層７０が設けられるから、圧電体層５３を絶縁体層７０で保護することができる。また、絶縁体層７０により圧電体層５３に印加される電圧が抑制されるから、振動板３４の過剰な変位を抑制することができるという効果が顕著である。

Ｃ：第３実施形態
図８は、第３実施形態に係る液体吐出ヘッド２３の断面図である。第３実施形態の液体吐出ヘッド２３は、第２実施形態と同様に、圧電体層５３と第２電極５２との間に絶縁体層７０を具備する。第２実施形態では、絶縁体層７０の膜厚は全体にわたり一定であった。それに対して、第３実施形態では、絶縁体層７０の膜厚は部分的に相違する。

絶縁体層７０は、第１絶縁部７１と第２絶縁部７２とを含む。第１絶縁部７１は、絶縁体層７０のうち圧電体層５３と第１部分６１との間に設けられる部分である。絶縁体層７０のうち平面視において第１支持部５５に重ならない部分が第１絶縁部７１であるとも換言できる。第２絶縁部７２は、絶縁体層７０のうち圧電体層５３と第２部分６２との間に設けられる部分である。絶縁体層７０のうち第１支持部５５に重なる部分が第２絶縁部７２であるとも換言できる。第２絶縁部７２は、第１絶縁部７１よりも内側に位置する。第２絶縁部の膜厚Ｋ5は、第１絶縁部７１の膜厚Ｋ4よりも大きい。例えば、第２絶縁部７２の膜厚Ｋ5は、第１絶縁部７１の膜厚Ｋ4の２倍よりも大きい。第１絶縁部７１の膜厚Ｋ4は、例えば１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度である。第２絶縁部７２の膜厚Ｋ5は、例えば２００ｎｍ〜６００ｎｍ程度である。

第３実施形態においても第２実施形態と同様の効果が実現される。第３実施形態では、
第２絶縁部７２の膜厚Ｋ5が第１絶縁部７１の膜厚Ｋ4よりも大きいから、第２絶縁部７２における重量を確保しやすい。したがって、振動板３４の過剰な変位を抑制することができるという効果が顕著である。第２絶縁部７２は、第１絶縁部７１よりも第２開口部Ｏ2に近い位置にあるから、振動板３４において変位量が特に大きい領域の変位を抑制することができるという効果も顕著である。

Ｄ：第４実施形態
図９は、第４実施形態に係る液体吐出ヘッド２３の断面図である。図５に相当する断面図が図９である。第３実施形態の電極部６０は、第２電極５２および第１支持部５５に加えて、第２支持部５７を含む。振動板３４のうち平面視において流路３２５に重なる領域上に圧電素子Ｅが形成される場合、圧電素子Ｅに駆動信号ＣＯＭが印加されると当該領域も変位することで、流路３２５内のインクに圧力変動が発生する。流路３２５内に圧力変動が発生すると、流路３２５に連通するノズルＮに吐出特性に誤差が生じる。吐出特性は、例えば吐出量、吐出方向および吐出速度である。第４実施形態では、振動板３４のうち流路３２５に重なる領域の変位を抑制するために、第２電極５２の表面に第２支持部５７を設ける。例えば、第１支持部５５と第２支持部５７とは同層で形成される。

第２支持部５７は、第２電極５２の表面のうち平面視において流路３２５に重なる部分に形成される。例えば、第２電極５２の表面のうち流路３２５に重なる部分の全体にわたり第２支持部５７が形成される。ただし、第２電極５２の表面のうち流路３２５に重なる部分の一部において第２支持部５７を形成してもよい。圧電素子Ｅ毎に第２支持部５７が形成される。以下の説明では、電極部６０のうち第２支持部５７が形成される部分を第３部分６３と表記する。

第１部分６１は、第１実施形態と同様に、第２電極５２のみで構成される。第２部分６２は、第１実施形態と同様に、第２電極５２と第１支持部５５の積層で構成される。第３部分６３は、第２電極５２と第２支持部５７との積層で構成される。断面視において、第２部分６２と第３部分６３との間に第１部分６１が位置する。第３部分６３の膜厚Ｋ3は、第１部分６１の膜厚Ｋ1よりも大きい。例えば、第３部分６３の膜厚Ｋ3と第２部分６２の膜厚Ｋ2とは略同じである。

第４実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。第４実施形態では、電極部６０が第３部分６３を含むから、振動板３４のうち流路３２５に対応する部分における過剰な変位を抑制することができる。したがって、振動板３４および圧電体層５３におけるクラックの発生が抑制される。また、圧電素子Ｅが駆動するときに流路３２５内に発生する圧力変動を抑制できる。したがって、流路３２５に連通するノズルＮに吐出特性の誤差が発生することを低減できる。第４実施形態の構成は、第２実施形態および第３実施形態にも適用できる。

Ｅ：変形例
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。前述の各形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。

（１）図１０は、変形例に係る液体吐出ヘッド２３の断面図である。図１０に例示される通り、液体吐出ヘッド２３が絶縁膜８０を具備してもよい。絶縁膜８０は、例えば液体吐出ヘッド２３の表面を覆うように形成される。具体的には、絶縁膜８０は、圧電体層５３と第２電極５２と第１支持部５５との表面および側面を覆う。したがって、第２開口部Ｏ2の内壁面も絶縁膜８０により覆われる。例えば、絶縁膜８０は、酸化ケイ素（ＳｉＯx）、窒化ケイ素（ＳｉＮx）、酸化アルミ（ＡｌＯx）、酸化タンタル（ＴａＯx）、または、有機絶縁物等の絶縁材料により形成される。第２開口部Ｏ2の内壁面が絶縁膜８０で覆われるから、当該内壁面の耐水性が向上し、第１電極５１と第２電極５２との間において水分を介して電流がリークすることを低減できる。

（２）前述の各形態では、第２電極５２の内周縁Ｂ3が第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2と一致する構成を例示したが、図１１に例示される通り、第２電極５２の内周縁Ｂ3が第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2よりも外側に位置してもよい。すなわち、第２部分６２の内周縁が、平面視において第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2よりも外側に位置してもよい。

（３）前述の各形態では、第１電極５１の内周縁が第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2よりも外側に位置する構成を例示したが、図１２に例示される通り、第１電極５１の内周縁が第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2に一致してもよい。すなわち、第１開口部Ｏ1と第２開口部Ｏ2とが平面視において一致する。なお、第１電極５１の内周縁が第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2よりも内側に位置してもよい。

（４）前述の各形態では、第１支持部５５の外周縁Ｂ5が圧力室Ｃの周縁Ｂcよりも内側に位置する構成を例示したが、図１３に例示される通り、第１支持部５５の外周縁Ｂ5が圧力室Ｃの周縁Ｂcよりも外側に位置してもよい。すなわち、第２部分６２の外周縁が圧力室Ｃの周縁Ｂcよりも外側に位置してもよい。

（５）前述の各形態では、第２電極５２の内周縁Ｂ3が第１支持部５５の内周縁に一致する構成を例示したが、図１４に例示される通り、第２電極５２の内周縁Ｂ3と第１支持部５５の内周縁Ｂ6とが相違してもよい。例えば、第２電極５２の内周縁Ｂ3が第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2よりも外側に位置し、第１支持部５５の内周縁Ｂ6が第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2に一致する。第１支持部５５の外周縁Ｂ5は、第２電極５２の内周縁Ｂ3よりも外側に位置する。すなわち、第１支持部５５は、圧電体層５３の表面に形成される部分と、第２電極５２の表面に形成される部分とを含む。第１部分６１は、前述の各形態と同様に、第２電極５２のみで構成される。他方、第２部分６２は、電極部６０のうち平面視において第１支持部５５が形成される領域である。前述の各形態と同様に、第２部分６２の膜厚Ｋ2は第１部分６１の膜厚Ｋ1よりも大きい。

図１５に例示される通り、第１支持部５５の内周縁Ｂ6が第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2よりも外側に位置し、第２電極５２の内周縁Ｂ3が第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2に一致してもよい。第２部分６２は、電極部６０のうち第２電極５２と第１支持部５５との積層で構成される部分である。すなわち、電極部６０は、第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2と第２部分６２との間に第２電極５２のみで構成される部分を含む。以上の説明から理解される通り、電極部６０は、第１部分６１と第２部分６２とは異なる部分を、当該第１部分６１および第２部分６２に加えて含んでもよい。

（６）前述の各形態では、第２電極５２と第１支持部５５とを別体で形成したが、図１６に例示される通り、第１支持部５５を第２電極５２と一体に形成してもよい。以上の説明から理解される通り、平面視において第１部分６１と第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2との間に位置し、第１部分６１よりも膜厚が大きい部分が第２部分６２として包括的に表現される。第２部分６２の構成は任意である。すなわち、第２部分６２を積層で構成してもよいし、単層で形成してもよい。なお、第４実施形態においては第２支持部５７も第２電極５２と同層で形成してもよい。

（７）前述の各形態では、電極部６０を第２電極５２と第１支持部５５との積層で構成したが、電極部６０の構成は任意である。例えば、図１７に例示される通り、第２電極５２および第１支持部５５とは異なる中間層５９を、当該第２電極５２および当該第１支持部５５に加えて電極部６０が含んでもよい。電極部６０は、第２電極５２と第１支持部５５との間に、例えばニクロム（ＮｉＣｒ）で形成される中間層５９を含む。なお、中間層５９は、第２電極５２の表面の全体にわたり形成してもよいし、第２電極５２の表面のうち第１支持部５５に重なる領域にのみ形成してもよい。

（８）前述の各形態では、第１支持部５５を金属で形成したが、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯx）、窒化ケイ素（ＳｉＮx）、酸化アルミ（ＡｌＯx）、酸化タンタル（ＴａＯx）、または、有機絶縁物等の絶縁材料で第１支持部５５を形成してもよい。同様に第２支持部５７も絶縁材料で形成してもよい。

（９）前述の各形態では、第２電極５２の表面に第１支持部５５を形成したが、図１８に例示される通り、圧電体層５３の表面に第１支持部５５を形成し、当該第１支持部５５の表面を覆うように第２電極５２を形成してもよい。第１支持部５５は、圧電体層５３の表面において第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2に沿って形成される。以上の構成においても、第１部分６１は、第２電極５２のみで構成され、第２部分６２は、第１支持部５５と第２電極５２との積層で構成される。第２部分６２の膜厚Ｋ2は第１部分６１の膜厚Ｋ1よりも大きい。

（１０）図１９は、変形例に係る電極部６０の平面図である。前述の各形態では、第１支持部５５を第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2に沿って円環状に形成したが、図１９に例示される通り、第１支持部５５を第２開口部Ｏ2の周縁Ｂ2に沿って部分的に形成してもよい。すなわち、第１支持部５５を円環状に形成することは必須ではない。

（１１）前述の各形態では、複数のノズルＮが媒体１１の全幅にわたり分布するラインヘッドを例示したが、液体吐出ヘッド２３をＸ軸に沿って往復させるシリアル方式の液体吐出装置にも本発明は適用される。

（１２）前述の各形態で例示した液体吐出装置１００は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、液体吐出装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する液体吐出装置は、液晶表示パネル等の表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を吐出する液体吐出装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。また、生体に関する有機物の溶液を吐出する液体吐出装置は、例えばバイオチップを製造する製造装置として利用される。

１００…液体吐出装置、１１…媒体、１２…液体容器、２１…制御ユニット、２２…搬送機構、２３…液体吐出ヘッド、２５…駆動回路、３２…流路基板、３２１…供給流路、３２３…連通流路、３２５…流路、３４…振動板、４６…ノズル板、５１…第１電極、５２…第２電極、５３…圧電体層、５５…第１支持部、５７…第２支持部、５９…中間層、６０…電極部、６１…第１部分、６２…第２部分、７０…絶縁体層、７１…第１絶縁部、７２…第２絶縁部、９０…配線、８０…絶縁膜、Ｃ…圧力室、Ｅ…圧電素子、Ｎ…ノズル、Ｏ1…第１開口部、Ｏ2…第２開口部、Ｗ…隔壁。

Claims (12)

1. 液体を吐出するノズルに連通する圧力室と、
   前記圧力室の壁面の一部を構成する振動板と、
   前記振動板の面上に設けられる第１電極と、
   前記１電極の面上に設けられ、平面視において前記圧力室の内側に位置する開口部を有する圧電体層と、
   前記圧電体層の面上に前記開口部の周縁に沿って設けられ、第２電極を含む電極部とを具備し、
   平面視において、前記電極部は、第１部分と、前記第１部分と前記開口部との間に位置する第２部分とを含み、
   前記第２部分は、前記第１部分よりも膜厚が大きい
   液体吐出ヘッド。
2. 前記第２部分の密度は、前記圧電体層の密度よりも大きい
   請求項１の液体吐出ヘッド。
3. 前記第２部分の内周縁は、平面視において前記開口部の周縁と一致する
   請求項１または請求項２の液体吐出ヘッド。
4. 前記第１電極の内周縁は、前記開口部の周縁よりも外側に位置する
   請求項１から請求項３の何れかの液体吐出ヘッド。
5. 前記第２部分の膜厚は、前記第１部分の膜厚の２倍よりも大きい
   請求項１から請求項４の何れかの液体吐出ヘッド。
6. 前記圧電体層と前記第２電極との間に設けられる絶縁体層を有する
   請求項１から請求項５の何れかの液体吐出ヘッド。
7. 前記絶縁体層は、
   前記圧電体層と前記第１部分との間に設けられる第１絶縁部と、
   前記圧電体層と前記第２部分との間に設けられ、前記第１絶縁部よりも膜厚が大きい第２絶縁部とを含む
   請求項６の液体吐出ヘッド。
8. 前記第２部分に、Ａｕ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｌ−ＣｕおよびＡｌ−Ｎｄのうち少なくとも１種類以上の金属を含む
   請求項１から請求項７の何れかの液体吐出ヘッド。
9. 前記金属は、Ａｕである
   請求項８の液体吐出ヘッド。
10. 隔壁を介して前記圧力室と隣り合う流路を具備し、
    前記第１電極と前記圧電体層と前記第２電極とは、平面視において前記流路に重なり、
    前記電極部は、平面視において前記流路に重なり、前記第１部分よりも膜厚が大きい第３部分を含む
    請求項１から請求項９の何れかの液体吐出ヘッド。
11. 前記開口部の内壁面を覆う絶縁膜を具備する
    請求項１から請求項１０の何れかの液体吐出ヘッド。
12. 請求項１から請求項１１の何れかの液体吐出ヘッドと、
    前記液体吐出ヘッドを制御する制御部と
    を具備する液体吐出装置。

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