JP4848919B2 - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents
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Description
かかる第1の態様では、保護膜によって、圧電素子の湿気等の外部環境に起因する破壊を確実に防止することができると共に、漸小部によって圧電素子の保護膜で覆われた領域と保護膜によって覆われていない開口部との境界の応力を分散することができ、応力集中による圧電素子及び振動板の破壊を防止することができる。
かかる第2の態様では、保護膜の端部に段差状の漸小部を設けることによって、圧電素子の保護膜で覆われた領域と保護膜によって覆われていない開口部との境界の応力を分散することができ、応力集中による圧電素子及び振動板の破壊を防止することができる。
かかる第3の態様では、保護膜の端部にテーパ状の漸小部を設けることによって、圧電素子の保護膜で覆われた領域と保護膜によって覆われていない開口部との境界の応力を分散することができ、応力集中による圧電素子及び振動板の破壊を防止することができる。
かかる第4の態様では、開口部に保護膜よりも柔軟な材料からなる柔軟膜を設けることにより、保護膜で覆った場合と比べて圧電素子の変形を阻害することなく、さらに応力を分散することができ、応力集中による圧電素子及び振動板の破壊を防止することができる。
かかる第5の態様では、開口部に柔軟膜を設けることにより、圧電素子の変形を阻害することなく、圧電素子の湿気等の外部環境に起因する破壊を確実に防止することができる。また、柔軟膜によって圧電素子の保護膜で覆われた領域と保護膜によって覆われていない開口部との境界の応力を分散することができ、応力集中による圧電素子及び振動板の破壊を防止することができる。
かかる第6の態様では、柔軟膜に中抜き部を設けることによって、柔軟膜によって圧電素子の変位特性を低下させることなく、優れた液体噴射特性を得ることができる。
かかる第7の態様では、柔軟膜と保護膜との間に隙間が発生することがなく、隙間に応力集中することによる圧電素子及び振動板の破壊を確実に防止することができる。また、柔軟膜の開口縁部に設けることで、柔軟膜によって圧電素子の変位特性が低下するのを最小限に抑えることができる。
かかる第8の態様では、複数の圧力発生室に対応して設けられた振動板の振動特性にばらつきが生じるのを防止して、振動特性を均一化できる。
かかる第9の態様では、柔軟膜と保護膜との間に隙間が発生することがなく、隙間に応力集中することによる圧電素子及び振動板の破壊を確実に防止することができる。
かかる第10の態様では、上電極及び下電極によって、圧電体能動部の長手方向及び短手方向の端部を規定することができ、圧電素子の高密度化を実現できる。
かかる第11の態様では、開口部の端部を圧電体能動部の端部に基づいて規定することで、圧電体能動部と実質的に駆動しない圧電体非能動部との境界の剛性を低下させることなく、圧電素子や振動板などの破壊を防止することができる。
かかる第12の態様では、保護膜に幅狭部を設けることによって、圧電素子の圧電体能動部と圧電体非能動部との境界の応力をさらに分散させることができ、圧電素子や振動板などの破壊を防止することができる。
かかる第13の態様では、信頼性を向上した液体噴射装置を実現できる。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係るインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図であり、図2は、インクジェット式記録ヘッドの要部平面図であり、図3は、図2のA−A′断面図及びB−B′断面図である。図示するように、流路形成基板10は、本実施形態では面方位(110)のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる、厚さ0.5〜2μmの弾性膜50が形成されている。流路形成基板10には、隔壁11によって区画された複数の圧力発生室12がその幅方向に並設されている。また、流路形成基板10の圧力発生室12の長手方向外側の領域には連通部13が形成され、連通部13と各圧力発生室12とが、各圧力発生室12毎に設けられたインク供給路14を介して連通されている。なお、連通部13は、後述する保護基板のリザーバ部と連通して各圧力発生室12の共通のインク室となるリザーバの一部を構成する。インク供給路14は、圧力発生室12よりも狭い幅で形成されており、連通部13から圧力発生室12に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。
図4は、本発明の実施形態2に係るインクジェット式記録ヘッドの断面図である。なお、上述した実施形態1と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図5は、本発明の実施形態3に係る液体噴射ヘッドの断面図である。なお、上述した実施形態1と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図5に示すように、保護膜100には、上電極膜80の表面側に開口部101が設けられ、この開口部101には、保護膜100よりも柔軟な材料からなる柔軟膜103が設けられている。本実施形態では、保護膜100としてアルミナ(Al2O3)を用いたため、柔軟膜103として、アルミナよりも柔軟な材料、例えば、五酸化タンタル(Ta2O5)やポリイミドなどが挙げられる。
図6は、本発明の実施形態4に係るインクジェット式記録ヘッドの断面図である。なお、上述した実施形態3と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態1〜4では、保護膜100、100Aに開口が矩形状の開口部101、101Aを設けるようにしたが、開口部101、101Aの形状は、特にこれに限定されるものではない。ここで、保護膜100の開口部の他の形状について図10を参照して説明する。なお、図10は、本発明の他の実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの要部平面図である。図10に示すように、開口部101Bの圧力発生室12の長手方向端部には、開口部101Bの幅が端部に向かって漸小する幅狭部104が設けられている。本実施形態では、幅狭部104として、矩形状の角部を面取りした形状で開口するように設けた。このような幅狭部104を有する開口部101Bは、所定形状に開口するレジストを介してイオンミリングすることにより形成することができる。このように開口部101Bの長手方向端部に幅狭部104を設けることにより、圧電素子300の圧電体能動部320と圧電体非能動部との境界の応力集中を分散させることができ、さらに圧電素子300(圧電体能動部320)及び振動板の破壊を防止することができる。なお、図10に示すように、開口部101Bに幅狭部104を設けた場合にも、上述した実施形態1と同様に、保護膜100の開口部101B側の端部に漸小部102が設けられている。なお、幅狭部104を有する開口部101B側の端部に上述した実施形態2と同様に、厚さが徐々に漸小するテーパ状の漸小部102Aを設けるようにしてもよく、また、幅狭部104を有する開口部101Bに上述した実施形態3及び4と同様に、柔軟膜103、103A〜103Dを設けるようにしてもよい。
Claims (4)
- 液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板の一方面側に
設けられた下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子と、該圧電素子の側面及び前記
上電極の少なくとも上面の周縁部を覆うと共に前記上電極の上面側に開口する第一開口部が設
けられた保護膜と、を具備し、
さらに前記保護膜上に、前記保護膜よりも柔軟な材料からなる柔軟膜を備え、
該柔軟膜は前記保護膜よりも厚さが薄く、
また該柔軟膜が前記第一開口部の前記保護膜側に設けられ、前記第一開口部の内側に第二開口部を有する
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。 - 前記保護膜は、無機絶縁材料からなる請求項1に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記柔軟膜は、五酸化タンタルまたはポリイミドからなる請求項1または2に記載の液体噴射ヘッド。
- 請求項1〜3の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
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