JP5927866B2 - 液体噴射ヘッド、液体噴射装置、圧電素子 - Google Patents
液体噴射ヘッド、液体噴射装置、圧電素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5927866B2 JP5927866B2 JP2011258608A JP2011258608A JP5927866B2 JP 5927866 B2 JP5927866 B2 JP 5927866B2 JP 2011258608 A JP2011258608 A JP 2011258608A JP 2011258608 A JP2011258608 A JP 2011258608A JP 5927866 B2 JP5927866 B2 JP 5927866B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- protective film
- electrode
- piezoelectric layer
- common electrode
- liquid ejecting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 36
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 68
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 47
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 15
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 10
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 10
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 7
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 6
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N dioxoiridium Chemical compound O=[Ir]=O HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000457 iridium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 238000004151 rapid thermal annealing Methods 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- 238000000018 DNA microarray Methods 0.000 description 1
- NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N N-[2-oxo-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- UQZIWOQVLUASCR-UHFFFAOYSA-N alumane;titanium Chemical compound [AlH3].[Ti] UQZIWOQVLUASCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000000368 destabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229920006332 epoxy adhesive Polymers 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 150000003754 zirconium Chemical class 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/14233—Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1607—Production of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/161—Production of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/164—Manufacturing processes thin film formation
- B41J2/1646—Manufacturing processes thin film formation thin film formation by sputtering
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/02—Forming enclosures or casings
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/05—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes
- H10N30/057—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes by stacking bulk piezoelectric or electrostrictive bodies and electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/06—Forming electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
- H10N30/063—Forming interconnections, e.g. connection electrodes of multilayered piezoelectric or electrostrictive parts
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
- H10N30/204—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
- H10N30/2047—Membrane type
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
- H10N30/872—Connection electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices, e.g. external electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/88—Mounts; Supports; Enclosures; Casings
- H10N30/883—Further insulation means against electrical, physical or chemical damage, e.g. protective coatings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/14233—Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
- B41J2002/14241—Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm having a cover around the piezoelectric thin film element
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2002/14491—Electrical connection
Description
また、圧電素子の構成としては、下電極を圧電体層毎の個別電極とし、上電極を複数の個別電極に対して共通の共通電極とするものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
図1(a)(b)は、本発明の実施形態に係る液体噴射ヘッドに含まれる圧電素子3の要部を示す一部上面図、及び垂直断面図である。また、図2は、液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッド1を分解して示す分解斜視図である。そして、図3(a)〜(c)は記録ヘッド1の製造工程を説明するための断面図である。さらに、図4(a)〜(c)は記録ヘッド1の製造工程を説明するための断面図である。
そして、振動板16の圧電素子3が積層されない側には、流路形成基板10が固着されている。この流路形成基板10には、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の圧力発生室の長手方向外側の領域には連通路13が形成され、連通路13と圧力発生室12とが、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。
即ち、図1(b)に示すように、振動板16の直上には、白金(Pt)とイリジウム(Ir)とチタン(Ti)の少なくとも一つを含有する層を有する下電極20が積層されている。下電極20は、個別電極であり、本実施形態では4つの圧電素子毎に形成されている。無論、圧電素子を4つとすることは一例であり、これに限定されない。
Pb(Zr、Ti)Ox … (1)
(Pb、MA)(Zr、Ti)Ox … (2)
Pb(Zr、Ti、MB)Ox …(3)
(Pb、MA)(Zr、Ti、MB)Ox … (4)
ここで、MAはPbを除く1種類以上の金属元素であり、MBはZr、Ti及びPbを除く1種類以上の金属元素である。xは3が標準であるが、ペロブスカイト構造を取り得る範囲で3からずれてもよい。Aサイト元素とBサイト元素との比は1:1が標準であるが、ペロブスカイト構造を取り得る範囲で1:1からずれてもよい。
MB元素には、Nb(ニオブ)、Ta(タンタル)、等が含まれる。
保護膜80を有機保護膜とすれば、保護膜80を形成し易くすることができる。
図2〜図4を参照して、上述した圧電素子3及びこの圧電素子3を備える記録ヘッド(液体噴射ヘッド)1の製造方法を説明する。なお、ここでは、保護膜80としてポリイミド(有機保護膜)を使用した場合を例に説明を行う。
なお、圧電体層30を厚くするため、塗布工程と乾燥工程と脱脂工程と焼成工程の組合せを複数回行ってもよい。焼成工程を減らすために、塗布工程と乾燥工程と脱脂工程の組合せを複数回行った後に焼成工程を行ってもよい。さらに、これらの工程の組合せを複数回行ってもよい。図3(b)に示す例では、下電極膜20上に圧電体層30を形成した後に下電極20及び圧電体層30を各圧力発生室12に対向する領域にパターニングしている。
なお、圧力発生室12は、圧電素子3の形成前に形成されてもよい。
以上により、記録ヘッド1が製造される。
図5は、上述した記録ヘッド1を有する記録装置(液体噴射装置)200の外観を示している。記録ヘッド1を記録ヘッドユニット211,212に組み込むと、記録装置200を製造することができる。図5に示す記録装置200は、記録ヘッドユニット211,212のそれぞれに、記録ヘッド1が設けられ、外部インク供給手段であるインクカートリッジ221,222が着脱可能に設けられている。記録ヘッドユニット211,212を搭載したキャリッジ203は、装置本体204に取り付けられたキャリッジ軸205に沿って往復移動可能に設けられている。駆動モーター206の駆動力が図示しない複数の歯車及びタイミングベルト207を介してキャリッジ203に伝達されると、キャリッジ203がキャリッジ軸205に沿って移動する。図示しない給紙ローラー等により給紙される記録シート290は、プラテン208上に搬送され、インクカートリッジ221,222から供給され記録ヘッド1から吐出するインクにより印刷がなされる。
以下、実施例を示すが、本発明は以下の例により限定されるものではない。
[実施例1]
圧電素子における能動部端部(能動部と非能動部の境界付近)を覆うように、膜厚0.7μmのポリイミドから成る保護膜を有するインクジェット式記録ヘッドを実施例1とした。この、ポリイミドのヤング率Eは3.0GPaである。
[実施例2]
膜厚2.6μmのポリイミドから成る保護膜以外は、実施例1と同様のインクジェット式記録ヘッドを実施例2とした。
[実施例3]
膜厚3.0μmの接着剤から成る保護膜以外は、実施例1と同様のインクジェット式記録ヘッドを実施例3とした。また、接着剤のヤング率Eは3.0Gpaである。
以上により、能動部3aと非能動部3bとの境界を覆うよう保護膜80を形成することで、焼損が抑制されることが分かった。また、ヤング率Eと膜厚tとの積が2000(Pa・m)以上であれば焼損を低減でき、より好ましくは、ヤング率Eと膜厚tの積が7800(Pa・m)以上であれば焼損を発生させないことが分かった。
以下、第2の実施形態として、保護膜80を無機保護膜とする場合を説明する。図6(a)〜(c)は記録ヘッド1の製造工程を説明するための断面図である。そして、図7(a)〜(c)は記録ヘッド1の製造工程を説明するための断面図である。
以下、第2の実施形態に係る実施例を示すが、本発明は以下の例により限定されるものではない。
[実施例4]
圧電素子を構成する圧電体層の能動部端部(能動部と非能動部の境界付近)を覆うように、膜厚90nmのAl2O3から成る保護膜を有するインクジェット式記録ヘッドを実施例4とした。この、Al2O3のヤング率Eは200GPaである。
[実施例5]
膜厚45nmのAl2O3から成る保護膜以外は、実施例4と同様のインクジェット式記録ヘッドを実施例5とした。
第1の実施形態と第2の実施形態より、ヤング率Eと膜厚tの積が5000(Pa・m)以上とすれば、能動部の端部での焼損が抑制できる。
そのため、能動部と非能動部との境界に無機材料で形成された保護膜を形成することで、焼損が抑制されることが分かった。
本発明は、種々の変形例が考えられる。
上述した実施形態では圧力発生室毎に個別の圧電体を設けているが、複数の圧力発生室に共通の圧電体を設け圧力発生室毎に個別電極を設けることも可能である。
上述した実施形態では流路形成基板にリザーバの一部を形成しているが、流路形成基板とは別の部材にリザーバを形成することも可能である。
上述した実施形態では圧電素子の上側を圧電素子保持部で覆っているが、圧電素子の上側を大気に開放することも可能である。
上述した実施形態では振動板を隔てて圧電素子の反対側に圧力発生室を設けたが、圧電素子側に圧力発生室を設けることも可能である。例えば、固定した板間及び圧電素子間で囲まれた空間を形成すれば、この空間を圧力発生室とすることができる。
また、上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術並びに上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。
Claims (8)
- 圧力発生室となる空間が複数形成された流路形成基板と、
前記空間を封止する弾性膜と、
前記弾性膜の前記空間とは反対側の位置から前記流路形成基板に沿って形成された個別電極と、
前記個別電極の前記空間とは反対側の位置に形成された圧電体層と、
前記圧電体層の前記空間とは反対側の位置に形成され、複数の前記個別電極に対して共通の電極となる共通電極と、を備え、
前記圧電体層は、前記個別電極と前記共通電極とが積層された能動部と、前記個別電極に積層され前記共通電極は積層されない非能動部とを有し、前記能動部から前記非能動部にかけて、前記共通電極の端を覆う保護膜が、前記圧力発生室の上にかからないように形成されている、液体噴射ヘッド。 - 前記保護膜は、有機保護膜である、請求項1に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記保護膜のヤング率と膜厚との積は、2000Pa・m以上である
請求項2の液体噴射ヘッド。 - 前記保護膜は、無機保護膜である、請求項1に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記保護膜のヤング率と膜厚との積は、4500Pa・m以上である
請求項4の液体噴射ヘッド。 - 前記保護膜のヤング率と膜厚との積は、5000Pa・m以上である
請求項1の液体噴射ヘッド。 - 請求項1に記載の前記液体噴射ヘッドを備える、液体噴射装置。
- 圧力発生室に重なる個別電極と、
前記個別電極の一方側の位置に形成された圧電体層と、
前記圧電体層の前記個別電極とは反対側の位置に形成され、複数の前記個別電極に対して共通の電極となる共通電極と、を備え、
前記圧電体層は、前記個別電極と前記共通電極とが積層された能動部と、前記個別電極に積層され前記共通電極は積層されない非能動部とを有し、前記能動部から前記非能動部にかけて、前記共通電極の端を覆う保護膜が、前記圧力発生室の上にかからないように形成されている、圧電素子。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011258608A JP5927866B2 (ja) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置、圧電素子 |
US13/684,750 US8651627B2 (en) | 2011-11-28 | 2012-11-26 | Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus and piezoelectric element |
US14/150,055 US9099636B2 (en) | 2011-11-28 | 2014-01-08 | Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus and piezoelectric element |
US14/748,987 US9545792B2 (en) | 2011-11-28 | 2015-06-24 | Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus and piezoelectric element |
US15/254,197 US9731505B2 (en) | 2011-11-28 | 2016-09-01 | Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus and piezoelectric element |
US15/643,704 US10093093B2 (en) | 2011-11-28 | 2017-07-07 | Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus and piezoelectric element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011258608A JP5927866B2 (ja) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置、圧電素子 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016088494A Division JP6108005B2 (ja) | 2016-04-26 | 2016-04-26 | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置、圧電素子、および液体噴射ヘッドの製造方法 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013111807A JP2013111807A (ja) | 2013-06-10 |
JP2013111807A5 JP2013111807A5 (ja) | 2015-01-22 |
JP5927866B2 true JP5927866B2 (ja) | 2016-06-01 |
Family
ID=48466477
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011258608A Active JP5927866B2 (ja) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置、圧電素子 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (5) | US8651627B2 (ja) |
JP (1) | JP5927866B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5927866B2 (ja) * | 2011-11-28 | 2016-06-01 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置、圧電素子 |
JP6384237B2 (ja) | 2014-09-29 | 2018-09-05 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電素子、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 |
JP6432729B2 (ja) * | 2014-10-02 | 2018-12-05 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びに圧電デバイス |
US9776405B2 (en) | 2014-10-08 | 2017-10-03 | Rohm Co., Ltd. | Inkjet apparatus and manufacturing method of inkjet apparatus |
JP6613840B2 (ja) * | 2015-01-19 | 2019-12-04 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出ヘッドの検査方法、および液体吐出装置 |
US9649838B2 (en) | 2015-01-19 | 2017-05-16 | Seiko Epson Corporation | Inspection method of liquid discharge head and liquid discharge device |
IT201700019431A1 (it) * | 2017-02-21 | 2018-08-21 | St Microelectronics Srl | Dispositivo microfluidico mems di stampa ad attuazione piezoelettrica |
JP7452100B2 (ja) | 2020-03-02 | 2024-03-19 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出ヘッド、アクチュエーター、液体吐出装置、および、液体吐出ヘッドの製造方法 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0782923B1 (en) * | 1995-07-14 | 2000-09-27 | Seiko Epson Corporation | Laminated head for ink jet recording, production method thereof, and printer equipped with the recording head |
US6089701A (en) | 1996-04-10 | 2000-07-18 | Seiko Epson Corporation | Ink jet recording head having reduced stress concentration near the boundaries of pressure generating chambers |
US7023036B2 (en) | 2001-10-02 | 2006-04-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ferroelectric element and actuator using the same, and ink jet head and ink jet recording device |
JP2003110160A (ja) * | 2001-10-02 | 2003-04-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 強誘電体素子およびそれを用いたアクチュエータ、インクジェットヘッドならびにインクジェット記録装置 |
CN1856403B (zh) | 2003-09-24 | 2010-06-02 | 精工爱普生株式会社 | 液体喷头、其制造方法以及液体喷射设备 |
JP5278654B2 (ja) | 2008-01-24 | 2013-09-04 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
JP5262806B2 (ja) * | 2008-02-29 | 2013-08-14 | ブラザー工業株式会社 | 液体移送装置及び液体移送装置の製造方法 |
JP5196184B2 (ja) * | 2009-03-11 | 2013-05-15 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びにアクチュエーター |
JP5552825B2 (ja) * | 2010-02-10 | 2014-07-16 | セイコーエプソン株式会社 | アクチュエータ、液滴噴射ヘッド及びその製造方法、並びに液滴噴射装置 |
JP5927866B2 (ja) * | 2011-11-28 | 2016-06-01 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置、圧電素子 |
-
2011
- 2011-11-28 JP JP2011258608A patent/JP5927866B2/ja active Active
-
2012
- 2012-11-26 US US13/684,750 patent/US8651627B2/en active Active
-
2014
- 2014-01-08 US US14/150,055 patent/US9099636B2/en active Active
-
2015
- 2015-06-24 US US14/748,987 patent/US9545792B2/en active Active
-
2016
- 2016-09-01 US US15/254,197 patent/US9731505B2/en active Active
-
2017
- 2017-07-07 US US15/643,704 patent/US10093093B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9099636B2 (en) | 2015-08-04 |
US9545792B2 (en) | 2017-01-17 |
US8651627B2 (en) | 2014-02-18 |
US20170305156A1 (en) | 2017-10-26 |
US20160368268A1 (en) | 2016-12-22 |
JP2013111807A (ja) | 2013-06-10 |
US20130135400A1 (en) | 2013-05-30 |
US9731505B2 (en) | 2017-08-15 |
US20150290937A1 (en) | 2015-10-15 |
US20140118447A1 (en) | 2014-05-01 |
US10093093B2 (en) | 2018-10-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5927866B2 (ja) | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置、圧電素子 | |
JP6252013B2 (ja) | 液体吐出ヘッド、及び、液体吐出装置 | |
JP5115330B2 (ja) | 液体噴射ヘッドおよびそれを備えた液体噴射装置 | |
JP2009255529A (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びにアクチュエータ | |
JP2008284781A (ja) | 液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置 | |
JP2009016625A (ja) | アクチュエータ、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 | |
JP2009214522A (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射ヘッドの製造方法並びに液体噴射装置 | |
JP2006255972A (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 | |
JP2009255531A (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びにアクチュエータ | |
JP6108005B2 (ja) | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置、圧電素子、および液体噴射ヘッドの製造方法 | |
JP2006310746A (ja) | 圧電素子並びに圧電素子を用いた液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 | |
JP2010221434A (ja) | 液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置 | |
JP6292332B2 (ja) | 液体噴射ヘッド、圧電素子および液体噴射ヘッドの製造方法 | |
JP2010120270A (ja) | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置、アクチュエータ装置及び液体噴射ヘッドの製造方法 | |
JP2009160923A (ja) | 液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射装置 | |
JP6508370B2 (ja) | 液体噴射ヘッドおよび液体噴射ヘッドの製造方法 | |
JP2010173197A (ja) | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置、アクチュエーター装置及び液体噴射ヘッドの製造方法 | |
JP2009208411A (ja) | 液体噴射ヘッドの製造方法 | |
JP5256998B2 (ja) | アクチュエータ装置の製造方法及び液体噴射ヘッドの製造方法 | |
JP2009061729A (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 | |
JP2016159524A (ja) | 圧電素子の製造方法および液体噴射ヘッド | |
JP4433787B2 (ja) | 液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置 | |
JP2013107206A (ja) | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置、及び圧電素子 | |
JP2007116002A (ja) | アクチュエータ装置の製造方法及び液体噴射ヘッドの製造方法 | |
JP5849730B2 (ja) | 液体噴射ヘッドの製造方法、及び、液体噴射装置の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141127 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141127 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20141127 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20150403 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151020 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151207 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160329 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160411 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5927866 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |