JP7059656B2 - Liquid discharge heads, liquid discharge devices, and piezoelectric devices - Google Patents
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Description
本発明は、液体吐出ヘッド、液体吐出装置、圧電デバイスに関する。 The present invention relates to a liquid discharge head, a liquid discharge device, and a piezoelectric device.
液体吐出装置には、液体を吐出させるための圧電素子を備えた液体吐出ヘッドが広く用いられる。圧電素子には、主に、圧電体と、圧電体の一方の面に形成された下電極と、圧電体の他方の面に形成され圧電体を挟み下電極に対向する位置に形成される上電極と、が備えられている。例えば、下電極は複数の圧電素子間で導通された共通電極として形成され、上電極は個別電極として形成される。また、上電極には個別電極として機能するための配線が接続されている。この上電極に接続された配線と下電極との間には、絶縁機能を持たせた保護膜が形成されている(例えば、特許文献1)。 A liquid discharge head provided with a piezoelectric element for discharging a liquid is widely used in the liquid discharge device. The piezoelectric element is mainly formed on a piezoelectric body, a lower electrode formed on one surface of the piezoelectric body, and an upper electrode formed on the other surface of the piezoelectric body and sandwiching the piezoelectric body at a position facing the lower electrode. It is equipped with an electrode. For example, the lower electrode is formed as a common electrode conducted between a plurality of piezoelectric elements, and the upper electrode is formed as an individual electrode. Further, wiring for functioning as an individual electrode is connected to the upper electrode. A protective film having an insulating function is formed between the wiring connected to the upper electrode and the lower electrode (for example, Patent Document 1).
上電極に接続された配線と下電極との間に形成された保護膜には、何らかの原因によって欠陥が生じることがある。この場合、上電極へ電圧を印加すると、配線からこの欠陥を介して下電極に電流が流れてしまい、圧電素子を正常に駆動できなくなるといった問題がある。 The protective film formed between the wiring connected to the upper electrode and the lower electrode may be defective for some reason. In this case, when a voltage is applied to the upper electrode, a current flows from the wiring to the lower electrode through this defect, and there is a problem that the piezoelectric element cannot be driven normally.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
[形態1]
本開示の一形態によれば、液体を収容する圧力室と、前記圧力室の壁面を構成する振動板と、前記圧力室に収容されていた液体を吐出するノズルと、前記振動板の一方の側に配置された圧電素子と、を備える液体吐出ヘッドが提供される。この液体吐出ヘッドでは、前記圧電素子は、電圧を印加されて変形する圧電体層と、前記振動板と前記圧電体層との間であって前記圧電体層の一方の面に配置された第1電極と、前記圧電体層の他方の面に配置された第2電極と、を備える。前記液体吐出ヘッドは、前記第2電極と接続され、前記圧電体層の面方向に沿って延伸された配線を備える。前記液体吐出ヘッドは、前記配線と前記振動板との間の領域であって、前記第2電極の面方向と垂直な向きにおいて前記配線が前記第2電極または前記圧電体層のいずれとも重ならない第1領域に、前記第1電極と電気的に接続されていない金属層を有する。前記液体吐出ヘッドは、前記金属層と前記配線との間に第1保護膜を備える。
The present invention has been made to solve at least a part of the above-mentioned problems, and can be realized as the following form or application example.
[Form 1]
According to one embodiment of the present disclosure, one of a pressure chamber for accommodating a liquid, a diaphragm constituting the wall surface of the pressure chamber, a nozzle for discharging the liquid contained in the pressure chamber, and the diaphragm. A liquid discharge head comprising a piezoelectric element disposed on the side is provided. In this liquid discharge head, the piezoelectric element is arranged between the piezoelectric layer that is deformed by applying a voltage, the vibrating plate, and the piezoelectric layer on one surface of the piezoelectric layer. It includes one electrode and a second electrode arranged on the other surface of the piezoelectric layer. The liquid discharge head is connected to the second electrode and includes wiring extended along the plane direction of the piezoelectric layer. The liquid discharge head is a region between the wiring and the diaphragm, and the wiring does not overlap with either the second electrode or the piezoelectric layer in a direction perpendicular to the surface direction of the second electrode. The first region has a metal layer that is not electrically connected to the first electrode. The liquid discharge head includes a first protective film between the metal layer and the wiring.
(1)本開示の一形態によれば、液体を収容する圧力室と、前記圧力室の壁面を構成する振動板と、前記圧力室に収容されていた液体を吐出するノズルと、前記振動板の一方の側に配置された圧電素子と、を備える液体吐出ヘッドが提供される。前記圧電素子は:電圧を印加されて変形する圧電体層と;前記振動板と前記圧電体層との間であって前記圧電体層の一方の面に配置された第1電極と;前記圧電体層の他方の面に配置された第2電極と;を備える。前記液体吐出ヘッドは:前記第2電極と接続され、前記圧電体層の面方向に沿って延伸された配線を備え;前記配線と前記振動板との間の領域であって、前記第2電極の面方向と垂直な向きにおいて前記配線が前記第2電極または前記圧電体層のいずれとも重ならない第1領域には、前記第1電極と同電位となる金属層を有しない。
このような形態においては、配線を介して第2電極に電圧を印加する際に、第1電極と同電位の金属と配線とが短絡する不具合を回避でき、圧電素子を安定して駆動することができる。
(1) According to one embodiment of the present disclosure, a pressure chamber for accommodating a liquid, a diaphragm constituting the wall surface of the pressure chamber, a nozzle for discharging the liquid contained in the pressure chamber, and the diaphragm. A liquid discharge head comprising a piezoelectric element disposed on one side is provided. The piezoelectric element is: a piezoelectric layer that is deformed by applying a voltage; and a first electrode that is located between the vibrating plate and the piezoelectric layer and is arranged on one surface of the piezoelectric layer; the piezoelectric. It comprises a second electrode located on the other surface of the body layer; The liquid discharge head: comprises a wiring connected to the second electrode and stretched along the plane direction of the piezoelectric layer; a region between the wiring and the vibrating plate, the second electrode. In the first region where the wiring does not overlap with either the second electrode or the piezoelectric layer in the direction perpendicular to the plane direction of the above, there is no metal layer having the same potential as the first electrode.
In such a form, when a voltage is applied to the second electrode via the wiring, it is possible to avoid a problem that the metal having the same potential as the first electrode and the wiring are short-circuited, and the piezoelectric element is stably driven. Can be done.
(2)上記形態の液体吐出ヘッドであって、前記第1領域に、金属層を有しない、態様とすることもできる。
このような形態においては、第2電極に接続された配線と振動板との間の領域である第1領域に、その電位によらず金属層が配置されないため、配線が短絡する不具合を回避でき、圧電素子を安定して駆動することができる。
(2) The liquid discharge head of the above-described embodiment may have an embodiment in which the first region does not have a metal layer.
In such a form, since the metal layer is not arranged in the first region, which is the region between the wiring connected to the second electrode and the diaphragm, regardless of the potential, it is possible to avoid a problem that the wiring is short-circuited. , The piezoelectric element can be driven stably.
(3)上記形態の液体吐出ヘッドであって:前記第1領域に、前記第1電極と同じ材料で構成される金属層であって、前記第1電極と電気的に接続されていない金属層を有する、態様とすることもできる。
このような形態においては、第2電極に接続された配線と振動板との間の領域である第1領域に備えられた金属層は、第1電極と電気的に接続されていない。従って、配線が短絡する不具合を回避でき、圧電素子を安定して駆動することができる。
(3) The liquid discharge head of the above embodiment: A metal layer having the same material as the first electrode in the first region and not electrically connected to the first electrode. It can also be an embodiment having the above.
In such a form, the metal layer provided in the first region, which is the region between the wiring connected to the second electrode and the diaphragm, is not electrically connected to the first electrode. Therefore, it is possible to avoid a problem that the wiring is short-circuited, and it is possible to stably drive the piezoelectric element.
(4)本開示の他の形態によれば、上記形態の液体吐出ヘッドを備える、液体吐出装置が提供される。 (4) According to another aspect of the present disclosure, a liquid discharge device including the liquid discharge head of the above-mentioned form is provided.
(5)本開示の他の形態によれば、振動板と、前記振動板の一方の側に配置された圧電素子と、を備える圧電デバイスが提供される。前記圧電素子は:電圧を印加されて変形する圧電体層と;前記振動板と前記圧電体層との間であって前記圧電体層の一方の面に配置された第1電極と;前記圧電体層の他方の面に配置された第2電極と、を備える。前記圧電デバイスは:前記第2電極と接続され、前記圧電体層の面方向に沿って延伸された配線を備え;前記配線と前記振動板との間の領域であって、前記第2電極の面方向と垂直な向きにおいて前記配線が前記第2電極または前記圧電体層のいずれとも重ならない第1領域には、前記第1電極と同電位となる金属層を有しない。 (5) According to another embodiment of the present disclosure, a piezoelectric device including a diaphragm and a piezoelectric element arranged on one side of the diaphragm is provided. The piezoelectric element is: a piezoelectric layer that is deformed by applying a voltage; and a first electrode that is located between the vibrating plate and the piezoelectric layer and is arranged on one surface of the piezoelectric layer; the piezoelectric. It comprises a second electrode disposed on the other surface of the body layer. The piezoelectric device is: a region connected to the second electrode and extended along the plane direction of the piezoelectric layer; a region between the wiring and the vibrating plate of the second electrode. The first region where the wiring does not overlap with either the second electrode or the piezoelectric layer in the direction perpendicular to the plane direction does not have a metal layer having the same potential as the first electrode.
(6)本開示の他の形態によれば、液体を収容する圧力室と、前記圧力室の壁面を構成する振動板と、前記圧力室に収容されていた液体を吐出するノズルと、前記振動板のうち前記圧力室とは逆側に配置された圧電素子と、を備える液体吐出ヘッドが提供される。この液体吐出ヘッドの前記圧電素子は:電圧を印加されて変形する圧電体層と;前記振動板と前記圧電体層との間であって前記圧電体層の一方の面に配置された第1電極と;前記圧電体層の他方の面に配置された第2電極と、を備える。前記液体吐出ヘッドは:前記第2電極と接続され、前記圧電体層の面方向に沿って延伸された配線を備える。前記第2電極と前記振動板との間の領域であって、前記第2電極のうち前記配線が延伸する方向側の端部と前記振動板との間の領域である第2領域は、前記圧電体層を含む絶縁部で構成される。
この形態の液体吐出ヘッドによれば、配線を介して第2電極に電圧を印加する際に、第1電極と配線とが短絡する不具合を回避でき、圧電素子を安定して駆動することができる。
(6) According to another embodiment of the present disclosure, a pressure chamber containing a liquid, a diaphragm constituting the wall surface of the pressure chamber, a nozzle for discharging the liquid contained in the pressure chamber, and the vibration. A liquid discharge head including a piezoelectric element arranged on the opposite side of the plate to the pressure chamber is provided. The piezoelectric element of the liquid discharge head is: a piezoelectric layer that is deformed by applying a voltage; a first portion between the vibrating plate and the piezoelectric layer and arranged on one surface of the piezoelectric layer. It comprises an electrode; a second electrode disposed on the other surface of the piezoelectric layer. The liquid discharge head: is connected to the second electrode and includes wiring extending along the plane direction of the piezoelectric layer. The second region, which is a region between the second electrode and the diaphragm and is a region between the end of the second electrode on the direction side in which the wiring extends and the diaphragm, is the region. It is composed of an insulating portion including a piezoelectric layer.
According to this form of the liquid discharge head, when a voltage is applied to the second electrode via the wiring, it is possible to avoid a problem that the first electrode and the wiring are short-circuited, and the piezoelectric element can be stably driven. ..
上述した本発明の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部または全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部または全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部または全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部または全部を達成するために、上述した本発明の一形態に含まれる技術的特徴の一部または全部を上述した本発明の他の形態に含まれる技術的特徴の一部または全部と組み合わせて、本発明の独立した一形態とすることも可能である。 The plurality of components of each embodiment of the invention described above are not all essential, and may be used to solve some or all of the above-mentioned problems, or part or all of the effects described herein. In order to achieve the above, it is possible to change, delete, replace a part of the plurality of components with new other components, and partially delete the limited contents, as appropriate. Further, in order to solve a part or all of the above-mentioned problems, or to achieve a part or all of the effects described in the present specification, the technical features included in the above-mentioned embodiment of the present invention. It is also possible to combine some or all with some or all of the technical features contained in the other embodiments of the invention described above to form an independent embodiment of the invention.
本発明は、液体吐出ヘッド、液体吐出装置、圧電デバイス以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、それらの装置の製造方法や制御方法、その制御方法を実現するコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。 The present invention can also be realized in various forms other than the liquid discharge head, the liquid discharge device, and the piezoelectric device. For example, it can be realized in the form of a manufacturing method and a control method of those devices, a computer program for realizing the control method, a non-temporary recording medium on which the computer program is recorded, and the like.
A.第1実施形態:
図1は、第1実施形態の液体吐出ヘッドを搭載した液体吐出装置100を示す説明図である。なお、図1には、X方向の一方の方向を「X1方向」、X1方向とは逆の方向を「X2方向」とし、X方向と直交するY方向の一方の方向を「Y1方向」、Y1方向とは逆の方向を「Y2方向」とした矢印が表記されている。このX方向とY方向とで構成される平面を「XY平面」とする。また、図1には示されていないが、XY平面に直交するZ方向の一方の方向を「Z1方向」、逆の方向を「Z2方向」とする。また、X方向とZ方向とで構成される平面を「XZ平面」、Y方向とZ方向とで構成される平面を「YZ平面」とする。以下、各矢印を各図にも示す。
A. First Embodiment:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a
液体吐出装置100は、制御ユニット20と、搬送機構22と、移動機構24と、液体吐出ヘッド26と、を備える。また、液体吐出装置100は、インクを収容する液体容器14を取付けられ、媒体12をセットされることができる。液体吐出装置100は、液体容器14から供給される液体のインクを媒体12に吐出するインクジェット方式の印刷装置である。
The
制御ユニット20は、例えばCPU、ROM、RAMを備えるコンピューターによって構成されている。制御ユニット20は、搬送機構22と、移動機構24と、液体吐出ヘッド26を制御する。
The
移動機構24は、輪状のベルト244と、キャリッジ242と、を備える。キャリッジ242は、ベルト244に固定され、液体吐出ヘッド26を収容している。移動機構24は、輪状のベルト244を双方向に回転させることにより、キャリッジ242に収容された液体吐出ヘッド26をX方向に沿って往復させる。
The moving
液体吐出ヘッド26には、液体を吐出するための複数のノズルNzが備えられている。ノズルNzの構成については後述する。液体吐出ヘッド26は、制御ユニット20によって制御され、液体容器14から供給されたインクを、この複数のノズルNzから媒体12に吐出する。
The
搬送機構22は、移動機構24による液体吐出ヘッド26のX方向における複数回の移動の間に、媒体12をY方向に沿って搬送する。X方向とY方向とで張られる仮想面に向かって吐出されたインクによって、媒体12上に、画像が形成される。
The
制御ユニット20は、搬送機構22の制御によるY方向に対する媒体12の移動と、ベルト244の制御によるX方向に対するキャリッジ242の移動と、液体吐出ヘッド26のインクの吐出とを制御して、媒体12上に予め定められた画像を形成する。
The
図2は、液体吐出ヘッド26の分解斜視図である。液体吐出ヘッド26は、流路基板32と、圧力室基板34と、振動板36と、筐体部42と、封止体44と、ノズル板46と、吸振体48と、を有する。
FIG. 2 is an exploded perspective view of the
図3は、液体吐出ヘッド26を構成する各部材が接合された状態における液体吐出ヘッド26の断面図である。具体的には、図3は、図2の液体吐出ヘッド26のIII-III線におけるXZ平面と平行な断面図である。以下、液体吐出ヘッド26の構成について、図2とともに図3を参照して説明する。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
ノズル板46は、Y方向に長尺な略長方形の形状を有する板状の部材である。ノズル板46は、流路基板32のZ1側の面上に備えられている。具体的には、ノズル板46は、流路基板32の一部の領域であって、後述する連通流路326が設けられている領域を覆うように、備えられている。ノズル板46には、Y方向に配列される複数のノズルNzが形成されている。ノズルNzは、インクが吐出されるための貫通孔である。
The
流路基板32は、Y方向に長尺な略長方形の形状を有する板状の部材である。流路基板32は、開口部322と、供給流路324と、連通流路326と、中継流路328と、を備える。なお、中継流路328は、流路基板32のZ1側の面に設けられているため、図2には表されていない。
The
開口部322は、流路基板32において、Z方向に伸びる一つの貫通孔である。開口部322は、Y方向に長尺な形状を有する開口である。
The
連通流路326は、流路基板32において、Z方向に伸びる貫通孔である。複数の連通流路326は、Y方向に沿って流路基板32の面上に配列されている。連通流路326の数とノズルNzの数は一致する。連通流路326のZ1側の外形の大きさは、ノズルNzのZ2側の外形の大きさよりも大きい。ノズルNzと連通流路326とは、流路基板32とノズル板46の接合によって接続される(図3参照)。各ノズルNzから吐出されるインクは、対応する連通流路326内を通る。
The
供給流路324は、流路基板32において、Z方向に伸びる複数の貫通孔である。複数の供給流路324は、Y方向に沿って流路基板32の面上に配列されている。各供給流路324は、共通の開口部322と、各供給流路324が接続されている連通流路326と、の間に設けられている。一つの供給流路324は、後述する圧力室Chおよび上述の連通流路326を介して、一つのノズルNzに接続される。供給流路324の数とノズルNzの数は一致する。各ノズルNzから吐出されるインクは、対応する供給流路324内を通る(図3参照)。
The
中継流路328は、流路基板32のZ1側の面に備えられた凹部である(図2において図示しない)。中継流路328は、流路基板32のZ1側の面において、開口部322と、複数の供給流路324とを、接続している。液体吐出ヘッド26が備える各ノズルNzから吐出されるインクは、中継流路328を通る(図3参照)。
The
圧力室基板34は、Y方向に長尺な略長方形の形状を有する板状の部材である。圧力室基板34は、流路基板32のZ2側の面上に備えられている。具体的には、圧力室基板34は、流路基板32の一部の領域であって、供給流路324および連通流路326が設けられている領域を覆うように、備えられている。圧力室基板34には、複数の開口部342が設けられている。
The
開口部342は、圧力室基板34において、Z方向に伸びる複数の貫通孔である。開口部342は、X方向に長尺な形状を有する開口である。複数の開口部342は、Y方向に沿って流路基板32の面上に配列されている。開口部342の数とノズルNzの数は一致する。開口部342は、流路基板32においてX方向に並んで配される一組の供給流路324と連通流路326と、Z方向に投影したときに重なる位置に、配されている。開口部342は、インクを収容し、液体吐出ヘッド26内の流路中のインクに圧力を加える圧力室Chとして機能する(図3参照)。
The
吸振体48は、Y方向に長尺な略長方形の形状を有する板状の部材である。吸振体48は、流路基板32のZ1側の面上に備えられている。具体的には、吸振体48は、流路基板32の一部の領域であって、開口部322と、中継流路328と、供給流路324とが設けられている領域を覆うように、備えられている。吸振体48は、開口部322と、中継流路328と、供給流路324とのZ1側を塞ぐ内壁として機能する(図3参照)。また、吸振体48は、可撓性を有することによって弾性変形が可能なシート状の部材によって構成される。吸振体48は、開口部322、中継流路328および供給流路324の内部のインクを圧力に応じて弾性変形し、圧力変化を緩和するように構成されている。
The
振動板36は、圧力室基板34の外形と一致する外形形状を有する板状の部材である。振動板36は、圧力室基板34のZ2側の面上に備えられる。振動板36は、圧力室基板34の開口部342のZ2側の開口を塞ぐ壁面として機能する(図3参照)。振動板36は、圧電アクチュエーター38によって弾性変形されることができる。
The
振動板36は、第1膜361と、第2膜362と、を備える(図3参照)。第1膜361は、圧力室基板34のZ2側の面上に備えられる。第2膜362は、第1膜361を挟んで、圧力室基板34とは反対側の第1膜361の面上に備えられる。第1膜361は、酸化シリコン(SiO2)等の弾性材料で形成される弾性膜である。第2膜362は、酸化ジルコニウム(ZrO2)等の絶縁材料で形成される絶縁膜である。
The
圧電アクチュエーター38は、振動板36のZ2側の面上において、Y方向に沿って配列されている。一つの圧電アクチュエーター38は、振動板36を挟んで、圧力室基板34の一つの開口部342と重なる位置に配されている。圧電アクチュエーター38は、密着層(図示しない)を介して振動板36に接合される。圧電アクチュエーター38の数とノズルNzの数は一致する。
The
配線基板50は、振動板36のZ2側の面上に接続されている実装部品である(図3参照)。配線基板50には、制御ユニット20(図1参照)および電源回路(図1から図3において図示しない)と液体吐出ヘッド26とを電気的に接続するための複数の配線が形成されている。配線基板50は、圧電アクチュエーター38を駆動するための駆動信号を各圧電アクチュエーター38に供給する。配線基板50は、例えばFPC(Flexible Printed Circuit)やFFC(Flexible Flat Cable)等の可撓性を有する基板を採用できる。なお、配線基板50は、技術の理解を容易にするため、図2において省略されている。
The
封止体44は、振動板36および圧電アクチュエーター38に対してZ2側に配されている。具体的には、封止体44は、振動板36の一部の領域であって、圧電アクチュエーター38が備えられた領域を覆うように、接合される。封止体44は、Y方向に長尺な略長方形の形状を有する部材である。封止体44は、Z1側の面が開口され、一つの凹部を備えている。この凹部の内側に圧電アクチュエーター38が収容されるように、封止体44と振動板36とが接合される(図3参照)。封止体44は、圧電アクチュエーター38を保護すると共に、圧力室基板34および振動板36との機械的な強度を補強する機能を奏する。
The sealing
筐体部42は、流路基板32に対してZ2側に配されている。具体的には、筐体部42は、流路基板32の一部の領域であって、開口部322が備えられた領域を覆うように接合される。筐体部42は、Y方向に長尺な略長方形の形状を有する部材である。筐体部42は、Z1側の面が開口され、一つの凹部を備えている。筐体部42は、収容部422と、導入口424と、を備える。
The
収容部422は、筐体部42の凹部によって形成される筐体部42の内側の空隙である(図3参照)。収容部422のZ1側の開口の外形は、流路基板32に設けられた開口部322のZ2側の開口の外形と略同一である。筐体部42は、流路基板32のZ2方向における面の一部と接合される。このとき、収容部422の外形と開口部322の外形とが一致するように、筐体部42と流路基板32とが接合される(図3参照)。流路基板32に備えられた開口部322と、筐体部42に備えられた収容部422とによって、一つの空間が構成される。この空間を、液体貯留室Rsとも呼ぶ。なお、収容部422は、筐体部42のZ1側の面に設けられているため、図2には表されていない。
The
導入口424は、筐体部42において、Z方向に伸びる貫通孔であり、収容部422と接続されている(図3参照)。導入口424は、筐体部42のZ2側における面の略中央に備えられている。液体容器14から液体吐出ヘッド26に供給されたインクは、導入口424を通過して液体貯留室Rsに貯留される。
The
液体貯留室Rsに貯留されたインクは、中継流路328を通過し各供給流路324に分岐して、各圧力室Ch(開口部342)に並列に供給される。各圧電アクチュエーター38は、配線基板50を介して電圧を印加されて変形し、各開口部342(すなわち各圧力室Ch)の内壁を構成している振動板36を変形させる。その結果、圧力室Chが変形されて、圧力室Ch内のインクに圧力が加えられる。この圧力によって、圧力室Chに充填されたインクが押し出され、連通流路326を通過してノズルNzから吐出される(図3参照)。
The ink stored in the liquid storage chambers Rs passes through the
図4は、Z方向に液体吐出ヘッド26を透視した場合の圧力室Chと、圧電アクチュエーター38と、配線56との配置を示す平面図である。図4の奥(Z1方向)側に位置しており、図中の手前(Z2方向)側に位置する部材によって視認することができない部材も、図4においては図示されている。図4において、振動板36上に備えられる複数の圧電アクチュエーター38(図4において3個)の周辺の構成が示されている。
FIG. 4 is a plan view showing the arrangement of the pressure chamber Ch, the
図5は、図4のV-V線における断面図である。具体的には、圧電アクチュエーター38の短手方向における略中央部を含む、XZ平面における断面図である。以下、図4とともに図5を用いて、圧電アクチュエーター38の構成を説明する。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. Specifically, it is a cross-sectional view in an XZ plane including a substantially central portion in the lateral direction of the
圧電アクチュエーター38は、圧電素子Peと、第1保護膜54と、第2保護膜55と、配線56とを備える(図5参照)。圧電素子Peは、第1電極51と、圧電体層52と、第2電極53とを備える。なお、技術の理解を容易にするため、図4において第1保護膜54および第2保護膜55は図示されていない。
The
第1電極51は、厚さが略均一な一つの導電層である。第1電極51は、振動板36のうち第2膜362のZ2側の面上に備えられている(図5参照)。第1電極51は、Y方向に配列される複数の圧電素子Peによって共有される、いわゆる共通電極である。第1電極51のX1方向における端部Ea1は、第2電極53のX1方向における端部Ec1よりもX2側となるように形成されている。また、第1電極51のX2方向における端部Ea2は、第2電極53のX2方向における端部Ec2よりもX1側となるように形成されている。第1電極51には、配線基板50に設けられた回路から基準電圧Vbsを供給される。なお、本明細書において、圧電体層52の変形によって変形する機能が、各圧電アクチュエーター38によって個別に奏されることから、液体吐出ヘッド26は、「複数の圧電アクチュエーター38」を備えるものとして、記述する。
The
圧電体層52は、第1電極51のZ2側の面上と、第1電極51を有しない振動板36のZ2側における面上とに形成される、厚さが略均一の層である。圧電体層52は、第1電極51の外形を覆うようにして形成される(図5参照)。圧電体層52は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の圧電材料がスパッタリングによって成膜されて、フォトリソグラフィにより選択的に除去されることによって形成される。圧電体層52のX1方向における端部Eb1は、圧力室ChのX1方向における端部c1よりもX2側に形成される。圧電体層52のX2方向における端部Eb2は、圧力室ChのX2方向における端部c2よりもX1側に形成される。また、圧電体層52のY1方向における端部は、圧力室ChのY1方向における端部よりもY2側に形成される。圧電体層52のY2方向における端部は、圧力室ChのY2方向における端部c2よりもY1側に形成される。すなわち、圧電体層52のXY平面視における外形が、圧力室ChのXY平面視におけるZ2方向の上端の外形よりも内側になるように、圧電体層52が形成される。圧電体層52は、第1電極51と第2電極53とから電圧を印加されて、Z1方向に変形する。
The
第2電極53は、圧電体層52のZ2側の面上に形成される、厚さが略均一の導電層である(図5参照)。第2電極53は、圧電アクチュエーター38ごとに個別に形成される、いわゆる個別電極である。第2電極53は、例えば、白金やイリジウムといった導電材料がスパッタリングによって成膜されて、フォトリソグラフィにより選択的に除去されることによって形成される。第2電極53のX1方向における端部Ec1は、圧電体層52のX1方向における端部Eb1よりもX2側に形成される。第2電極53のX2方向における端部Ec2は、圧電体層52のX2方向における端部Eb2よりもX1側に形成される。また、第2電極53のY1方向における端部は、圧電体層52のY1方向における端部よりもY2側に形成される。第2電極53のY2方向における端部は、圧電体層52のY2方向における端部よりもY1側に形成される。すなわち、第2電極53のXY平面視における外形が、圧電体層52のXY平面視における外形よりも内側になるようにして、第2電極53が形成される。
The
第1保護膜54は、振動板36と振動板36上に形成された複数の圧電素子PeとにおけるZ2側の表面を覆う絶縁性を有する膜である(図5参照)。第1保護膜54には、配線56と第2電極53のX2側の端部近傍とが電気的に接続するための貫通孔であるコンタクトホールH1が形成されている。第1保護膜54には、例えば酸化珪素(SiOX)または窒化珪素(SiNX)等の絶縁材料が用いられる。第1保護膜54は、この絶縁性によって、配線56と、第1電極51および圧電体層52と、を絶縁する機能を有し、配線56が第2電極53以外の材料と電気的に短絡することを抑制する機能を奏する。
The first
配線56は、第1保護膜54のZ2側における面上に形成された導電性を有する層である。具体的には、配線56は、第1保護膜54のZ2側における面上を圧電体層52の面方向に沿ってX2方向に延伸して、形成される。配線56のX2側の端部Ee2は、配線基板50の配線と電気的に接続される。また、配線56は、コンタクトホールH1を介して第2電極53と接続される。これにより、配線基板50に供給された駆動信号Vdrは、配線56を介して第2電極53に供給される。
The
第2保護膜55は、第1保護膜54および配線56のZ2側の表面上に形成された耐湿性を有する層である。第2保護膜55は、外気中に含まれる酸素や水分による酸化や腐食から圧電アクチュエーター38を保護する機能を備える。
The second
図6は、圧電アクチュエーター38の一部(図5における一点鎖線で表された範囲Ar)の構成を模式的に示す断面図である。なお、図6において、技術の理解を容易にするため、各部材は、ブロック形状を用いて模式的に図示されている。 FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a part of the piezoelectric actuator 38 (range Ar represented by the alternate long and short dash line in FIG. 5). In addition, in FIG. 6, in order to facilitate understanding of the technique, each member is schematically illustrated using a block shape.
上述した通り、振動板36のZ2側には、圧電素子Peの第1電極51と、圧電体層52と、第2電極53とが、その順に配されている。すなわち、第1電極51は、振動板36と圧電体層52との間に位置し、圧電体層52のZ1側の面に配置される。第2電極53は、圧電体層52のZ2側の面に配置される。
As described above, on the Z2 side of the
本実施形態の液体吐出ヘッド26においては、各圧電アクチュエーター38に第1保護膜54と、第2保護膜55とが備えられている。図6において、第1保護膜54は、第2電極53と配線56とが連通するコンタクトホールH1を除いて、圧電体層52と、第2電極53とを覆うように構成されている。第2保護膜55は、第1保護膜54上に形成される配線56を覆うように形成される。
In the
上述した通り、第1電極51には基準電圧Vbsが印加され、第2電極53には配線56を介して駆動信号Vdrが供給される。これにより、第1電極51と第2電極53との間に電位差が生じて圧電体層52が変形する。この変形によって、圧電アクチュエーター38において、第1電極51が設けられている部分は、圧力室Chを変形させる際に、Z1方向に凸となる形状に変形する。例えば、この圧電アクチュエーター38の変形によって第1保護膜54にクラックが生じることがある。このクラックにより、第1保護膜54の絶縁性の欠落する部分が生じる。
As described above, the reference voltage Vbs is applied to the
配線56のZ1側と、振動板36のZ2側とで挟まれる領域(以下、「領域A10」とも呼ぶ)において、電気的に接続されることによって第1電極51と同電位となる金属層が存在すると、例えば、以下の問題が生ずる。
In the region sandwiched between the Z1 side of the
電気的に接続されることによって第1電極51と同電位となった金属層は、第1保護膜54に生じたクラックを介して、金属層のZ2側にある配線56と、電気的に接続される。すなわち、この金属層と配線56との間で電気的に短絡するという不具合が生じる。この不具合が生じると、圧電素子は正常に駆動できなくなる。
The metal layer having the same potential as the
第1保護膜54にクラックが発生し、第1電極51のX2側の端部が、圧電体層52のX2側の端部よりもX2側に存在すると、第1電極51と配線56との間で、上記の不具合が発生する虞がある。また、第1保護膜54にクラックが発生し、第1電極51のX2側の端部が、第2電極53のX2側の端部よりもX2側に存在している場合にも、第1電極51と配線56との間で、上記の不具合が発生する虞がある。
When a crack occurs in the first
以上から、配線56のZ1側の面と、振動板36のZ2側の面とで挟まれる領域A10のうち、XY平面視において配線56が第2電極53と圧電体層52のいずれとも重ならない領域(以下、「第1領域A1」とも呼ぶ)に、第1電極51と同電位となる金属層が配置されることによって、第1電極51と配線56とが電気的に短絡する不具合が、発生する虞がある。
From the above, in the region A10 sandwiched between the Z1 side surface of the
本実施形態において、第1領域A1には、金属層が備えられていない。従って、駆動信号Vdrが供給され配線56に電流の供給がされても、第1領域A1と配線56との間で、配線56が電気的に短絡する不具合は生じない。また、この不具合が生じないことによって、配線56と振動板36との間に形成される第1保護膜54において、絶縁性の機能を備える必要がなくなる。従って、第1保護膜54の材料を選択できる範囲が、絶縁性の機能を有しない材料の範囲にまで拡大されることができる。
In the present embodiment, the first region A1 is not provided with a metal layer. Therefore, even if the drive signal Vdr is supplied and the current is supplied to the
B.第2実施形態:
図7は、第2実施形態である圧電アクチュエーター38bの構成を表す断面図である。配線56のZ1側の面と、振動板36のZ2側の面とで挟まれる領域を領域A10bとする。また、領域A10bのうち、XY平面視において配線56が第2電極53と圧電体層52のいずれとも重ならない領域を第1領域A1bとする。第2実施形態の圧電アクチュエーター38bには、第1領域A1bに金属層60が備えられている。第2実施形態の他の点は、第1実施形態と同じである。なお、図7において、技術の理解を容易にするため、各部材はブロック形状を用いて模式的に図示されている。
B. Second embodiment:
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the
金属層60は、第1電極51と同じ金属材料によって構成されている厚さが略均一の層である。第1電極51のX2側の端部と、金属層60のX1側の端部との間には、第1電極51の外形を覆うようにして形成された圧電体層52が存在する。すなわち、金属層60は、絶縁体である圧電体層52によって第1電極51とは接触せず、第1電極51とは電気的に接続されないように形成されている。このような形態としても、金属層60と第1電極51とは電気的に接続されていないため、配線56に駆動信号Vdrが供給されても、配線56が電気的に短絡する不具合は生じない。
The
また、第1電極51の材料となる金属層を、金属層60を含む領域まで形成した後、予め定められた領域を例えばエッチングによって選択的に除去することによって、第1電極51と、第1電極51と絶縁される金属層60とが形成されることができる。この予め定められた領域とは、例えば、図中において第1電極51のX2方向における端部から、金属層60のX1方向における端部までの領域(以下、「領域A2b」とも呼ぶ)である。なお、この領域A2bは、Y方向(図7において奥行きと平行する方向)に沿って形成される。金属層60は、Y方向においても第1電極51のいずれの部分とも接することはなく、Y方向に配列される各圧電アクチュエーター38bにおいて同じ構成で形成される。第1保護膜54の材料には、第1電極51との密着性が考慮された既存の材料が適用されることができる。
Further, the
C.第3実施形態:
図8は、Z方向に液体吐出ヘッド26を透視した場合の圧力室Chと、第3実施形態の圧電アクチュエーター38cと、配線56との配置を示す平面図である。図8の手前(Z2方向)側に位置する部材によって視認することができない部材も、図8においては図示されている。第3実施形態の圧電アクチュエーター38cは、第1実施形態の第2電極53よりもX方向に沿って延伸された第2電極53cを備える。第3実施形態の圧電アクチュエーター38cのその他の構成は、第1実施形態の圧電アクチュエーター38の構成と同じである。
C. Third embodiment:
FIG. 8 is a plan view showing the arrangement of the pressure chamber Ch, the
図9は、圧電アクチュエーター38cの範囲Arでの構成を模式的に示す断面図である。なお、図9において、技術の理解を容易にするため、各部材は、ブロック形状を用いて模式的に図示されている。図9には、後述する第2領域A2が模式的に例示されている。
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the
第2領域A2は、第2電極53cと振動板36との間の領域であって、第2電極53cのうち配線56が延伸する方向側(図中においてX2方向側)の端部と振動板36との間の領域である。圧電アクチュエーター38cの第2領域A2は、圧電体層52を含む絶縁材料からなる絶縁部で構成される。本実施形態において、この絶縁部は、圧電体層52のみによって構成される。すなわち、圧電体層52は、第2領域A2において第1電極51のX2方向側の端部を覆うように構成される。
The second region A2 is a region between the
なお、本明細書において、第2電極53cにおける「X2方向側の端部」とは、第2電極53cのX2方向側の端部である円弧状の部分を指し(図8参照)、Y方向に配列される各圧電アクチュエーター38cにおいて同じ構成で形成される。また、「第2電極53cの端部と振動板36との間の領域」とは、第2電極53cのうち圧電体層52を備える側の面の端部と、振動板36とを結ぶ線を含み、所定の幅を有する領域のことを表す。
In the present specification, the "end on the X2 direction side" of the
これにより、第1電極51は、絶縁部である圧電体層52によって、配線56との電気的な接続を抑制されることができる。従って、このような形態としても、配線56を介して第2電極53cに電圧を印加する際に、第1電極51と配線56とが短絡する不具合を回避できる。
As a result, the
D.第4実施形態:
図10は、第4実施形態における圧電デバイスの一種である超音波センサー90を備える超音波診断装置81の構成を示す図である。上記各実施形態においては、圧力室Chが変形することでノズルNzから液体の一種であるインクを吐出させる構成を例示したが、これには限られず、本実施形態における超音波センサー90のように、測定対象の振動(変位)等を検出するセンサーにも本発明を適用することができる。このため、本開示における圧力室Chは、液体が流通するものには限られない。
D. Fourth Embodiment:
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of an ultrasonic
図10に示される超音波診断装置81は、装置端末82と超音波プローブ83とを備える。装置端末82と超音波プローブ83とはケーブル84で相互に接続されている。装置端末82と超音波プローブ83とはケーブル84を通じて電気信号を送受する。超音波プローブ83は、本体部85と、この本体部85に着脱可能に取り付けられたプローブヘッド86と、を備えている。超音波センサー90は、プローブヘッド86に設けられている。超音波センサー90は、その表面(図11に示される面)から音波や超音波を測定対象に向けて発信するとともに、測定対象からの反射波を受信することにより、測定対象までの距離や測定対象の形状等の検知を行う。
The ultrasonic
図11は、本実施形態に係る超音波センサー90の一例を示す平面図である。本実施形態における超音波センサー90は、基体61に素子アレイ62が形成されて構成されている。素子アレイ62は、圧電素子Pe4の配列で構成されている。配列は複数行×複数列のマトリクス状に形成されている。圧電素子Pe4は、下部電極である第1電極51d、上部電極である第2電極53d、及び圧電体層52dで構成され、第2電極53dと第1電極51dとの間に圧電体層52dが挟み込まれている。各圧電素子Pe4は、一層の振動板36dの上に配置されている。本実施形態において、第1電極51dよりもZ1方向側(図11において奥行き方向側)には、振動板36dと、各圧電アクチュエーター38dの圧力室Ch(図11において図示しない)と、図示しない補強板とがこの順に備えられている。
FIG. 11 is a plan view showing an example of the
本実施形態において、第1電極51dが各圧電素子Pe4に共通の共通電極として機能し、第2電極53dが各圧電素子Pe4のそれぞれの個別電極として機能する。なお、第2電極53d及び第1電極51dの機能は入れ替えられてもよい。すなわち、マトリクス全体の圧電素子Pe4に上部電極が共通に設けられ、各圧電素子Pe4に下部電極が個別に設けられてもよい。また、素子アレイ62の配列は、例えば、隣り合う列の圧電素子Pe4の列方向の位置が互い違いとなるような構成を採用することもできる。この場合、偶数列の圧電素子Pe4群は、奇数列の圧電素子Pe4群に対して行ピッチの2分の1で列方向にずらされて配置される構成とすることができる。
In the present embodiment, the
基体61において、圧電素子Pe4の列方向(X方向)における一端側と他端側であって、素子アレイ62から外れた位置に、それぞれ第1端子アレイ68a及び第2端子アレイ68bが形成されている。各端子アレイ68a,68bは、それぞれ、行方向(Y方向)の両側に配置された1対の共通電極端子69と、両側の共通電極端子69の間に配置された複数の個別電極端子70とで構成されている。共通電極端子69は、圧電素子Pe4の第2電極53dに導通され、個別電極端子70は、圧電素子Pe4の第1電極51dにそれぞれ導通されている。各端子アレイ68a,68bには、一端が超音波診断装置81の図示しない制御回路と接続された図示しないフレキシブル配線基板が電気的に接続される。フレキシブル配線基板を通じて制御回路と超音波センサー90との間で、後述する駆動信号Vdr及び受信信号Vrの送受信が行われる。基体61のZ1方向側の面(以下、「裏面」とも呼ぶ)には、補強板(図示しない)が接着剤により接合され、各圧電素子Pe4の圧力室Chを閉じている。補強板には例えばシリコン基板が用いられることができる。
In the
超音波センサー90において、超音波を発信する発信期間(振動期間)には、制御回路が出力するが、個別電極端子70を介して各圧電素子Pe4の第1電極51dに供給(印加)される。また、超音波の反射波(エコー)を受信する受信期間(振動期間)には、圧電素子Pe4からの受信信号Vrが、第1電極51d及び個別電極端子70を介して出力される。また、共通電極端子69を介して各圧電素子Pe4の第2電極53dには、共通電圧VCOMが供給される。この共通電圧VCOMは一定の直流電圧である。駆動信号Vdrと共通電圧VCOMとの差の電圧が各圧電素子Pe4に印加されると、当該圧電素子Pe4からは所定の周波数の超音波が発信される。そして、各圧電素子Pe4からそれぞれ放射される超音波が合成されて、超音波センサー90の素子アレイ面から放射される超音波が形成される。この超音波は、測定対象(例えば人体の内部)に向けて発信される。また、超音波が発信された後、測定対象から反射されてきた反射波が圧電素子Pe4に入力されると、これに応じて当該圧電素子Pe4が検知用振動部として振動することにより起電力が生じる。この起電力は受信信号Vrとして制御回路に出力される。本実施形態において、検知用振動部として機能する圧電素子群は、音波の発信と反射波の受信とを、時間を異ならせて交互に行う。
In the
第2電極53dは、個別電極端子70から延伸された配線56dと接続される。すなわち、本実施形態において、各圧電アクチュエーター38dの第2電極53dは、X1側の端部およびX2側の端部のいずれも配線56dによって接続されている。本実施形態において、第2領域A2は、第2電極53dと振動板36との間の領域であって、第2電極53dのうち、配線56が延伸する方向側であるX1方向側の端部と振動板36dとの間の領域およびX2方向側の端部と振動板36dとの間の2つの領域である。各圧電アクチュエーター38dは、この2つの第2領域A2に絶縁部である圧電体層52dを備える。すなわち、圧電体層52dは、第2領域において第1電極51dのX1方向側の端部と、第1電極51dのX2方向側の端部とを覆うように構成される。従って、このような形態としても、配線56を介して第2電極53cに電圧を印加する際に、第1電極51と配線56とが短絡する不具合を回避できる。
The
E.他の形態:
E1.他の形態1:
(1)上記実施形態においては、第1領域A1に金属層を備えない態様、もしくは第1電極51と同じ材料で構成される金属層60であって、前記第1電極と電気的に接続されていない金属層60を、第1領域A1bに備えられている態様が示されている。すなわち、第1領域には、第2電極の電位とは異なる電位に、電位が制御されている金属層を備えない態様とすることができる。このような態様とすることにより、第2電極が、第2電極の電位と異なる電位を有する電極層を介して、他の回路と電気的に短絡する不具合を防止することが出来る。例えば、第1電極と接続されていることにより第1電極と同電位となる金属層、を備えない態様とすることができる。このように構成することにより、配線56に電流が供給されても、配線56が第1電極と電気的に短絡する不具合は生じない。
E. Other forms:
E1. Other form 1:
(1) In the above embodiment, the first region A1 is not provided with a metal layer, or the
(2)上記実施形態においては、圧電アクチュエーター38は、電圧を印加された際に圧力室Ch側に凸となる形状に変形し、電圧を印加されていない場合には、平板状となるように構成されている。しかし、圧電アクチュエーターは、電圧を印加された際に平板状となり、電圧を印加されていないときに、他の形状となる態様とすることもできる。すなわち、圧電アクチュエーターは、電圧の印加の有無により変形することができるものであればよい。そして、圧電アクチュエーターの変形は、曲げ変形であると歪み変形であるとを問わない。
(2) In the above embodiment, the
(3)上記実施形態においては、圧電体層52が、第1電極51の外形を覆うようにして形成されている。しかし、圧電体層は、例えば、第1電極51と圧電体層52と第2電極53とにおけるX2側の端部が略同一の位置となるように形成される等、第1電極51の外形を覆わないように形成されている態様とすることもできる。このとき、第1保護膜は、第1電極51、圧電体層52および第2電極53が保護されるように形成されることが好ましい。
(3) In the above embodiment, the
(4)上記各実施形態において、配線56が延伸する方向と略垂直な方向(図4,8においてY方向)における配線56の幅の長さは、圧電体層52のY方向における幅の長さよりも短い態様とすることもできる。このような態様であれば、第1電極51と配線56とが短絡する不具合の発生をより抑制することができる。
(4) In each of the above embodiments, the length of the width of the
E2.他の形態2:
(1)上記第2実施形態では、第1電極51のX2側の端部と、金属層60のX1側の端部との間に、第1電極51の外形を覆うようにして形成された圧電体層52が存在するが、金属層60のZ2側の面には圧電体層52は存在していない。しかし、金属層60のZ2側の面上に圧電体層が存在する態様とすることもできる。例えば、第1電極51と、金属層60とが形成された後に、第1電極51のZ2側と、金属層60のZ2側との面上に圧電体層を同時に形成することもできる。
E2. Other form 2:
(1) In the second embodiment, the
(2)上記第2実施形態では、金属層60は、第1電極51と同じ金属材料によって構成されている。しかし、金属層は、第1電極51とは異なる金属材料によって構成されていてもよい。ただし、本明細書に開示された技術は、第1電極を構成する素材と金属層を構成する素材とが同一である場合に、特に有効である。
(2) In the second embodiment, the
E3.他の形態3:
(1)上記実施形態においては、液体吐出ヘッド26と液体容器14とは所定のインク流路で接続されており、液体容器14は、移動機構24によって搬送されるわけではない。しかし、液体吐出ヘッドと液体容器とを一体で形成して、移動機構によって移動される態様とすることもできる。本明細書で開示する技術は、そのような液体吐出ヘッドと液体容器が相互に固定された液体吐出ヘッドユニットに、適用することもできる。
E3. Other form 3:
(1) In the above embodiment, the
(2)上記実施形態において、第2領域A2の絶縁部は、圧電体層52のみによって構成される。しかし、第2領域は、圧電体層のみの構成には限定されない。例えば、絶縁部は、圧電体層を含み、更に、第1保護膜のような絶縁性を有する膜や、他の絶縁材料を含んでもよい。
(2) In the above embodiment, the insulating portion of the second region A2 is composed of only the
E4.他の形態4:
上記実施形態においては、本明細書で開示する技術を、液体吐出ヘッド26および液体吐出装置100を例に説明した。しかし、本明細書で開示する技術は、液体吐出ヘッド、液体吐出装置に限らず、平板状に構成された圧電素子に対して、電極が配されている平板の一方の面に配線が接続される様々な圧電デバイスに、適用することができる。
E4. Other form 4:
In the above embodiment, the technique disclosed in the present specification has been described by taking the
例えば、本明細書で開示する技術は、圧電素子を振動させて超音波を発生させる超音波振動子に適用することができる。また、本明細書で開示する技術は、圧電素子を動かすことにより液体を送る送液ポンプに適用することができる。本明細書で開示する技術は、圧電素子による振動によってローターを回転させるMEMSモーターに適用することができる。さらに、本明細書で開示する技術は、環境圧力によって圧電素子が変形して信号を送信する気圧センサーに適用することもできる。 For example, the technique disclosed herein can be applied to an ultrasonic transducer that vibrates a piezoelectric element to generate ultrasonic waves. In addition, the technique disclosed herein can be applied to a liquid feed pump that feeds a liquid by moving a piezoelectric element. The techniques disclosed herein can be applied to MEMS motors that rotate a rotor by vibration from a piezoelectric element. Further, the technique disclosed herein can also be applied to a barometric pressure sensor in which a piezoelectric element is deformed by environmental pressure to transmit a signal.
E5.その他:
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
E5. others:
The present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be realized by various configurations within a range not deviating from the gist thereof. For example, the technical features in the embodiments corresponding to the technical features in each embodiment described in the column of the outline of the invention are for solving a part or all of the above-mentioned problems, or one of the above-mentioned effects. It is possible to replace or combine as appropriate to achieve the part or all. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be appropriately deleted.
12…媒体、14…液体容器、20…制御ユニット、22…搬送機構、24…移動機構、26…液体吐出ヘッド、32…流路基板、34…圧力室基板、36…振動板、36d…振動板、38…圧電アクチュエーター、38b…圧電アクチュエーター、38c…圧電アクチュエーター、38d…圧電アクチュエーター、42…筐体部、44…封止体、46…ノズル板、48…吸振体、50…配線基板、51…第1電極、51d…第1電極、52…圧電体層、52d…圧電体層、53…第2電極、53c…第2電極、53d…第2電極、54…第1保護膜、55…第2保護膜、56…配線、56d…配線、60…金属層、61…基体、62…素子アレイ、68a…端子アレイ、68b…第2端子アレイ、69…共通電極端子、70…個別電極端子、81…超音波診断装置、82…装置端末、83…超音波プローブ、84…ケーブル、85…本体部、86…プローブヘッド、90…超音波センサー、100…液体吐出装置、242…キャリッジ、244…ベルト、322…開口部、324…供給流路、326…連通流路、328…中継流路、342…開口部、361…第1膜、362…第2膜、422…収容部、424…導入口、A1…第1領域、A10…領域、A10b…領域、A1b…第1領域、A2…第2領域、A2b…領域、Ar…範囲、Ch…圧力室、Ea1…端部、Ea2…端部、Eb1…端部、Eb2…端部、Ec1…端部、Ec2…端部、Ee2…端部、H1…コンタクトホール、Nz…ノズル、Pe…圧電素子、Pe4…圧電素子、Rs…液体貯留室、VCOM…共通電圧、Vbs…基準電圧、Vdr…駆動信号、Vr…受信信号、c1…端部、c2…端部 12 ... medium, 14 ... liquid container, 20 ... control unit, 22 ... transfer mechanism, 24 ... moving mechanism, 26 ... liquid discharge head, 32 ... flow path substrate, 34 ... pressure chamber substrate, 36 ... vibrating plate, 36d ... vibration Plate, 38 ... Piezoelectric actuator, 38b ... Piezoelectric actuator, 38c ... Piezoelectric actuator, 38d ... Piezoelectric actuator, 42 ... Case, 44 ... Sealed body, 46 ... Nozzle plate, 48 ... Vibration absorber, 50 ... Wiring board, 51 ... 1st electrode, 51d ... 1st electrode, 52 ... Piezoelectric layer, 52d ... Piezoelectric layer, 53 ... 2nd electrode, 53c ... 2nd electrode, 53d ... 2nd electrode, 54 ... 1st protective film, 55 ... 2nd protective film, 56 ... wiring, 56d ... wiring, 60 ... metal layer, 61 ... substrate, 62 ... element array, 68a ... terminal array, 68b ... second terminal array, 69 ... common electrode terminal, 70 ... individual electrode terminal , 81 ... Ultrasonic diagnostic device, 82 ... Device terminal, 83 ... Ultrasonic probe, 84 ... Cable, 85 ... Main body, 86 ... Probe head, 90 ... Ultrasonic sensor, 100 ... Liquid discharge device, 242 ... Carriage, 244 ... belt, 322 ... opening, 324 ... supply flow path, 326 ... communication flow path, 328 ... relay flow path, 342 ... opening, 361 ... first film, 362 ... second film, 422 ... accommodating section, 424 ... Inlet port, A1 ... 1st region, A10 ... region, A10b ... region, A1b ... 1st region, A2 ... 2nd region, A2b ... region, Ar ... range, Ch ... pressure chamber, Ea1 ... end, Ea2 ... end Part, Eb1 ... end, Eb2 ... end, Ec1 ... end, Ec2 ... end, Ee2 ... end, H1 ... contact hole, Nz ... nozzle, Pe ... piezoelectric element, Pe4 ... piezoelectric element, Rs ... liquid storage Chamber, VCOM ... common voltage, Vbs ... reference voltage, Vdr ... drive signal, Vr ... received signal, c1 ... end, c2 ... end
Claims (7)
前記圧電素子は、
電圧を印加されて変形する圧電体層と、
前記振動板と前記圧電体層との間であって前記圧電体層の一方の面に配置された第1電極と、
前記圧電体層の他方の面に配置された第2電極と、を備え、
前記液体吐出ヘッドは、
前記第2電極と接続され、前記圧電体層の面方向に沿って延伸された配線を備え、
前記配線と前記振動板との間の領域であって、前記第2電極の面方向と垂直な向きにおいて前記配線が前記第2電極または前記圧電体層のいずれとも重ならない第1領域に、前記第1電極と電気的に接続されていない金属層を有し、
前記金属層と前記配線との間に第1保護膜を備える、液体吐出ヘッド。 A pressure chamber for accommodating a liquid, a diaphragm constituting the wall surface of the pressure chamber, a nozzle for discharging the liquid contained in the pressure chamber, and a piezoelectric element arranged on one side of the diaphragm. Is a liquid discharge head equipped with
The piezoelectric element is
A piezoelectric layer that deforms when a voltage is applied,
A first electrode located between the diaphragm and the piezoelectric layer and arranged on one surface of the piezoelectric layer,
A second electrode disposed on the other surface of the piezoelectric layer.
The liquid discharge head is
It is connected to the second electrode and includes wiring extending along the plane direction of the piezoelectric layer.
The region between the wiring and the diaphragm, wherein the wiring does not overlap with either the second electrode or the piezoelectric layer in a direction perpendicular to the plane direction of the second electrode. It has a metal layer that is not electrically connected to the first electrode,
A liquid discharge head provided with a first protective film between the metal layer and the wiring .
前記金属層は、前記第1電極と同じ材料で構成される、液体吐出ヘッド。 The liquid discharge head according to claim 1.
The metal layer is a liquid discharge head made of the same material as the first electrode.
前記圧電素子は、
電圧を印加されて変形する圧電体層と、
前記振動板と前記圧電体層との間であって前記圧電体層の一方の面に配置された第1電極と、
前記圧電体層の他方の面に配置された第2電極と、を備え、
前記圧電デバイスは、
前記第2電極と接続され、前記圧電体層の面方向に沿って延伸された配線を備え、
前記配線と前記振動板との間の領域であって、前記第2電極の面方向と垂直な向きにおいて前記配線が前記第2電極または前記圧電体層のいずれとも重ならない第1領域に、前記第1電極と電気的に接続されていない金属層を有し、
前記金属層と前記配線との間に第1保護膜を備える、圧電デバイス。 A piezoelectric device comprising a diaphragm and a piezoelectric element arranged on one side of the diaphragm.
The piezoelectric element is
A piezoelectric layer that deforms when a voltage is applied,
A first electrode located between the diaphragm and the piezoelectric layer and arranged on one surface of the piezoelectric layer,
A second electrode disposed on the other surface of the piezoelectric layer.
The piezoelectric device is
It is connected to the second electrode and includes wiring extending along the plane direction of the piezoelectric layer.
The region between the wiring and the diaphragm, wherein the wiring does not overlap with either the second electrode or the piezoelectric layer in a direction perpendicular to the plane direction of the second electrode. It has a metal layer that is not electrically connected to the first electrode,
A piezoelectric device comprising a first protective film between the metal layer and the wiring .
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