JP7192460B2 - Liquid ejecting head and liquid ejecting device - Google Patents

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Description

本発明は、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus.

例えば、特許文献1に開示されるように、圧力室の壁面の一部を構成する振動板を圧電素子により振動させることで圧力室内の液体をノズルから噴射する液体噴射ヘッドが知られている。 For example, as disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-100001, a liquid jet head is known that jets liquid in a pressure chamber from a nozzle by vibrating a vibration plate that forms part of the wall surface of the pressure chamber using a piezoelectric element.

特開2017-80946号公報JP 2017-80946 A

液体噴射ヘッドにおいて、一般に、ノズルから液体を効率的に噴射する観点から、圧電素子による圧力室内の圧力は、圧力室の長手方向での中央に向かうに従い高くなる。このため、振動板が圧力室内の液体から受ける反力は、振動板の長手方向での中央に向かうに従い大きくなる。特許文献1に記載の液体噴射ヘッドは、振動板が前述の反力を受ける影響について何ら考慮がないため、振動板の長手方向での中央部が前述の反力により過大に変形して損傷する可能性がある。近年、ノズルの狭ピッチ化に伴って振動板の幅が狭くなり、これに伴い、振動板の薄膜化が要求されるため、前述の可能性が高くなる。 In the liquid ejecting head, in general, from the viewpoint of efficiently ejecting the liquid from the nozzles, the pressure in the pressure chamber caused by the piezoelectric element increases toward the center in the longitudinal direction of the pressure chamber. Therefore, the reaction force that the diaphragm receives from the liquid in the pressure chamber increases toward the center in the longitudinal direction of the diaphragm. In the liquid jet head disclosed in Patent Document 1, no consideration is given to the influence of the above-described reaction force on the diaphragm, so that the central portion of the diaphragm in the longitudinal direction is excessively deformed and damaged by the above-described reaction force. there is a possibility. In recent years, the width of the vibrating plate has become narrower as the pitch of the nozzles has become narrower.

以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様に係る液体噴射ヘッドは、液体を収容する圧力室の壁面の一部を構成する振動板と、前記振動板を振動させる圧電素子と、前記振動板の前記圧力室側の面上に配置される補強膜と、を有し、前記振動板の領域であって前記圧電素子により振動する振動領域は、前記振動板の厚さ方向から見る平面視で、長手形状をなし、前記補強膜は、第1膜厚の第1部分と、前記第1部分よりも前記振動領域の長手方向での中央に近い位置に配置され、前記第1膜厚よりも厚い第2膜厚の第2部分と、を有する。 In order to solve the above problems, a liquid jet head according to a preferred aspect of the present invention includes: a vibration plate forming a part of a wall surface of a pressure chamber containing liquid; a piezoelectric element for vibrating the vibration plate; a reinforcing film disposed on the surface of the diaphragm on the side of the pressure chamber, wherein the vibration area in the area of the diaphragm where the piezoelectric element vibrates is viewed from the thickness direction of the diaphragm. The reinforcement film has a longitudinal shape in a plan view, and is arranged at a position closer to the center of the vibration region in the longitudinal direction than the first portion of the first film thickness and the first portion. and a second portion having a second thickness greater than the thickness.

本発明の他の好適な態様に係る液体噴射ヘッドは、液体を収容する圧力室の壁面の一部を構成する振動板と、前記振動板を振動させる圧電素子と、前記振動板の前記圧力室側の面上に配置される補強膜と、を有し、前記振動板の領域であって前記圧電素子により振動する振動領域は、前記振動板の厚さ方向から見る平面視で、長手形状をなし、前記振動領域は、前記補強膜が配置されない第1領域と、前記第1領域よりも前記振動領域の長手方向での中央に近い位置にあり、前記補強膜が配置される第2領域と、を含む。 A liquid jet head according to another preferred aspect of the present invention includes a vibration plate forming a part of a wall surface of a pressure chamber containing liquid, a piezoelectric element for vibrating the vibration plate, and the pressure chamber of the vibration plate. and a reinforcing film disposed on the side surface of the vibration plate, and the vibration region of the vibration plate, which is vibrated by the piezoelectric element, has a longitudinal shape in plan view from the thickness direction of the vibration plate. None, the vibration region includes a first region where the reinforcing film is not arranged, and a second region which is located closer to the center of the vibration region in the longitudinal direction than the first region and where the reinforcing film is arranged. ,including.

第1実施形態に係る液体噴射装置を模式的に示す構成図である。1 is a configuration diagram schematically showing a liquid ejecting apparatus according to a first embodiment; FIG. 第1実施形態に係る液体噴射ヘッドの分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of a liquid jet head according to a first embodiment; FIG. 図2のIII-III線の断面図である。3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 2; FIG. 第1実施形態における液体噴射ヘッドの振動板を示す平面図である。3 is a plan view showing a vibration plate of the liquid jet head according to the first embodiment; FIG. 図4のV-V線の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV of FIG. 4; 図4のVI-VI線の断面図である。5 is a cross-sectional view taken along line VI-VI of FIG. 4; FIG. 図4のVII-VII線の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VII-VII of FIG. 4; 第1実施形態における補強膜の厚さと振動領域の1次の固有振動モードとの関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the thickness of the reinforcement film and the first-order natural vibration mode of the vibration region in the first embodiment; 圧力室の製造工程の流れを例示するフローチャートである。4 is a flow chart illustrating the flow of a manufacturing process for pressure chambers. マスク形成工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a mask formation process. エッチング工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an etching process. マスク除去工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a mask removal process. 耐蝕膜形成工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a corrosion-resistant film formation process. 補強膜形成工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a reinforcement film formation process. 補強膜形成工程の第1工程を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a first step of a reinforcing film forming step; 補強膜形成工程の第2工程を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a second step of the reinforcing film forming step; 第2実施形態における圧力室を示す横断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing pressure chambers in a second embodiment; 第3実施形態における圧力室を示す横断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a pressure chamber in a third embodiment; 第4実施形態における圧力室を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing a pressure chamber in a fourth embodiment. 第4実施形態における補強膜の厚さと振動領域の1次の固有振動モードとの関係を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the thickness of the reinforcement film and the first-order natural vibration mode of the vibration region in the fourth embodiment; 第5実施形態における補強膜の厚さと振動領域の2次の固有振動モードとの関係を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the thickness of the reinforcement film and the secondary natural vibration mode of the vibration region in the fifth embodiment; 第6実施形態における補強膜の厚さと振動領域の3次の固有振動モードとの関係を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the thickness of the reinforcement film and the 3rd natural vibration mode of the vibration region in the sixth embodiment.

1.第1実施形態
1-1.液体噴射装置の全体構成
図1は、第1実施形態に係る液体噴射装置100を模式的に示す構成図である。第1実施形態の液体噴射装置100は、液体の例示であるインクを媒体12に噴射するインクジェット方式の印刷装置である。媒体12は、典型的には印刷用紙であるが、樹脂フィルムまたは布帛等の任意の材質の印刷対象が媒体12として利用される。図1に例示される通り、液体噴射装置100には、インクを貯留する液体容器14が設置される。例えば液体噴射装置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る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14として利用される。
1. First Embodiment 1-1. Overall Configuration of Liquid Ejecting Apparatus FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a liquid ejecting apparatus 100 according to a first embodiment. A liquid ejecting apparatus 100 according to the first embodiment is an inkjet printing apparatus that ejects ink, which is an example of liquid, onto a medium 12 . The medium 12 is typically printing paper, but any material, such as resin film or cloth, can be used as the medium 12 to be printed. As illustrated in FIG. 1, a liquid container 14 that stores ink is installed in the liquid ejecting apparatus 100 . For example, a cartridge detachable from the liquid ejecting apparatus 100, a bag-shaped ink pack formed of a flexible film, or an ink tank capable of replenishing ink is used as the liquid container 14. FIG.

図1に例示される通り、液体噴射装置100は、制御ユニット20と搬送機構22と移動機構24と液体噴射ヘッド26とを具備する。制御ユニット20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、液体噴射装置100の各要素を統括的に制御する。搬送機構22は、制御ユニット20による制御のもとで媒体12をY方向に搬送する。 As illustrated in FIG. 1, the liquid ejecting apparatus 100 includes a control unit 20, a transport mechanism 22, a moving mechanism 24, and a liquid ejecting head . The control unit 20 includes a processing circuit such as a CPU (Central Processing Unit) or FPGA (Field Programmable Gate Array) and a memory circuit such as a semiconductor memory, and controls each element of the liquid ejecting apparatus 100 in an integrated manner. The transport mechanism 22 transports the medium 12 in the Y direction under the control of the control unit 20 .

移動機構24は、制御ユニット20による制御のもとで液体噴射ヘッド26をX方向に往復させる。X方向は、媒体12が搬送されるY方向に交差する方向であり、典型的にはY方向に直交する。第1実施形態の移動機構24は、液体噴射ヘッド26を収容する略箱型の搬送体であるキャリッジ242と、キャリッジ242が固定される搬送ベルト244とを具備する。なお、複数の液体噴射ヘッド26をキャリッジ242に搭載する構成、または、液体容器14を液体噴射ヘッド26とともにキャリッジ242に搭載する構成も採用され得る。 The moving mechanism 24 reciprocates the liquid jet head 26 in the X direction under the control of the control unit 20 . The X direction is the direction that intersects the Y direction in which the medium 12 is transported, and is typically orthogonal to the Y direction. The moving mechanism 24 of the first embodiment includes a carriage 242, which is a substantially box-shaped carrier that houses the liquid jet head 26, and a carrier belt 244 to which the carriage 242 is fixed. A configuration in which a plurality of liquid jet heads 26 are mounted on the carriage 242 or a configuration in which the liquid container 14 is mounted on the carriage 242 together with the liquid jet heads 26 may also be employed.

液体噴射ヘッド26は、液体容器14から供給されるインクを制御ユニット20による制御のもとで複数のノズルから媒体12に噴射する。搬送機構22による媒体12の搬送とキャリッジ242の反復的な往復とに並行して各液体噴射ヘッド26が媒体12にインクを噴射することで、媒体12の表面に所望の画像が形成される。 The liquid ejecting head 26 ejects ink supplied from the liquid container 14 onto the medium 12 from a plurality of nozzles under the control of the control unit 20 . A desired image is formed on the surface of the medium 12 by ejecting ink onto the medium 12 from each liquid jet head 26 in parallel with the transport of the medium 12 by the transport mechanism 22 and the repetitive reciprocation of the carriage 242 .

1-2.液体噴射ヘッドの全体構成
図2は、第1実施形態に係る液体噴射ヘッド26の分解斜視図である。図3は、図2のIII-III線の断面図、すなわちX-Z平面に平行な断面図である。図2に例示される通り、X-Y平面に垂直な方向を以下ではZ方向と表記する。各液体噴射ヘッド26によるインクの噴射方向、典型的には鉛直方向がZ方向に相当する。
1-2. Overall Configuration of Liquid Jet Head FIG. 2 is an exploded perspective view of the liquid jet head 26 according to the first embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 2, ie, a cross-sectional view parallel to the XZ plane. As illustrated in FIG. 2, the direction perpendicular to the XY plane is hereinafter referred to as the Z direction. The direction in which ink is ejected by each liquid ejecting head 26, typically the vertical direction, corresponds to the Z direction.

図2および図3に例示される通り、液体噴射ヘッド26は、Y方向に長尺な略矩形状の流路基板32を具備する。流路基板32のうちZ方向における負側の面上には、圧力室基板34と振動板36と複数の圧電素子38と筐体部42と封止体44とが設置される。他方、流路基板32のうちZ方向における正側の面上には、ノズル板46と吸振体48とが設置される。液体噴射ヘッド26の各要素は、概略的には流路基板32と同様にY方向に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。 As illustrated in FIGS. 2 and 3, the liquid jet head 26 includes a substantially rectangular channel substrate 32 elongated in the Y direction. A pressure chamber substrate 34 , a vibration plate 36 , a plurality of piezoelectric elements 38 , a housing portion 42 , and a sealing body 44 are installed on the negative surface of the flow path substrate 32 in the Z direction. On the other hand, a nozzle plate 46 and a vibration absorber 48 are installed on the positive surface of the flow path substrate 32 in the Z direction. Each element of the liquid jet head 26 is roughly a plate-like member elongated in the Y direction similarly to the channel substrate 32, and is joined to each other using an adhesive, for example.

図2に例示される通り、ノズル板46は、Y方向に配列する複数のノズルNが形成される板状部材である。各ノズルNは、インクが通過する貫通孔である。なお、流路基板32と圧力室基板34とノズル板46とは、例えばシリコン(Si)の単結晶基板をエッチング等の半導体製造技術により加工することで形成される。ただし、液体噴射ヘッド26の各要素の材料や製法は任意である。Y方向は、複数のノズルNが配列する方向とも換言され得る。 As illustrated in FIG. 2, the nozzle plate 46 is a plate-like member formed with a plurality of nozzles N arranged in the Y direction. Each nozzle N is a through hole through which ink passes. The channel substrate 32, the pressure chamber substrate 34, and the nozzle plate 46 are formed by processing, for example, a silicon (Si) single crystal substrate by semiconductor manufacturing techniques such as etching. However, the material and manufacturing method of each element of the liquid jet head 26 are arbitrary. The Y direction can also be rephrased as the direction in which the plurality of nozzles N are arranged.

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2および図3に例示される通り、流路基板32には、開口部322と供給流路324と連通流路326とが形成される。開口部322は、複数のノズルNにわたり連続するように、Z方向からの平面視でY方向に沿う長尺状をなす貫通孔である。他方、供給流路324および連通流路326は、ノズルN毎に個別に形成される貫通孔である。また、図3に例示される通り、流路基板32のうちZ方向における正側の表面には、複数の供給流路324にわたる中継流路328が形成される。中継流路328は、開口部322と複数の供給流路324とを連通させる流路である。なお、以下では、Z方向からの平面視を単に「平面視」とも言う。 The channel substrate 32 is a plate-like member for forming an ink channel. As illustrated in FIGS. 2 and 3 , the channel substrate 32 is formed with an opening 322 , a supply channel 324 and a communication channel 326 . The opening 322 is a through-hole having a long shape along the Y direction in plan view from the Z direction so as to extend continuously over the plurality of nozzles N. As shown in FIG. On the other hand, the supply channel 324 and the communication channel 326 are through-holes individually formed for each nozzle N. As shown in FIG. Further, as illustrated in FIG. 3 , a relay channel 328 extending over a plurality of supply channels 324 is formed on the surface of the channel substrate 32 on the positive side in the Z direction. The relay channel 328 is a channel that allows the opening 322 and the plurality of supply channels 324 to communicate with each other. In addition, below, the planar view from Z direction is also simply called "planar view."

筐体部42は、例えば樹脂材料の射出成形で製造される構造体であり、流路基板32のうちZ方向における負側の表面に固定される。図3に例示される通り、筐体部42には収容部422と導入口424とが形成される。収容部422は、流路基板32の開口部322に対応する外形の凹部であり、導入口424は、収容部422に連通する貫通孔である。図3から理解される通り、流路基板32の開口部322と筐体部42の収容部422とを相互に連通させる空間がリザーバーである液体貯留室Rとして機能する。液体容器14から供給されて導入口424を通過するインクが液体貯留室Rに貯留される。 The housing part 42 is a structure manufactured by, for example, injection molding of a resin material, and is fixed to the surface of the channel substrate 32 on the negative side in the Z direction. As illustrated in FIG. 3 , housing portion 422 and introduction port 424 are formed in housing portion 42 . The accommodating portion 422 is a recess having an outer shape corresponding to the opening 322 of the channel substrate 32 , and the introduction port 424 is a through hole communicating with the accommodating portion 422 . As understood from FIG. 3, the space that allows the opening 322 of the channel substrate 32 and the housing 422 of the housing 42 to communicate with each other functions as a liquid storage chamber R, which is a reservoir. Ink supplied from the liquid container 14 and passing through the inlet 424 is stored in the liquid storage chamber R. As shown in FIG.

吸振体48は、液体貯留室R内の圧力変動を吸収するための要素であり、例えば弾性変形が可能な可撓性のシート部材であるコンプライアンス基板を含んで構成される。具体的には、流路基板32の開口部322と中継流路328と複数の供給流路324とを閉塞して液体貯留室Rの底面を構成するように、流路基板32のうちZ方向における正側の表面に吸振体48が設置される。 The vibration absorber 48 is an element for absorbing pressure fluctuations in the liquid storage chamber R, and includes, for example, a compliance substrate that is a flexible sheet member capable of elastic deformation. Specifically, the flow path substrate 32 is moved in the Z direction so that the opening 322, the relay flow path 328, and the plurality of supply flow paths 324 of the flow path substrate 32 are closed to form the bottom surface of the liquid storage chamber R. A vibration absorber 48 is installed on the positive surface of .

図2および図3に例示される通り、圧力室基板34は、相異なるノズルNに対応する複数の圧力室Cが形成される板状部材である。複数の圧力室Cは、Y方向に沿って配列する。各圧力室Cは、圧力室基板34の両面に開口する孔341を用いて構成されるキャビティであり、平面視でX方向に沿う長尺状をなす。X方向の正側における圧力室Cの端部は平面視で流路基板32の1個の供給流路324に重なり、X方向の負側における圧力室Cの端部は平面視で流路基板32の1個の連通流路326に重なる。 As illustrated in FIGS. 2 and 3, the pressure chamber substrate 34 is a plate-like member in which a plurality of pressure chambers C corresponding to different nozzles N are formed. A plurality of pressure chambers C are arranged along the Y direction. Each pressure chamber C is a cavity formed by using holes 341 that open on both sides of the pressure chamber substrate 34, and has an elongated shape along the X direction in plan view. The end of the pressure chamber C on the positive side in the X direction overlaps one supply channel 324 of the channel substrate 32 in plan view, and the end of the pressure chamber C on the negative side in the X direction overlaps the channel substrate in plan view. It overlaps one communicating channel 326 of 32 .

圧力室基板34のうち流路基板32とは反対側の表面には振動板36が設置される。振動板36は、弾性的に変形可能な板状部材である。図3に例示される通り、第1実施形態の振動板36は、第1層361と第2層362との積層で構成される。第2層362は、第1層361からみて圧力室基板34とは反対側に位置する。第1層361は、酸化シリコン(SiO)等の弾性材料で形成される弾性膜であり、第2層362は、酸化ジルコニウム(ZrO)等の絶縁材料で形成される絶縁膜である。第1層361および第2層362は、それぞれ、熱酸化またはスパッタリング等の公知の成膜技術により形成される。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、圧力室基板34と振動板36の一部または全部とを一体に形成することも可能である。 A vibration plate 36 is installed on the surface of the pressure chamber substrate 34 opposite to the flow path substrate 32 . The diaphragm 36 is an elastically deformable plate-like member. As exemplified in FIG. 3, the diaphragm 36 of the first embodiment is composed of a lamination of a first layer 361 and a second layer 362 . The second layer 362 is located on the side opposite to the pressure chamber substrate 34 when viewed from the first layer 361 . The first layer 361 is an elastic film made of an elastic material such as silicon oxide (SiO 2 ), and the second layer 362 is an insulating film made of an insulating material such as zirconium oxide (ZrO 2 ). The first layer 361 and the second layer 362 are each formed by known deposition techniques such as thermal oxidation or sputtering. Part or all of the pressure chamber substrate 34 and the vibration plate 36 can be removed by selectively removing a portion of the region corresponding to the pressure chambers C in the thickness direction of the plate-shaped member having a predetermined thickness. It is also possible to form them integrally.

図3から理解される通り、流路基板32と振動板36とは、各圧力室Cの内側で相互に間隔をあけて対向する。圧力室Cは、流路基板32と振動板36との間に位置し、当該圧力室C内に充填されるインクに圧力を付与するための空間である。液体貯留室Rに貯留されるインクは、中継流路328から各供給流路324に分岐して複数の圧力室Cに並列に供給および充填される。以上の説明から理解される通り、振動板36は、圧力室Cの壁面の一部、具体的には、圧力室Cの一面である上面を構成する。 As can be understood from FIG. 3, the channel substrate 32 and the vibration plate 36 are opposed to each other inside each pressure chamber C with a space therebetween. The pressure chamber C is located between the flow path substrate 32 and the vibration plate 36 and is a space for applying pressure to the ink filled in the pressure chamber C. As shown in FIG. The ink stored in the liquid storage chamber R branches from the relay flow path 328 to each supply flow path 324 and is supplied and filled in the plurality of pressure chambers C in parallel. As can be understood from the above description, the diaphragm 36 constitutes a part of the wall surface of the pressure chamber C, specifically the upper surface which is one surface of the pressure chamber C. As shown in FIG.

図2および図3に例示される通り、振動板36のうち圧力室Cとは反対側の表面、すなわち第2層362の表面には、相異なるノズルNまたは圧力室Cに対応する複数の圧電素子38が設置される。各圧電素子38は、駆動信号の供給により変形するアクチュエーターであり、平面視でX方向に沿う長尺状をなす。複数の圧電素子38は、複数の圧力室Cに対応するようにY方向に配列する。圧電素子38の変形に連動して振動板36が振動すると、圧力室C内の圧力が変動することで、インクがノズルNから噴射される。 As illustrated in FIGS. 2 and 3, a plurality of piezoelectric elements corresponding to different nozzles N or pressure chambers C are formed on the surface of the vibration plate 36 opposite to the pressure chambers C, that is, the surface of the second layer 362 . An element 38 is installed. Each piezoelectric element 38 is an actuator that is deformed by supply of a drive signal, and has an elongated shape along the X direction in a plan view. The plurality of piezoelectric elements 38 are arranged in the Y direction so as to correspond to the plurality of pressure chambers C. As shown in FIG. When the vibration plate 36 vibrates in conjunction with the deformation of the piezoelectric element 38, the pressure in the pressure chamber C fluctuates, and ink is ejected from the nozzle N.

図2および図3の封止体44は、複数の圧電素子38を保護するとともに圧力室基板34および振動板36の機械的な強度を補強する構造体であり、振動板36の表面に例えば接着剤で固定される。封止体44のうち振動板36との対向面に形成される凹部の内側に複数の圧電素子38が収容される。 The sealing body 44 in FIGS. 2 and 3 is a structure that protects the plurality of piezoelectric elements 38 and reinforces the mechanical strength of the pressure chamber substrate 34 and the diaphragm 36, and is adhered to the surface of the diaphragm 36, for example. fixed with an agent. A plurality of piezoelectric elements 38 are accommodated inside recesses formed in the surface of the sealing body 44 facing the diaphragm 36 .

図3に例示される通り、振動板36の表面または圧力室基板34の表面には、例えば配線基板50が接合される。配線基板50は、制御ユニット20と液体噴射ヘッド26とを電気的に接続するための複数の配線が形成される実装部品である。例えばFPC(Flexible Printed Circuit)やFFC(Flexible Flat Cable)等の可撓性の配線基板が配線基板50として好適に採用される。圧電素子38を駆動するための駆動信号が配線基板50から各圧電素子38に供給される。 As illustrated in FIG. 3, a wiring substrate 50, for example, is bonded to the surface of the diaphragm 36 or the surface of the pressure chamber substrate 34. As shown in FIG. The wiring board 50 is a mounting component formed with a plurality of wirings for electrically connecting the control unit 20 and the liquid jet head 26 . For example, a flexible wiring board such as FPC (Flexible Printed Circuit) or FFC (Flexible Flat Cable) is preferably employed as the wiring board 50 . A drive signal for driving the piezoelectric elements 38 is supplied from the wiring board 50 to each piezoelectric element 38 .

1-3.圧力室および振動板の詳細
図4は、第1実施形態における液体噴射ヘッド26の振動板36を示す平面図である。図5は、図4のV-V線の断面図である。図6は、図4のVI-VI線の断面図である。図7は、図4のVII-VII線の断面図である。図4に示すように、振動板36は、平面視で複数の圧力室Cにそれぞれ対応する形状の複数の振動領域Vを有する。振動領域Vは、振動板36の領域であって圧電素子38により振動する振動領域である。換言すると、振動領域Vは、振動板36の領域のうち圧力室基板34に接触せずに振動可能な領域である。
1-3. Details of Pressure Chamber and Diaphragm FIG. 4 is a plan view showing the diaphragm 36 of the liquid jet head 26 according to the first embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV of FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI of FIG. 4. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII of FIG. 4. FIG. As shown in FIG. 4, the diaphragm 36 has a plurality of vibration regions V having shapes corresponding to the plurality of pressure chambers C in plan view. A vibration region V is a region of the vibration plate 36 that is vibrated by the piezoelectric element 38 . In other words, the vibration region V is a region of the vibration plate 36 that can vibrate without coming into contact with the pressure chamber substrate 34 .

ここで、前述のように、各圧力室Cは、平面視で第1方向であるX方向に沿う長尺状をなす。したがって、各振動領域Vは、平面視でX方向に沿って延びる長手形状をなす。また、各圧力室Cは、例えば、板面が(110)面であるシリコン単結晶基板を異方性エッチングすることで形成される。このため、各圧力室Cまたは各振動領域Vの平面視形状は、当該単結晶基板の(111)面に沿う形状である。なお、各圧力室Cまたは各振動領域Vの平面視形状は、図示の形状に限定されない。 Here, as described above, each pressure chamber C has an elongated shape along the X direction, which is the first direction, in plan view. Therefore, each vibration region V has a longitudinal shape extending along the X direction in plan view. Each pressure chamber C is formed, for example, by anisotropically etching a silicon single crystal substrate having a (110) surface. Therefore, the planar shape of each pressure chamber C or each vibration region V is a shape along the (111) plane of the single crystal substrate. The planar shape of each pressure chamber C or each vibration region V is not limited to the illustrated shape.

圧力室Cの壁面上には、当該壁面をインクから保護する耐蝕膜35が配置される。耐蝕膜35は、圧力室C内のインクに対する耐性が振動板36よりも高い。耐蝕膜35の構成材料としては、圧力室C内のインクに対する耐性を有する材料であればよく、特に限定されないが、例えば、酸化シリコン(SiO)等のシリコン酸化物、酸化タンタル(TaO)および酸化ジルコニウム(ZrO)等の金属酸化物、ニッケル(Ni)およびクロム(Cr)等の金属等が挙げられる。耐蝕膜35は、単一材料の単層で構成されてもよいし、互いに異なる材料の複数層の積層体で構成されてもよい。耐蝕膜35の厚さは、特に限定されないが、0.1μm以上1000μm以下の範囲内であることが好ましい。なお、耐蝕膜35は、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。また、耐蝕膜35の一部は、後述する補強膜37とともに振動領域Vを補強する機能を有するとも言える。 A corrosion resistant film 35 is arranged on the wall surface of the pressure chamber C to protect the wall surface from ink. The corrosion-resistant film 35 has higher resistance to the ink inside the pressure chamber C than the vibration plate 36 . The material constituting the corrosion-resistant film 35 is not particularly limited as long as it is resistant to the ink in the pressure chamber C. Examples include silicon oxides such as silicon oxide (SiO 2 ) and tantalum oxide (TaO x ). and metal oxides such as zirconium oxide (ZrO 2 ), and metals such as nickel (Ni) and chromium (Cr). The corrosion-resistant film 35 may be composed of a single layer of a single material, or may be composed of a laminate of multiple layers of different materials. Although the thickness of the corrosion-resistant film 35 is not particularly limited, it is preferably in the range of 0.1 μm or more and 1000 μm or less. The corrosion-resistant film 35 may be provided as required, and may be omitted. Further, it can be said that a part of the corrosion-resistant film 35 has a function of reinforcing the vibration region V together with the reinforcing film 37 described later.

図5に示すように、振動板36の振動領域Vの圧力室C側の面上には、振動領域Vを補強する補強膜37が配置される。本実施形態では、前述の耐蝕膜35上に補強膜37が配置される。また、補強膜37は、振動領域Vの長手方向での中央寄りに偏在する。すなわち、振動領域Vは、補強膜37が配置されない第1領域V1と、第1領域V1よりも振動領域Vの長手方向での中央に近い位置にあり、補強膜37が配置される第2領域V2と、を含む。図5に示す振動領域Vは、2つの第1領域V1と、2つの第1領域V1間に位置する第2領域V2と、を含む。 As shown in FIG. 5, a reinforcement film 37 for reinforcing the vibration region V is arranged on the surface of the vibration region V of the diaphragm 36 on the pressure chamber C side. In this embodiment, a reinforcement film 37 is arranged on the corrosion-resistant film 35 described above. Further, the reinforcing film 37 is unevenly distributed near the center of the vibration region V in the longitudinal direction. That is, the vibration region V consists of a first region V1 in which the reinforcing film 37 is not arranged and a second region in which the reinforcing film 37 is arranged, which is closer to the center of the vibration region V in the longitudinal direction than the first region V1. V2 and A vibration region V shown in FIG. 5 includes two first regions V1 and a second region V2 positioned between the two first regions V1.

ここで、前述のように、液体噴射ヘッド26は、振動板36が配置される基板である圧力室基板34を有する。図5、図6および図7に示すように、圧力室基板34は、圧力室Cを構成する孔341が設けられる。図6および図7に示すように、圧力室基板34の隣り合う2つの圧力室Cの間には、X方向に沿って延びる壁状の隔壁部342が設けられる。図7に示すように、補強膜37は、振動板36の圧力室C側の面と孔341の壁面とが接続する角上に配置される。当該角では、振動板36に最も応力が生じやすい。このため、当該角上に補強膜37を配置することで、振動板36を効果的に補強できる。また、補強膜37は、平面視で圧電素子38と圧力室Cの外縁との間の領域に配置されることが好ましい。当該領域では、振動板36が圧電素子38により補強されないため、振動板36が損傷しやすいと言える。このため、当該領域を補強膜37により補強することは、振動板36の損傷を防止する上で効果的である。 Here, as described above, the liquid jet head 26 has the pressure chamber substrate 34, which is the substrate on which the vibration plate 36 is arranged. As shown in FIGS. 5, 6 and 7, the pressure chamber substrate 34 is provided with holes 341 forming the pressure chambers C. As shown in FIGS. As shown in FIGS. 6 and 7, a wall-shaped partition 342 extending along the X direction is provided between two adjacent pressure chambers C of the pressure chamber substrate 34 . As shown in FIG. 7, the reinforcing film 37 is arranged on the corner where the pressure chamber C side surface of the diaphragm 36 and the wall surface of the hole 341 are connected. At this corner, the diaphragm 36 is most likely to experience stress. Therefore, by arranging the reinforcement film 37 on the corner, the diaphragm 36 can be effectively reinforced. Further, the reinforcing film 37 is preferably arranged in a region between the piezoelectric element 38 and the outer edge of the pressure chamber C in plan view. Since the diaphragm 36 is not reinforced by the piezoelectric element 38 in this area, it can be said that the diaphragm 36 is easily damaged. Therefore, reinforcing the region with the reinforcing film 37 is effective in preventing damage to the diaphragm 36 .

なお、補強膜37は、圧力室Cの壁面のうち前述した領域以外の面上に配置されてもよい。例えば、図7では、補強膜37が振動領域VのY方向での両端側に偏在して配置されるが、補強膜37が振動領域VのY方向での中央に配置されてもよい。ただし、補強膜37が振動領域VのY方向での両端側に偏在して配置されることでY方向での中央に補強膜37が形成されない場合は、補強膜37が振動領域VのY方向での中央に配置される場合に比べて、振動領域Vの損傷を低減する効果が高く、かつ、振動領域Vの必要な変形を得やすいという利点があり好ましい。 Note that the reinforcing film 37 may be arranged on a surface of the wall surface of the pressure chamber C other than the area described above. For example, in FIG. 7, the reinforcement films 37 are unevenly arranged on both ends of the vibration region V in the Y direction, but the reinforcement film 37 may be arranged in the center of the vibration region V in the Y direction. However, if the reinforcement film 37 is unevenly distributed on both ends of the vibration region V in the Y direction and thus the reinforcement film 37 is not formed in the center in the Y direction, the reinforcement film 37 is not formed in the center of the vibration region V in the Y direction. Compared to the case where it is arranged in the center of the , the effect of reducing damage to the vibration region V is high, and the necessary deformation of the vibration region V can be easily obtained, which is preferable.

補強膜37の構成材料としては、特に限定されず、各種有機材料または各種無機材料が挙げられる。当該有機材料としては、例えば、レジスト材料等の樹脂材料が挙げられる。当該無機材料としては、例えば、金属または金属酸化物等が挙げられる。補強膜37は、単一材料の単層で構成されてもよいし、互いに異なる材料の複数層の積層体で構成されてもよい。補強膜37の構成材料は、前述の耐蝕膜35の構成材料と同一でも異なってもよいが、補強膜37の補強効果を高める観点から、前述の耐蝕膜35よりもヤング率の高い材料であることが好ましい。また、補強膜37の構成材料は、本実施形態の場合、補強膜37がインクに晒されるため、インクに対する耐性を有することが好ましい。 The constituent material of the reinforcing film 37 is not particularly limited, and various organic materials and various inorganic materials can be used. Examples of the organic material include resin materials such as resist materials. Examples of the inorganic material include metals and metal oxides. The reinforcing film 37 may be composed of a single layer of a single material, or may be composed of a laminate of multiple layers of different materials. The constituent material of the reinforcing film 37 may be the same as or different from the constituent material of the corrosion-resistant film 35 described above, but from the viewpoint of enhancing the reinforcing effect of the reinforcing film 37, the material has a Young's modulus higher than that of the corrosion-resistant film 35 described above. is preferred. Further, in the case of the present embodiment, the reinforcing film 37 is exposed to the ink, so the constituent material of the reinforcing film 37 preferably has ink resistance.

ここで、補強膜37の剛性を高めやすいという観点から、補強膜37の構成材料のヤング率は、10GPa以上であることが好ましく、50GPa以上であることがより好ましい。この観点から、補強膜37の構成材料は、金属または金属酸化物であることが好ましい。 Here, from the viewpoint that the rigidity of the reinforcement film 37 can be easily increased, the Young's modulus of the constituent material of the reinforcement film 37 is preferably 10 GPa or more, more preferably 50 GPa or more. From this point of view, the constituent material of the reinforcing film 37 is preferably metal or metal oxide.

金属は、一般に、有機材料に比べてヤング率が高く、かつ、シリコンおよび金属酸化物等に比べて、靭性に優れる。このため、補強膜37を金属で構成することで、補強膜37が損傷し難く、この結果、振動領域Vのクラック等の損傷を効果的に防止できる。特に、本実施形態では、補強膜37がインクに晒されることから、補強膜37を構成する金属としては、化学的に安定な金属が好ましく、具体的には、例えば、金(Au)、白金(Pt)またはニッケル(Ni)等を用いることが好ましい。ここで、ニッケルは、金および白金に比べてヤング率が高いため、補強膜37の剛性を高めやすい点で好ましい。金および白金は、ニッケルに比べて化学的に安定である点で好ましい。 Metals generally have a higher Young's modulus than organic materials, and are superior in toughness to silicon, metal oxides, and the like. Therefore, by forming the reinforcement film 37 from metal, the reinforcement film 37 is less likely to be damaged, and as a result, damage such as cracks in the vibration region V can be effectively prevented. In particular, in this embodiment, since the reinforcing film 37 is exposed to ink, the metal forming the reinforcing film 37 is preferably a chemically stable metal. (Pt), nickel (Ni), or the like is preferably used. Here, nickel has a higher Young's modulus than gold and platinum, and is therefore preferable in terms of easily increasing the rigidity of the reinforcing film 37 . Gold and platinum are preferred because they are chemically more stable than nickel.

金属酸化物は、一般に、金属に比べて、ヤング率が高い。このため、補強膜37を金属酸化物で構成することで、補強膜37の剛性を高めやすく、この結果、振動領域Vのクラック等の損傷を効果的に防止できる。特に、本実施形態では、補強膜37がインクに晒されることから、補強膜37を構成する金属酸化物としては、化学的に安定な金属酸化物が好ましく、具体的には、例えば、アルミナ(Al)、酸化ケイ素(SiO)、窒化珪素(SiN)、酸化タンタル(TaO)、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)またはジルコニア(ZrO)等が挙げられる。 Metal oxides generally have a higher Young's modulus than metals. Therefore, by forming the reinforcement film 37 with a metal oxide, the rigidity of the reinforcement film 37 can be easily increased, and as a result, damage such as cracks in the vibration region V can be effectively prevented. In particular, in the present embodiment, since the reinforcing film 37 is exposed to ink, the metal oxide constituting the reinforcing film 37 is preferably a chemically stable metal oxide. Al 2 O 3 ), silicon oxide (SiO x ), silicon nitride (SiN x ), tantalum oxide (TaO x ), yttria-stabilized zirconia (YSZ), zirconia (ZrO 2 ), and the like.

また、振動板36の圧力室Cとは反対側の面上には、圧電素子38が配置される。図5、図6および図7に例示される通り、圧電素子38は、概略的には、第1電極381と圧電体層383と第2電極382との積層で構成される。第1電極381、圧電体層383および第2電極382は、それぞれ、例えば、スパッタリング等の公知の成膜技術、およびフォトリソグラフィおよびエッチング等を用いる公知の加工技術により形成される。なお、この積層の層間および圧電素子38と振動板36との間のそれぞれには、密着性を高める層等の他の層が適宜介在してもよい。 A piezoelectric element 38 is arranged on the surface of the vibration plate 36 opposite to the pressure chambers C. As shown in FIG. As exemplified in FIGS. 5, 6 and 7, the piezoelectric element 38 is schematically configured by stacking a first electrode 381, a piezoelectric layer 383 and a second electrode 382. As shown in FIGS. The first electrode 381, the piezoelectric layer 383, and the second electrode 382 are each formed by a known film forming technique such as sputtering, and a known processing technique using photolithography, etching, and the like. It should be noted that another layer such as a layer that enhances adhesion may be appropriately interposed between the laminated layers and between the piezoelectric element 38 and the vibration plate 36 .

第1電極381は、振動板36の面上、具体的には第2層362の第1層361とは反対側の面上に配置される。第1電極381は、圧電素子38毎に相互に離間して配置される個別電極である。具体的には、X方向に延びる複数の第1電極381が、相互に間隔をあけてY方向に配列される。各圧電素子38の第1電極381には、当該圧電素子38に対応するノズルNからインクを噴射するための駆動信号が配線基板50を介して印加される。 The first electrode 381 is arranged on the surface of the diaphragm 36 , specifically on the surface of the second layer 362 opposite to the first layer 361 . The first electrodes 381 are individual electrodes that are spaced apart from each other for each piezoelectric element 38 . Specifically, a plurality of first electrodes 381 extending in the X direction are arranged in the Y direction at intervals. A drive signal for ejecting ink from the nozzle N corresponding to the piezoelectric element 38 is applied to the first electrode 381 of each piezoelectric element 38 via the wiring board 50 .

圧電体層383は、第1電極381の面上に配置される。圧電体層383は、複数の圧電素子38にわたり連続するようにY方向に延びる帯状をなす。図示しないが、圧電体層383のうち相互に隣合う各圧力室Cの間隙に平面視で対応する領域には、圧電体層383を貫通する貫通孔がX方向に延びて設けられる。圧電体層383の構成材料は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛等の圧電材料である。 The piezoelectric layer 383 is arranged on the surface of the first electrode 381 . The piezoelectric layer 383 has a strip shape extending in the Y direction so as to be continuous across the plurality of piezoelectric elements 38 . Although not shown, through-holes extending in the X direction are provided through the piezoelectric layer 383 in regions of the piezoelectric layer 383 corresponding to the gaps between the pressure chambers C adjacent to each other in plan view. The constituent material of the piezoelectric layer 383 is, for example, a piezoelectric material such as lead zirconate titanate.

第2電極382は、圧電体層383の面上に配置される。具体的には、第2電極382は、複数の圧電素子38にわたり連続するようにY方向に延在する帯状の共通電極である。第2電極382には所定の基準電圧が印加される。 The second electrode 382 is arranged on the surface of the piezoelectric layer 383 . Specifically, the second electrode 382 is a strip-shaped common electrode that extends in the Y direction so as to be continuous across the plurality of piezoelectric elements 38 . A predetermined reference voltage is applied to the second electrode 382 .

以上のように、圧電素子38は、振動板36の面上に配置される第1電極381と、振動板36との間に第1電極381を挟んで配置される第2電極382と、第1電極381と第2電極382との間に配置される圧電体層383と、を含む。このように、圧電素子38が振動板36に直接的に配置される。このため、圧電素子38が他の部材を介して振動板36に配置される場合に比べて、圧電素子38からの駆動力を振動板36に効率的に伝達できる。 As described above, the piezoelectric element 38 includes the first electrode 381 arranged on the surface of the diaphragm 36, the second electrode 382 arranged with the first electrode 381 sandwiched between the diaphragm 36, the second and a piezoelectric layer 383 disposed between the first electrode 381 and the second electrode 382 . In this way, piezoelectric element 38 is placed directly on diaphragm 36 . Therefore, the driving force from the piezoelectric element 38 can be efficiently transmitted to the diaphragm 36 as compared with the case where the piezoelectric element 38 is arranged on the diaphragm 36 via another member.

以上の液体噴射ヘッド26は、液体の一例であるインクを収容する圧力室Cの壁面の一部を構成する振動板36と、振動板36を振動させる圧電素子38と、振動板36の圧力室C側の面上に配置される補強膜37と、を有する。ここで、振動板36の領域であって圧電素子38により振動する振動領域Vは、振動板36の厚さ方向から見る平面視で、長手形状をなす。振動領域Vは、補強膜37が配置されない第1領域V1と、第1領域V1よりも振動領域Vの長手方向での中央に近い位置にあり、補強膜37が配置される第2領域V2と、を含む。 The liquid jet head 26 described above includes a vibration plate 36 forming a part of the wall surface of the pressure chamber C containing ink, which is an example of a liquid, a piezoelectric element 38 for vibrating the vibration plate 36 , and a pressure chamber of the vibration plate 36 . and a reinforcing film 37 disposed on the C-side surface. Here, the vibration region V, which is the region of the vibration plate 36 and is vibrated by the piezoelectric element 38, has a longitudinal shape in a plan view seen from the thickness direction of the vibration plate 36. As shown in FIG. The vibration region V consists of a first region V1 in which the reinforcement film 37 is not arranged, and a second region V2 which is located closer to the center of the vibration region V in the longitudinal direction than the first region V1 and in which the reinforcement film 37 is arranged. ,including.

このように、補強膜37は、振動領域Vのうち、第2領域V2には配置されるが、第1領域V1には配置されない。このため、振動領域Vの全体に必要な変形量を確保しつつ、振動領域VのX方向での中央が圧力室C内のインクからの反力により損傷することを低減できる。 Thus, the reinforcement film 37 is arranged in the second region V2 of the vibration region V, but is not arranged in the first region V1. Therefore, it is possible to reduce the damage to the center of the vibration region V in the X direction due to the reaction force from the ink in the pressure chamber C while ensuring the deformation amount necessary for the entire vibration region V. FIG.

より具体的に説明すると、補強膜37が第2領域V2に配置されるため、第2領域V2が変形し難くなる。このため、補強膜37が振動領域Vに配置されない場合に比べて、振動領域VのX方向での中央が圧力室C内のインクからの反力により変形することを低減できる。一方、補強膜37が振動領域Vの第1領域V1に配置されないことで、第1領域V1が第2領域V2よりも変形しやすくなる。このため、振動領域Vの全体の振動に必要な変形量を確保できる。 More specifically, since the reinforcing film 37 is arranged in the second region V2, the deformation of the second region V2 becomes difficult. Therefore, compared with the case where the reinforcing film 37 is not arranged in the vibration region V, deformation of the center of the vibration region V in the X direction due to the reaction force from the ink in the pressure chamber C can be reduced. On the other hand, since the reinforcing film 37 is not arranged in the first region V1 of the vibration region V, the first region V1 deforms more easily than the second region V2. Therefore, the amount of deformation necessary for vibrating the entire vibrating region V can be ensured.

しかも、第2領域V2が第1領域V1よりも振動領域Vの長手方向での中央に近い位置にある。すなわち、補強膜37が振動領域Vの長手方向での中央寄りに偏在する。このため、補強膜37が振動領域Vの長手方向での端寄りに偏在する場合に比べて、振動領域Vの全体に必要な変形量を確保しつつ、振動領域VのX方向での中央が圧力室C内のインクからの反力により変形することを低減しやすい。 Moreover, the second region V2 is positioned closer to the center of the vibration region V in the longitudinal direction than the first region V1. That is, the reinforcement film 37 is unevenly distributed near the center of the vibration region V in the longitudinal direction. Therefore, compared to the case where the reinforcement film 37 is unevenly distributed near the ends in the longitudinal direction of the vibration region V, the center of the vibration region V in the X direction can be located while securing the deformation amount necessary for the entire vibration region V. Deformation due to the reaction force from the ink in the pressure chamber C can be easily reduced.

前述の複数のノズルNが300dpi以上の高密度で配置される場合、振動領域Vの幅Wが極めて小さくなる。この場合、振動領域Vの必要な変形量を確保するには、振動領域Vの厚さを薄くする必要があり、振動領域Vのクラック等の損傷が生じやすくなる。本実施形態では、この場合においても、振動領域Vの全体に必要な変形量を確保しつつ、振動領域VのX方向での中央が圧力室C内のインクからの反力により損傷することを低減できる。 When the aforementioned multiple nozzles N are arranged at a high density of 300 dpi or more, the width W of the vibration region V becomes extremely small. In this case, in order to secure the necessary amount of deformation of the vibration region V, it is necessary to reduce the thickness of the vibration region V, and damage such as cracks in the vibration region V tends to occur. In this embodiment, even in this case, it is possible to prevent the center of the vibration region V in the X direction from being damaged by the reaction force from the ink in the pressure chamber C while ensuring the deformation amount necessary for the entire vibration region V. can be reduced.

また、このような効果を奏する液体噴射ヘッド26を有する液体噴射装置100は、高精細な液体噴射を長期にわたり安定して実現できる。また、複数のノズルNを高密度に配置することで、液体噴射ヘッド26の小型化を図り、これに伴って、液体噴射ヘッド26を有する液体噴射装置100の小型化を図ることもできる。 Further, the liquid ejecting apparatus 100 having the liquid ejecting head 26 that produces such effects can stably achieve high-definition liquid ejection over a long period of time. Also, by arranging the plurality of nozzles N at a high density, the size of the liquid ejecting head 26 can be reduced, and accordingly the size of the liquid ejecting apparatus 100 having the liquid ejecting head 26 can be reduced.

液体噴射ヘッド26の前述の効果を容易に得る観点から、X方向に沿う振動領域Vの長さをLとし、X方向に沿う第2領域V2または補強膜37の長さをL2とするとき、L2/Lは、0.1以上0.5以下の範囲内であることが好ましく、0.1以上0.3以下の範囲内であることがより好ましい。 From the viewpoint of easily obtaining the aforementioned effects of the liquid jet head 26, when the length of the vibration region V along the X direction is L, and the length of the second region V2 or the reinforcing film 37 along the X direction is L2, L2/L is preferably in the range of 0.1 or more and 0.5 or less, and more preferably in the range of 0.1 or more and 0.3 or less.

図8は、第1実施形態における補強膜37の厚さTと振動領域Vの1次の固有振動モードとの関係を示す図である。振動領域Vは、複数の固有振動モードを有する。この複数の固有振動モードのうち、振動領域Vの長手方向での両端VRおよびVLを固定端とする1次~3次の固有振動モードは、他の固有振動モードに比べて振幅が大きく、振動領域Vの損傷の原因になりやすい。特に、1次の固有振動モードは、他の固有振動モードに比べて振幅が大きい。そこで、図8に示すように、補強膜37は、1次の固有振動モードの腹の位置、すなわち振動領域Vの長手方向での中央VCを含む。このため、補強膜37が振動領域Vの中央VCを含まない場合に比べて、振動領域Vの損傷を効果的に低減できる。 FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the thickness T of the reinforcing film 37 and the primary natural vibration mode of the vibration region V in the first embodiment. The vibration region V has multiple natural vibration modes. Among the plurality of natural vibration modes, the first to third natural vibration modes having both ends VR and VL in the longitudinal direction of the vibration region V as fixed ends have larger amplitudes than the other natural vibration modes. Area V is likely to cause damage. In particular, the primary natural vibration mode has a larger amplitude than other natural vibration modes. Therefore, as shown in FIG. 8, the reinforcing film 37 includes the position of the antinode of the first-order natural vibration mode, that is, the center VC of the vibration region V in the longitudinal direction. Therefore, compared with the case where the reinforcement film 37 does not include the center VC of the vibration region V, damage to the vibration region V can be effectively reduced.

本実施形態では、図8に示すように、補強膜37の厚さTは、第2領域V2において厚さT2で一定である。補強膜37の厚さTは、特に限定されないが、0.1μm以上1000μm以下の範囲内であることが好ましい。厚さTがこの範囲内であることにより、補強膜37の形成を容易としつつ、前述の補強膜37の必要な剛性を得ることができる。なお、Y方向に沿う補強膜37の厚さTは、第2領域V2側から第1領域V1側に向かうに従い、連続的に小さくなってもよい。この場合、第1領域V1と第2領域V2との間に生じる応力集中を低減することができる。 In this embodiment, as shown in FIG. 8, the thickness T of the reinforcing film 37 is constant at the thickness T2 in the second region V2. Although the thickness T of the reinforcing film 37 is not particularly limited, it is preferably in the range of 0.1 μm or more and 1000 μm or less. When the thickness T is within this range, it is possible to obtain the required rigidity of the aforementioned reinforcing film 37 while facilitating the formation of the reinforcing film 37 . Note that the thickness T of the reinforcement film 37 along the Y direction may decrease continuously from the second region V2 side toward the first region V1 side. In this case, stress concentration occurring between the first region V1 and the second region V2 can be reduced.

1-4.圧力室の製造方法
図9は、圧力室Cの製造工程の流れを例示するフローチャートである。図9に示すように、圧力室Cの製造工程は、マスク形成工程S1とエッチング工程S2とマスク除去工程S3と耐蝕膜形成工程S4と補強膜形成工程S5とを含む。以下、各工程の概略を順次説明する。
1-4. Manufacturing Method of Pressure Chamber FIG. As shown in FIG. 9, the manufacturing process of the pressure chamber C includes a mask forming process S1, an etching process S2, a mask removing process S3, a corrosion resistant film forming process S4, and a reinforcement film forming process S5. An outline of each step will be described below.

図10は、マスク形成工程S1を示す断面図である。図10に示すように、マスク形成工程S1において、まず、板面が(110)面となるシリコン単結晶基板である基板340が準備される。基板340は、前述の圧力室基板34となる基板である。基板340の図10中上側の面上には、開口M11を有するマスクM1が形成される。ここで、基板340の図10中下側の面上には、振動板36が形成される。図10に示す例では、振動板36上には、圧電素子38が形成される。 FIG. 10 is a cross-sectional view showing the mask forming step S1. As shown in FIG. 10, in the mask forming step S1, first, a substrate 340, which is a silicon single crystal substrate having a (110) plane, is prepared. The substrate 340 is a substrate that becomes the pressure chamber substrate 34 described above. A mask M1 having an opening M11 is formed on the upper surface of the substrate 340 in FIG. Here, the vibration plate 36 is formed on the lower surface of the substrate 340 in FIG. In the example shown in FIG. 10, a piezoelectric element 38 is formed on the diaphragm 36 .

より具体的に説明すると、まず、基板340の図10中下側の面上に、第1層361および第2層362がこの順で順次形成される。これにより、振動板36が形成される。第1層361は、例えば、酸化シリコンで構成される場合、基板340の図10中下側の面の熱酸化により形成される。第2層362は、例えば、酸化ジルコニウムで構成される場合、第1層361上にスパッタリング等の公知の成膜技術によりジルコニウムの層を形成し、当該層を熱酸化することで形成される。 More specifically, first, a first layer 361 and a second layer 362 are sequentially formed in this order on the lower surface of the substrate 340 in FIG. Thereby, the diaphragm 36 is formed. The first layer 361 is formed, for example, by thermal oxidation of the lower surface in FIG. 10 of the substrate 340 if it is composed of silicon oxide. For example, when the second layer 362 is made of zirconium oxide, it is formed by forming a zirconium layer on the first layer 361 by a known film forming technique such as sputtering and thermally oxidizing the layer.

振動板36の形成後、振動板36上に、第1電極381、圧電体層383および第2電極382がこの順で形成される。これにより、圧電素子38が形成される。第1電極381、圧電体層383および第2電極382は、それぞれ、例えば、スパッタリング等の公知の成膜技術、およびフォトリソグラフィおよびエッチング等を用いる公知の加工技術により形成される。圧電素子38の形成後、必要に応じて、基板340の図10中上側の面がCMP(chemical mechanical polishing)等により研削され、当該面の平坦化または基板340の厚さ調整が行われる。 After forming the diaphragm 36, a first electrode 381, a piezoelectric layer 383, and a second electrode 382 are formed on the diaphragm 36 in this order. Thereby, the piezoelectric element 38 is formed. The first electrode 381, the piezoelectric layer 383, and the second electrode 382 are each formed by a known film forming technique such as sputtering, and a known processing technique using photolithography, etching, and the like. After the piezoelectric element 38 is formed, the upper surface of the substrate 340 in FIG. 10 is ground by CMP (chemical mechanical polishing) or the like to planarize the surface or adjust the thickness of the substrate 340, if necessary.

圧電素子38の形成後、基板340の図10中上側の面上に、開口M11を有するマスクM1が形成される。マスクM1は、例えば、スパッタリング等の公知の成膜技術、およびフォトリソグラフィおよびエッチング等を用いる公知の加工技術により形成される。ここで、マスクM1は、後述のエッチング工程S2に用いるエッチング液に対する耐性を有する材料、例えば、窒化シリコン(SiN)で構成される。 After forming the piezoelectric element 38, a mask M1 having an opening M11 is formed on the upper surface of the substrate 340 in FIG. The mask M1 is formed by, for example, a known film formation technique such as sputtering, and a known processing technique using photolithography, etching, and the like. Here, the mask M1 is made of a material, such as silicon nitride (SiN), which is resistant to an etchant used in the etching step S2, which will be described later.

図11は、エッチング工程S2を示す断面図である。図11に示すように、エッチング工程S2において、基板340がマスクM1の開口M11を介して異方性エッチングされる。当該異方性エッチングにより、孔341が形成される。当該異方性エッチングのエッチング液には、例えば、水酸化カリウム水溶液(KOH)等が用いられる。 FIG. 11 is a cross-sectional view showing the etching step S2. As shown in FIG. 11, in the etching step S2, the substrate 340 is anisotropically etched through the openings M11 of the mask M1. A hole 341 is formed by the anisotropic etching. For example, an aqueous potassium hydroxide solution (KOH) or the like is used as an etchant for the anisotropic etching.

当該異方性エッチングでは、基板340の(110)面に対するエッチングレートに比べて、基板340の(111)面に対するエッチングレートが極めて小さい。このため、基板340の厚さ方向にエッチングが進み、(111)面を壁面とする孔341が形成される。ここで、振動板36は、当該異方性エッチングを停止させる停止層として機能する。ただし、振動板36は、当該異方性エッチングの停止後、当該エッチング液に晒され、若干量、当該エッチング液により等方性エッチングされる。 In the anisotropic etching, the etching rate for the (111) plane of the substrate 340 is much lower than the etching rate for the (110) plane of the substrate 340 . Therefore, etching progresses in the thickness direction of the substrate 340, and a hole 341 having a (111) plane as a wall surface is formed. Here, the vibration plate 36 functions as a stop layer that stops the anisotropic etching. However, after stopping the anisotropic etching, the vibration plate 36 is exposed to the etchant and is isotropically etched by the etchant in a small amount.

図12は、マスク除去工程S3を示す断面図である。図12に示すように、マスク除去工程S3において、マスクM1が除去される。マスクM1の除去には、マスクM1を溶解可能な液体、例えば、マスクM1が窒化シリコンで構成される場合、フッ化水素酸(HF)が除去液として用いられる。 FIG. 12 is a cross-sectional view showing the mask removing step S3. As shown in FIG. 12, the mask M1 is removed in the mask removing step S3. For removing the mask M1, a liquid capable of dissolving the mask M1, for example, hydrofluoric acid (HF) when the mask M1 is made of silicon nitride, is used as a removing liquid.

図13は、耐蝕膜形成工程S4を示す断面図である。図13に示すように、耐蝕膜形成工程S4において、耐蝕膜35が形成される。例えば、耐蝕膜35は、スパッタリング等の公知の成膜技術、およびフォトリソグラフィおよびエッチング等を用いる公知の加工技術により形成される。なお、図13では、基板340の隔壁部342の振動板36とは反対側の端面には、耐蝕膜35が形成されないが、当該端面にも耐蝕膜35が形成されてもよい。この場合、スパッタリング等により成膜するだけで耐蝕膜35を形成できる。 FIG. 13 is a cross-sectional view showing the corrosion-resistant film forming step S4. As shown in FIG. 13, a corrosion-resistant film 35 is formed in the corrosion-resistant film forming step S4. For example, the corrosion-resistant film 35 is formed by a known film forming technique such as sputtering, and a known processing technique using photolithography, etching, and the like. In FIG. 13, the corrosion-resistant film 35 is not formed on the end surface of the partition 342 of the substrate 340 opposite to the diaphragm 36, but the corrosion-resistant film 35 may be formed on the end surface. In this case, the anti-corrosion film 35 can be formed simply by forming a film by sputtering or the like.

図14は、補強膜形成工程S5を示す断面図である。図14に示すように、補強膜形成工程S5において、補強膜37が形成される。例えば、補強膜37は、スパッタリング等の公知の成膜技術、およびフォトリソグラフィおよびエッチング等を用いる公知の加工技術により形成される。また、補強膜37は、以下のように、マスクを用いて物理蒸着または化学蒸着の蒸着による成膜を行うことによっても形成できる。 FIG. 14 is a cross-sectional view showing the reinforcing film forming step S5. As shown in FIG. 14, a reinforcing film 37 is formed in the reinforcing film forming step S5. For example, the reinforcement film 37 is formed by a known film formation technique such as sputtering, and a known processing technique using photolithography, etching, and the like. The reinforcing film 37 can also be formed by film formation by physical vapor deposition or chemical vapor deposition using a mask, as described below.

図15は、補強膜形成工程S5の第1工程を示す断面図である。図16は、補強膜形成工程S5の第2工程を示す断面図である。図15に示す第1工程では、マスクM2を用いて成膜することで補強膜37の一部を形成し、その後、図16に示す第2工程で、マスクM2を用いて補強膜37の残部を形成する。 FIG. 15 is a cross-sectional view showing the first step of the reinforcing film forming step S5. FIG. 16 is a cross-sectional view showing the second step of the reinforcing film forming step S5. In the first step shown in FIG. 15, a part of the reinforcing film 37 is formed by forming a film using the mask M2, and then in the second step shown in FIG. to form

具体的に説明すると、図15に示すように、第1工程では、まず、基板340に対して図15中上側に、開口M21を有するマスクM2が配置される。マスクM2は、開口M21を有する基板である。開口M21は、補強膜37を形成すべき領域に対応して配置される。第1工程では、基板340の法線方向に対して傾斜する方向α1から蒸着材料を蒸着させる。このため、開口M21は、方向α1に応じて配置が決定される。マスクM2の構成材料としては、例えば、金属、ガラスまたはシリコン等が挙げられる。中でも、マスクM2の構成材料としては、基板340の構成材料との線膨張係数差ができるだけ小さいことが好ましく、具体的には、シリコンが好ましい。マスクM2と基板340との線膨張係数差を小さくすることで、基板340に対する開口M21の位置ずれを低減することができる。以上の第1工程の後、図16に示すように、第2工程では、マスクM2の配置を必要に応じて変更し、基板340の法線方向に対して方向α1とは反対側に傾斜する方向α2から蒸着材料を蒸着させる。 Specifically, as shown in FIG. 15, in the first step, first, a mask M2 having an opening M21 is arranged on the upper side of the substrate 340 in FIG. Mask M2 is a substrate having an opening M21. The opening M21 is arranged corresponding to the region where the reinforcing film 37 is to be formed. In the first step, the vapor deposition material is vapor-deposited from a direction α1 that is inclined with respect to the normal direction of the substrate 340 . Therefore, the arrangement of the opening M21 is determined according to the direction α1. Examples of the constituent material of the mask M2 include metal, glass, silicon, and the like. Among others, it is preferable that the material of the mask M2 has a linear expansion coefficient difference as small as possible from that of the material of the substrate 340. Specifically, silicon is preferable. By reducing the difference in coefficient of linear expansion between the mask M2 and the substrate 340, the positional deviation of the opening M21 with respect to the substrate 340 can be reduced. After the above-described first step, as shown in FIG. 16, in the second step, the mask M2 is rearranged as necessary so that it is inclined in the direction opposite to the direction α1 with respect to the normal direction of the substrate 340. A vapor deposition material is vapor-deposited from direction α2.

第1工程および第2工程に用いる蒸着は、物理蒸着または化学蒸着のいずれでもよいが、簡便さの観点から、物理蒸着が好ましく、より具体的には、真空蒸着に比べて緻密な膜が得られるという観点から、イオンビームアシスト蒸着またはイオンプレーティング等が好ましい。 The vapor deposition used in the first step and the second step may be either physical vapor deposition or chemical vapor deposition, but from the viewpoint of simplicity, physical vapor deposition is preferred, and more specifically, a denser film can be obtained than vacuum vapor deposition. Ion beam assisted vapor deposition, ion plating, or the like is preferable from the viewpoint of being able to

2.第2実施形態
本発明の第2実施形態について説明する。なお、以下の各例示において機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
2. Second Embodiment A second embodiment of the present invention will be described. Note that, in each of the following illustrations, the reference numerals of the first embodiment are used for the elements whose functions are the same as those of the first embodiment, and detailed descriptions thereof are appropriately omitted.

図17は、第2実施形態における圧力室Cを示す横断面図である。図17に示す本実施形態においても、圧力室Cの壁面上には、耐蝕膜35が配置される。ただし、本実施形態では、圧力室Cの壁面と耐蝕膜35との間に、補強膜37が配置される。ここで、耐蝕膜35は、圧力室C内のインクに対する耐性が振動板36よりも高い。このため、補強膜37の構成材料は、圧力室C内のインクに対する耐性の有無を問わない。この結果、補強膜37の構成材料の選択の幅が広がり、補強膜37の設計の自由度を高めたり、補強膜37の成膜を簡単化したりすることが可能となる。また、本実施形態においても、前述の第1実施形態と同様の効果が得られる。 FIG. 17 is a cross-sectional view showing the pressure chamber C in the second embodiment. In this embodiment shown in FIG. 17 as well, the corrosion resistant film 35 is arranged on the wall surface of the pressure chamber C. As shown in FIG. However, in this embodiment, the reinforcement film 37 is arranged between the wall surface of the pressure chamber C and the corrosion-resistant film 35 . Here, the corrosion resistant film 35 has higher resistance to the ink inside the pressure chamber C than the vibration plate 36 . For this reason, the constituent material of the reinforcing film 37 does not matter whether it has resistance to the ink inside the pressure chamber C or not. As a result, the choice of materials for the reinforcement film 37 can be expanded, the degree of freedom in designing the reinforcement film 37 can be increased, and the formation of the reinforcement film 37 can be simplified. Also in this embodiment, the same effects as those of the above-described first embodiment can be obtained.

3.第3実施形態
本発明の第3実施形態について説明する。なお、以下の各例示において機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
3. Third Embodiment A third embodiment of the present invention will be described. Note that, in each of the following illustrations, the reference numerals of the first embodiment are used for the elements whose functions are the same as those of the first embodiment, and detailed descriptions thereof are appropriately omitted.

図18は、第3実施形態における圧力室Cを示す横断面図である。図18に示す本実施形態では、圧力室Cの壁面上には、耐蝕膜35および補強膜37が配置される。補強膜37は、振動板36の圧力室C側の面と孔341の壁面とが接続する角上に配置される。耐蝕膜35は、補強膜37が配置される領域以外において、圧力室Cの壁面の全域にわたって配置される。 FIG. 18 is a cross-sectional view showing the pressure chamber C in the third embodiment. In this embodiment shown in FIG. 18, on the wall surface of the pressure chamber C, a corrosion-resistant film 35 and a reinforcing film 37 are arranged. The reinforcement film 37 is arranged on the corner where the pressure chamber C side surface of the diaphragm 36 and the wall surface of the hole 341 are connected. The corrosion-resistant film 35 is arranged over the entire wall surface of the pressure chamber C except for the region where the reinforcing film 37 is arranged.

補強膜37の構成材料は、耐蝕膜35の構成材料と同一でも異なってもよい。ただし、第1実施形態と同様、本実施形態の補強膜37は、圧力室C内のインクに晒されるため、インクに対する体制を有することが好ましい。また、補強膜37の構成材料は、耐蝕膜35の構成材料と異なる場合、耐蝕膜35の構成材料よりもヤング率が高い材料であることが好ましい。この場合、補強膜37は、例えば、耐蝕膜35の一部をイオンビーム等により変質させることで形成される。なお、補強膜37は、耐蝕膜35とは別々の成膜により形成してもよい。 The constituent material of the reinforcing film 37 may be the same as or different from the constituent material of the corrosion-resistant film 35 . However, as in the first embodiment, the reinforcing film 37 of the present embodiment is exposed to the ink in the pressure chamber C, so it is preferable that it has a resistance to the ink. Further, when the material of the reinforcement film 37 is different from the material of the corrosion-resistant film 35 , it is preferable that the material has a Young's modulus higher than that of the material of the corrosion-resistant film 35 . In this case, the reinforcement film 37 is formed, for example, by modifying a part of the corrosion-resistant film 35 with an ion beam or the like. Note that the reinforcement film 37 may be formed by film formation separately from the corrosion-resistant film 35 .

以上の補強膜37を用いる本実施形態においても、前述の第1実施形態と同様の効果が得られる。 In this embodiment using the reinforcing film 37 as described above, the same effects as those of the above-described first embodiment can be obtained.

4.第4実施形態
本発明の第4実施形態について説明する。なお、以下の各例示において機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
4. Fourth Embodiment A fourth embodiment of the present invention will be described. Note that, in each of the following illustrations, the reference numerals of the first embodiment are used for the elements whose functions are the same as those of the first embodiment, and detailed descriptions thereof are appropriately omitted.

図19は、第4実施形態における圧力室Cを示す縦断面図である。図19に示す液体噴射ヘッド26は、液体の一例であるインクを収容する圧力室Cの壁面の一部を構成する振動板36と、振動板36を振動させる圧電素子38と、振動板36の圧力室C側の面上に配置される補強膜37と、を有する。ここで、振動板36の領域であって圧電素子38により振動する振動領域Vは、振動板36の厚さ方向から見る平面視で、長手形状をなす。補強膜37は、第1膜厚T1の第1部分371と、第1部分371よりも振動領域Vの長手方向での中央に近い位置に配置され、第1膜厚T1よりも厚い第2膜厚T2の第2部分372と、を有する。 FIG. 19 is a longitudinal sectional view showing the pressure chamber C in the fourth embodiment. The liquid jet head 26 shown in FIG. 19 includes a vibration plate 36 forming part of a wall surface of a pressure chamber C containing ink, which is an example of a liquid, a piezoelectric element 38 for vibrating the vibration plate 36, and a vibration plate 36. and a reinforcing film 37 arranged on the surface on the pressure chamber C side. Here, the vibration region V, which is the region of the vibration plate 36 and is vibrated by the piezoelectric element 38, has a longitudinal shape in a plan view seen from the thickness direction of the vibration plate 36. As shown in FIG. The reinforcing film 37 is arranged at a position closer to the center of the vibration region V in the longitudinal direction than the first portion 371 having the first film thickness T1 and the second film having a thickness greater than the first film thickness T1. and a second portion 372 of thickness T2.

このような第1部分371および第2部分372という互いに膜厚の異なる2つの部分を補強膜37が有することにより、前述の第1実施形態と同様、振動領域Vの全体に必要な変形量を確保しつつ、振動領域VのX方向での中央が圧力室C内のインクからの反力により損傷することを低減できる。 Since the reinforcing film 37 has the first portion 371 and the second portion 372, which have two different film thicknesses, the amount of deformation necessary for the entire vibration region V can be obtained as in the first embodiment. It is possible to reduce the damage to the center of the vibration region V in the X direction due to the reaction force from the ink in the pressure chamber C while ensuring this.

第1膜厚T1および第2膜厚T2の比T1/T2は、特に限定されないが、0.1以上0.5以下の範囲内であることが好ましい。比T1/T2がこの範囲内であることにより、補強膜37の形成を容易としつつ、前述の補強膜37の必要な剛性を得ることができる。 Although the ratio T1/T2 of the first film thickness T1 and the second film thickness T2 is not particularly limited, it is preferably within the range of 0.1 or more and 0.5 or less. When the ratio T1/T2 is within this range, it is possible to obtain the required rigidity of the aforementioned reinforcing film 37 while facilitating the formation of the reinforcing film 37 .

図20は、第4実施形態における補強膜37の厚さTと振動板36の1次の固有振動モードとの関係を示す図である。本実施形態では、第2部分372は、振動領域Vの長手方向での中央VCに配置される。振動領域Vの長手方向での中央VCは、前述のように振動領域Vの1次の固有振動モードの腹の位置である。このため、第2部分372が振動領域Vの中央VCに配置されない場合に比べて、振動領域Vの損傷を効果的に低減できる。 FIG. 20 is a diagram showing the relationship between the thickness T of the reinforcement film 37 and the primary natural vibration mode of the diaphragm 36 in the fourth embodiment. In this embodiment, the second portion 372 is arranged at the center VC of the vibration region V in the longitudinal direction. The center VC in the longitudinal direction of the vibration region V is the position of the antinode of the primary natural vibration mode of the vibration region V as described above. Therefore, compared with the case where the second portion 372 is not arranged at the center VC of the vibration region V, damage to the vibration region V can be effectively reduced.

本実施形態では、図20に示すように、補強膜37の厚さTは、第2領域V2側から第1領域V1側に向かうに従い、連続的に小さくなる。このため、補強膜37の厚さTが第1領域V1と第2領域V2との間で急激に変化する場合に比べて、第1領域V1と第2領域V2との間に生じる応力集中を低減することができる。なお、Y方向に沿う補強膜37の厚さTの変化は、図20に示す変化に限定されず、例えば、第2領域V2側から第1領域V1側に向かうに従い、段階的に小さくなってもよい。 In this embodiment, as shown in FIG. 20, the thickness T of the reinforcing film 37 is continuously reduced from the second region V2 side toward the first region V1 side. Therefore, the stress concentration occurring between the first region V1 and the second region V2 can be reduced as compared with the case where the thickness T of the reinforcing film 37 changes rapidly between the first region V1 and the second region V2. can be reduced. Note that the change in the thickness T of the reinforcing film 37 along the Y direction is not limited to the change shown in FIG. good too.

5.第5実施形態
本発明の第5実施形態について説明する。なお、以下の各例示において機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
5. Fifth Embodiment A fifth embodiment of the present invention will be described. Note that, in each of the following illustrations, the reference numerals of the first embodiment are used for the elements whose functions are the same as those of the first embodiment, and detailed descriptions thereof are appropriately omitted.

図21は、第5実施形態における補強膜37の厚さTと振動領域Vの2次の固有振動モードとの関係を示す図である。補強膜37は、3つの第1部分371および2つの第2部分372を有する。2つの第2部分372は、振動領域Vの2次の固有振動モードの腹の位置である。このため、振動領域Vの2次の固有振動モードに起因する損傷を効果的に低減できる。以上の補強膜37を用いる本実施形態においても、前述の第1実施形態と同様の効果が得られる。なお、第1部分371を省略してもよい。 FIG. 21 is a diagram showing the relationship between the thickness T of the reinforcing film 37 and the secondary natural vibration mode of the vibration region V in the fifth embodiment. The reinforcing membrane 37 has three first portions 371 and two second portions 372 . The two second portions 372 are the antinode positions of the second-order natural vibration mode of the vibration region V. FIG. Therefore, damage caused by the secondary natural vibration mode of the vibration region V can be effectively reduced. In this embodiment using the reinforcing film 37 as described above, the same effects as those of the above-described first embodiment can be obtained. Note that the first portion 371 may be omitted.

6.第6実施形態
本発明の第6実施形態について説明する。なお、以下の各例示において機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
6. Sixth Embodiment A sixth embodiment of the present invention will be described. Note that, in each of the following illustrations, the reference numerals of the first embodiment are used for the elements whose functions are the same as those of the first embodiment, and detailed descriptions thereof are appropriately omitted.

図22は、第6実施形態における補強膜37の厚さTと振動領域Vの3次の固有振動モードとの関係を示す図である。補強膜37は、4つの第1部分371および3つの第2部分372を有する。3つの第2部分372は、振動領域Vの3次の固有振動モードの腹の位置である。このため、振動領域Vの3次の固有振動モードに起因する損傷を効果的に低減できる。以上の補強膜37を用いる本実施形態においても、前述の第1実施形態と同様の効果が得られる。なお、第1部分371を省略してもよい。 FIG. 22 is a diagram showing the relationship between the thickness T of the reinforcing film 37 and the third-order natural vibration mode of the vibration region V in the sixth embodiment. The reinforcement film 37 has four first portions 371 and three second portions 372 . The three second portions 372 are the antinode positions of the third-order natural vibration mode of the vibration region V. FIG. Therefore, damage caused by the third-order natural vibration mode of the vibration region V can be effectively reduced. In this embodiment using the reinforcing film 37 as described above, the same effects as those of the above-described first embodiment can be obtained. Note that the first portion 371 may be omitted.

<変形例>
以上の例示における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。なお、以下の例示から任意に選択される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。
<Modification>
Each form in the above illustration can be variously modified. Specific modifications that can be applied to each of the above-described modes are exemplified below. In addition, two or more aspects arbitrarily selected from the following examples can be appropriately combined within a mutually consistent range.

(1)前述の各形態では、第1電極381が個別電極であり第2電極382が共通電極である構成を例示するが、第1電極381を、複数の圧電素子38にわたり連続する共通電極とし、第2電極382を圧電素子38毎に個別の個別電極としてもよい。また、第1電極381および第2電極382の双方を個別電極としてもよい。 (1) In each of the above embodiments, the first electrode 381 is an individual electrode and the second electrode 382 is a common electrode. , the second electrode 382 may be an individual electrode for each piezoelectric element 38 . Also, both the first electrode 381 and the second electrode 382 may be individual electrodes.

(2)前述の各形態では、液体噴射ヘッド26を搭載するキャリッジ242を往復させるシリアル方式の液体噴射装置100を例示するが、複数のノズルNが媒体12の全幅にわたり分布するライン方式の液体噴射装置にも本発明を適用することが可能である。 (2) In each of the above-described embodiments, the serial type liquid ejecting apparatus 100 in which the carriage 242 on which the liquid ejecting head 26 is mounted is reciprocated is exemplified. The present invention can also be applied to devices.

(3)前述の各形態で例示する液体噴射装置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、本発明の液体噴射装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を噴射する液体噴射装置は、液晶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、導電材料の溶液を噴射する液体噴射装置は、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。 (3) The liquid ejecting apparatus 100 exemplified in each of the above embodiments can be employed in various types of equipment such as facsimile machines and copiers, in addition to equipment dedicated to printing. However, the application of the liquid ejecting apparatus of the present invention is not limited to printing. For example, a liquid ejecting apparatus that ejects a colorant solution is used as a manufacturing apparatus for forming a color filter of a liquid crystal display device. Also, a liquid ejecting apparatus that ejects a solution of a conductive material is used as a manufacturing apparatus for forming wiring and electrodes of a wiring board.

26…液体噴射ヘッド、34…圧力室基板、35…耐蝕膜、36…振動板、37…補強膜、38…圧電素子、100…液体噴射装置、341…孔、371…第1部分、372…第2部分、381…第1電極、382…第2電極、383…圧電体層、C…圧力室、T1…第1膜厚、T2…第2膜厚、V…振動領域、V1…第1領域、V2…第2領域。 26 Liquid jet head 34 Pressure chamber substrate 35 Corrosion resistant film 36 Diaphragm 37 Reinforcement film 38 Piezoelectric element 100 Liquid jet device 341 Hole 371 First portion 372 Second portion 381 First electrode 382 Second electrode 383 Piezoelectric layer C Pressure chamber T1 First thickness T2 Second thickness V Vibration region V1 First Regions, V2 . . . second region.

Claims (11)

液体を収容する圧力室の壁面の一部を構成する振動板と、
前記振動板を振動させる圧電素子と、
前記振動板の前記圧力室側の面上に配置される補強膜と、を有し、
前記振動板の領域であって前記圧電素子により振動する振動領域は、前記振動板の厚さ
方向から見る平面視で、長手形状をなし、
前記振動領域は、前記補強膜が配置されない第1領域と、前記第1領域よりも前記振動
領域の長手方向での中央に近い位置にあり、前記補強膜が配置される第2領域と、を含

前記第2領域は、前記振動領域の1次、2次または3次のいずれかの固有振動モードの
腹の位置に配置される、液体噴射ヘッド。
a diaphragm forming part of the wall surface of the pressure chamber containing the liquid;
a piezoelectric element that vibrates the diaphragm;
a reinforcing film disposed on the surface of the diaphragm on the pressure chamber side;
The vibrating region, which is the region of the diaphragm and is vibrated by the piezoelectric element, has a longitudinal shape in a plan view viewed from the thickness direction of the diaphragm,
The vibration region includes a first region where the reinforcing film is not arranged, and a second region which is located closer to the center of the vibration region in the longitudinal direction than the first region and where the reinforcing film is arranged. Includes
,
The second region has one of the first, second, and third natural vibration modes of the vibration region.
A liquid jet head placed at the belly position .
液体を収容する圧力室の壁面の一部を構成する振動板と、
前記振動板を振動させる圧電素子と、
前記振動板の前記圧力室側の面上に配置される補強膜と、を有し、
前記振動板の領域であって前記圧電素子により振動する振動領域は、前記振動板の厚さ
方向から見る平面視で、長手形状をなし、
前記補強膜は、第1膜厚の第1部分と、前記第1部分よりも前記振動領域の長手方向で
の中央に近い位置に配置され、前記第1膜厚よりも厚い第2膜厚の第2部分と、を有し、
前記第2部分は、前記振動領域の1次、2次または3次のいずれかの固有振動モードの
腹の位置に配置される、液体噴射ヘッド。
a diaphragm forming part of the wall surface of the pressure chamber containing the liquid;
a piezoelectric element that vibrates the diaphragm;
a reinforcing film disposed on the surface of the diaphragm on the pressure chamber side;
The vibrating region, which is the region of the diaphragm and is vibrated by the piezoelectric element, has a longitudinal shape in a plan view viewed from the thickness direction of the diaphragm,
The reinforcing film is arranged at a first portion having a first film thickness and a position closer to the center in the longitudinal direction of the vibration region than the first portion, and having a second film thickness thicker than the first film thickness. a second portion ;
The second portion is of any one of the first, second, and third natural vibration modes of the vibration region.
A liquid jet head placed at the belly position .
前記第2部分は、前記振動領域の長手方向での中央に配置される、請求項2に記載の液
体噴射ヘッド。
3. The liquid jet head according to claim 2, wherein the second portion is arranged in the center of the vibration area in the longitudinal direction.
前記圧電素子は、
第1電極と、
前記振動板との間に前記第1電極を挟んで配置される第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極との間に配置される圧電体層と、を含む、請求項1ないし

のいずれか1項に記載の液体噴射ヘッド。
The piezoelectric element is
a first electrode;
a second electrode arranged with the first electrode interposed between itself and the diaphragm;
and a piezoelectric layer disposed between the first electrode and the second electrode.
3
The liquid jet head according to any one of .
前記振動板が配置され、前記圧力室を構成する孔が設けられる基板を有し、
前記補強膜は、前記振動板の前記圧力室側の面と前記孔の壁面とが接続する角上に配置
される、請求項1ないしのいずれか1項に記載の液体噴射ヘッド。
a substrate on which the diaphragm is arranged and a hole forming the pressure chamber is provided;
5. The liquid jet head according to claim 1 , wherein the reinforcing film is arranged on a corner where a surface of the diaphragm on the side of the pressure chamber and a wall surface of the hole are connected.
前記圧力室の壁面上に配置され、前記液体に対する耐性が前記振動板よりも高い耐蝕膜
を有し、
前記補強膜は、前記圧力室の壁面と前記耐蝕膜との間に配置される、請求項1ないし
のいずれか1項に記載の液体噴射ヘッド。
a corrosion-resistant film disposed on the wall surface of the pressure chamber and having a higher resistance to the liquid than the vibration plate;
6. The reinforcing film is arranged between the wall surface of the pressure chamber and the corrosion resistant film.
The liquid jet head according to any one of .
前記補強膜の構成材料は、金属である、請求項1ないしのいずれか1項に記載の液体
噴射ヘッド。
7. The liquid jet head according to claim 1 , wherein the reinforcing film is made of metal.
前記補強膜の構成材料は、金属酸化物である、請求項1ないしのいずれか1項に記載
の液体噴射ヘッド。
7. The liquid jet head according to claim 1 , wherein the reinforcing film is made of metal oxide.
液体を収容する圧力室の壁面の一部を構成する振動板と、 a diaphragm forming part of the wall surface of the pressure chamber containing the liquid;
前記振動板を振動させる圧電素子と、 a piezoelectric element that vibrates the diaphragm;
前記振動板の前記圧力室側の面上に配置される補強膜と、を有し、 a reinforcing film disposed on the surface of the diaphragm on the pressure chamber side;
前記振動板の領域であって前記圧電素子により振動する振動領域は、前記振動板の厚さ The vibrating region, which is the region of the diaphragm and is vibrated by the piezoelectric element, is the thickness of the diaphragm.
方向から見る平面視で、長手形状をなし、In a plan view from the direction, it has a longitudinal shape,
前記振動領域は、前記補強膜が配置されない第1領域と、前記第1領域よりも前記振動 The vibration region includes a first region in which the reinforcing film is not arranged and
領域の長手方向での中央に近い位置にあり、前記補強膜が配置される第2領域と、を含みa second region located near the center in the longitudinal direction of the region and in which the reinforcing film is arranged;
,
前記圧力室の壁面上に配置され、前記液体に対する耐性が前記振動板よりも高い耐蝕膜 A corrosion-resistant film disposed on a wall surface of the pressure chamber and having higher resistance to the liquid than the diaphragm
を有し、has
前記補強膜は、前記圧力室の壁面と前記耐蝕膜との間に配置される、液体噴射ヘッド。 The liquid jet head, wherein the reinforcement film is arranged between the wall surface of the pressure chamber and the corrosion-resistant film.
液体を収容する圧力室の壁面の一部を構成する振動板と、 a diaphragm forming part of the wall surface of the pressure chamber containing the liquid;
前記振動板を振動させる圧電素子と、 a piezoelectric element that vibrates the diaphragm;
前記振動板の前記圧力室側の面上に配置される補強膜と、を有し、 a reinforcing film disposed on the surface of the diaphragm on the pressure chamber side;
前記振動板の領域であって前記圧電素子により振動する振動領域は、前記振動板の厚さ The vibrating region, which is the region of the diaphragm and is vibrated by the piezoelectric element, is the thickness of the diaphragm.
方向から見る平面視で、長手形状をなし、In a plan view from the direction, it has a longitudinal shape,
前記補強膜は、第1膜厚の第1部分と、前記第1部分よりも前記振動領域の長手方向で The reinforcement film has a first portion having a first film thickness and a longitudinal direction of the vibration region that is longer than the first portion.
の中央に近い位置に配置され、前記第1膜厚よりも厚い第2膜厚の第2部分と、を有し、a second portion having a second film thickness that is located near the center of the and is thicker than the first film thickness;
前記圧力室の壁面上に配置され、前記液体に対する耐性が前記振動板よりも高い耐蝕膜 A corrosion-resistant film disposed on a wall surface of the pressure chamber and having higher resistance to the liquid than the diaphragm
を有し、has
前記補強膜は、前記圧力室の壁面と前記耐蝕膜との間に配置される、液体噴射ヘッド。 The liquid jet head, wherein the reinforcement film is arranged between the wall surface of the pressure chamber and the corrosion-resistant film.
請求項1ないし10のいずれか1項に記載の液体噴射ヘッドを有する、液体噴射装置。 A liquid ejecting apparatus comprising the liquid ejecting head according to claim 1 .
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