JP7371337B2 - Liquid jet head and liquid jet device - Google Patents

Liquid jet head and liquid jet device Download PDF

Info

Publication number
JP7371337B2
JP7371337B2 JP2019050118A JP2019050118A JP7371337B2 JP 7371337 B2 JP7371337 B2 JP 7371337B2 JP 2019050118 A JP2019050118 A JP 2019050118A JP 2019050118 A JP2019050118 A JP 2019050118A JP 7371337 B2 JP7371337 B2 JP 7371337B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
electrode
region
diaphragm
piezoelectric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019050118A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020049936A (en
Inventor
孝憲 四十物
雅夫 中山
本規 ▲高▼部
仁司 鷹合
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to US16/574,683 priority Critical patent/US10850515B2/en
Publication of JP2020049936A publication Critical patent/JP2020049936A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7371337B2 publication Critical patent/JP7371337B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

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 device.

圧力室の壁面を構成する振動板を圧電素子により振動させることで、当該圧力室に充填されたインク等の液体をノズルから噴射する技術が従来から提案されている。例えば特許文献1には、酸化シリコンで形成された弾性膜と、酸化ジルコニウムで形成された絶縁体膜との積層により振動板を形成した構成が開示されている。また、特許文献2には、酸化シリコンの保護膜と酸化ジルコニウムの剛性膜との間に、保護膜を透過した水分の進行を阻止する耐湿層を介在させた構成が開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique has been proposed in which liquid such as ink filled in a pressure chamber is ejected from a nozzle by vibrating a diaphragm forming a wall of the pressure chamber using a piezoelectric element. For example, Patent Document 1 discloses a configuration in which a diaphragm is formed by laminating an elastic film made of silicon oxide and an insulating film made of zirconium oxide. Further, Patent Document 2 discloses a structure in which a moisture-resistant layer is interposed between a silicon oxide protective film and a zirconium oxide rigid film to prevent moisture that has passed through the protective film from proceeding.

特開2017-139331号公報Japanese Patent Application Publication No. 2017-139331 特開2016-033937号公報Japanese Patent Application Publication No. 2016-033937

特許文献2の構成は、保護膜からみて剛性膜とは反対側からの水分の進入を阻止することを目的とするため、振動板の全面にわたり耐湿層を形成することが必須である。しかし、振動板の全面にわたり耐湿層を形成した構成では、振動板の振動が耐湿層により抑制されるから、振動板の変位量を充分に確保できない可能性がある。 Since the structure of Patent Document 2 aims to prevent moisture from entering from the side opposite to the rigid film when viewed from the protective film, it is essential to form a moisture-resistant layer over the entire surface of the diaphragm. However, in a configuration in which a moisture-resistant layer is formed over the entire surface of the diaphragm, vibrations of the diaphragm are suppressed by the moisture-resistant layer, so there is a possibility that a sufficient amount of displacement of the diaphragm cannot be secured.

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、液体を噴射するノズルに連通する複数の圧力室と、第1層と第2層との積層を含み、前記複数の圧力室の壁面を構成する振動板と、前記振動板の平面視において前記振動板のうち第1領域上に前記各圧力室に対応して形成された複数の圧電素子と、前記振動板のうち前記第1領域を包囲する第2領域内において前記第1層と前記第2層との界面を覆うバリア層とを具備する。 In order to solve the above problems, a liquid ejecting head according to a preferred embodiment of the present invention includes a plurality of pressure chambers communicating with a nozzle that ejects liquid, and a stack of a first layer and a second layer, a diaphragm forming a wall surface of a plurality of pressure chambers, a plurality of piezoelectric elements formed on a first region of the diaphragm in a plan view of the diaphragm corresponding to each of the pressure chambers, and the diaphragm. A barrier layer covering an interface between the first layer and the second layer is provided in a second region surrounding the first region.

第1実施形態に係る液体噴射装置の構成を例示するブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of a liquid ejecting device according to a first embodiment. 液体噴射ヘッドの分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the liquid ejecting head. 液体噴射ヘッドの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a liquid ejecting head. 振動板の平面図である。It is a top view of a diaphragm. 図4におけるb-b線の断面図である。5 is a sectional view taken along line bb in FIG. 4. FIG. 図4におけるc-c線の断面図である。5 is a sectional view taken along line cc in FIG. 4. FIG. 振動板の第1層と第2層とが接合する状態の説明図である。It is an explanatory view of a state where a first layer and a second layer of a diaphragm are joined. 振動板の第1層と第2層とに応力が発生する状態の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a state where stress is generated in the first layer and the second layer of the diaphragm. 振動板の内部で加水分解が発生する状態の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a state in which hydrolysis occurs inside the diaphragm. 第1実施形態の変形例における液体噴射ヘッドの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a liquid ejecting head in a modification of the first embodiment. 第2実施形態における液体噴射ヘッドの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a liquid ejecting head in a second embodiment. 第2実施形態の変形例における液体噴射ヘッドの断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a liquid ejecting head in a modification of the second embodiment. 第3実施形態における液体噴射ヘッドの断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a liquid ejecting head in a third embodiment. 第4実施形態における液体噴射ヘッドの断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a liquid ejecting head in a fourth embodiment. 第5実施形態における液体噴射装置の部分的な構成を例示する断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a partial configuration of a liquid ejecting device in a fifth embodiment. 第1実施形態の変形例における液体噴射ヘッドの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a liquid ejecting head in a modification of the first embodiment. 変形例における振動板の平面図である。It is a top view of the diaphragm in a modification.

<第1実施形態>
図1は、第1実施形態に係る液体噴射装置100を例示する構成図である。第1実施形態の液体噴射装置100は、液体の一例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た袋状のインクパック、または、インクを補充可能なインクタンクが、液体容器14として利用される。色彩または特性が相違する複数種のインクが液体容器14には貯留される。
<First embodiment>
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a liquid ejecting apparatus 100 according to a first embodiment. The liquid ejecting apparatus 100 of the first embodiment is an inkjet printing apparatus that ejects ink, which is an example of liquid, onto the medium 12. The medium 12 is typically printing paper, but the medium 12 may be a printing target made of any material such as a resin film or cloth. As illustrated in FIG. 1, the liquid ejecting apparatus 100 is provided with a liquid container 14 that stores ink. For example, a cartridge removably attached to the liquid ejecting device 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. A plurality of types of ink having different colors or characteristics are stored in the liquid container 14.

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 26. The control unit 20 includes a processing circuit such as a CPU (Central Processing Unit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array), and a storage 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方向に直交する方向である。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242と、搬送体242が固定された搬送ベルト244とを具備する。なお、複数の液体噴射ヘッド26を搬送体242に搭載した構成、または、液体容器14を液体噴射ヘッド26とともに搬送体242に搭載した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 a direction perpendicular to the Y direction in which the medium 12 is transported. The moving mechanism 24 of the first embodiment includes a substantially box-shaped conveying body 242 that accommodates the liquid jet head 26, and a conveying belt 244 to which the conveying body 242 is fixed. Note that a configuration in which a plurality of liquid ejecting heads 26 are mounted on the carrier 242, or a configuration in which the liquid container 14 and the liquid ejecting heads 26 are mounted on the carrier 242 may also be adopted.

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の搬送と搬送体242の反復的な往復とに並行して液体噴射ヘッド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。なお、X-Y平面に垂直な方向を以下ではZ方向と表記する。液体噴射ヘッド26によるインクの噴射方向がZ方向に相当する。X-Y平面は、例えば媒体12の表面に平行な平面である。 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 the liquid ejecting head 26 ejecting ink onto the medium 12 in parallel with the conveyance of the medium 12 by the conveyance mechanism 22 and the repeated reciprocation of the conveyance body 242 . Note that the direction perpendicular to the XY plane will be referred to as the Z direction below. The direction in which ink is ejected by the liquid ejecting head 26 corresponds to the Z direction. The XY plane is, for example, a plane parallel to the surface of the medium 12.

図2は、液体噴射ヘッド26の分解斜視図であり、図3は、図2おけるa-a線の断面図である。図2に例示される通り、液体噴射ヘッド26は、Y方向に配列された複数のノズルNを具備する。第1実施形態の複数のノズルNは、X方向に相互に間隔をあけて並設された第1列Laと第2列Lbとに区分される。第1列Laおよび第2列Lbの各々は、Y方向に直線状に配列された複数のノズルNの集合である。図3から理解される通り、第1実施形態の液体噴射ヘッド26は、第1列Laの各ノズルNに関連する要素と第2列Lbの各ノズルNに関連する要素とが略面対称に配置された構造である。そこで、以下の説明では、第1列Laに対応する要素を重点的に説明し、第2列Lbに対応する要素の説明は適宜に割愛する。 2 is an exploded perspective view of the liquid ejecting head 26, and FIG. 3 is a sectional view taken along line aa in FIG. 2. As illustrated in FIG. 2, the liquid ejecting head 26 includes a plurality of nozzles N arranged in the Y direction. The plurality of nozzles N in the first embodiment are divided into a first row La and a second row Lb that are arranged in parallel at intervals in the X direction. Each of the first row La and the second row Lb is a collection of a plurality of nozzles N arranged linearly in the Y direction. As understood from FIG. 3, in the liquid ejecting head 26 of the first embodiment, elements related to each nozzle N in the first row La and elements related to each nozzle N in the second row Lb are substantially symmetrical in plane. It is an arranged structure. Therefore, in the following description, the elements corresponding to the first column La will be mainly explained, and the explanation of the elements corresponding to the second column Lb will be omitted as appropriate.

図2および図3に例示される通り、液体噴射ヘッド26は、流路構造体30と複数の圧電素子34と封止体35と筐体部36と配線基板51とを具備する。流路構造体30は、複数のノズルNの各々にインクを供給するための流路が内部に形成された構造体である。第1実施形態の流路構造体30は、流路基板31と圧力室基板32と振動板33とノズル板41と吸振体42とで構成される。流路構造体30を構成する各部材は、Y方向に長尺な板状部材である。流路基板31におけるZ方向の負側の表面に圧力室基板32と筐体部36とが設置される。他方、流路基板31におけるZ方向の正側の表面に、ノズル板41および吸振体42が設置される。例えば接着剤により各部材が固定される。 As illustrated in FIGS. 2 and 3, the liquid ejecting head 26 includes a flow path structure 30, a plurality of piezoelectric elements 34, a sealing body 35, a housing 36, and a wiring board 51. The flow path structure 30 is a structure in which a flow path for supplying ink to each of the plurality of nozzles N is formed inside. The flow path structure 30 of the first embodiment includes a flow path substrate 31, a pressure chamber substrate 32, a vibration plate 33, a nozzle plate 41, and a vibration absorber 42. Each member constituting the channel structure 30 is a plate-like member that is elongated in the Y direction. A pressure chamber substrate 32 and a housing section 36 are installed on the negative side surface of the channel substrate 31 in the Z direction. On the other hand, a nozzle plate 41 and a vibration absorber 42 are installed on the surface of the channel substrate 31 on the positive side in the Z direction. For example, each member is fixed with adhesive.

ノズル板41は、複数のノズルNが形成された板状部材である。複数のノズルNの各々は、インクを噴射する円形状の貫通孔である。例えばフォトリソグラフィおよびエッチング等の半導体製造技術を利用してシリコン(Si)の単結晶基板を加工することで、ノズル板41が製造される。ただし、ノズル板41の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。 The nozzle plate 41 is a plate-like member in which a plurality of nozzles N are formed. Each of the plurality of nozzles N is a circular through hole that ejects ink. For example, the nozzle plate 41 is manufactured by processing a silicon (Si) single crystal substrate using semiconductor manufacturing techniques such as photolithography and etching. However, any known materials and manufacturing methods may be used to manufacture the nozzle plate 41.

図2および図3に例示される通り、流路基板31には、空間Raと複数の供給流路312と複数の連通流路314と中継液室316とが形成される。空間Raは、Z方向からみた平面視でY方向に沿う長尺状に形成された開口であり、供給流路312および連通流路314は、ノズルN毎に形成された貫通孔である。中継液室316は、複数のノズルNにわたりY方向に沿う長尺状に形成された空間であり、空間Raと複数の供給流路312とを相互に連通させる。複数の連通流路314の各々は、当該連通流路314に対応する1個のノズルNに平面視で重なる。 As illustrated in FIGS. 2 and 3, a space Ra, a plurality of supply channels 312, a plurality of communication channels 314, and a relay liquid chamber 316 are formed in the channel substrate 31. The space Ra is an opening formed in an elongated shape along the Y direction when viewed from the Z direction, and the supply channel 312 and the communication channel 314 are through holes formed for each nozzle N. The relay liquid chamber 316 is a space formed in a long shape along the Y direction across the plurality of nozzles N, and allows the space Ra and the plurality of supply channels 312 to communicate with each other. Each of the plurality of communication channels 314 overlaps one nozzle N corresponding to the communication channel 314 in plan view.

図2および図3に例示される通り、圧力室基板32には複数の圧力室Cが形成される。圧力室Cは、ノズルN毎に形成され、平面視でX方向に沿う長尺状の空間である。複数の圧力室CはY方向に配列する。流路基板31および圧力室基板32は、前述のノズル板41と同様に、例えば半導体製造技術を利用してシリコンの単結晶基板を加工することで製造される。ただし、流路基板31および圧力室基板32の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。 As illustrated in FIGS. 2 and 3, a plurality of pressure chambers C are formed in the pressure chamber substrate 32. The pressure chamber C is formed for each nozzle N and is an elongated space extending in the X direction in plan view. The plurality of pressure chambers C are arranged in the Y direction. The flow path substrate 31 and the pressure chamber substrate 32 are manufactured, similarly to the above-described nozzle plate 41, by processing a silicon single crystal substrate using, for example, semiconductor manufacturing technology. However, any known materials and manufacturing methods may be used to manufacture the flow path substrate 31 and the pressure chamber substrate 32.

図2に例示される通り、圧力室基板32において流路基板31とは反対側の表面には、弾性的に変形可能な振動板33が設置される。振動板33は、Z方向からの平面視でY方向に長尺な矩形状に形成された板状部材である。図3から理解される通り、圧力室Cは、流路基板31と振動板33との間に位置する空間である。すなわち、振動板33は、各圧力室Cの壁面を構成する。図2および図3に例示される通り、圧力室Cは、連通流路314および供給流路312に連通する。したがって、圧力室Cは、連通流路314を介してノズルNに連通し、かつ、供給流路312と中継液室316とを介して空間Raに連通する。Z方向からの平面視は、振動板33に垂直な方向からみること、すなわち振動板33の平面視とも換言される。 As illustrated in FIG. 2, an elastically deformable diaphragm 33 is installed on the surface of the pressure chamber substrate 32 opposite to the channel substrate 31. The diaphragm 33 is a plate-like member formed in a rectangular shape that is elongated in the Y direction when viewed from the Z direction. As understood from FIG. 3, the pressure chamber C is a space located between the flow path substrate 31 and the diaphragm 33. That is, the diaphragm 33 constitutes the wall surface of each pressure chamber C. As illustrated in FIGS. 2 and 3, the pressure chamber C communicates with the communication channel 314 and the supply channel 312. Therefore, the pressure chamber C communicates with the nozzle N via the communication channel 314, and also communicates with the space Ra via the supply channel 312 and the relay liquid chamber 316. A plan view from the Z direction can also be referred to as a plan view from a direction perpendicular to the diaphragm 33, that is, a plan view of the diaphragm 33.

図4は、振動板33の平面図である。振動板33のうちZ方向の負側の表面が図4には図示されている。図4に例示される通り、振動板33の表面は、第1領域Q1と第2領域Q2とに区画される。第1領域Q1は矩形状の領域である。第2領域Q2は、第1領域Q1を包囲する矩形枠状の領域である。すなわち、第2領域Q2は、第1領域Q1の周縁と振動板33の周縁との間の領域である。図4に例示される通り、複数の圧力室Cは、Z方向からの平面視で第1領域Q1の内側に形成される。振動板33のうち平面視で複数の圧力室Cに重なる領域を第1領域Q1として把握してもよい。 FIG. 4 is a plan view of the diaphragm 33. The negative side surface of the diaphragm 33 in the Z direction is illustrated in FIG. 4 . As illustrated in FIG. 4, the surface of the diaphragm 33 is divided into a first region Q1 and a second region Q2. The first region Q1 is a rectangular region. The second region Q2 is a rectangular frame-shaped region surrounding the first region Q1. That is, the second region Q2 is a region between the periphery of the first region Q1 and the periphery of the diaphragm 33. As illustrated in FIG. 4, the plurality of pressure chambers C are formed inside the first region Q1 when viewed in plan from the Z direction. The region of the diaphragm 33 that overlaps the plurality of pressure chambers C in plan view may be understood as the first region Q1.

図2および図3に例示される通り、振動板33のうち圧力室Cとは反対側の表面には圧力室C毎に圧電素子34が形成される。すなわち、圧力室Cと圧電素子34との間に振動板33が位置する。圧電素子34は、平面視でX方向に沿う長尺状の受動素子である。各圧電素子34は、印加電圧に応じて変形することで圧力室Cの圧力を変化させる。圧電素子34が圧力室C内の圧力を変化させることで、圧力室C内のインクがノズルNから噴射される。図4に例示される通り、複数の圧電素子34は、Z方向からの平面視で振動板33の第1領域Q1の内側に形成される。振動板33のうち平面視で複数の圧電素子34に重なる領域を第1領域Q1として把握してもよい。以上の説明から理解される通り、複数の圧電素子34は、振動板33のうち第1領域Q1上に各圧力室Cに対応して形成される。 As illustrated in FIGS. 2 and 3, a piezoelectric element 34 is formed for each pressure chamber C on the surface of the diaphragm 33 on the opposite side from the pressure chamber C. That is, the diaphragm 33 is located between the pressure chamber C and the piezoelectric element 34. The piezoelectric element 34 is an elongated passive element extending in the X direction in plan view. Each piezoelectric element 34 changes the pressure in the pressure chamber C by deforming according to the applied voltage. As the piezoelectric element 34 changes the pressure within the pressure chamber C, ink within the pressure chamber C is ejected from the nozzle N. As illustrated in FIG. 4, the plurality of piezoelectric elements 34 are formed inside the first region Q1 of the diaphragm 33 when viewed in plan from the Z direction. The region of the diaphragm 33 that overlaps the plurality of piezoelectric elements 34 in plan view may be understood as the first region Q1. As understood from the above description, the plurality of piezoelectric elements 34 are formed on the first region Q1 of the diaphragm 33, corresponding to each pressure chamber C.

図3の筐体部36は、複数の圧力室Cに供給されるインクを貯留するためのケースであり、例えば樹脂材料の射出成形で形成される。筐体部36には空間Rbと供給口361とが形成される。供給口361は、液体容器14からインクが供給される管路であり、空間Rbに連通する。筐体部36の空間Rbと流路基板31の空間Raとは相互に連通する。空間Raと空間Rbとで構成される空間は、複数の圧力室Cに供給されるインクを貯留する液体貯留室Rとして機能する。液体容器14から供給されて供給口361を通過したインクが液体貯留室Rに貯留される。液体貯留室Rに貯留されたインクは、中継液室316から各供給流路312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。吸振体42は、液体貯留室Rの壁面を構成する可撓性のフィルムであり、液体貯留室R内のインクの圧力変動を吸収する。 The housing portion 36 in FIG. 3 is a case for storing ink to be supplied to the plurality of pressure chambers C, and is formed by injection molding of a resin material, for example. A space Rb and a supply port 361 are formed in the housing portion 36. The supply port 361 is a conduit through which ink is supplied from the liquid container 14, and communicates with the space Rb. The space Rb of the housing portion 36 and the space Ra of the channel substrate 31 communicate with each other. The space formed by the space Ra and the space Rb functions as a liquid storage chamber R that stores ink to be supplied to the plurality of pressure chambers C. Ink supplied from the liquid container 14 and passed through the supply port 361 is stored in the liquid storage chamber R. The ink stored in the liquid storage chamber R branches from the relay liquid chamber 316 to each supply channel 312 and is supplied and filled into the plurality of pressure chambers C in parallel. The vibration absorber 42 is a flexible film that forms the wall surface of the liquid storage chamber R, and absorbs pressure fluctuations of ink within the liquid storage chamber R.

封止体35は、複数の圧電素子34を保護するとともに圧力室基板32および振動板33の機械的な強度を補強する構造体であり、振動板33の表面に例えば接着剤で固定される。封止体35のうち振動板33との対向面に形成された凹部の内側に複数の圧電素子34が収容される。また、振動板33の表面には配線基板51が接合される。配線基板51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(図示略)が形成された実装部品である。例えばFPC(Flexible Printed Circuit)やFFC(Flexible Flat Cable)等の可撓性の配線基板51が好適に採用される。圧電素子34を駆動するための駆動信号および基準電圧が配線基板51から各圧電素子34に供給される。 The sealing body 35 is a structure that protects the plurality of piezoelectric elements 34 and reinforces the mechanical strength of the pressure chamber substrate 32 and the diaphragm 33, and is fixed to the surface of the diaphragm 33 with, for example, an adhesive. A plurality of piezoelectric elements 34 are housed inside a recess formed in a surface of the sealing body 35 facing the diaphragm 33 . Furthermore, a wiring board 51 is bonded to the surface of the diaphragm 33. The wiring board 51 is a mounting component on which a plurality of wirings (not shown) for electrically connecting the control unit 20 and the liquid ejecting head 26 are formed. For example, a flexible wiring board 51 such as FPC (Flexible Printed Circuit) or FFC (Flexible Flat Cable) is preferably employed. A drive signal and a reference voltage for driving the piezoelectric elements 34 are supplied from the wiring board 51 to each piezoelectric element 34 .

図5は、図4におけるb-b線の断面図であり、図6は、図4におけるc-c線の断面図である。図5および図6に例示される通り、圧電素子34は、第1電極341と圧電体層342と第2電極343と第1導電層344と第2導電層345との積層で構成される。 5 is a sectional view taken along line bb in FIG. 4, and FIG. 6 is a sectional view taken along line cc in FIG. 4. As illustrated in FIGS. 5 and 6, the piezoelectric element 34 is configured by laminating a first electrode 341, a piezoelectric layer 342, a second electrode 343, a first conductive layer 344, and a second conductive layer 345.

第1電極341は、圧電素子34毎に相互に離間して振動板33の面上に形成された個別電極である。圧電素子34毎に生成された駆動信号が第1電極341に供給される。圧電体層342は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛等の強誘電性の圧電材料により第1電極341の面上に形成される。第2電極343は、圧電体層342の面上に形成される。図6から理解される通り、第1実施形態の第2電極343は、複数の圧電素子34にわたり連続する帯状の共通電極である。第2電極343には所定の基準電圧が印加される。図5から理解される通り、第2電極343は、第1領域Q1と第2領域Q2とにわたり形成される。 The first electrode 341 is an individual electrode formed on the surface of the diaphragm 33 at a distance from each other for each piezoelectric element 34 . A drive signal generated for each piezoelectric element 34 is supplied to the first electrode 341. The piezoelectric layer 342 is formed on the surface of the first electrode 341 using a ferroelectric piezoelectric material such as lead zirconate titanate. The second electrode 343 is formed on the surface of the piezoelectric layer 342. As understood from FIG. 6, the second electrode 343 of the first embodiment is a common electrode in the form of a continuous band extending across the plurality of piezoelectric elements 34. A predetermined reference voltage is applied to the second electrode 343. As understood from FIG. 5, the second electrode 343 is formed over the first region Q1 and the second region Q2.

図5に例示される通り、第2電極343の面上には、第1導電層344および第2導電層345がX方向に所定の間隔をあけて形成される。第1導電層344および第2導電層345は、複数の圧電素子34にわたりY方向に延在する帯状の電極である。第1導電層344および第2導電層345には基準電圧が印加される。基準電圧と、第1電極341に供給される駆動信号との差分に相当する電圧が圧電体層342に印加される。第1導電層344は「導電層」の一例であり、基準電圧は「圧電素子を駆動するための電圧」の一例である。 As illustrated in FIG. 5, a first conductive layer 344 and a second conductive layer 345 are formed on the surface of the second electrode 343 at a predetermined interval in the X direction. The first conductive layer 344 and the second conductive layer 345 are band-shaped electrodes extending in the Y direction across the plurality of piezoelectric elements 34. A reference voltage is applied to the first conductive layer 344 and the second conductive layer 345. A voltage corresponding to the difference between the reference voltage and the drive signal supplied to the first electrode 341 is applied to the piezoelectric layer 342. The first conductive layer 344 is an example of a "conductive layer," and the reference voltage is an example of a "voltage for driving the piezoelectric element."

第1導電層344および第2導電層345は、第2電極343よりも低抵抗な導電材料で形成され、第2電極343における電圧降下を抑制する補助配線として機能する。例えば、第1導電層344および第2導電層345は、ニクロム(NiCr)で形成された導電膜の表面に金(Au)の導電膜を積層した構造の導電パターンである。また、第1導電層344および第2導電層345は、振動板33の変形を抑制するための錘としても機能する。すなわち、圧電素子34のうち平面視で第1導電層344と第2導電層345との間に位置する部分が、印加電圧に応じて変形する能動部として機能する。 The first conductive layer 344 and the second conductive layer 345 are formed of a conductive material having a lower resistance than the second electrode 343, and function as auxiliary wiring that suppresses a voltage drop in the second electrode 343. For example, the first conductive layer 344 and the second conductive layer 345 are conductive patterns having a structure in which a conductive film of gold (Au) is laminated on the surface of a conductive film formed of nichrome (NiCr). Further, the first conductive layer 344 and the second conductive layer 345 also function as weights for suppressing deformation of the diaphragm 33. That is, a portion of the piezoelectric element 34 located between the first conductive layer 344 and the second conductive layer 345 in plan view functions as an active portion that deforms in accordance with the applied voltage.

図5および図6に例示される通り、振動板33は、第1層331と第2層332との積層を含んで構成される。第2層332は、第1層331からみて圧力室基板32とは反対側に位置する。複数の圧電素子34は、第2層332の表面に形成される。すなわち、第1層331と複数の圧電素子34との間に第2層332が位置する。第1層331は、例えば酸化シリコン(SiO)で形成され、第2層332は、例えば酸化ジルコニウム(ZrO:ジルコニア)で形成される。第1層331は第2層332と比較して厚く形成される。なお、第1層331を圧力室基板32と一体に形成してもよい。 As illustrated in FIGS. 5 and 6, the diaphragm 33 includes a stack of a first layer 331 and a second layer 332. The second layer 332 is located on the opposite side of the pressure chamber substrate 32 when viewed from the first layer 331 . A plurality of piezoelectric elements 34 are formed on the surface of the second layer 332. That is, the second layer 332 is located between the first layer 331 and the plurality of piezoelectric elements 34. The first layer 331 is made of, for example, silicon oxide (SiO 2 ), and the second layer 332 is made of, for example, zirconium oxide (ZrO 2 :zirconia). The first layer 331 is formed thicker than the second layer 332. Note that the first layer 331 may be formed integrally with the pressure chamber substrate 32.

図5に例示される通り、第2層332には、当該第2層332を膜厚方向に貫通する開口部334が形成される。図4に例示される通り、開口部334は、平面視で第1領域Q1を包囲するように第2領域Q2内に矩形枠状に形成される。すなわち、開口部334は平面視で第2領域Q2に内包される。開口部334の内部には第1層331が露出する。すなわち、開口部334の内壁面を側面として第1層331の表面F2を底面とする溝部が、第2領域Q2内に矩形枠状に形成される。例えばフォトリソグラフィおよびエッチング等の半導体製造技術を利用して第2層332を選択的に除去することで開口部334が形成される。 As illustrated in FIG. 5, an opening 334 is formed in the second layer 332, passing through the second layer 332 in the thickness direction. As illustrated in FIG. 4, the opening 334 is formed in a rectangular frame shape within the second region Q2 so as to surround the first region Q1 in plan view. That is, the opening 334 is included in the second region Q2 in plan view. The first layer 331 is exposed inside the opening 334 . That is, a groove having the inner wall surface of the opening 334 as the side surface and the surface F2 of the first layer 331 as the bottom surface is formed in the second region Q2 in the shape of a rectangular frame. For example, the opening 334 is formed by selectively removing the second layer 332 using semiconductor manufacturing techniques such as photolithography and etching.

以上の説明から理解される通り、第1実施形態の第2層332は、開口部334を挟んで第1部分P1と第2部分P2とに分離される。第1部分P1は、複数の圧力室Cおよび複数の圧電素子34に平面視で重なる矩形状の部分である。第2部分P2は、第2領域Q2内において第1部分P1を包囲する矩形枠状の部分である。第1部分P1と第2部分P2との間隙が開口部334に相当する。したがって、第1部分P1と第2部分P2との間に第1層331の表面F2が露出する。 As understood from the above description, the second layer 332 of the first embodiment is separated into a first portion P1 and a second portion P2 with the opening 334 in between. The first portion P1 is a rectangular portion that overlaps the plurality of pressure chambers C and the plurality of piezoelectric elements 34 in plan view. The second portion P2 is a rectangular frame-shaped portion surrounding the first portion P1 within the second region Q2. The gap between the first portion P1 and the second portion P2 corresponds to the opening 334. Therefore, the surface F2 of the first layer 331 is exposed between the first portion P1 and the second portion P2.

図4に例示される通り、複数の圧力室Cおよび複数の圧電素子34は、平面視で第1領域Q1内に位置する。複数の圧電素子34は、複数列に形成される。具体的には、第1列Laに対応する2以上の圧電素子34の配列(以下「第1素子列」という)と、第2列Lbに対応する2以上の圧電素子34の配列(以下「第2素子列」という)と、が平面視で第1領域Q1内に形成される。第1素子列と第2素子列とは、第1領域Q1内においてX軸の方向に相互に間隔をあけて併設される。 As illustrated in FIG. 4, the plurality of pressure chambers C and the plurality of piezoelectric elements 34 are located within the first region Q1 in plan view. The plurality of piezoelectric elements 34 are formed in a plurality of rows. Specifically, an array of two or more piezoelectric elements 34 corresponding to the first row La (hereinafter referred to as "first element row") and an array of two or more piezoelectric elements 34 corresponding to the second row Lb (hereinafter referred to as "first element row") "second element array") is formed in the first region Q1 in plan view. The first element row and the second element row are arranged side by side in the first region Q1 with an interval between them in the direction of the X-axis.

第1領域Q1内に第2層232の開口部は形成されない。すなわち、第1領域Q1内においては、第1層331は第2層332から露出しない。例えば、図4から理解される通り、第2層232のうち平面視で第1素子列と第2素子列との間に位置する領域には、開口部が形成されない。すなわち、第1素子列と第2素子列との間において第1層331は第2層332から露出しない。また、個別電極である第1電極341は第1領域Q1内に形成されるから、第1電極341に平面視で重なる領域内において第1層331は第2層332から露出しない。 No opening in the second layer 232 is formed within the first region Q1. That is, the first layer 331 is not exposed from the second layer 332 within the first region Q1. For example, as understood from FIG. 4, no opening is formed in a region of the second layer 232 located between the first element row and the second element row in plan view. That is, the first layer 331 is not exposed from the second layer 332 between the first element row and the second element row. Further, since the first electrode 341, which is an individual electrode, is formed in the first region Q1, the first layer 331 is not exposed from the second layer 332 in the region overlapping the first electrode 341 in plan view.

図5に例示される通り、振動板33にはバリア層37Aが形成される。バリア層37Aは、振動板33の第2層332の面上に形成される。具体的には、バリア層37Aは、図4に例示される通り、平面視で第1領域Q1の周縁に沿う矩形枠状に形成される。矩形枠状は、「環状」の一例である。第1実施形態のバリア層37Aは、圧電素子34の第1導電層344に連続する膜体で形成される。すなわち、バリア層37Aは第1導電層344と共通の工程において同一の材料で形成される。 As illustrated in FIG. 5, a barrier layer 37A is formed on the diaphragm 33. Barrier layer 37A is formed on the surface of second layer 332 of diaphragm 33. Specifically, the barrier layer 37A is formed in a rectangular frame shape along the periphery of the first region Q1 in plan view, as illustrated in FIG. A rectangular frame shape is an example of a "ring shape." The barrier layer 37A of the first embodiment is formed of a film continuous to the first conductive layer 344 of the piezoelectric element 34. That is, the barrier layer 37A and the first conductive layer 344 are formed using the same material in a common process.

図5に例示される通り、バリア層37Aは、第2層332における第1部分P1と第2部分P2との双方の面上にわたり形成される。したがって、バリア層37Aは、第2層332の面上だけでなく開口部334の内部にも形成される。バリア層37Aのうち開口部334の内部に位置する部分は、当該開口部334における第1部分P1側の内壁面F1と第1層331の表面F2とに第2領域Q2内において接触する。第1層331と第2層332との界面Fxに着目すると、バリア層37Aは、第2領域Q2内において第1層331と第2層332との界面Fxを覆う。具体的には、開口部334の内壁面F1と第1層331の表面F2とが交差する地点336において、バリア層37Aは第1層331と第2層332との界面Fxに接触する。以上のようにバリア層37Aは第2領域Q2内において第1層331と第2層332との界面Fxを覆うから、第1領域Q1内においては、第1層331と第2層332との間にバリア層37Aは介在しない。すなわち、第1層331と第2層332とは第1領域Q1内において直接に接触する。 As illustrated in FIG. 5, the barrier layer 37A is formed over both surfaces of the first portion P1 and the second portion P2 in the second layer 332. Therefore, the barrier layer 37A is formed not only on the surface of the second layer 332 but also inside the opening 334. The portion of the barrier layer 37A located inside the opening 334 contacts the inner wall surface F1 of the opening 334 on the first portion P1 side and the surface F2 of the first layer 331 within the second region Q2. Focusing on the interface Fx between the first layer 331 and the second layer 332, the barrier layer 37A covers the interface Fx between the first layer 331 and the second layer 332 within the second region Q2. Specifically, at a point 336 where the inner wall surface F1 of the opening 334 and the surface F2 of the first layer 331 intersect, the barrier layer 37A contacts the interface Fx between the first layer 331 and the second layer 332. As described above, since the barrier layer 37A covers the interface Fx between the first layer 331 and the second layer 332 in the second region Q2, the barrier layer 37A covers the interface Fx between the first layer 331 and the second layer 332 in the first region Q1. Barrier layer 37A is not interposed therebetween. That is, the first layer 331 and the second layer 332 are in direct contact within the first region Q1.

ところで、振動板33を第1層331と第2層332との積層で形成した構成では、振動板33の端面から第1層331と第2層332との間に進入する水分が問題となり得る。第1層331と第2層332との間に水分が進入すると、振動板33にクラック等の破損が発生する場合がある。図7Aから図7Cは、第1層331と第2層332との間に水分が進入することに起因して振動板33に破損が発生する仕組みの説明図である。 By the way, in a configuration in which the diaphragm 33 is formed by laminating the first layer 331 and the second layer 332, moisture entering between the first layer 331 and the second layer 332 from the end surface of the diaphragm 33 may become a problem. . If moisture enters between the first layer 331 and the second layer 332, damage such as cracks may occur in the diaphragm 33. 7A to 7C are explanatory diagrams of a mechanism in which damage occurs to the diaphragm 33 due to moisture entering between the first layer 331 and the second layer 332. FIG.

図7Aに例示される通り、第1層331を構成する酸化シリコン(SiO)と第2層332を構成する酸化ジルコニウム(ZrO)とが酸素(O)を共有することで、第1層331と第2層332とは相互に接合される。 As illustrated in FIG. 7A, silicon oxide (SiO 2 ) forming the first layer 331 and zirconium oxide (ZrO 2 ) forming the second layer 332 share oxygen (O), so that the first layer 331 and second layer 332 are bonded to each other.

圧電素子34に印加される電圧の誤差等に起因して、圧電素子34に直流電圧が定常的に印加される場合がある。定常的な直流電圧の印加により圧電素子34が変形すると、図7Bに例示される通り、振動板33も定常的に変形した状態となる。具体的には、第1層331および第2層332の各々に相異なる応力が発生する結果、第1層331と第2層332とが面内方向にずれるように振動板33の内部に定常的な応力が発生する。以上に説明した応力により、第1層331と第2層332との界面Fxの活性化エネルギーが上昇した状態に維持される。 A DC voltage may be constantly applied to the piezoelectric element 34 due to an error in the voltage applied to the piezoelectric element 34 or the like. When the piezoelectric element 34 is deformed by the application of a steady DC voltage, the diaphragm 33 is also in a steady deformed state, as illustrated in FIG. 7B. Specifically, as a result of different stresses being generated in each of the first layer 331 and the second layer 332, a steady state is created inside the diaphragm 33 so that the first layer 331 and the second layer 332 are shifted in the in-plane direction. stress is generated. Due to the stress described above, the activation energy of the interface Fx between the first layer 331 and the second layer 332 is maintained in an increased state.

以上のように活性化エネルギーが高い状態で第1層331と第2層332との間に水分が進入すると、図7Cに例示される通り、第1層331と第2層332との間で加水分解が発生する。すなわち、第1層331のシリコン(Si)に結合していた酸素と、第2層332のジルコニア(Zr)に結合していた酸素とが、水分中の水素(H)に置換される。したがって、第1層331と第2層332との接合が解消されて相互に剥離した状態となる。前述の通り、第1層331は第2層332と比較して厚いから、加水分解が発生しない図7Aの状態では、振動板33の内部で応力が最大となる仮想的な面(以下「応力最大面」という)が第1層331の内部に位置する。しかし、加水分解により第1層331と第2層332とが剥離した図7Cの状態では、応力最大面が第2層332の内部に発生する。 When moisture enters between the first layer 331 and the second layer 332 in a state where the activation energy is high as described above, as illustrated in FIG. 7C, between the first layer 331 and the second layer 332. Hydrolysis occurs. That is, oxygen bonded to silicon (Si) in the first layer 331 and oxygen bonded to zirconia (Zr) in the second layer 332 are replaced with hydrogen (H) in the moisture. Therefore, the bond between the first layer 331 and the second layer 332 is broken and they are separated from each other. As mentioned above, since the first layer 331 is thicker than the second layer 332, in the state of FIG. The largest surface) is located inside the first layer 331. However, in the state shown in FIG. 7C in which the first layer 331 and the second layer 332 are separated due to hydrolysis, the maximum stress surface occurs inside the second layer 332.

ここで、酸化ジルコニウムで形成される第2層332は、酸化シリコンで形成される第1層331と比較して結晶の稠密性が低い。したがって、第2層332には結晶の欠陥が存在する。結晶の欠陥には応力が集中し易い。したがって、第2層332の内部に最大応力面が位置する図7Cの状態では、第2層332に局所的な応力の集中が発生する。以上に説明した応力の集中を原因として第2層332の破損が発生する。第1層331と第2層332との間の水分に起因して振動板33に破損が発生する仕組みは以上のように推測される。 Here, the second layer 332 made of zirconium oxide has lower crystal density than the first layer 331 made of silicon oxide. Therefore, crystal defects exist in the second layer 332. Stress tends to concentrate on crystal defects. Therefore, in the state of FIG. 7C where the maximum stress surface is located inside the second layer 332, local stress concentration occurs in the second layer 332. The second layer 332 is damaged due to the stress concentration described above. The mechanism by which the diaphragm 33 is damaged due to moisture between the first layer 331 and the second layer 332 is presumed as described above.

第1実施形態においては、前述の通り、第1層331と第2層332との界面Fxを覆うバリア層37Aが形成されるから、第1層331と第2層332との間に水分が進入する可能性が低減される。具体的には、例えば振動板33の端面から第1層331と第2層332の第2部分P2との間に水分が進入しても、第1層331と第2層332の第1部分P1との間まで水分が到達することはバリア層37Aにより阻止される。したがって、第1層331と第2層332との間の水分に起因した振動板33の破損を有効に抑制することが可能である。第1実施形態では、バリア層37Aが第1領域Q1の周縁に沿う環状に形成されるから、第1層331と第2層332との間に水分が進入する可能性が、振動板33の全周にわたり低減される。したがって、第1層331と第2層332との間の水分に起因した振動板33の破損を抑制できるという前述の効果は格別に顕著である。 In the first embodiment, as described above, since the barrier layer 37A covering the interface Fx between the first layer 331 and the second layer 332 is formed, moisture does not exist between the first layer 331 and the second layer 332. The possibility of intrusion is reduced. Specifically, even if moisture enters between the first layer 331 and the second portion P2 of the second layer 332 from the end surface of the diaphragm 33, for example, the first portion of the first layer 331 and the second layer 332 The barrier layer 37A prevents moisture from reaching the space between P1 and P1. Therefore, it is possible to effectively suppress damage to the diaphragm 33 caused by moisture between the first layer 331 and the second layer 332. In the first embodiment, since the barrier layer 37A is formed in an annular shape along the periphery of the first region Q1, there is a possibility that moisture will enter between the first layer 331 and the second layer 332 of the diaphragm 33. Reduced all around. Therefore, the above-mentioned effect of being able to suppress damage to the diaphragm 33 due to moisture between the first layer 331 and the second layer 332 is particularly remarkable.

また、バリア層37Aは、第2領域Q2内において第1層331と第2層332との界面Fxを覆うから、第1領域Q1内においては第1層331と第2層332との間にバリア層37Aは介在しない。すなわち、第1層331と第2層332との間のバリア層37Aを振動板33の全面にわたり形成する必要はない。したがって、振動板33の全面にわたり第1層331と第2層332との間にバリア層37Aが形成された構成と比較して、振動板33の変位量が充分に確保される。以上に説明した通り、第1実施形態によれば、振動板33の破損の抑制と振動板33の変位量の確保とを両立することが可能である。なお、振動板33の変位量の確保が容易であるということは、振動板33を目標の変位量だけ変位させるために必要な圧電素子34の印加電圧が低減されることを意味する。以上のように圧電素子34に印加される電圧が低減される結果、圧電素子34の経時的な劣化を抑制できるという利点もある。 Moreover, since the barrier layer 37A covers the interface Fx between the first layer 331 and the second layer 332 in the second region Q2, the barrier layer 37A covers the interface Fx between the first layer 331 and the second layer 332 in the first region Q1. Barrier layer 37A is not present. That is, it is not necessary to form the barrier layer 37A between the first layer 331 and the second layer 332 over the entire surface of the diaphragm 33. Therefore, compared to a configuration in which the barrier layer 37A is formed between the first layer 331 and the second layer 332 over the entire surface of the diaphragm 33, a sufficient amount of displacement of the diaphragm 33 is ensured. As described above, according to the first embodiment, it is possible to both suppress damage to the diaphragm 33 and ensure the amount of displacement of the diaphragm 33. Note that the fact that it is easy to ensure the amount of displacement of the diaphragm 33 means that the voltage applied to the piezoelectric element 34 required to displace the diaphragm 33 by the target amount of displacement is reduced. As a result of reducing the voltage applied to the piezoelectric element 34 as described above, there is also an advantage that deterioration of the piezoelectric element 34 over time can be suppressed.

第1実施形態では、バリア層37Aが第1導電層344と同一の材料で形成されるから、バリア層37Aと第1導電層344とを同一の工程で形成することが可能である。したがって、バリア層37Aと第1導電層344とが別個の材料で形成される構成と比較して、液体噴射ヘッド26の製造工程が簡素化されるという利点がある。 In the first embodiment, since the barrier layer 37A is formed of the same material as the first conductive layer 344, it is possible to form the barrier layer 37A and the first conductive layer 344 in the same process. Therefore, compared to a configuration in which the barrier layer 37A and the first conductive layer 344 are formed of separate materials, there is an advantage that the manufacturing process of the liquid jet head 26 is simplified.

なお、第1実施形態では、バリア層37Aが第1導電層344に連続する構成を例示したが、図8に例示される通り、バリア層37Aと第1導電層344とを相互に離間させてもよい。具体的には、第1導電層344は第2電極343の面上に形成され、バリア層37Aは、圧電素子34に重ならないように第2領域Q2内に形成される。図8の構成においても、バリア層37Aと第1導電層344とは、同一の材料により共通の工程で形成される。 In the first embodiment, the barrier layer 37A is continuous with the first conductive layer 344, but as illustrated in FIG. 8, the barrier layer 37A and the first conductive layer 344 may be separated from each other. Good too. Specifically, the first conductive layer 344 is formed on the surface of the second electrode 343, and the barrier layer 37A is formed in the second region Q2 so as not to overlap the piezoelectric element 34. Also in the configuration of FIG. 8, the barrier layer 37A and the first conductive layer 344 are formed of the same material and in a common process.

<第2実施形態>
第2実施形態を説明する。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実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
<Second embodiment>
A second embodiment will be described. In each of the following examples, for elements whose functions are similar to those in the first embodiment, the reference numerals used in the description of the first embodiment will be used, and detailed descriptions of each will be omitted as appropriate.

図9は、第2実施形態における振動板33および圧電素子34の断面図である。図9は、第1実施形態で参照した図5に対応する断面図である。図9に例示される通り、第2実施形態においては、第1実施形態におけるバリア層37Aがバリア層37Bに置換される。 FIG. 9 is a cross-sectional view of the diaphragm 33 and piezoelectric element 34 in the second embodiment. FIG. 9 is a sectional view corresponding to FIG. 5 referred to in the first embodiment. As illustrated in FIG. 9, in the second embodiment, the barrier layer 37A in the first embodiment is replaced with a barrier layer 37B.

第1実施形態では第1導電層344に連続するバリア層37Aを例示した。第2実施形態のバリア層37Bは、圧電素子34の要素とは別個の材料で形成される。具体的には、バリア層37Bは、第1層331および第2層332との密着性が高い金属酸化物により形成される。また、第1層331および第2層332よりも透水性が低い材料でバリア層37Bを形成した構成が好適である。例えば、酸化アルミニウム(アルミナ:Al)、窒化シリコン(SiN)、酸化ハフニウム(ハフニア:HfO)、酸化タンタル(Ta)、または酸化チタン(チタニア:TiO)が、バリア層37Bの材料として好適である。 In the first embodiment, the barrier layer 37A continuous to the first conductive layer 344 is illustrated. The barrier layer 37B of the second embodiment is formed of a material separate from the elements of the piezoelectric element 34. Specifically, the barrier layer 37B is formed of a metal oxide that has high adhesion to the first layer 331 and the second layer 332. Further, a configuration in which the barrier layer 37B is formed of a material having lower water permeability than the first layer 331 and the second layer 332 is preferable. For example, aluminum oxide (alumina: Al 2 O 3 ), silicon nitride (SiN), hafnium oxide (hafnia: HfO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), or titanium oxide (titania: TiO 2 ) can be used as a barrier layer. It is suitable as a material for 37B.

バリア層37Bの態様は第1実施形態のバリア層37Aと同様である。すなわち、バリア層37Bは、振動板33の第2層332の面上に、平面視で第1領域Q1の周縁に沿う矩形枠状に形成される。また、バリア層37Bのうち開口部334の内部に位置する部分は、第1部分P1側の内壁面F1と第1層331の表面F2とに第2領域Q2内において接触する。すなわち、バリア層37Bは、第2領域Q2内において第1層331と第2層332との界面Fxを覆う。したがって、第2実施形態においても第1実施形態と同様の効果が実現される。また、第2実施形態においては、バリア層37Bが圧電素子34の要素とは別個の材料で形成されるから、第1層331と第2層332との間に水分が進入する可能性を低減するという観点からバリア層37Bの材料を選択できるという利点がある。 The aspect of the barrier layer 37B is similar to the barrier layer 37A of the first embodiment. That is, the barrier layer 37B is formed on the surface of the second layer 332 of the diaphragm 33 in the shape of a rectangular frame along the periphery of the first region Q1 in plan view. Further, the portion of the barrier layer 37B located inside the opening 334 contacts the inner wall surface F1 on the first portion P1 side and the surface F2 of the first layer 331 within the second region Q2. That is, the barrier layer 37B covers the interface Fx between the first layer 331 and the second layer 332 within the second region Q2. Therefore, the second embodiment also achieves the same effects as the first embodiment. Further, in the second embodiment, since the barrier layer 37B is formed of a material different from the elements of the piezoelectric element 34, the possibility of moisture entering between the first layer 331 and the second layer 332 is reduced. There is an advantage that the material of the barrier layer 37B can be selected from the viewpoint of

なお、図9においては、第1実施形態の第1導電層344とバリア層37Aとをバリア層37Bに置換した構成を例示したが、図10に例示される通り、第2実施形態においてバリア層37Bと第1導電層344とを個別に形成してもよい。図10の構成では、圧電素子34に重ならないように第2領域Q2内にバリア層37Bが形成され、圧電素子34の第2電極343の面上に第1導電層344が形成される。 Note that although FIG. 9 illustrates a configuration in which the first conductive layer 344 and barrier layer 37A of the first embodiment are replaced with a barrier layer 37B, as illustrated in FIG. 37B and the first conductive layer 344 may be formed separately. In the configuration of FIG. 10, a barrier layer 37B is formed in the second region Q2 so as not to overlap the piezoelectric element 34, and a first conductive layer 344 is formed on the surface of the second electrode 343 of the piezoelectric element 34.

<第3実施形態>
図11は、第3実施形態における振動板33および圧電素子34の断面図であり、第1実施形態で参照した図5に対応する断面が図示されている。図11に例示される通り、第3実施形態においてはバリア層37Cが形成される。バリア層37Cは、振動板33の第2領域Q2内において第1層331と第2層332との間に位置する。具体的には、バリア層37Cは、平面視で第1領域Q1を包囲するように第2領域Q2内に矩形枠状に形成される。バリア層37Cの形成には、第2実施形態と同様に、第1層331および第2層332との密着性が高い金属酸化物が好適に利用される。例えば、酸化アルミニウム、窒化シリコン、酸化ハフニウム、酸化タンタル、または酸化チタン等の金属酸化物が、バリア層37Cの材料として好適である。
<Third embodiment>
FIG. 11 is a sectional view of the diaphragm 33 and piezoelectric element 34 in the third embodiment, and shows a cross section corresponding to FIG. 5 referred to in the first embodiment. As illustrated in FIG. 11, a barrier layer 37C is formed in the third embodiment. The barrier layer 37C is located between the first layer 331 and the second layer 332 within the second region Q2 of the diaphragm 33. Specifically, the barrier layer 37C is formed in a rectangular frame shape within the second region Q2 so as to surround the first region Q1 in plan view. For forming the barrier layer 37C, a metal oxide having high adhesion to the first layer 331 and the second layer 332 is suitably used, as in the second embodiment. For example, metal oxides such as aluminum oxide, silicon nitride, hafnium oxide, tantalum oxide, or titanium oxide are suitable as materials for the barrier layer 37C.

図11に例示される通り、第3実施形態のバリア層37Cは、第2領域Q2内において第1層331と第2層332との界面Fxを覆う。具体的には、第1層331の表面上の地点336においてバリア層37Cは第1層331と第2層332との界面Fxに接触する。以上の説明から理解される通り、第3実施形態によれば、第1実施形態と同様に、第1層331と第2層332との間に水分が進入する可能性が低減される。したがって、第1層331と第2層332との間の水分に起因した振動板33の破損を有効に抑制できる。 As illustrated in FIG. 11, the barrier layer 37C of the third embodiment covers the interface Fx between the first layer 331 and the second layer 332 within the second region Q2. Specifically, the barrier layer 37C contacts the interface Fx between the first layer 331 and the second layer 332 at a point 336 on the surface of the first layer 331. As understood from the above description, according to the third embodiment, the possibility of moisture entering between the first layer 331 and the second layer 332 is reduced, similar to the first embodiment. Therefore, damage to the diaphragm 33 caused by moisture between the first layer 331 and the second layer 332 can be effectively suppressed.

また、バリア層37Cは、第2領域Q2内において第1層331と第2層332との界面Fxを覆うから、第1層331と第2層332との間のバリア層37Cを振動板33の全面にわたり形成する必要はない。したがって、振動板33の全面にわたりバリア層37Cを形成した構成と比較して、振動板33の変位量が充分に確保される。 Further, since the barrier layer 37C covers the interface Fx between the first layer 331 and the second layer 332 in the second region Q2, the barrier layer 37C between the first layer 331 and the second layer 332 is It is not necessary to form it over the entire surface. Therefore, compared to a configuration in which the barrier layer 37C is formed over the entire surface of the diaphragm 33, a sufficient amount of displacement of the diaphragm 33 is ensured.

また、第3実施形態においては、第2実施形態と同様に、バリア層37Cが圧電素子34の要素とは別個の材料で形成される。したがって、第1層331と第2層332との間に水分が進入する可能性を低減するという観点からバリア層37Cの材料を選択できるという利点もある。 Further, in the third embodiment, similarly to the second embodiment, the barrier layer 37C is formed of a material different from the elements of the piezoelectric element 34. Therefore, there is an advantage that the material of the barrier layer 37C can be selected from the viewpoint of reducing the possibility of moisture entering between the first layer 331 and the second layer 332.

<第4実施形態>
図12は、第4実施形態における振動板33および圧電素子34の断面図であり、第1実施形態で参照した図5に対応する断面が図示されている。図12に例示される通り、第4実施形態においては、第3実施形態と同様に、振動板33の第2領域Q2内において第1層331と第2層332との間に位置するバリア層37Cが形成される。バリア層37Cは、第3実施形態の説明の通り、第2領域Q2内において第1層331と第2層332との界面Fxを覆う。バリア層37Cの形成に利用される材料は、第3実施形態と同様である。
<Fourth embodiment>
FIG. 12 is a sectional view of the diaphragm 33 and piezoelectric element 34 in the fourth embodiment, and shows a cross section corresponding to FIG. 5 referred to in the first embodiment. As illustrated in FIG. 12, in the fourth embodiment, similarly to the third embodiment, a barrier layer is located between the first layer 331 and the second layer 332 in the second region Q2 of the diaphragm 33. 37C is formed. As described in the third embodiment, the barrier layer 37C covers the interface Fx between the first layer 331 and the second layer 332 in the second region Q2. The material used to form the barrier layer 37C is the same as in the third embodiment.

図12に例示される通り、第3実施形態の第2層332には開口部334が形成される。開口部334は、第1実施形態と同様に、平面視で第1領域Q1を包囲するように第2領域Q2内に矩形枠状に形成される。開口部334の内部にはバリア層37Cが露出する。すなわち、開口部334の内壁面を側面としてバリア層37Cの表面を底面とする溝部が、第2領域Q2内に矩形枠状に形成される。第1実施形態について前述した通り、第2層332が開口部334を挟んで第1部分P1と第2部分P2とに分離された構成とも換言される。 As illustrated in FIG. 12, an opening 334 is formed in the second layer 332 of the third embodiment. Similarly to the first embodiment, the opening 334 is formed in a rectangular frame shape within the second region Q2 so as to surround the first region Q1 in plan view. Barrier layer 37C is exposed inside opening 334. That is, a groove portion having the inner wall surface of the opening 334 as the side surface and the surface of the barrier layer 37C as the bottom surface is formed in the second region Q2 in the shape of a rectangular frame. As described above regarding the first embodiment, this can also be referred to as a configuration in which the second layer 332 is separated into the first portion P1 and the second portion P2 with the opening 334 in between.

図12に例示される通り、第4実施形態においては、圧電素子34の第1導電層344が第2電極343の面上から第2層332の面上にかけて連続に形成される。第1導電層344は、第2層332の面上から開口部334の内部に到達する。第1導電層344のうち開口部334の内部に位置する部分は、当該開口部334における第1部分P1側の内壁面F1とバリア層37Cの表面F3とに第2領域Q2内において接触する。すなわち、第1導電層344は、第2領域Q2内においてバリア層37Cと第2層332との界面を覆う。具体的には、開口部334の内壁面F1とバリア層37Cの表面F3とが交差する地点338において、第1導電層344はバリア層37Cと第2層332との界面に接触する。 As illustrated in FIG. 12, in the fourth embodiment, the first conductive layer 344 of the piezoelectric element 34 is continuously formed from the surface of the second electrode 343 to the surface of the second layer 332. The first conductive layer 344 reaches the inside of the opening 334 from above the surface of the second layer 332 . The portion of the first conductive layer 344 located inside the opening 334 contacts the inner wall surface F1 of the opening 334 on the first portion P1 side and the surface F3 of the barrier layer 37C within the second region Q2. That is, the first conductive layer 344 covers the interface between the barrier layer 37C and the second layer 332 within the second region Q2. Specifically, the first conductive layer 344 contacts the interface between the barrier layer 37C and the second layer 332 at a point 338 where the inner wall surface F1 of the opening 334 and the surface F3 of the barrier layer 37C intersect.

第4実施形態においても第3実施形態と同様の効果が実現される。また、第4実施形態では、第1導電層344が第2領域Q2内においてバリア層37Cと第2層332との界面に接触する。したがって、バリア層37Cと第2層332との間に水分が進入する可能性を低減できるという利点もある。また、第4実施形態では、図12に破線の矢印で図示される通り、振動板33の端面からバリア層37Cと第2層332の第2部分P2との間に進入した水分が開口部334から揮発する。したがって、第1層331と第2層332との間に水分が進入する可能性を低減できるという効果は格別に顕著である。 The fourth embodiment also achieves the same effects as the third embodiment. Further, in the fourth embodiment, the first conductive layer 344 contacts the interface between the barrier layer 37C and the second layer 332 within the second region Q2. Therefore, there is also an advantage that the possibility of moisture entering between the barrier layer 37C and the second layer 332 can be reduced. In addition, in the fourth embodiment, as shown by the broken line arrow in FIG. It evaporates from. Therefore, the effect of reducing the possibility of moisture entering between the first layer 331 and the second layer 332 is particularly remarkable.

<第5実施形態>
図13は、第5実施形態における液体噴射装置100の部分的な構成を例示する断面図である。図13に例示される通り、第5実施形態の液体噴射装置100は、液体噴射ヘッド26と収容体27と給気機構28とを具備する。液体噴射ヘッド26は、第1実施形態から第4実施形態の何れかと同様の構成である。したがって、第5実施形態においても第1実施形態から第4実施形態と同様の効果が実現される。
<Fifth embodiment>
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a partial configuration of the liquid ejecting device 100 in the fifth embodiment. As illustrated in FIG. 13, the liquid ejecting apparatus 100 of the fifth embodiment includes a liquid ejecting head 26, a container 27, and an air supply mechanism 28. The liquid ejecting head 26 has the same configuration as any of the first to fourth embodiments. Therefore, the same effects as those of the first to fourth embodiments are achieved in the fifth embodiment as well.

収容体27は、液体噴射ヘッド26を収容する空間Sが内部に形成された構造体である。収容体27の底部に形成された開口部から270から複数のノズルNが露出するように液体噴射ヘッド26は収容体27に固定される。 The container 27 is a structure in which a space S for accommodating the liquid ejecting head 26 is formed. The liquid ejecting head 26 is fixed to the container 27 such that the plurality of nozzles N are exposed from an opening 270 formed at the bottom of the container 27 .

図13に例示される通り、空間S内には吸湿剤271が設置される。吸湿剤271は、空間S内の水分を吸収する乾燥剤であり、例えばシリカゲルまたは塩化カルシウム等の吸湿材料を含有する。なお、図13では1個の吸湿剤271を便宜的に図示したが、空間S内に複数の吸湿剤271を設置してもよい。 As illustrated in FIG. 13, a moisture absorbent 271 is installed in the space S. The moisture absorbent 271 is a desiccant that absorbs moisture in the space S, and contains a moisture absorbing material such as silica gel or calcium chloride. Although one moisture absorbent 271 is illustrated in FIG. 13 for convenience, a plurality of moisture absorbents 271 may be installed within the space S.

収容体27には給気口272が形成される。給気口272は、空間Sと給気機構28とを連通する流路である。給気機構28は、給気口272を介して空間Sに乾燥気体Dを供給する。乾燥気体Dは、例えば水蒸気量が4g/m以下の気体である。より好適には水蒸気量が3g/m以下の気体が乾燥気体Dとして利用され、さらに好適には水蒸気量が1g/m以下の気体が乾燥気体Dとして利用される。例えば乾燥空気が乾燥気体Dの典型例である。給気機構28による乾燥気体Dの供給により空間S内の湿度は低下する。 An air supply port 272 is formed in the container 27 . The air supply port 272 is a flow path that communicates the space S and the air supply mechanism 28. The air supply mechanism 28 supplies dry gas D to the space S via the air supply port 272. The dry gas D is, for example, a gas with a water vapor content of 4 g/m 3 or less. More preferably, a gas with a water vapor content of 3 g/m 3 or less is used as the dry gas D, and even more preferably a gas with a water vapor content of 1 g/m 3 or less is used as the dry gas D. For example, dry air is a typical example of dry gas D. By supplying the dry gas D by the air supply mechanism 28, the humidity in the space S decreases.

第5実施形態によれば、空間S内の吸湿剤271と給気機構28からの乾燥気体Dの供給とにより空間S内の湿度が低減されるから、液体噴射ヘッド26の第1層331と第2層332との間に水分が進入する可能性が低減される。したがって、第1層331と第2層332との間の水分に起因した振動板33の破損を効果的に抑制できる。 According to the fifth embodiment, since the humidity in the space S is reduced by the moisture absorbent 271 in the space S and the supply of the dry gas D from the air supply mechanism 28, the first layer 331 of the liquid ejecting head 26 The possibility of moisture entering between the second layer 332 and the second layer 332 is reduced. Therefore, damage to the diaphragm 33 caused by moisture between the first layer 331 and the second layer 332 can be effectively suppressed.

なお、第5実施形態では、吸湿剤271と給気機構28とを双方を具備する液体噴射装置100を例示したが、吸湿剤271および給気機構28の一方を省略してもよい。給気機構28が省略された構成では、収容体27の給気口272も省略される。 Note that in the fifth embodiment, the liquid ejecting device 100 includes both the moisture absorbent 271 and the air supply mechanism 28, but one of the moisture absorbent 271 and the air supply mechanism 28 may be omitted. In a configuration in which the air supply mechanism 28 is omitted, the air supply port 272 of the container 27 is also omitted.

<変形例>
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。前述の各形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
<Modified example>
Each form illustrated above can be modified in various ways. Specific modifications that can be applied to each of the above embodiments are illustrated below. Two or more aspects arbitrarily selected from the examples below may be combined as appropriate to the extent that they do not contradict each other.

(1)第1実施形態では、開口部334を挟んで第2層332を第1部分P1と第2部分P2とに区分したが、例えば図14に例示される通り、第2層332の第2部分P2を省略してもよい。第2実施形態および第4実施形態においても同様に、第2部分P2は省略され得る。なお、第2層332が第1部分P1と第2部分P2とを含む構成によれば、第2層332が第1部分P1のみを含む図14の構成と比較して、振動板33の機械的な強度を維持し易いという利点がある。 (1) In the first embodiment, the second layer 332 is divided into the first part P1 and the second part P2 with the opening 334 in between. The second part P2 may be omitted. Similarly, in the second embodiment and the fourth embodiment, the second portion P2 may be omitted. Note that according to the configuration in which the second layer 332 includes the first portion P1 and the second portion P2, the mechanical strength of the diaphragm 33 is It has the advantage of being easy to maintain its strength.

(2)前述の各形態では、第1領域Q1を包囲する矩形枠状のバリア層37(37A,37B,37C)を例示したが、バリア層37の平面形状は以上の例示に限定されない。例えば、第1領域Q1を包囲するように第2領域Q2内に配列された複数の部分によりバリア層37を形成してもよい。また、振動板33の周縁のうち特に水分が進入し易い範囲に限定してバリア層37を形成してもよい。 (2) In each of the above embodiments, the barrier layer 37 (37A, 37B, 37C) having a rectangular frame shape surrounding the first region Q1 is illustrated, but the planar shape of the barrier layer 37 is not limited to the above examples. For example, the barrier layer 37 may be formed of a plurality of portions arranged in the second region Q2 so as to surround the first region Q1. Further, the barrier layer 37 may be formed only in a region of the periphery of the diaphragm 33 where moisture is particularly likely to enter.

(3)前述の各形態では、複数のノズルNが第1列Laおよび第2列Lbの計2列に配列された構成を例示したが、複数のノズルNの列数は以上の例示に限定されない。具体的には、複数のノズルNが1列に配列された構成、または、複数のノズルNが3列以上に配列された構成も採用される。図15には、複数のノズルNを第1列から第4列の計4列に配列した構成が例示されている。図15に例示される通り、振動板33の第2層332は、第1列および第2列に対応する第1部分P1と、第3列および第4列に対応する第1部分P1とを含む。 (3) In each of the above-mentioned embodiments, the configuration in which the plurality of nozzles N is arranged in a total of two rows, the first row La and the second row Lb, is illustrated, but the number of rows of the plurality of nozzles N is limited to the above examples. Not done. Specifically, a configuration in which a plurality of nozzles N are arranged in one row, or a configuration in which a plurality of nozzles N are arranged in three or more rows is also adopted. FIG. 15 exemplifies a configuration in which a plurality of nozzles N are arranged in a total of four rows from the first row to the fourth row. As illustrated in FIG. 15, the second layer 332 of the diaphragm 33 includes a first portion P1 corresponding to the first and second columns, and a first portion P1 corresponding to the third and fourth columns. include.

(4)前述の各形態では、圧電素子34の第1電極341を個別電極として第2電極343を共通電極としたが、第1電極341を共通電極として第2電極343を個別電極としてもよい。また、第1電極341および第2電極343の双方を個別電極としてもよい。 (4) In each of the above embodiments, the first electrode 341 of the piezoelectric element 34 is an individual electrode and the second electrode 343 is a common electrode, but the first electrode 341 may be a common electrode and the second electrode 343 may be an individual electrode. . Further, both the first electrode 341 and the second electrode 343 may be individual electrodes.

(5)前述の各形態では、液体噴射ヘッド26を搭載した搬送体242を往復させるシリアル方式の液体噴射装置100を例示したが、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。 (5) In each of the above-described embodiments, a serial type liquid ejecting apparatus 100 in which the carrier 242 on which the liquid ejecting head 26 is mounted is reciprocated is illustrated, but a line type liquid ejecting apparatus in which a plurality of nozzles N are distributed over the entire width of the medium 12 is illustrated. The present invention can also be applied to an injection device.

(6)前述の各形態で例示した液体噴射装置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、液晶表示パネル等の表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を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。また、生体に関する有機物の溶液を噴射する液体噴射装置は、例えばバイオチップを製造する製造装置として利用される。 (6) 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 copying machines in addition to equipment dedicated to printing. However, the application of the liquid ejecting device of the present invention is not limited to printing. For example, a liquid ejecting device that ejects a solution of a coloring material is used as a manufacturing device that forms a color filter for a display device such as a liquid crystal display panel. Further, a liquid ejecting device that ejects a solution of a conductive material is used as a manufacturing device for forming wiring and electrodes of a wiring board. Further, a liquid ejecting device that ejects a solution of an organic substance related to a living body is used, for example, as a manufacturing device for manufacturing a biochip.

100…液体噴射装置、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、242…搬送体、244…搬送ベルト、26…液体噴射ヘッド、27…収容体、270…開口部、271…吸湿剤、272…給気口、28…給気機構、30…流路構造体、31…流路基板、32…圧力室基板、33…振動板、331…第1層、332…第2層、34…圧電素子、37A,37B,37C…バリア層、341…第1電極、342…圧電体層、343…第2電極、344…第1導電層、345…第2導電層、35…封止体、36…筐体部、41…ノズル板、42…吸振体、51…配線基板、R…液体貯留室、C…圧力室、N…ノズル、Q…実装領域、D…乾燥気体。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100...Liquid ejection device, 12...Medium, 14...Liquid container, 20...Control unit, 22...Transportation mechanism, 24...Movement mechanism, 242...Transportation body, 244...Transportation belt, 26...Liquid ejection head, 27...Container , 270... Opening, 271... Moisture absorbent, 272... Air supply port, 28... Air supply mechanism, 30... Channel structure, 31... Channel substrate, 32... Pressure chamber substrate, 33... Vibration plate, 331... No. 1 layer, 332... Second layer, 34... Piezoelectric element, 37A, 37B, 37C... Barrier layer, 341... First electrode, 342... Piezoelectric layer, 343... Second electrode, 344... First conductive layer, 345... Second conductive layer, 35... Sealing body, 36... Housing portion, 41... Nozzle plate, 42... Vibration absorber, 51... Wiring board, R... Liquid storage chamber, C... Pressure chamber, N... Nozzle, Q... Mounting Area, D...Dry gas.

Claims (16)

液体を噴射するノズルに連通する複数の圧力室と、
第1層と第2層との積層を含み、前記複数の圧力室の壁面を構成する振動板と、
前記振動板の平面視において前記振動板のうち第1領域上に前記各圧力室に対応して形
成された複数の圧電素子と、
前記振動板のうち前記第1領域を包囲する第2領域内において前記第1層と前記第2層
との界面を覆うバリア層と、
を具備し、
前記複数の圧電素子の各々は、第2電極と圧電体層と第1電極との積層を含み、
前記圧電素子のうち、当該積層の方向にみて、前記圧力室と、前記第2電極と、圧電体層と、第1電極と、がいずれも重なる部分を能動部としたとき、
前記バリア層は、当該積層の方向にみて、前記能動部と少なくとも一部が重ならず、
前記第1領域の周縁に沿う環状に形成される
液体噴射ヘッド。
a plurality of pressure chambers communicating with a nozzle that injects liquid;
a diaphragm that includes a stack of a first layer and a second layer and constitutes a wall surface of the plurality of pressure chambers;
a plurality of piezoelectric elements formed on a first region of the diaphragm in a plan view of the diaphragm, corresponding to each of the pressure chambers;
a barrier layer that covers an interface between the first layer and the second layer in a second region of the diaphragm that surrounds the first region;
Equipped with
Each of the plurality of piezoelectric elements includes a stack of a second electrode, a piezoelectric layer, and a first electrode,
When the part of the piezoelectric element where the pressure chamber, the second electrode, the piezoelectric layer, and the first electrode all overlap when viewed in the direction of the lamination is defined as an active part,
The barrier layer does not at least partially overlap the active part when viewed in the direction of the lamination, and
formed in an annular shape along the periphery of the first region
liquid jet head.
液体を噴射するノズルに連通する複数の圧力室と、
第1層と第2層との積層を含み、前記複数の圧力室の壁面を構成する振動板と、
前記振動板の平面視において前記振動板のうち第1領域上に前記各圧力室に対応して形
成された複数の圧電素子と、
前記振動板のうち前記第1領域を包囲する第2領域内において前記第1層と前記第2層
との界面を覆うバリア層と、
を具備し、
前記複数の圧電素子の各々は、第2電極と圧電体層と第1電極との積層を含み、
前記圧電素子のうち、当該積層の方向にみて、前記圧力室と、前記第2電極と、圧電体層と、第1電極と、がいずれも重なる部分を能動部としたとき、
前記バリア層は、当該積層の方向にみて、前記能動部と少なくとも一部が重ならず、
前記第2層には、前記第1層を露出させる開口部が前記第2領域内に形成され、
前記バリア層のうち前記開口部の内部に位置する部分は、当該開口部の内壁面と前記第1層の表面とに接触する
液体噴射ヘッド。
a plurality of pressure chambers communicating with a nozzle that injects liquid;
a diaphragm that includes a stack of a first layer and a second layer and constitutes a wall surface of the plurality of pressure chambers;
a plurality of piezoelectric elements formed on a first region of the diaphragm in a plan view of the diaphragm, corresponding to each of the pressure chambers;
a barrier layer that covers an interface between the first layer and the second layer in a second region of the diaphragm that surrounds the first region;
Equipped with
Each of the plurality of piezoelectric elements includes a stack of a second electrode, a piezoelectric layer, and a first electrode,
When the part of the piezoelectric element where the pressure chamber, the second electrode, the piezoelectric layer, and the first electrode all overlap when viewed in the direction of the lamination is defined as an active part,
The barrier layer does not at least partially overlap the active part when viewed in the direction of the lamination, and
The second layer has an opening formed in the second region that exposes the first layer,
A portion of the barrier layer located inside the opening contacts an inner wall surface of the opening and a surface of the first layer.
liquid jet head.
前記第2層には、前記第1層を露出させる開口部が前記第2領域内に形成され、
前記バリア層のうち前記開口部の内部に位置する部分は、当該開口部の内壁面と前記第1層の表面とに接触する
請求項1の液体噴射ヘッド。
The second layer has an opening formed in the second region that exposes the first layer,
A portion of the barrier layer located inside the opening contacts an inner wall surface of the opening and a surface of the first layer.
A liquid ejecting head according to claim 1 .
前記第2層は、前記複数の圧力室に重なる第1部分と、前記第1部分を包囲する第2部分とを含み、
前記開口部は、前記第1部分と前記第2部分との間隙である
請求項2または請求項3の液体噴射ヘッド。
The second layer includes a first portion overlapping the plurality of pressure chambers and a second portion surrounding the first portion,
The opening is a gap between the first part and the second part.
A liquid ejecting head according to claim 2 or 3 .
前記開口部は、平面視で前記第2領域に内包される
請求項2から請求項4の何れかの液体噴射ヘッド。
The opening is included in the second region in plan view.
A liquid ejecting head according to any one of claims 2 to 4 .
前記複数の圧力室は、平面視で前記第1領域内に位置する
請求項1から請求項5の何れかの液体噴射ヘッド。
The liquid ejecting head according to any one of claims 1 to 5, wherein the plurality of pressure chambers are located within the first region in plan view.
前記複数の圧電素子は、第1素子列を構成する2以上の圧電素子と、前記第1素子列に対して間隔をあけて並設される第2素子列を構成する2以上の圧電素子とを含む
請求項1から請求項6の何れかの液体噴射ヘッド。
The plurality of piezoelectric elements include two or more piezoelectric elements constituting a first element row, and two or more piezoelectric elements constituting a second element row arranged in parallel with an interval with respect to the first element row. The liquid ejecting head according to any one of claims 1 to 6.
液体を噴射するノズルに連通する複数の圧力室と、
第1層と第2層との積層を含み、前記複数の圧力室の壁面を構成する振動板と、
前記振動板の平面視において前記振動板のうち第1領域上に前記各圧力室に対応して形
成された複数の圧電素子と、
前記振動板のうち前記第1領域を包囲する第2領域内において前記第1層と前記第2層
との界面を覆うバリア層と、
を具備し、
前記複数の圧電素子の各々は、第2電極と圧電体層と第1電極との積層を含み、
前記圧電素子のうち、当該積層の方向にみて、前記圧力室と、前記第2電極と、圧電体層と、第1電極と、がいずれも重なる部分を能動部としたとき、
前記バリア層は、当該積層の方向にみて、前記能動部と少なくとも一部が重ならず、
前記複数の圧電素子は、第1素子列を構成する2以上の圧電素子と、前記第1素子列に対して間隔をあけて並設される第2素子列を構成する2以上の圧電素子とを含み、
前記第1素子列と前記第2素子列との間において、前記第1層は前記第2層から露出しない
液体噴射ヘッド。
a plurality of pressure chambers communicating with a nozzle that injects liquid;
a diaphragm that includes a stack of a first layer and a second layer and constitutes a wall surface of the plurality of pressure chambers;
A shape corresponding to each pressure chamber is formed on a first region of the diaphragm in a plan view of the diaphragm.
A plurality of piezoelectric elements made of
The first layer and the second layer in a second region surrounding the first region of the diaphragm.
a barrier layer covering the interface with the
Equipped with
Each of the plurality of piezoelectric elements includes a stack of a second electrode, a piezoelectric layer, and a first electrode,
When the part of the piezoelectric element where the pressure chamber, the second electrode, the piezoelectric layer, and the first electrode all overlap when viewed in the direction of the lamination is defined as an active part,
The barrier layer does not at least partially overlap the active part when viewed in the direction of the lamination, and
The plurality of piezoelectric elements include two or more piezoelectric elements constituting a first element row, and two or more piezoelectric elements constituting a second element row arranged in parallel with an interval with respect to the first element row. including;
The first layer is not exposed from the second layer between the first element row and the second element row.
前記第1電極は、前記複数の圧電素子の各々について前記第1領域内に形成された個別電極であり、
前記第2電極は、前記第1領域と前記第2領域とに形成され、前記複数の圧電素子にわたり連続する共通電極である
請求項1から請求項8の何れかの液体噴射ヘッド。
The first electrode is an individual electrode formed in the first region for each of the plurality of piezoelectric elements,
The liquid jet head according to any one of claims 1 to 8, wherein the second electrode is a common electrode that is formed in the first region and the second region and is continuous across the plurality of piezoelectric elements.
液体を噴射するノズルに連通する複数の圧力室と、
第1層と第2層との積層を含み、前記複数の圧力室の壁面を構成する振動板と、
前記振動板の平面視において前記振動板のうち第1領域上に前記各圧力室に対応して形
成された複数の圧電素子と、
前記振動板のうち前記第1領域を包囲する第2領域内において前記第1層と前記第2層
との界面を覆うバリア層と、
を具備し、
前記複数の圧電素子の各々は、第2電極と圧電体層と第1電極との積層を含み、
前記圧電素子のうち、当該積層の方向にみて、前記圧力室と、前記第2電極と、圧電体層と、第1電極と、がいずれも重なる部分を能動部としたとき、
前記バリア層は、当該積層の方向にみて、前記能動部と少なくとも一部が重ならず、
前記第1電極は、前記複数の圧電素子の各々について前記第1領域内に形成された個別電極であり、
前記第2電極は、前記第1領域と前記第2領域とに形成され、前記複数の圧電素子にわたり連続する共通電極であり、
前記個別電極に平面視で重なる領域内において前記第1層は前記第2層から露出しない
液体噴射ヘッド。
a plurality of pressure chambers communicating with a nozzle that injects liquid;
a diaphragm that includes a stack of a first layer and a second layer and constitutes a wall surface of the plurality of pressure chambers;
A shape corresponding to each pressure chamber is formed on a first region of the diaphragm in a plan view of the diaphragm.
A plurality of piezoelectric elements made of
The first layer and the second layer in a second region surrounding the first region of the diaphragm.
a barrier layer covering the interface with the
Equipped with
Each of the plurality of piezoelectric elements includes a stack of a second electrode, a piezoelectric layer, and a first electrode,
When the part of the piezoelectric element where the pressure chamber, the second electrode, the piezoelectric layer, and the first electrode all overlap when viewed in the direction of the lamination is defined as an active part,
The barrier layer does not at least partially overlap the active part when viewed in the direction of the lamination, and
The first electrode is an individual electrode formed in the first region for each of the plurality of piezoelectric elements,
The second electrode is a common electrode formed in the first region and the second region and continuous across the plurality of piezoelectric elements,
In the liquid ejecting head, the first layer is not exposed from the second layer in a region overlapping with the individual electrode in a plan view.
液体を噴射するノズルに連通する複数の圧力室と、
第1層と第2層との積層を含み、前記複数の圧力室の壁面を構成する振動板と、
前記振動板の平面視において前記振動板のうち第1領域上に前記各圧力室に対応して形
成された複数の圧電素子と、
前記振動板のうち前記第1領域を包囲する第2領域内において前記第1層と前記第2層
との界面を覆うバリア層と、
を具備し、
前記複数の圧電素子の各々は、第2電極と圧電体層と第1電極との積層を含み、
前記圧電素子のうち、当該積層の方向にみて、前記圧力室と、前記第2電極と、圧電体層と、第1電極と、がいずれも重なる部分を能動部としたとき、
前記バリア層は、当該積層の方向にみて、前記能動部と少なくとも一部が重ならず、
前記圧電素子は、前記第2電極に接続して電圧が印加される導電層を具備し、
前記バリア層は、前記導電層と同一の材料で形成される
液体噴射ヘッド。
a plurality of pressure chambers communicating with a nozzle that injects liquid;
a diaphragm that includes a stack of a first layer and a second layer and constitutes a wall surface of the plurality of pressure chambers;
A shape corresponding to each pressure chamber is formed on a first region of the diaphragm in a plan view of the diaphragm.
A plurality of piezoelectric elements made of
The first layer and the second layer in a second region surrounding the first region of the diaphragm.
a barrier layer covering the interface with the
Equipped with
Each of the plurality of piezoelectric elements includes a stack of a second electrode, a piezoelectric layer, and a first electrode,
When the part of the piezoelectric element where the pressure chamber, the second electrode, the piezoelectric layer, and the first electrode all overlap when viewed in the direction of the lamination is defined as an active part,
The barrier layer does not at least partially overlap the active part when viewed in the direction of the lamination, and
The piezoelectric element includes a conductive layer connected to the second electrode and to which a voltage is applied;
In the liquid ejecting head, the barrier layer is formed of the same material as the conductive layer.
液体を噴射するノズルに連通する複数の圧力室と、
第1層と第2層との積層を含み、前記複数の圧力室の壁面を構成する振動板と、
前記振動板の平面視において前記振動板のうち第1領域上に前記各圧力室に対応して形
成された複数の圧電素子と、
前記振動板のうち前記第1領域を包囲する第2領域内において前記第1層と前記第2層
との界面を覆うバリア層と、
を具備し、
前記複数の圧電素子の各々は、第2電極と圧電体層と第1電極との積層を含み、
前記圧電素子のうち、当該積層の方向にみて、前記圧力室と、前記第2電極と、圧電体層と、第1電極と、がいずれも重なる部分を能動部としたとき、
前記バリア層は、当該積層の方向にみて、前記能動部と少なくとも一部が重ならず、
酸化アルミニウム、窒化シリコン、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化チタンの何れかで形成される
液体噴射ヘッド。
a plurality of pressure chambers communicating with a nozzle that injects liquid;
a diaphragm that includes a stack of a first layer and a second layer and constitutes a wall surface of the plurality of pressure chambers;
A shape corresponding to each pressure chamber is formed on a first region of the diaphragm in a plan view of the diaphragm.
A plurality of piezoelectric elements made of
The first layer and the second layer in a second region surrounding the first region of the diaphragm.
a barrier layer covering the interface with the
Equipped with
Each of the plurality of piezoelectric elements includes a stack of a second electrode, a piezoelectric layer, and a first electrode,
When the part of the piezoelectric element where the pressure chamber, the second electrode, the piezoelectric layer, and the first electrode all overlap when viewed in the direction of the lamination is defined as an active part,
The barrier layer does not at least partially overlap the active part when viewed in the direction of the lamination, and
A liquid jet head made of aluminum oxide, silicon nitride, hafnium oxide, tantalum oxide, or titanium oxide.
液体を噴射するノズルに連通する複数の圧力室と、
第1層と第2層との積層を含み、前記複数の圧力室の壁面を構成する振動板と、
前記振動板の平面視において前記振動板のうち第1領域上に前記各圧力室に対応して形
成された複数の圧電素子と、
前記振動板のうち前記第1領域を包囲する第2領域内において前記第1層と前記第2層
との界面を覆うバリア層と、
を具備し、
前記複数の圧電素子の各々は、第2電極と圧電体層と第1電極との積層を含み、
前記圧電素子のうち、当該積層の方向にみて、前記圧力室と、前記第2電極と、圧電体層と、第1電極と、がいずれも重なる部分を能動部としたとき、
前記バリア層は、当該積層の方向にみて、前記能動部と少なくとも一部が重ならず、
前記第2領域内において前記第1層と前記第2層との間に位置する
液体噴射ヘッド。
a plurality of pressure chambers communicating with a nozzle that injects liquid;
a diaphragm that includes a stack of a first layer and a second layer and constitutes a wall surface of the plurality of pressure chambers;
A shape corresponding to each pressure chamber is formed on a first region of the diaphragm in a plan view of the diaphragm.
A plurality of piezoelectric elements made of
The first layer and the second layer in a second region surrounding the first region of the diaphragm.
a barrier layer covering the interface with the
Equipped with
Each of the plurality of piezoelectric elements includes a stack of a second electrode, a piezoelectric layer, and a first electrode,
When the part of the piezoelectric element where the pressure chamber, the second electrode, the piezoelectric layer, and the first electrode all overlap when viewed in the direction of the lamination is defined as an active part,
The barrier layer does not at least partially overlap the active part when viewed in the direction of the lamination, and
A liquid ejecting head located between the first layer and the second layer in the second region.
請求項1から請求項13の何れかの液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置。
A liquid ejecting device comprising the liquid ejecting head according to any one of claims 1 to 13.
前記液体噴射ヘッドを収容する空間が形成された収容体と、
前記空間内に設置される吸湿剤と
を具備する請求項14の液体噴射装置。
an accommodating body in which a space for accommodating the liquid ejecting head is formed;
The liquid ejecting device according to claim 14, further comprising: a moisture absorbent installed in the space.
前記空間内に乾燥気体を供給する給気機構
を具備する請求項15の液体噴射装置。
The liquid ejecting device according to claim 15, further comprising an air supply mechanism that supplies dry gas into the space.
JP2019050118A 2018-09-20 2019-03-18 Liquid jet head and liquid jet device Active JP7371337B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/574,683 US10850515B2 (en) 2018-09-20 2019-09-18 Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018176499 2018-09-20
JP2018176499 2018-09-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020049936A JP2020049936A (en) 2020-04-02
JP7371337B2 true JP7371337B2 (en) 2023-10-31

Family

ID=69995295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019050118A Active JP7371337B2 (en) 2018-09-20 2019-03-18 Liquid jet head and liquid jet device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7371337B2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007331318A (en) 2006-06-19 2007-12-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Inkjet head unit, ink jet recorder, and manufacturing method for inkjet head
JP2009190247A (en) 2008-02-14 2009-08-27 Seiko Epson Corp Liquid jet head and liquid jet device
JP2014124883A (en) 2012-12-27 2014-07-07 Seiko Epson Corp Liquid jet head and liquid jet apparatus
US20170151784A1 (en) 2015-11-30 2017-06-01 Stmicroelectronics S.R.L. Fluid ejection device with restriction channel, and manufacturing method thereof
JP2017126628A (en) 2016-01-13 2017-07-20 セイコーエプソン株式会社 Piezoelectric device, liquid injection head and liquid injection device
JP2019104181A (en) 2017-12-13 2019-06-27 株式会社リコー Liquid discharge head, liquid discharge unit and device for discharging liquid

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005074767A (en) * 2003-08-29 2005-03-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Inkjet type recording device
JP2012061689A (en) * 2010-09-15 2012-03-29 Ricoh Co Ltd Liquid droplet ejection head, method for manufacturing liquid droplet ejection head, liquid cartridge and image forming apparatus
JP6476633B2 (en) * 2014-07-31 2019-03-06 セイコーエプソン株式会社 Piezoelectric device
JP6459028B2 (en) * 2014-09-03 2019-01-30 ローム株式会社 Piezoelectric element and inkjet head equipped with the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007331318A (en) 2006-06-19 2007-12-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Inkjet head unit, ink jet recorder, and manufacturing method for inkjet head
JP2009190247A (en) 2008-02-14 2009-08-27 Seiko Epson Corp Liquid jet head and liquid jet device
JP2014124883A (en) 2012-12-27 2014-07-07 Seiko Epson Corp Liquid jet head and liquid jet apparatus
US20170151784A1 (en) 2015-11-30 2017-06-01 Stmicroelectronics S.R.L. Fluid ejection device with restriction channel, and manufacturing method thereof
JP2017126628A (en) 2016-01-13 2017-07-20 セイコーエプソン株式会社 Piezoelectric device, liquid injection head and liquid injection device
JP2019104181A (en) 2017-12-13 2019-06-27 株式会社リコー Liquid discharge head, liquid discharge unit and device for discharging liquid

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020049936A (en) 2020-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009190247A (en) Liquid jet head and liquid jet device
US10569540B2 (en) Liquid ejection head, liquid ejecting apparatus, and piezoelectric device
TWI581978B (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
US11123986B2 (en) Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and piezoelectric device
JP7371337B2 (en) Liquid jet head and liquid jet device
US9527283B2 (en) Liquid ejection head and liquid ejection apparatus
US11260662B2 (en) Liquid discharge head and liquid discharge apparatus
US10850515B2 (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
JP2019217758A (en) Liquid jet head and liquid jet device
JP7427967B2 (en) Liquid ejection head, liquid ejection device, and actuator
EP3000603B1 (en) Piezoelectric element, liquid ejecting head, and liquid ejecting apparatus
US11040533B2 (en) Liquid ejection head and liquid ejection apparatus
CN110733248B (en) Liquid ejecting apparatus
JP7342497B2 (en) Liquid ejection head, liquid ejection device, and method for manufacturing liquid ejection head
JP6972808B2 (en) Liquid discharge heads, liquid discharge devices, and piezoelectric devices
JP2022035545A (en) Liquid discharge head and actuator
JP2021053853A (en) Liquid discharge head, liquid discharge device, and piezoelectric device
JP2022069821A (en) Liquid discharge head, liquid discharge device, and actuator
JP2018103533A (en) Liquid injection head and liquid injection device
JP2020179579A (en) Liquid jet head and liquid jet device
JP2020088219A (en) Piezoelectric device, liquid injection head and liquid injection device
JP2020082564A (en) Liquid jetting head and liquid jetting device
JP2019202534A (en) Liquid jet head, liquid jet device and piezoelectric device
JP2019048423A (en) Liquid discharge head, liquid discharge device and piezoelectric device
JP2019165151A (en) Piezoelectric device, liquid ejecting head, and liquid ejecting apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220210

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230117

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230314

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230627

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230824

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230919

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231002

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7371337

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150