JP4911289B2 - Actuator device, liquid jet head, and liquid jet device - Google Patents
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Description
本発明は、基板上に振動板を介して設けられる圧電素子を有するアクチュエータ装置及び、このアクチュエータ装置を用いた液体噴射ヘッド並びに液体噴射装置に関する。 The present invention relates to an actuator device having a piezoelectric element provided on a substrate via a vibration plate, a liquid ejecting head using the actuator device, and a liquid ejecting device.
電圧を印加することにより変位する圧電素子を具備するアクチュエータ装置は、例えば、ノズル開口から液滴を噴射する液体噴射ヘッド等に搭載される。このような液体噴射ヘッドとしては、例えば、ノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧電素子により変形させて圧力発生室のインクを加圧してノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドが知られている。そして、インクジェット式記録ヘッドには、圧電素子の軸方向に伸長、収縮する縦振動モードの圧電アクチュエータ装置を搭載したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータ装置を搭載したものの2種類が実用化されている。 An actuator device including a piezoelectric element that is displaced by applying a voltage is mounted on, for example, a liquid ejecting head that ejects liquid droplets from a nozzle opening. As such a liquid ejecting head, for example, a part of a pressure generation chamber communicating with a nozzle opening is configured by a vibration plate, and the vibration plate is deformed by a piezoelectric element so as to pressurize ink in the pressure generation chamber to form a nozzle opening. Inkjet recording heads that discharge ink droplets are known. Two types of ink jet recording heads have been put into practical use: those equipped with a piezoelectric actuator device in a longitudinal vibration mode that extends and contracts in the axial direction of the piezoelectric element, and those equipped with a piezoelectric actuator device in a flexural vibration mode. Yes.
また、たわみ振動モードのアクチュエータ装置としては、振動板の表面全体に亘って成膜技術により均一な圧電体層を形成し、この圧電材料層をリソグラフィ法により圧力発生室に対応する形状に切り分けて各圧力発生室毎に独立するように圧電素子を形成したものが提案されている。これによれば圧電素子を振動板に貼付ける作業が不要となって、リソグラフィ法という精密で、かつ簡便な手法で圧電素子を作り付けることができるばかりでなく、圧電素子の厚みを薄くできて高速駆動が可能になるという利点がある。しかしながら、このような成膜技術及びリソグラフィ法により製造した圧電素子は、圧電素子に電圧を印加して駆動を繰り返すと絶縁破壊が発生するという問題がある。 Also, as an actuator device in a flexural vibration mode, a uniform piezoelectric layer is formed over the entire surface of the diaphragm by a film forming technique, and this piezoelectric material layer is cut into a shape corresponding to the pressure generating chamber by a lithography method. One in which a piezoelectric element is formed so as to be independent for each pressure generating chamber has been proposed. This eliminates the need to affix the piezoelectric element to the diaphragm, so that not only can the piezoelectric element be created by a precise and simple technique called lithography, but also the thickness of the piezoelectric element can be reduced. There is an advantage that high-speed driving is possible. However, a piezoelectric element manufactured by such a film forming technique and a lithography method has a problem that dielectric breakdown occurs when driving is repeated by applying a voltage to the piezoelectric element.
また、絶縁破壊の原因としては大気中の水分(湿度)の影響が考えられ、その対策として圧電素子全体を保護膜で覆うようにしたものがある。このように保護膜を設けることで、圧電素子の絶縁破壊を防止することができる。また、保護膜を設けることによって振動板の剛性も実質的に高くなり、変形に伴う振動板の破壊、あるいはクラックの発生を防止することもできる。しかしながら、圧電素子の駆動による振動板の変位量が低下するという問題がある。 In addition, the cause of dielectric breakdown is considered to be the influence of moisture (humidity) in the atmosphere, and as a countermeasure, there is one in which the entire piezoelectric element is covered with a protective film. By providing the protective film in this manner, the dielectric breakdown of the piezoelectric element can be prevented. Further, by providing the protective film, the rigidity of the diaphragm is substantially increased, and the diaphragm can be prevented from being broken or cracked due to deformation. However, there is a problem that the amount of displacement of the diaphragm due to the driving of the piezoelectric element is reduced.
また、このような保護膜を圧電素子(圧電振動子)の側面部分に設けた構造、すなわち、上電極の表面を露出させる窓を保護膜に設けるようにした構造がある(例えば、特許文献1参照)。このような構造では、絶縁破壊を防止しつつ圧電素子の駆動による振動板の変位量の低下も抑えることはできる。しかしながら、振動板の破壊、クラックの発生等の問題が起こりやすくなってしまう。また、このような振動板のクラック等は、特に、圧力発生室の幅方向に沿って発生し易い。すなわち、圧力発生室の長手方向での引張り応力に起因して振動板にクラック等が発生すると考えられる。 Further, there is a structure in which such a protective film is provided on a side surface portion of a piezoelectric element (piezoelectric vibrator), that is, a structure in which a window exposing the surface of the upper electrode is provided in the protective film (for example, Patent Document 1). reference). With such a structure, it is possible to suppress a decrease in the amount of displacement of the diaphragm due to driving of the piezoelectric element while preventing dielectric breakdown. However, problems such as breakage of the diaphragm and generation of cracks are likely to occur. Further, such a crack or the like of the diaphragm is particularly likely to occur along the width direction of the pressure generating chamber. That is, it is considered that cracks and the like are generated in the diaphragm due to the tensile stress in the longitudinal direction of the pressure generating chamber.
本発明はこのような事情に鑑み、圧電素子の絶縁破壊を防止すると共に振動板の変位量の低下を抑え且つ振動板の破壊を防止できるアクチュエータ装置及び液体噴射ヘッド並びに液体噴射装置を提供することを課題とする。 In view of such circumstances, the present invention provides an actuator device, a liquid ejecting head, and a liquid ejecting device that can prevent dielectric breakdown of a piezoelectric element, suppress a decrease in the amount of displacement of the diaphragm, and prevent destruction of the diaphragm. Is an issue.
上記課題を解決する本発明の第1の態様は、下電極、圧電体層及び上電極を有する圧電素子と、絶縁材料からなり前記圧電素子を覆うように設けられた保護膜と、を具備し、前記保護膜の前記上電極に対向する領域に、前記保護膜の厚さが他の部分よりも薄い複数の凹部が前記圧電素子の幅方向に並設されており、前記圧電素子の長手方向における各凹部の長さが、前記圧電素子の幅方向中央部側の凹部ほど長くなっており、前記圧電素子の長手方向における各凹部の両端部のそれぞれが、前記圧電素子の幅方向中央部側の凹部ほど前記圧電素子の長手方向の端部側に位置していることを特徴とするアクチュエータ装置にある。
かかる第1の態様では、圧力発生室の長手方向における振動板の剛性が、圧力発生室の幅方向の剛性よりも大きくなる。したがって、絶縁破壊の発生を防止すると共に圧電素子の駆動による振動板の変位量の低下も抑えられ、且つ圧電素子の変形に伴う振動板の破壊も防止することができる。また圧電体能動部の長手方向端部近傍で応力が徐々に変化するため、この部分での応力集中の発生が防止される。これにより、振動板の破壊をより確実に防止することができる。
A first aspect of the present invention that solves the above problems includes a piezoelectric element having a lower electrode, a piezoelectric layer, and an upper electrode, and a protective film that is made of an insulating material and is provided so as to cover the piezoelectric element. In the region of the protective film facing the upper electrode, a plurality of concave portions having a thickness of the protective film thinner than that of other portions are arranged in parallel in the width direction of the piezoelectric element, and the longitudinal direction of the piezoelectric element The length of each concave portion in the piezoelectric element is longer toward the central portion in the width direction of the piezoelectric element, and both end portions of each concave portion in the longitudinal direction of the piezoelectric element are on the width direction central portion side of the piezoelectric element. In the actuator device, the concave portion is located closer to the end portion in the longitudinal direction of the piezoelectric element.
In the first aspect, the rigidity of the diaphragm in the longitudinal direction of the pressure generation chamber is greater than the rigidity in the width direction of the pressure generation chamber. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of dielectric breakdown, suppress a decrease in the amount of displacement of the diaphragm due to driving of the piezoelectric element, and prevent the diaphragm from being destroyed due to deformation of the piezoelectric element. Further, since stress gradually changes in the vicinity of the longitudinal end portion of the piezoelectric body active portion, occurrence of stress concentration in this portion is prevented. Thereby, destruction of a diaphragm can be prevented more reliably.
本発明の第2の態様は、前記複数の凹部の前記圧電素子の短手方向の幅の合計が、前記圧電素子の短手方向の幅の25%以上60%以下であることを特徴とする第1の態様のアクチュエータ装置にある。
かかる第2の態様では、振動板の低下及び振動板の破壊をより確実に防止することがで
きる。
A second aspect of the present invention, the sum of the lateral direction of width of the piezoelectric element of the plurality of recesses, wherein the 60% or less 25% or more in the short direction of the width of the piezoelectric element The actuator device according to the first aspect.
In the second aspect, it is possible to more reliably prevent the diaphragm from being lowered and the diaphragm from being destroyed.
本発明の第3の態様は、前記凹部が前記保護膜を貫通する貫通孔であることを特徴とする第1又は2の態様のアクチュエータ装置にある。
かかる第3の態様では、振動板の変位量の低下がより確実に抑えられる。
According to a third aspect of the present invention, in the actuator device according to the first or second aspect, the concave portion is a through-hole penetrating the protective film.
In the third aspect, a decrease in the displacement amount of the diaphragm is more reliably suppressed.
本発明の第4の態様は、前記保護膜が、無機絶縁材料からなることを特徴とする第1〜3の何れかの態様のアクチュエータ装置にある。
かかる第4の態様では、大気中の水分(湿度)の起因する圧電素子の絶縁破壊をより確実に防止することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the actuator device according to any one of the first to third aspects, the protective film is made of an inorganic insulating material.
In the fourth aspect, dielectric breakdown of the piezoelectric element caused by moisture (humidity) in the atmosphere can be prevented more reliably.
本発明の第5の態様は、第1〜4の何れかの態様のアクチュエータ装置を具備することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第5の態様では、液滴の吐出特性、耐久性等の各種特性に優れた液体噴射ヘッドを実現することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a liquid ejecting head including the actuator device according to any one of the first to fourth aspects.
In the fifth aspect, it is possible to realize a liquid ejecting head that is excellent in various characteristics such as droplet ejection characteristics and durability.
本発明の第6の態様は、前記アクチュエータ装置の変位により圧力発生室内の液体をノズル開口から噴射する液体噴射ヘッドであって、前記圧電素子の長手方向両端部が、前記圧力発生室に対向する領域の外側までそれぞれ延設されていることを特徴とする第5の態様の液体噴射ヘッドにある。
かかる第6の態様では、圧力発生室の幅方向における振動板の剛性のみが実質的に振動板の変形に寄与するため、保護膜に複数の凹部を設けることによる振動板の変位量の低下が少なくなる。
A sixth aspect of the present invention is a liquid ejecting head that ejects liquid in a pressure generating chamber from a nozzle opening by displacement of the actuator device, wherein both longitudinal ends of the piezoelectric element face the pressure generating chamber. In the liquid jet head according to the fifth aspect, the liquid jet head extends to the outside of the region.
In the sixth aspect, since only the rigidity of the diaphragm in the width direction of the pressure generation chamber substantially contributes to the deformation of the diaphragm, the displacement amount of the diaphragm is reduced by providing a plurality of recesses in the protective film. Less.
本発明の第7の態様は、第5又は6の態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる第7の態様では、信頼性及び耐久性を向上した液体噴射装置を実現することができる。
According to a seventh aspect of the invention, there is provided a liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head according to the fifth or sixth aspect.
In the seventh aspect, it is possible to realize a liquid ejecting apparatus with improved reliability and durability.
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図であり、図2は、インクジェット式記録ヘッドの要部平面図及びそのA−A′断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of an ink jet recording head according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of an essential part of the ink jet recording head and a sectional view taken along line AA ′. .
図示するように、流路形成基板10は、本実施形態では面方位(110)のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる、厚さ0.5〜2μmの弾性膜50が形成されている。流路形成基板10には、隔壁11によって区画された複数の圧力発生室12がその幅方向に並設されている。また、流路形成基板10の圧力発生室12の長手方向外側の領域には連通部13が形成され、連通部13と各圧力発生室12とが、各圧力発生室12毎に設けられたインク供給路14を介して連通されている。なお、連通部13は、後述するリザーバ形成基板のリザーバ部と連通して各圧力発生室12の共通のインク室となるリザーバの一部を構成する。インク供給路14は、圧力発生室12よりも狭い幅で形成されており、連通部13から圧力発生室12に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。
As shown in the drawing, the flow
また、流路形成基板10の開口面側には、複数のノズル開口21が穿設されたノズルプレート20が、圧力発生室12等を形成する際のマスクとして用いられる絶縁膜51を介して接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。なお、ノズルプレート20は、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。
A
一方、流路形成基板10の開口面とは反対側には、上述したように、二酸化シリコンからなり厚さが例えば、約1.0μmの弾性膜50が形成され、この弾性膜50上には、例えば、酸化ジルコニウム(ZrO2)等からなり厚さが例えば、約0.3〜0.4μmの絶縁体膜55が積層形成されている。また、絶縁体膜55上には、厚さが例えば、約0.1〜0.2μmの下電極膜60と、厚さが例えば、約0.5〜5μmの圧電体層70と、厚さが例えば、約0.05μmの上電極膜80とからなる圧電素子300が形成されている。ここで、圧電素子300は、下電極膜60、圧電体層70及び上電極膜80を含む部分をいう。一般的には、圧電素子300の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層70を圧力発生室12毎にパターニングして構成する。例えば、本実施形態では、下電極膜60を圧電素子300の共通電極とし、上電極膜80を圧電素子300の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。また、ここでは、圧電素子300と当該圧電素子300の駆動により変位が生じる振動板とを合わせてアクチュエータ装置と称する。なお、本実施形態では、弾性膜50、絶縁体膜55及び下電極膜60が振動板として機能する。
On the other hand, an
以下、圧電素子300の構成についてさらに詳しく説明する。本実施形態では、図3に示すように、下電極膜60は、圧力発生室12の長手方向では圧力発生室12に対向する領域内に形成され、複数の圧力発生室12に対応する領域に連続的に設けられている。また、下電極膜60は、圧力発生室12の列の外側で流路形成基板10の端部近傍まで延設され、それらの先端部は、後述する駆動IC200から延設された接続配線210が接続される接続部60aとなっている。圧電体層70及び上電極膜80は、圧力発生室12の幅方向では、圧力発生室12に対向する領域内に設けられているが、圧力発生室12の長手方向では、下電極膜60の端部よりも外側、本実施形態では、圧電体層70及び上電極膜80は、圧力発生室12の端部の外側まで延設され、下電極膜60の端面は圧電体層70によって覆われている。すなわち、圧電素子300の実質的な駆動部である圧電体能動部320が圧力発生室12に対向する領域内に設けられ、圧電体能動部320の両外側には圧電体層70を有するが実質的に駆動されない圧電体非能動部330がそれぞれ設けられ圧力発生室12の外側まで延設されている。なお、圧電素子300は、上電極膜80側ほど幅が狭くなるようにパターニングされており、各側端面はそれぞれ傾斜面となっている。
Hereinafter, the configuration of the
また、各圧電素子300を構成する上電極膜80の一端部近傍には、例えば、金(Au)等からなるリード電極90がそれぞれ接続されている。このリード電極90は、本実施形態では、圧力発生室12の外側の圧電体非能動部330上から絶縁体膜55上に延設され、その先端部は下電極膜60の接続部60aと同様に、接続配線210が接続される接続部90aとなっている。
In addition, a
そして、これら圧電素子300及びリード電極90上には、絶縁材料からなる保護膜100が設けられており、これら圧電素子300及びリード電極90は、下電極膜60及びリード電極90の接続部60a,90aと保護膜100に設けられる複数の凹部101とを除いて、この保護膜100によって実質的に覆われている。
A
ここで、保護膜100に設けられる凹部101は、保護膜100の他の領域の厚さよりも薄く形成されており、例えば、本実施形態では、この凹部101は、保護膜100を厚さ方向に貫通する貫通孔となっており、この凹部101内では上電極膜80が露出されている。
Here, the
このような凹部101は、各圧電素子300の圧電体能動部320に対向する領域、すなわち、圧電素子300の下電極膜60に対向する領域の保護膜100に、圧力発生室12の幅方向に沿って複数並設されている。言い換えれば、保護膜100には、桁部100aによって区画された複数の凹部101が、圧電素子300の幅方向に沿って並設されている。例えば、本実施形態では、各圧電体能動部320に対向する領域の保護膜100に、3つの凹部101が圧電素子300の長手方向と平行になるようにそれぞれ並設されている。
Such a
このような構成では、保護膜100によって各圧電素子300の側端面は確実に覆われているため、絶縁破壊の発生を防止することができる。また、保護膜100に凹部101が設けられていることで、圧電素子300の駆動による振動板の変位量の低下も抑えることができる。さらに本発明では、保護膜100に複数の凹部101が並設されているので、圧電素子300の変形に伴う振動板の破壊を防止することもできる。
In such a configuration, since the side end face of each
具体的には、保護膜100の各凹部101間に桁部100aが存在することで、圧力発生室12の長手方向における振動板の剛性が、圧力発生室12の幅方向の剛性よりも大きくなる。例えば、これら複数の凹部101の開口面積の合計と同一の開口面積を有する単一の凹部を保護膜に設けた構造と比較しても、圧力発生室12の長手方向における振動板の剛性が圧力発生室12の幅方向の剛性よりも大きくなる。これにより、圧電素子300の変形に伴う振動板の破壊を防止することができる。
Specifically, the presence of the
また、このような構成では、圧力発生室12の幅方向における振動板の剛性は、実質的に増加することがなく、圧電素子300の駆動による振動板の変位量も良好に維持される。特に、本実施形態のように圧電素子300が圧力発生室12の長手方向外側まで延設された構造では、圧力発生室12の長手方向での振動板の剛性の振動板の変位量への影響が少ないため、圧電素子300の駆動による振動板の変位量が良好に維持される。
Further, in such a configuration, the rigidity of the diaphragm in the width direction of the
ここで、複数の凹部101の幅の合計、本実施形態では、3つの凹部の圧電素子300の短手方向の幅W1〜W3の合計が、圧電体能動部320の短手方向の幅W4の25%以上60%以下となっていることが好ましい。これにより、振動板の変位の低下を抑えつつ圧電素子300の変形に伴う振動板の破壊を防止することができる。また、圧電素子300の短手方向両端部の保護膜100の幅W5は、所定幅、例えば、5(μm)程度確保されるようにするのが好ましい。これにより、絶縁破壊の発生をより確実に防止することができる。また、各凹部101の幅、間隔等は、特に限定されるものではないが、本実施形態のように、同一幅の凹部101を同一間隔で形成するのが好ましい。幅の異なる複数の凹部を並設するようにしてもよいが、その場合、各凹部が圧電素子300の幅方向で左右対称となるように配置するのが望ましい。凹部の配置が左右非対称であると、圧電素子300の駆動による振動板の変形状態が均一にならずに応力集中により振動板が破壊する虞があるからである。
Here, the total of the widths of the plurality of
また本実施形態では、保護膜100に、同一長さの凹部101を複数並設するようにしたが、例えば、図4(a)及び(b)に示すように、保護膜100に、長さの異なる複数の凹部101を並設するようにしてもよい。この場合、圧電素子300の長手方向における各凹部101の端部が、圧電素子300の幅方向中央部側の凹部101ほど圧電素子300の長手方向の端部側に位置しているようにするのが好ましい。これにより、圧電体能動部320の長手方向端部近傍において応力が徐々に変化しこの部分での応力集中が防止される。これにより、振動板の破壊をさらに確実に防止することができる。
In the present embodiment, a plurality of
このような保護膜100の材料は、絶縁材料であればよいが、例えば、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化シリコン(SiO2)等の無機絶縁材料を用いるのが好ましい。このような無機絶縁材料からなる保護膜100は、薄膜でも水分の透過性が極めて低いため、大気中の湿気に起因する絶縁破壊の発生の防止に効果的だからである。
The material of the
なお、圧電素子300が形成された流路形成基板10上には、圧電素子300に対向する領域に、圧電素子300を保護するための空間である圧電素子保持部31を有する保護基板30が接着剤35によって接合されている。圧電素子保持部31は、圧電素子300の運動を阻害しない程度の空間であればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。また、保護基板30の連通部13に対向する領域にはリザーバ部32が設けられている。このリザーバ部32は、上述したように、流路形成基板10の連通部13と連通されて各圧力発生室12の共通のインク室となるリザーバ110を構成している。
A
保護基板30は、流路形成基板10の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等で形成されていることが好ましく、例えば、本実施形態では、流路形成基板10と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
The
また、保護基板30上には、圧電素子300を駆動するための駆動IC200が実装されている。そして、駆動IC200は、下電極膜60の接続部60a及びリード電極90の接続部90aと、ボンディングワイヤ等の導電性ワイヤからなる接続配線210を介して電気的に接続されている。
A driving
保護基板30上には、さらに、封止膜41及び固定板42とからなるコンプライアンス基板40が接合されてリザーバ部32が封止されている。ここで、封止膜41は、剛性が低く可撓性を有する材料からなり、固定板42は、金属等の硬質の材料で形成される。この固定板42のリザーバ110に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部43となっているため、リザーバ110の一方面は可撓性を有する封止膜41のみで封止されている。但し、コンプライアンス基板40には図示しないインク導入口が形成されており、そのインク導入口はリザーバ部32に連通することで、図示しない外部インク供給手段からインクをリザーバ部32に導入している。
On the
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ110からノズル開口21に至るまで内部をインクで満たした後、駆動IC200からの記録信号に従い、圧力発生室12に対応するそれぞれの下電極膜60と上電極膜80との間に電圧を印加し、弾性膜50、下電極膜60及び圧電体層70をたわみ変形させることにより、各圧力発生室12内の圧力が高まりノズル開口21からインク滴が吐出する。
In such an ink jet recording head according to the present embodiment, ink is taken in from an external ink supply unit (not shown), filled with ink from the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態では、保護膜100によって、圧電素子300及びリード電極90が形成されている領域のほぼ全域を覆って設けられているが、これに限定されず、保護膜100は、少なくとも各圧電素子300に対応する領域に設けられていればよい。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in this embodiment, the
また、上述した実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図5は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略斜視図である。図5に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット1A及び1Bは、インク供給手段を構成するカートリッジ2A及び2Bが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット1A及び1Bを搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット1A及び1Bは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。そして、駆動モータ6の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト7を介してキャリッジ3に伝達されることで、記録ヘッドユニット1A及び1Bを搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿って移動される。一方、装置本体4にはキャリッジ軸5に沿ってプラテン8が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートSがプラテン8上を搬送されるようになっている。
Further, the ink jet recording head of the above-described embodiment constitutes a part of a recording head unit including an ink flow path communicating with an ink cartridge or the like, and is mounted on the ink jet recording apparatus. FIG. 5 is a schematic perspective view showing an example of the ink jet recording apparatus. As shown in FIG. 5, in the
また、上述した実施形態では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて本発明を説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレー、FED(面発光ディスプレー)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。 In the above-described embodiment, the present invention has been described by taking an ink jet recording head as an example of a liquid ejecting head. However, the present invention is widely applied to all liquid ejecting heads and ejects liquids other than ink. Of course, the invention can also be applied to a liquid jet head. Other liquid ejecting heads include, for example, various recording heads used in image recording apparatuses such as printers, color material ejecting heads used in the manufacture of color filters such as liquid crystal displays, organic EL displays, and FEDs (surface emitting displays). Examples thereof include an electrode material ejection head used for electrode formation, a bioorganic matter ejection head used for biochip production, and the like.
また、本発明は、このような液体噴射ヘッド(インクジェット式記録ヘッド)に搭載されるアクチュエータ装置だけでなく、あらゆる装置に搭載されるアクチュエータ装置に適用することができる。本発明のアクチュエータ装置は、上述したヘッドの他に、例えば、センサー等にも適用することができる。 The present invention can be applied not only to an actuator device mounted on such a liquid jet head (inkjet recording head) but also to an actuator device mounted on any device. The actuator device of the present invention can be applied to, for example, a sensor in addition to the head described above.
10 流路形成基板、 12 圧力発生室、 13 連通部、 14 インク供給路、 20 ノズルプレート、 30 保護基板、 40 コンプライアンス基板、 50 弾性膜、 55 絶縁体膜、 100 保護膜、 100a 桁部、 101 凹部、 200 駆動IC、 210 接続配線、 300 圧電素子
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記保護膜の前記上電極に対向する領域に、前記保護膜の厚さが他の部分よりも薄い複数の凹部が前記圧電素子の幅方向に並設されており、
前記圧電素子の長手方向における各凹部の長さが、前記圧電素子の幅方向中央部側の凹部ほど長くなっており、前記圧電素子の長手方向における各凹部の両端部のそれぞれが、前記圧電素子の幅方向中央部側の凹部ほど前記圧電素子の長手方向の端部側に位置していることを特徴とするアクチュエータ装置。 A piezoelectric element having a lower electrode, a piezoelectric layer and an upper electrode, and a protective film made of an insulating material and provided to cover the piezoelectric element;
In the region of the protective film facing the upper electrode, a plurality of recesses having a thickness of the protective film thinner than other parts are arranged in parallel in the width direction of the piezoelectric element ,
The length of each concave portion in the longitudinal direction of the piezoelectric element is longer toward the concave portion on the central side in the width direction of the piezoelectric element, and both end portions of each concave portion in the longitudinal direction of the piezoelectric element are An actuator device characterized in that the concave portion closer to the center in the width direction is located closer to the end in the longitudinal direction of the piezoelectric element.
前記圧電素子の長手方向両端部が、前記圧力発生室に対向する領域の外側までそれぞれ延設されていることを特徴とする請求項5に記載の液体噴射ヘッド。 A liquid ejecting head that ejects liquid in a pressure generating chamber from a nozzle opening by displacement of the actuator device;
6. The liquid jet head according to claim 5 , wherein both ends in the longitudinal direction of the piezoelectric element extend to the outside of a region facing the pressure generation chamber.
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