液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
【課題】圧電素子の破壊を防止することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】圧力発生室１２に対向する領域の下電極６０が圧力発生室１２の幅よりも狭い幅で形成されていると共に圧力発生室１２に対応する領域の下電極６０の上面及び端面が圧電体層７０によって覆われ、圧電体層７０の端面がその外側に向かって下り傾斜する傾斜面となっており、圧力発生室１２に対向する領域においては、圧電体層７０の上面及び端面が上電極８０によって覆われ且つ下電極６０の上面と圧電体層７０の上面との距離Ｄ１と下電極６０の端面と圧電体層７０の端面との距離Ｄ２とがＤ２≧Ｄ１の関係を満たす構成とする。
【解決手段】圧力発生室１２に対向する領域の下電極６０が圧力発生室１２の幅よりも狭い幅で形成されていると共に圧力発生室１２に対応する領域の下電極６０の上面及び端面が圧電体層７０によって覆われ、圧電体層７０の端面がその外側に向かって下り傾斜する傾斜面となっており、圧力発生室１２に対向する領域においては、圧電体層７０の上面及び端面が上電極８０によって覆われ且つ下電極６０の上面と圧電体層７０の上面との距離Ｄ１と下電極６０の端面と圧電体層７０の端面との距離Ｄ２とがＤ２≧Ｄ１の関係を満たす構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子の変位によってノズルから液滴を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に、液滴としてインク滴を噴射するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴を噴射する液体噴射ヘッドの代表例であるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、圧力発生室が形成された流路形成基板と、流路形成基板の一方面側に設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子とを具備し、この圧電素子の変位によって圧力発生室内に圧力を付与することで、ノズルからインク滴を噴射するものがある。このようなインクジェット式記録ヘッドに採用されている圧電素子は、例えば、湿気等の外部環境に起因して破壊され易いという問題がある。この問題を解決するために、例えば、圧電体層の外周面を上電極で覆うようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−８８４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているように、圧電体層を上電極で覆うようにすることで、湿気に伴う圧電体層の破壊を抑制することはできるが、圧電体層の端面に形成されている上電極と下電極との距離が極めて近くなってしまうため、両電極間で絶縁破壊が生じて圧電素子が破壊されてしまう虞がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、圧電素子の破壊を防止することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明は、液滴を吐出するノズルにそれぞれ連通する圧力発生室が複数並設された流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子とを具備し、前記圧力発生室に対向する領域の前記下電極が当該圧力発生室の幅よりも狭い幅で形成されていると共に前記圧力発生室に対応する領域の前記下電極の上面及び端面が前記圧電体層によって覆われ、前記圧電体層の端面がその外側に向かって下り傾斜する傾斜面となっており、前記圧力発生室に対向する領域においては、前記圧電体層の上面及び端面が前記上電極によって覆われ且つ前記下電極の上面と前記圧電体層の上面との距離Ｄ１と前記下電極の端面と前記圧電体層の端面との距離Ｄ２とがＤ２≧Ｄ１の関係を満たしていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる本発明では、圧力発生室に対向する領域の圧電体層の表面が、上電極膜によって実質的に覆われているため、大気中の水分に起因する圧電体層の破壊を防止することができる。さらに上記距離Ｄ１と距離Ｄ２との関係を満たしていることで、圧電素子を構成する下電極と上電極との間隔が十分に確保される。すなわち、上記関係を満たす程度に下電極と上電極との間隔を確保しておくことで、両者間で絶縁破壊が生じるのを確実に防止することができる。
【０００７】
ここで、例えば、前記下電極は前記圧力発生室に対応して独立して設けられて前記圧電素子の個別電極を構成し、前記上電極は前記圧力発生室の並設方向に亘って連続的に設けられて前記圧電素子の共通電極を構成している。また例えば、前記下電極は前記圧電素子の共通電極を構成し、前記上電極は前記圧力発生室間の隔壁上で切り分けられて前記圧電素子の個別電極を構成していてもよい。このように圧電素子の電極構造に拘わらず、圧電体層の破壊を確実に防止することができる。
【０００８】
また、前記圧力発生室の長手方向における前記下電極の一方の端部が前記圧力発生室に対向する領域内に位置すると共に、前記圧力発生室の長手方向における前記上電極の端部が前記圧力発生室に対向する領域内に位置し、前記圧電素子の前記下電極の端部と前記上電極の端部との間の部分が、実質的な駆動部となっていることが好ましい。このような構成では、圧力発生室の長手方向両端部近傍の振動板に、圧電素子の駆動による変形が生じることがないため、振動板の耐久性が向上する。
【０００９】
また、耐湿性を有する材料からなる保護膜が、前記上電極の周縁部及び前記圧力発生室に対向する領域で露出された前記圧電体層の表面を覆って設けられていることが好ましい。これにより、大気中の水分に起因する圧電体層の破壊をさらに確実に防止することができる。
【００１０】
また、本発明は、このような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。かかる本発明では、ヘッドの耐久性が向上した信頼性ある液体噴射装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。
【図３】実施形態１に係る圧電素子の構成を示す断面図である。
【図４】実施形態１に係る記録ヘッドの変形例を示す平面図及び断面図である。
【図５】実施形態２に係る圧電素子の構成を示す断面図である。
【図６】実施形態３に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図７】実施形態３に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。
【図８】実施形態３に係る圧電素子の構成を示す断面図である。
【図９】実施形態３に係る圧電素子の構成の変形例を示す断面図である。
【図１０】実施形態３に係る圧電素子の構成の変形例を示す断面図である。
【図１１】一実施形態に係る記録装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図であり、図２は、図１の平面図及びそのＡ−Ａ′断面図である。
【００１３】
図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では結晶面方位が（１１０）であるシリコン単結晶基板からなり、その一方面には酸化膜からなる弾性膜５０が形成されている。流路形成基板１０には、隔壁１１によって区画され一方側の面が弾性膜５０で構成される複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設されている。
【００１４】
流路形成基板１０には、圧力発生室１２の長手方向一端部側に、隔壁１１によって区画され各圧力発生室１２に連通するインク供給路１３と連通路１４とが設けられている。連通路１４の外側には、各連通路１４と連通する連通部１５が設けられている。この連通部１５は、後述する保護基板３０のリザーバ部３２と連通して、各圧力発生室１２の共通のインク室（液体室）となるリザーバ１００の一部を構成する。
【００１５】
ここで、インク供給路１３は、圧力発生室１２よりも狭い断面積となるように形成されており、連通部１５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。例えば、インク供給路１３は、リザーバ１００と各圧力発生室１２との間の圧力発生室１２側の流路を幅方向に絞ることで、圧力発生室１２の幅より小さい幅で形成されている。なお、本実施形態では、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路を形成したが、流路の幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、流路の幅を絞るのではなく、厚さ方向から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、各連通路１４は、圧力発生室１２の幅方向両側の隔壁１１を連通部１５側に延設してインク供給路１３と連通部１５との間の空間を区画することで形成されている。
【００１６】
なお、流路形成基板１０の材料として、本実施形態ではシリコン単結晶基板を用いているが、勿論これに限定されず、例えば、ガラスセラミックス、ステンレス鋼等を用いてもよい。
【００１７】
流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１３とは反対側の端部近傍に連通するノズル２１が穿設されたノズルプレート２０が、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、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、ステンレス鋼などからなる。
【００１８】
一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、弾性膜５０とは異なる材料の酸化膜からなる絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、下電極膜６０と圧電体層７０と上電極膜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を有する部分だけでなく、少なくとも圧電体層７０を有する部分を含む。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、他方の電極を圧電体層７０と共に圧力発生室１２毎にパターニングして個別電極とする。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、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び下電極膜６０が振動板として作用するが、弾性膜５０、絶縁体膜５５を設けずに、下電極膜６０のみを残して下電極膜６０を振動板としてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。
【００１９】
ここで、本実施形態に係る圧電素子３００の構造について詳しく説明する。図３に示すように、圧電素子３００を構成する下電極膜６０は、各圧力発生室１２に対向する領域毎に、圧力発生室１２の幅よりも狭い幅で設けられて各圧電素子３００の個別電極を構成している。また下電極膜６０は、各圧力発生室１２の長手方向一端部側から周壁上まで延設されている。そして下電極膜６０には、圧力発生室１２の外側の領域で、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、このリード電極９０を介して各圧電素子３００に選択的に電圧が印加されるようになっている。一方、圧力発生室１２の長手方向他端部側の下電極膜６０の端部は、圧力発生室１２に対向する領域内に位置している。
【００２０】
圧電体層７０は、下電極膜６０の幅よりも広い幅で且つ圧力発生室１２の幅よりも狭い幅で設けられている。圧力発生室１２の長手方向においては、圧電体層７０の両端部は、圧力発生室１２の端部の外側まで延設されている。すなわち圧電体層７０は、圧力発生室１２に対向する領域の下電極膜６０の上面及び端面を完全に覆うように設けられている。なお、圧力発生室１２の長手方向一端部側の圧電体層７０の端部は、圧力発生室１２の端部近傍に位置しておりその外側の領域には下電極膜６０がさらに延設されている。
【００２１】
上電極膜８０は、複数の圧力発生室１２に対向する領域に連続的に形成され、また圧力発生室１２の長手方向他端部側から周壁上まで延設されている。すなわち、上電極膜８０は、圧力発生室１２に対向する領域の圧電体層７０の上面及び端面のほぼ全域を覆って設けられている。これにより、圧電体層７０への大気中の水分（湿気）の浸透が実質的に防止される。したがって、水分（湿気）に起因する圧電素子３００（圧電体層７０）の破壊を防止することができ、圧電素子３００の耐久性を著しく向上することができる。
【００２２】
また圧力発生室１２の長手方向他端部側の上電極膜８０の端部は、圧力発生室１２に対向する領域内に位置しており、圧電素子３００の実質的な駆動部が圧力発生室１２に対向する領域内に設けられている。すなわち、圧力発生室１２内に位置する下電極膜６０の端部と上電極膜８０の端部との間の部分の圧電素子３００が実質的な駆動部となっている。このため、圧電素子３００を駆動しても、圧力発生室１２の長手方向両端部近傍の振動板（弾性膜５０、絶縁体膜５５）には大きな変形が生じることはないため、この部分の振動板に割れが発生するのを防止することができる。なおこのような構成では、圧力発生室１２に対向する領域内でも圧電体層７０の表面が若干露出されることになるが、その面積は極めて狭く、また後述するように上電極膜８０の周縁部と下電極膜６０の間の距離が大きいため、水分に起因する圧電体層７０の破壊を防止することができる。
【００２３】
また図４に示すように、上電極膜８０の周縁部及び圧力発生室１２に対向する領域で露出された圧電体層７０の表面を覆って、例えば、酸化アルミニウム等の耐湿性を有する材料からなる保護膜１５０を設けるようにしてもよい。これにより、圧電体層７０の水分に起因する破壊をより確実に防止することができる。
【００２４】
そして本発明では、このような圧電素子３００を構成する圧電体層７０の各部の厚さが、次のような関係を満たしている。具体的には、下電極膜６０の上面上に形成された圧電体層７０の厚さ、つまり下電極膜６０の上面と圧電体層７０の上面との距離Ｄ１と、傾斜する下電極膜６０の端面上に形成された圧電体層７０の厚さ、つまり下電極膜６０の端面と圧電体層７０の端面との距離Ｄ２とが、Ｄ２≧Ｄ１の関係を満たしている（図３参照）。すなわち、下電極膜６０の端面上の圧電体層７０の厚さＤ２が、圧電素子３００の駆動に寄与する部分である下電極膜６０の上面上に形成されている圧電体層７０の厚さＤ１以上の厚さとなっている。
【００２５】
これにより、圧電体層７０の端面上の上電極膜８０と下電極膜６０との間隔が十分に確保され、これら上電極膜８０と下電極膜６０との間で絶縁破壊が生じてしまうのを防止することができる。したがって、圧電素子３００の破壊を防止することができ、耐久性を向上したインクジェット式記録ヘッドを実現することができる。
【００２６】
このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、圧電素子３００に対向する領域にその運動を阻害しない程度の空間を確保可能な圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が接着剤３５を介して接合されている。圧電素子３００は、この圧電素子保持部３１内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。また、保護基板３０には、流路形成基板１０の連通部１５に対応する領域にリザーバ部３２が設けられている。このリザーバ部３２は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の並設方向に沿って設けられており、上述したように流路形成基板１０の連通部１５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１００を構成している。
【００２７】
さらに、保護基板３０の圧電素子保持部３１とリザーバ部３２との間の領域には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられ、下電極膜６０及びリード電極９０の端部がこの貫通孔３３内に露出されている。そして、図示しないが、これら下電極膜６０及びリード電極９０は、貫通孔３３内に延設される接続配線によって圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ等に接続される。
【００２８】
なお、保護基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることがより好ましく、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。
【００２９】
この保護基板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が接合されている。封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３２の一方面が封止されている。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１００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１００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。
【００３０】
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１００からノズル２１に至るまで内部をインクで満たした後、図示しない駆動ＩＣ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圧電素子３００に電圧を印加し、圧電素子３００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２１からインク滴が吐出する。
【００３１】
（実施形態２）
図５は、実施形態２に係る圧電素子の構成を示す断面図である。図５に示すように、本実施形態では、圧電体層７０を、並設された複数の圧力発生室１２に対向する領域に亘って連続して形成するようにした例である。すなわち、並設された各圧電素子３００間にも、圧電素子３００を構成する圧電体層７０よりも薄い厚さの圧電体層７１を残すようにした以外は、実施形態１と同様である。この圧電体層７１の厚さは特に限定されず、圧電素子３００の変位量を考慮して適宜決定されればよい。
【００３２】
このように圧電体層７０を連続的に設けることで、圧電素子３００の駆動に伴う振動板、すなわち弾性膜５０及び絶縁体膜５５の破壊を防止することができる。圧力発生室１２の幅方向両端部近傍の振動板は、圧電素子３００の駆動に伴って大きく変形するため割れが生じやすいが、圧電体層７０を連続的に設けておくことで振動板の剛性が実質的に向上し、このような振動板の割れの発生を防止することができる。
【００３３】
また、上述したように上電極膜８０の周縁部及び圧電体層７０の露出された表面は保護膜１５０で覆われていることが好ましい（図４参照）。
【００３４】
（実施形態３）
図６は、実施形態３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７は、図６の平面図及びそのＣ−Ｃ′断面図である。また図８は、実施形態３に係る圧電素子の構成を示す断面図である。なお図１〜図３に示した部材と同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３５】
本実施形態は、圧電素子３００を構成する下電極膜６０が、圧電素子３００の共通電極膜を構成し、上電極膜８０が個別電極を構成している以外は、実施形態１と同様である。
【００３６】
図示するように、本実施形態に係る下電極膜６０は、各圧力発生室１２に対向する領域毎に、圧力発生室１２の幅よりも狭い幅で、各圧力発生室１２の長手方向一端部側から周壁上まで延設され、周壁上で連結されて各圧電素子３００に共通する共通電極を構成している。圧力発生室１２の長手方向他端部側の下電極膜６０の端部は、圧力発生室１２に対向する領域内に位置している。
【００３７】
圧電体層７０は、圧力発生室１２の長手方向に両端部の外側まで延設されており、圧力発生室１２に対向する領域の下電極膜６０の上面及び端面が圧電体層７０によって完全に覆われている。また圧力発生室１２の長手方向一端部側では、圧電体層７０の外側まで下電極膜６０がさらに延設されている。
【００３８】
上電極膜８０は、圧電体層７０の幅よりも広い幅で、各圧力発生室１２に対向する領域にそれぞれ独立して設けられている。すなわち上電極膜８０は圧力発生室１２間の隔壁１１上で切り分けられて圧電素子３００の個別電極を構成している。また上電極膜８０は、圧力発生室１２の長手方向他端部側から周壁上まで延設されている。これにより圧力発生室１２に対向する領域の圧電体層７０の上面及び端面は上電極膜８０によってほぼ完全に覆われている。
【００３９】
なお本実施形態では、上電極膜８０は、各圧力発生室１２の長手方向他端部側で圧電体層７０の端部よりも外側まで延設されている。そして、この上電極膜８０の端部近傍にリード電極９１が接続されており、このリード電極９１を介して各圧電素子３００に選択的に電圧が印加されるようになっている。
【００４０】
また本実施形態の構成においても、下電極膜６０の上面と圧電体層７０の上面との距離Ｄ１と、下電極膜６０の端面と圧電体層７０の端面との距離Ｄ２とが、Ｄ２≧Ｄ１の関係を満たしている（図８参照）。すなわち、下電極膜６０の端面上の圧電体層７０の厚さＤ２が、圧電素子３００の駆動に寄与する部分である下電極膜６０の上面上に形成されている圧電体層７０の厚さＤ１以上の厚さとなっている。
【００４１】
そして、このような本実施形態の構成においても、勿論、水分等に起因する圧電素子３００の破壊を防止することができる。つまり、圧電素子の電極構造に拘わらず、圧電体層の破壊を確実に防止することができ、耐久性を向上したインクジェット式記録ヘッドを実現することができる。
【００４２】
さらに本実施形態の構成においても、図９に示すように、並設された各圧電素子３００間に圧電体層７０よりも薄い厚さの圧電体層７１を残し、並設された複数の圧力発生室１２に対向する領域に亘って圧電体層７０を連続して形成するようにしてもよい。
【００４３】
またこのような構成においても、上述したように上電極膜８０の端部及び圧電体層７０の露出された表面は保護膜１５０で覆われていることが好ましく、本実施形態の構成においては、図１０に示すように、圧力発生室１２間の隔壁１１上で露出されている圧電体層７１の表面も、この保護膜１５０によって覆うようにすることが好ましい。隔壁１１上、つまり圧力発生室１２の外側の圧電体層７１は、圧電素子３００の変位には直接的に寄与する部分ではないため、隔壁１１上で露出された圧電体層７１の表面は必ずしも保護膜１５０で覆う必要はないが、隔壁１１上で露出された圧電体層７１の表面を保護膜１５０で覆っておくことで、圧電素子３００を構成する圧電体層７０の破壊をより確実に防止して、圧電素子３００を常に良好に変位させることができる。
【００４４】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００４５】
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１１は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。図１１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。
【００４６】
なお、上述した実施形態においては、本発明の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説明したが、液体噴射ヘッドの基本的構成は上述したものに限定されるものではない。本発明は、広く液体噴射ヘッドの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もの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（電界放出ディスプレー）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。
【符号の説明】
【００４７】
１０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室、 ２０ ノズルプレート、 ２１ ノズル、 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、 ６０ 下電極膜、 ７０ 圧電体膜、 ８０ 上電極膜、 １００ リザーバ、 １５０ 保護膜、 ３００ 圧電素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子の変位によってノズルから液滴を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に、液滴としてインク滴を噴射するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴を噴射する液体噴射ヘッドの代表例であるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、圧力発生室が形成された流路形成基板と、流路形成基板の一方面側に設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子とを具備し、この圧電素子の変位によって圧力発生室内に圧力を付与することで、ノズルからインク滴を噴射するものがある。このようなインクジェット式記録ヘッドに採用されている圧電素子は、例えば、湿気等の外部環境に起因して破壊され易いという問題がある。この問題を解決するために、例えば、圧電体層の外周面を上電極で覆うようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−８８４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているように、圧電体層を上電極で覆うようにすることで、湿気に伴う圧電体層の破壊を抑制することはできるが、圧電体層の端面に形成されている上電極と下電極との距離が極めて近くなってしまうため、両電極間で絶縁破壊が生じて圧電素子が破壊されてしまう虞がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、圧電素子の破壊を防止することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明は、液滴を吐出するノズルにそれぞれ連通する圧力発生室が複数並設された流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子とを具備し、前記圧力発生室に対向する領域の前記下電極が当該圧力発生室の幅よりも狭い幅で形成されていると共に前記圧力発生室に対応する領域の前記下電極の上面及び端面が前記圧電体層によって覆われ、前記圧電体層の端面がその外側に向かって下り傾斜する傾斜面となっており、前記圧力発生室に対向する領域においては、前記圧電体層の上面及び端面が前記上電極によって覆われ且つ前記下電極の上面と前記圧電体層の上面との距離Ｄ１と前記下電極の端面と前記圧電体層の端面との距離Ｄ２とがＤ２≧Ｄ１の関係を満たしていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる本発明では、圧力発生室に対向する領域の圧電体層の表面が、上電極膜によって実質的に覆われているため、大気中の水分に起因する圧電体層の破壊を防止することができる。さらに上記距離Ｄ１と距離Ｄ２との関係を満たしていることで、圧電素子を構成する下電極と上電極との間隔が十分に確保される。すなわち、上記関係を満たす程度に下電極と上電極との間隔を確保しておくことで、両者間で絶縁破壊が生じるのを確実に防止することができる。
【０００７】
ここで、例えば、前記下電極は前記圧力発生室に対応して独立して設けられて前記圧電素子の個別電極を構成し、前記上電極は前記圧力発生室の並設方向に亘って連続的に設けられて前記圧電素子の共通電極を構成している。また例えば、前記下電極は前記圧電素子の共通電極を構成し、前記上電極は前記圧力発生室間の隔壁上で切り分けられて前記圧電素子の個別電極を構成していてもよい。このように圧電素子の電極構造に拘わらず、圧電体層の破壊を確実に防止することができる。
【０００８】
また、前記圧力発生室の長手方向における前記下電極の一方の端部が前記圧力発生室に対向する領域内に位置すると共に、前記圧力発生室の長手方向における前記上電極の端部が前記圧力発生室に対向する領域内に位置し、前記圧電素子の前記下電極の端部と前記上電極の端部との間の部分が、実質的な駆動部となっていることが好ましい。このような構成では、圧力発生室の長手方向両端部近傍の振動板に、圧電素子の駆動による変形が生じることがないため、振動板の耐久性が向上する。
【０００９】
また、耐湿性を有する材料からなる保護膜が、前記上電極の周縁部及び前記圧力発生室に対向する領域で露出された前記圧電体層の表面を覆って設けられていることが好ましい。これにより、大気中の水分に起因する圧電体層の破壊をさらに確実に防止することができる。
【００１０】
また、本発明は、このような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。かかる本発明では、ヘッドの耐久性が向上した信頼性ある液体噴射装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。
【図３】実施形態１に係る圧電素子の構成を示す断面図である。
【図４】実施形態１に係る記録ヘッドの変形例を示す平面図及び断面図である。
【図５】実施形態２に係る圧電素子の構成を示す断面図である。
【図６】実施形態３に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図７】実施形態３に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。
【図８】実施形態３に係る圧電素子の構成を示す断面図である。
【図９】実施形態３に係る圧電素子の構成の変形例を示す断面図である。
【図１０】実施形態３に係る圧電素子の構成の変形例を示す断面図である。
【図１１】一実施形態に係る記録装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図であり、図２は、図１の平面図及びそのＡ−Ａ′断面図である。
【００１３】
図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では結晶面方位が（１１０）であるシリコン単結晶基板からなり、その一方面には酸化膜からなる弾性膜５０が形成されている。流路形成基板１０には、隔壁１１によって区画され一方側の面が弾性膜５０で構成される複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設されている。
【００１４】
流路形成基板１０には、圧力発生室１２の長手方向一端部側に、隔壁１１によって区画され各圧力発生室１２に連通するインク供給路１３と連通路１４とが設けられている。連通路１４の外側には、各連通路１４と連通する連通部１５が設けられている。この連通部１５は、後述する保護基板３０のリザーバ部３２と連通して、各圧力発生室１２の共通のインク室（液体室）となるリザーバ１００の一部を構成する。
【００１５】
ここで、インク供給路１３は、圧力発生室１２よりも狭い断面積となるように形成されており、連通部１５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。例えば、インク供給路１３は、リザーバ１００と各圧力発生室１２との間の圧力発生室１２側の流路を幅方向に絞ることで、圧力発生室１２の幅より小さい幅で形成されている。なお、本実施形態では、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路を形成したが、流路の幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、流路の幅を絞るのではなく、厚さ方向から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、各連通路１４は、圧力発生室１２の幅方向両側の隔壁１１を連通部１５側に延設してインク供給路１３と連通部１５との間の空間を区画することで形成されている。
【００１６】
なお、流路形成基板１０の材料として、本実施形態ではシリコン単結晶基板を用いているが、勿論これに限定されず、例えば、ガラスセラミックス、ステンレス鋼等を用いてもよい。
【００１７】
流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１３とは反対側の端部近傍に連通するノズル２１が穿設されたノズルプレート２０が、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、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、ステンレス鋼などからなる。
【００１８】
一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、弾性膜５０とは異なる材料の酸化膜からなる絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、下電極膜６０と圧電体層７０と上電極膜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を有する部分だけでなく、少なくとも圧電体層７０を有する部分を含む。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、他方の電極を圧電体層７０と共に圧力発生室１２毎にパターニングして個別電極とする。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、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び下電極膜６０が振動板として作用するが、弾性膜５０、絶縁体膜５５を設けずに、下電極膜６０のみを残して下電極膜６０を振動板としてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。
【００１９】
ここで、本実施形態に係る圧電素子３００の構造について詳しく説明する。図３に示すように、圧電素子３００を構成する下電極膜６０は、各圧力発生室１２に対向する領域毎に、圧力発生室１２の幅よりも狭い幅で設けられて各圧電素子３００の個別電極を構成している。また下電極膜６０は、各圧力発生室１２の長手方向一端部側から周壁上まで延設されている。そして下電極膜６０には、圧力発生室１２の外側の領域で、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、このリード電極９０を介して各圧電素子３００に選択的に電圧が印加されるようになっている。一方、圧力発生室１２の長手方向他端部側の下電極膜６０の端部は、圧力発生室１２に対向する領域内に位置している。
【００２０】
圧電体層７０は、下電極膜６０の幅よりも広い幅で且つ圧力発生室１２の幅よりも狭い幅で設けられている。圧力発生室１２の長手方向においては、圧電体層７０の両端部は、圧力発生室１２の端部の外側まで延設されている。すなわち圧電体層７０は、圧力発生室１２に対向する領域の下電極膜６０の上面及び端面を完全に覆うように設けられている。なお、圧力発生室１２の長手方向一端部側の圧電体層７０の端部は、圧力発生室１２の端部近傍に位置しておりその外側の領域には下電極膜６０がさらに延設されている。
【００２１】
上電極膜８０は、複数の圧力発生室１２に対向する領域に連続的に形成され、また圧力発生室１２の長手方向他端部側から周壁上まで延設されている。すなわち、上電極膜８０は、圧力発生室１２に対向する領域の圧電体層７０の上面及び端面のほぼ全域を覆って設けられている。これにより、圧電体層７０への大気中の水分（湿気）の浸透が実質的に防止される。したがって、水分（湿気）に起因する圧電素子３００（圧電体層７０）の破壊を防止することができ、圧電素子３００の耐久性を著しく向上することができる。
【００２２】
また圧力発生室１２の長手方向他端部側の上電極膜８０の端部は、圧力発生室１２に対向する領域内に位置しており、圧電素子３００の実質的な駆動部が圧力発生室１２に対向する領域内に設けられている。すなわち、圧力発生室１２内に位置する下電極膜６０の端部と上電極膜８０の端部との間の部分の圧電素子３００が実質的な駆動部となっている。このため、圧電素子３００を駆動しても、圧力発生室１２の長手方向両端部近傍の振動板（弾性膜５０、絶縁体膜５５）には大きな変形が生じることはないため、この部分の振動板に割れが発生するのを防止することができる。なおこのような構成では、圧力発生室１２に対向する領域内でも圧電体層７０の表面が若干露出されることになるが、その面積は極めて狭く、また後述するように上電極膜８０の周縁部と下電極膜６０の間の距離が大きいため、水分に起因する圧電体層７０の破壊を防止することができる。
【００２３】
また図４に示すように、上電極膜８０の周縁部及び圧力発生室１２に対向する領域で露出された圧電体層７０の表面を覆って、例えば、酸化アルミニウム等の耐湿性を有する材料からなる保護膜１５０を設けるようにしてもよい。これにより、圧電体層７０の水分に起因する破壊をより確実に防止することができる。
【００２４】
そして本発明では、このような圧電素子３００を構成する圧電体層７０の各部の厚さが、次のような関係を満たしている。具体的には、下電極膜６０の上面上に形成された圧電体層７０の厚さ、つまり下電極膜６０の上面と圧電体層７０の上面との距離Ｄ１と、傾斜する下電極膜６０の端面上に形成された圧電体層７０の厚さ、つまり下電極膜６０の端面と圧電体層７０の端面との距離Ｄ２とが、Ｄ２≧Ｄ１の関係を満たしている（図３参照）。すなわち、下電極膜６０の端面上の圧電体層７０の厚さＤ２が、圧電素子３００の駆動に寄与する部分である下電極膜６０の上面上に形成されている圧電体層７０の厚さＤ１以上の厚さとなっている。
【００２５】
これにより、圧電体層７０の端面上の上電極膜８０と下電極膜６０との間隔が十分に確保され、これら上電極膜８０と下電極膜６０との間で絶縁破壊が生じてしまうのを防止することができる。したがって、圧電素子３００の破壊を防止することができ、耐久性を向上したインクジェット式記録ヘッドを実現することができる。
【００２６】
このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、圧電素子３００に対向する領域にその運動を阻害しない程度の空間を確保可能な圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が接着剤３５を介して接合されている。圧電素子３００は、この圧電素子保持部３１内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。また、保護基板３０には、流路形成基板１０の連通部１５に対応する領域にリザーバ部３２が設けられている。このリザーバ部３２は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の並設方向に沿って設けられており、上述したように流路形成基板１０の連通部１５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１００を構成している。
【００２７】
さらに、保護基板３０の圧電素子保持部３１とリザーバ部３２との間の領域には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられ、下電極膜６０及びリード電極９０の端部がこの貫通孔３３内に露出されている。そして、図示しないが、これら下電極膜６０及びリード電極９０は、貫通孔３３内に延設される接続配線によって圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ等に接続される。
【００２８】
なお、保護基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることがより好ましく、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。
【００２９】
この保護基板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が接合されている。封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３２の一方面が封止されている。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１００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１００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。
【００３０】
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１００からノズル２１に至るまで内部をインクで満たした後、図示しない駆動ＩＣ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圧電素子３００に電圧を印加し、圧電素子３００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２１からインク滴が吐出する。
【００３１】
（実施形態２）
図５は、実施形態２に係る圧電素子の構成を示す断面図である。図５に示すように、本実施形態では、圧電体層７０を、並設された複数の圧力発生室１２に対向する領域に亘って連続して形成するようにした例である。すなわち、並設された各圧電素子３００間にも、圧電素子３００を構成する圧電体層７０よりも薄い厚さの圧電体層７１を残すようにした以外は、実施形態１と同様である。この圧電体層７１の厚さは特に限定されず、圧電素子３００の変位量を考慮して適宜決定されればよい。
【００３２】
このように圧電体層７０を連続的に設けることで、圧電素子３００の駆動に伴う振動板、すなわち弾性膜５０及び絶縁体膜５５の破壊を防止することができる。圧力発生室１２の幅方向両端部近傍の振動板は、圧電素子３００の駆動に伴って大きく変形するため割れが生じやすいが、圧電体層７０を連続的に設けておくことで振動板の剛性が実質的に向上し、このような振動板の割れの発生を防止することができる。
【００３３】
また、上述したように上電極膜８０の周縁部及び圧電体層７０の露出された表面は保護膜１５０で覆われていることが好ましい（図４参照）。
【００３４】
（実施形態３）
図６は、実施形態３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７は、図６の平面図及びそのＣ−Ｃ′断面図である。また図８は、実施形態３に係る圧電素子の構成を示す断面図である。なお図１〜図３に示した部材と同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３５】
本実施形態は、圧電素子３００を構成する下電極膜６０が、圧電素子３００の共通電極膜を構成し、上電極膜８０が個別電極を構成している以外は、実施形態１と同様である。
【００３６】
図示するように、本実施形態に係る下電極膜６０は、各圧力発生室１２に対向する領域毎に、圧力発生室１２の幅よりも狭い幅で、各圧力発生室１２の長手方向一端部側から周壁上まで延設され、周壁上で連結されて各圧電素子３００に共通する共通電極を構成している。圧力発生室１２の長手方向他端部側の下電極膜６０の端部は、圧力発生室１２に対向する領域内に位置している。
【００３７】
圧電体層７０は、圧力発生室１２の長手方向に両端部の外側まで延設されており、圧力発生室１２に対向する領域の下電極膜６０の上面及び端面が圧電体層７０によって完全に覆われている。また圧力発生室１２の長手方向一端部側では、圧電体層７０の外側まで下電極膜６０がさらに延設されている。
【００３８】
上電極膜８０は、圧電体層７０の幅よりも広い幅で、各圧力発生室１２に対向する領域にそれぞれ独立して設けられている。すなわち上電極膜８０は圧力発生室１２間の隔壁１１上で切り分けられて圧電素子３００の個別電極を構成している。また上電極膜８０は、圧力発生室１２の長手方向他端部側から周壁上まで延設されている。これにより圧力発生室１２に対向する領域の圧電体層７０の上面及び端面は上電極膜８０によってほぼ完全に覆われている。
【００３９】
なお本実施形態では、上電極膜８０は、各圧力発生室１２の長手方向他端部側で圧電体層７０の端部よりも外側まで延設されている。そして、この上電極膜８０の端部近傍にリード電極９１が接続されており、このリード電極９１を介して各圧電素子３００に選択的に電圧が印加されるようになっている。
【００４０】
また本実施形態の構成においても、下電極膜６０の上面と圧電体層７０の上面との距離Ｄ１と、下電極膜６０の端面と圧電体層７０の端面との距離Ｄ２とが、Ｄ２≧Ｄ１の関係を満たしている（図８参照）。すなわち、下電極膜６０の端面上の圧電体層７０の厚さＤ２が、圧電素子３００の駆動に寄与する部分である下電極膜６０の上面上に形成されている圧電体層７０の厚さＤ１以上の厚さとなっている。
【００４１】
そして、このような本実施形態の構成においても、勿論、水分等に起因する圧電素子３００の破壊を防止することができる。つまり、圧電素子の電極構造に拘わらず、圧電体層の破壊を確実に防止することができ、耐久性を向上したインクジェット式記録ヘッドを実現することができる。
【００４２】
さらに本実施形態の構成においても、図９に示すように、並設された各圧電素子３００間に圧電体層７０よりも薄い厚さの圧電体層７１を残し、並設された複数の圧力発生室１２に対向する領域に亘って圧電体層７０を連続して形成するようにしてもよい。
【００４３】
またこのような構成においても、上述したように上電極膜８０の端部及び圧電体層７０の露出された表面は保護膜１５０で覆われていることが好ましく、本実施形態の構成においては、図１０に示すように、圧力発生室１２間の隔壁１１上で露出されている圧電体層７１の表面も、この保護膜１５０によって覆うようにすることが好ましい。隔壁１１上、つまり圧力発生室１２の外側の圧電体層７１は、圧電素子３００の変位には直接的に寄与する部分ではないため、隔壁１１上で露出された圧電体層７１の表面は必ずしも保護膜１５０で覆う必要はないが、隔壁１１上で露出された圧電体層７１の表面を保護膜１５０で覆っておくことで、圧電素子３００を構成する圧電体層７０の破壊をより確実に防止して、圧電素子３００を常に良好に変位させることができる。
【００４４】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００４５】
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１１は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。図１１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。
【００４６】
なお、上述した実施形態においては、本発明の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説明したが、液体噴射ヘッドの基本的構成は上述したものに限定されるものではない。本発明は、広く液体噴射ヘッドの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もの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（電界放出ディスプレー）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。
【符号の説明】
【００４７】
１０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室、 ２０ ノズルプレート、 ２１ ノズル、 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、 ６０ 下電極膜、 ７０ 圧電体膜、 ８０ 上電極膜、 １００ リザーバ、 １５０ 保護膜、 ３００ 圧電素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズルにそれぞれ連通する圧力発生室が複数並設された流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子とを具備し、
前記圧力発生室に対向する領域の前記下電極が当該圧力発生室の幅よりも狭い幅で形成されていると共に前記圧力発生室に対応する領域の前記下電極の上面及び端面が前記圧電体層によって覆われ、
前記圧電体層の端面がその外側に向かって下り傾斜する傾斜面となっており、前記圧力発生室に対向する領域においては、前記圧電体層の上面及び端面が前記上電極によって覆われ且つ前記下電極の上面と前記圧電体層の上面との距離Ｄ１と前記下電極の端面と前記圧電体層の端面との距離Ｄ２とがＤ２≧Ｄ１の関係を満たしていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記下電極が前記圧力発生室に対応して独立して設けられて前記圧電素子の個別電極を構成し、前記上電極が前記圧力発生室の並設方向に亘って連続的に設けられて前記圧電素子の共通電極を構成していることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記下電極が前記圧電素子の共通電極を構成し、前記上電極が前記圧力発生室間の隔壁上で切り分けられて前記圧電素子の個別電極を構成していることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記圧力発生室の長手方向における前記下電極の一方の端部が前記圧力発生室に対向する領域内に位置すると共に、前記圧力発生室の長手方向における前記上電極の端部が前記圧力発生室に対向する領域内に位置し、前記圧電素子の前記下電極の端部と前記上電極の端部との間の部分が、実質的な駆動部となっていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
耐湿性を有する材料からなる保護膜が、前記上電極の周縁部及び前記圧力発生室に対向する領域で露出された前記圧電体層の表面を覆って設けられていることを特徴とする請求項４に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載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。
【請求項１】
液滴を吐出するノズルにそれぞれ連通する圧力発生室が複数並設された流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子とを具備し、
前記圧力発生室に対向する領域の前記下電極が当該圧力発生室の幅よりも狭い幅で形成されていると共に前記圧力発生室に対応する領域の前記下電極の上面及び端面が前記圧電体層によって覆われ、
前記圧電体層の端面がその外側に向かって下り傾斜する傾斜面となっており、前記圧力発生室に対向する領域においては、前記圧電体層の上面及び端面が前記上電極によって覆われ且つ前記下電極の上面と前記圧電体層の上面との距離Ｄ１と前記下電極の端面と前記圧電体層の端面との距離Ｄ２とがＤ２≧Ｄ１の関係を満たしていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記下電極が前記圧力発生室に対応して独立して設けられて前記圧電素子の個別電極を構成し、前記上電極が前記圧力発生室の並設方向に亘って連続的に設けられて前記圧電素子の共通電極を構成していることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記下電極が前記圧電素子の共通電極を構成し、前記上電極が前記圧力発生室間の隔壁上で切り分けられて前記圧電素子の個別電極を構成していることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記圧力発生室の長手方向における前記下電極の一方の端部が前記圧力発生室に対向する領域内に位置すると共に、前記圧力発生室の長手方向における前記上電極の端部が前記圧力発生室に対向する領域内に位置し、前記圧電素子の前記下電極の端部と前記上電極の端部との間の部分が、実質的な駆動部となっていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
耐湿性を有する材料からなる保護膜が、前記上電極の周縁部及び前記圧力発生室に対向する領域で露出された前記圧電体層の表面を覆って設けられていることを特徴とする請求項４に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−４７０１４（Ｐ２０１３−４７０１４Ａ）
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２６８７３３（Ｐ２０１２−２６８７３３）
【出願日】平成２４年１２月７日（２０１２．１２．７）
【分割の表示】特願２００８−１４２６５（Ｐ２００８−１４２６５）の分割
【原出願日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１２月７日（２０１２．１２．７）
【分割の表示】特願２００８−１４２６５（Ｐ２００８−１４２６５）の分割
【原出願日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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