JP5376127B2 - Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and piezoelectric element - Google Patents

Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and piezoelectric element Download PDF

Info

Publication number
JP5376127B2
JP5376127B2 JP2009020939A JP2009020939A JP5376127B2 JP 5376127 B2 JP5376127 B2 JP 5376127B2 JP 2009020939 A JP2009020939 A JP 2009020939A JP 2009020939 A JP2009020939 A JP 2009020939A JP 5376127 B2 JP5376127 B2 JP 5376127B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
internal electrode
piezoelectric
electrode
piezoelectric element
layer
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
JP2009020939A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010173269A (en
Inventor
峻介 渡邉
隆史 幸田
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 JP2009020939A priority Critical patent/JP5376127B2/en
Publication of JP2010173269A publication Critical patent/JP2010173269A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5376127B2 publication Critical patent/JP5376127B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

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

Description

本発明は、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、並びにこれらに用いられる圧電素子に関する。   The present invention relates to a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus that eject liquid droplets from nozzles, and a piezoelectric element used in these.

液体噴射ヘッドの代表例としては、例えば、インク滴を噴射するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板（バネ板材）で構成し、この振動板を圧電素子（アクチュエーター）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ある。このようなインクジェット式記録ヘッドに用いられる圧電素子としては、例えば、内部電極及び個別内部電極と圧電体層とを交互に積層することで形成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。また、このように圧電体層と電極とを交互に積層した圧電素子の構造については、様々な提案がなされている（例えば、特許文献２〜５参照）。   As a typical example of a liquid ejecting head, for example, a part of a pressure generation chamber communicating with a nozzle opening for ejecting ink droplets is configured by a vibration plate (spring plate material), and the vibration plate is deformed by a piezoelectric element (actuator). There is an ink jet recording head that pressurizes ink in a pressure generating chamber and ejects ink droplets from nozzle openings. As a piezoelectric element used in such an ink jet recording head, for example, there is an element formed by alternately laminating internal electrodes and individual internal electrodes and piezoelectric layers (for example, see Patent Document 1). Various proposals have been made for the structure of piezoelectric elements in which piezoelectric layers and electrodes are alternately laminated in this way (see, for example, Patent Documents 2 to 5).

例えば、これらの特許文献にも記載されているように、積層型の圧電素子の構造として、圧電素子の表面に外部電極を設けて、圧電体層間に積層された各内部電極と接続するようにしたものがある。   For example, as described in these patent documents, the structure of the laminated piezoelectric element is such that an external electrode is provided on the surface of the piezoelectric element and connected to each internal electrode laminated between the piezoelectric layers. There is what I did.

特開２００４−３２７４６２号公報JP 2004-327462 A 特開２００５−２８５８１７号公報JP 2005-285817 A 特許第３２１４０１７号公報Japanese Patent No. 3214017 特開平４−２３５０４１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-235041 特開平４−１８６３７９号公報JP-A-4-186379

このように圧電素子の表面に外部電極が設けられた構成では、外部電極と内部電極とが短絡してしまい、圧電素子が破壊されてしまう虞がある。その原因としては、例えば、不活性な最外層の厚みが薄く絶縁抵抗が不足している場合や、いわゆるイオンマイグレーション等によって絶縁抵抗が経時的に劣化する場合に、このような問題が特に生じやすい。   In such a configuration in which the external electrode is provided on the surface of the piezoelectric element, the external electrode and the internal electrode are short-circuited, and the piezoelectric element may be destroyed. As the cause, for example, when the thickness of the inactive outermost layer is thin and the insulation resistance is insufficient, or when the insulation resistance deteriorates with time due to so-called ion migration or the like, such a problem is particularly likely to occur. .

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、外部電極と内部電極との短絡を抑制することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びに圧電素子を提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a liquid ejecting head, a liquid ejecting apparatus, and a piezoelectric element that can suppress a short circuit between an external electrode and an internal electrode.

上記課題を解決する本発明は、ノズルに連通する圧力発生室と、該圧力発生室の一方面を構成する振動板上に設けられる圧電素子とを具備し、該圧電素子は、複数層の圧電体層とこれらの圧電体層の間に交互に配される第１の内部電極及び第２の内部電極とを有すると共に、前記第１の内部電極と同一平面に設けられる第３の内部電極を有し、前記圧電素子の一方面には、前記第１の内部電極に接続される第１の外部電極と、前記第２の内部電極及び前記第３の内部電極に接続される第２の外部電極とが設けられ、前記圧電素子の前記一方面側最外層の圧電体層の一部は、前記第１の外部電極と前記第１の内部電極とで挟まれて圧電変形しない不活性層となっており、前記第１の外部電極は、一部の前記第３の内部電極に対向する領域まで延設されており、前記圧電素子の前記一方面側一層目の前記第３の内部電極は、前記圧電体層の積層方向で前記第１の外部電極と重ならないことを特徴とする液体噴射ヘッドにある。 The present invention for solving the above-described problems comprises a pressure generation chamber communicating with a nozzle and a piezoelectric element provided on a diaphragm constituting one surface of the pressure generation chamber, the piezoelectric element comprising a plurality of layers of piezoelectric elements. A first internal electrode and a second internal electrode alternately disposed between the body layers and the piezoelectric layers, and a third internal electrode provided on the same plane as the first internal electrode. And having a first external electrode connected to the first internal electrode and a second external electrode connected to the second internal electrode and the third internal electrode on one surface of the piezoelectric element. and electrodes are provided, wherein a portion of the one surface side outermost piezoelectric layer of the piezoelectric element, and an inert layer that does not piezoelectric deformation sandwiched between the first outer electrode and the first internal electrode it has, before Symbol first external electrode is extended to a region opposed to a portion of the third internal electrode Being, the third internal electrodes of the one side one layer of said piezoelectric element is a liquid-jet head, characterized in that in the laminating direction of the piezoelectric layer does not overlap the first external electrodes .

具体的には、例えば、前記圧電素子の前記一方面側一層目の第３の内部電極の長さをその他の第３の内部電極の長さよりも短くすることで、第３の内部電極と第１の外部電極とが重ならないようにする。   Specifically, for example, by making the length of the third internal electrode of the first-layer-side first layer of the piezoelectric element shorter than the length of the other third internal electrodes, The outer electrode of 1 is not overlapped.

かかる本発明の態様では、不活性な最外層の厚みが薄く絶縁抵抗が不足している場合であっても外部電極と内部電極とが短絡することによる破壊は生じない。また、いわゆるイオンマイグレーション等に起因する第１の外部電極と第３の内部電極との短絡が抑制される。これにより圧電素子の耐久性が向上し、長期に亘って液滴を良好に噴射させることができるようになる。   In such an aspect of the present invention, even when the thickness of the inactive outermost layer is thin and the insulation resistance is insufficient, the external electrode and the internal electrode are not broken by short-circuiting. In addition, a short circuit between the first external electrode and the third internal electrode due to so-called ion migration or the like is suppressed. Thereby, durability of the piezoelectric element is improved, and droplets can be jetted well over a long period of time.

またこのような構成とする場合、前記圧電素子の前記一方面側一層目の第１の内部電極と同一平面には、当該第１の内部電極と前記第３の内部電極との間に、これら第１及び第３の内部電極とは独立するダミーの内部電極がさらに設けられていることが好ましい。これにより、圧電素子を形成する際に生じる圧電素子の変形（撓みや反り）を抑制することができる。   Further, in the case of such a configuration, the first internal electrode of the first surface side of the piezoelectric element is flush with the first internal electrode between the first internal electrode and the third internal electrode. It is preferable that a dummy internal electrode independent from the first and third internal electrodes is further provided. Thereby, it is possible to suppress deformation (bending or warping) of the piezoelectric element that occurs when the piezoelectric element is formed.

また本発明は、ノズルに連通する圧力発生室と、該圧力発生室の一方面を構成する振動板上に設けられる圧電素子とを具備し、該圧電素子は、複数層の圧電体層とこれらの圧電体層の間に交互に配される第１の内部電極及び第２の内部電極とを有すると共に、一部の前記第１の内部電極と同一平面に設けられる第３の内部電極を有し、前記圧電素子の一方面には、前記第１の内部電極に接続される第１の外部電極と、前記第２の内部電極及び前記第３の内部電極に接続される第２の外部電極とが設けられ、前記圧電素子の前記一方面側最外層の圧電体層の一部は、前記第１の外部電極と前記第１の内部電極とで挟まれて圧電変形しない不活性層となっており、前記第１の外部電極は、一部の前記第３の内部電極に対向する領域まで延設されており、前記圧電素子の前記一方面側一層目の第１の内部電極と同一平面においては、前記第３の内部電極が設けられていないことを特徴とする液体噴射ヘッドにある。 The present invention also includes a pressure generation chamber communicating with the nozzle, and a piezoelectric element provided on a vibration plate constituting one surface of the pressure generation chamber. The piezoelectric element includes a plurality of piezoelectric layers and these layers. Having a first internal electrode and a second internal electrode alternately arranged between the piezoelectric layers, and a third internal electrode provided on the same plane as a part of the first internal electrodes. On one surface of the piezoelectric element, a first external electrode connected to the first internal electrode, and a second external electrode connected to the second internal electrode and the third internal electrode A part of the piezoelectric layer on the outermost layer side of the one surface of the piezoelectric element is an inactive layer sandwiched between the first external electrode and the first internal electrode and not piezoelectrically deformed. and which, prior Symbol first external electrode extends to a region opposed to a portion of the third internal electrode Ri, the first internal electrode and the same plane of said one side one layer of said piezoelectric element is a liquid-jet head, wherein the third internal electrode is not provided.

かかる本発明の態様においても、不活性な最外層の厚みが薄く絶縁抵抗が不足している場合であっても外部電極と内部電極とが短絡することによる破壊は生じない。また、いわゆるイオンマイグレーション等に起因する第１の外部電極と第３の内部電極との短絡が抑制される。これにより圧電素子の耐久性が向上し、長期に亘って液滴を良好に噴射させることができるようになる。   Also in this aspect of the present invention, even when the thickness of the inactive outermost layer is thin and the insulation resistance is insufficient, the external electrode and the internal electrode are not broken by short-circuiting. In addition, a short circuit between the first external electrode and the third internal electrode due to so-called ion migration or the like is suppressed. Thereby, durability of the piezoelectric element is improved, and droplets can be jetted well over a long period of time.

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、耐久性に優れた液体噴射装置を実現することができる。   According to another aspect of the invention, there is provided a liquid ejecting apparatus including such a liquid ejecting head. In the present invention, a liquid ejecting apparatus having excellent durability can be realized.

さらに本発明は、複数層の圧電体層とこれらの圧電体層の間に交互に配される第１の内部電極及び第２の内部電極とを有すると共に、前記第１の内部電極と同一平面に設けられる第３の内部電極を有し、前記圧電体層の積層方向の一方面には、前記第１の内部電極に接続される第１の外部電極と、前記第２の内部電極及び前記第３の内部電極に接続される第２の外部電極とが設けられ、前記一方面側最外層の圧電体層の一部は、前記第１の外部電極と前記第１の内部電極とで挟まれて圧電変形しない不活性層となっており、前記第１の外部電極は、一部が前記第３の内部電極に対向する領域まで延設されており、前記一方面側一層目の前記第３の内部電極は、前記圧電体層の積層方向で前記第１の外部電極と重ならないことを特徴とする圧電素子にある。 Furthermore, the present invention includes a plurality of piezoelectric layers and first and second internal electrodes alternately disposed between the piezoelectric layers, and is flush with the first internal electrodes. A first external electrode connected to the first internal electrode, the second internal electrode, and the third internal electrode on one surface of the piezoelectric layer in the stacking direction. A second external electrode connected to the third internal electrode, and a part of the piezoelectric layer on the one side outermost layer is sandwiched between the first external electrode and the first internal electrode. is has become inactive layer which does not piezoelectric deformed, the first external electrode is partially provided so as to extend to a region facing the third internal electrode, wherein the one side one-layer first third internal electrode is characterized in that in the laminating direction of the piezoelectric layer does not overlap the first external electrode piezoelectric In the child.

さらに本発明は、複数層の圧電体層とこれらの圧電体層の間に交互に配される第１の内部電極及び第２の内部電極とを有すると共に、一部の前記第１の内部電極と同一平面に設けられる第３の内部電極を有し、前記圧電体層の積層方向の一方面には、前記第１の内部電極に接続される第１の外部電極と、前記第２の内部電極及び前記第３の内部電極に接続される第２の外部電極とが設けられ、前記一方面側最外層の圧電体層は、前記第１の外部電極と前記第１の内部電極とで挟まれて圧電変形しない不活性層となっていると共に、前記第１の外部電極は前記第３の内部電極に対向する領域まで延設されており、前記圧電体層の前記一方面側一層目の第１の内部電極と同一平面においては、前記第３の内部電極が設けられていないことを特徴とする圧電素子にある。 Furthermore, the present invention includes a plurality of piezoelectric layers and first and second internal electrodes alternately arranged between the piezoelectric layers, and a part of the first internal electrodes. A third internal electrode provided on the same plane as the first external electrode connected to the first internal electrode on one surface in the stacking direction of the piezoelectric layer, and the second internal electrode An electrode and a second external electrode connected to the third internal electrode, and the one outermost piezoelectric layer is sandwiched between the first external electrode and the first internal electrode And the first external electrode extends to a region facing the third internal electrode, and the first layer on the one surface side of the piezoelectric layer is a first layer. in the first internal electrode and the same plane, and wherein said third internal electrode is not provided In the piezoelectric element that.

これら本発明の態様においても、不活性な最外層の厚みが薄く絶縁抵抗が不足している場合であっても外部電極と内部電極とが短絡することによる破壊は生じない。また、いわゆるイオンマイグレーション等に起因する第１の外部電極と第３の内部電極との短絡が抑制される。これにより圧電素子の耐久性が向上する。   In these aspects of the present invention, even when the thickness of the inactive outermost layer is thin and the insulation resistance is insufficient, the external electrode and the internal electrode are not broken by short-circuiting. In addition, a short circuit between the first external electrode and the third internal electrode due to so-called ion migration or the like is suppressed. This improves the durability of the piezoelectric element.

本発明の実施形態１に係る記録ヘッドを示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a recording head according to Embodiment 1 of the invention. 本発明の実施形態１に係る圧電素子を示す平面図及び断面図である。It is the top view and sectional drawing which show the piezoelectric element which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態１に係る圧電素子の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the piezoelectric element which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態２に係る圧電素子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the piezoelectric element which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の一実施形態に係る記録装置を示す概略斜視図である。1 is a schematic perspective view showing a recording apparatus according to an embodiment of the present invention.

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に示すように、液体噴射ヘッドの一例となる本実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、複数の圧力発生室１１が設けられた流路形成基板１２と、各圧力発生室１１に連通する複数のノズル１３が穿設されたノズルプレート１４と、流路形成基板１２のノズルプレート１４とは反対側の面に設けられる振動板１５と、振動板１５上の各圧力発生室１１に対応する領域に設けられる圧力発生手段としての圧電素子１６とを有する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the ink jet recording head of the present embodiment, which is an example of a liquid ejecting head, includes a flow path forming substrate 12 provided with a plurality of pressure generating chambers 11 and a plurality of pressure communicating chambers 11. A nozzle plate 14 in which the nozzles 13 are perforated, a diaphragm 15 provided on the surface of the flow path forming substrate 12 opposite to the nozzle plate 14, and areas corresponding to the pressure generation chambers 11 on the diaphragm 15. And a piezoelectric element 16 as pressure generating means.

流路形成基板１２には、各圧力発生室１１が隔壁１７によって区画されてその幅方向に複数並設されている。例えば、本実施形態では、複数の圧力発生室１１が並設された列が流路形成基板１２に２列設けられている。   In the flow path forming substrate 12, a plurality of pressure generating chambers 11 are partitioned by a partition wall 17 and arranged in parallel in the width direction. For example, in this embodiment, two rows in which the plurality of pressure generating chambers 11 are arranged in parallel are provided on the flow path forming substrate 12.

各圧力発生室１１の列の外側には、各圧力発生室１１にインクを供給するためのリザーバー１８が、流路形成基板１２を厚さ方向に貫通して設けられている。そして、各圧力発生室１１とリザーバー１８とは、インク供給路１９を介して連通している。インク供給路１９は、本実施形態では、圧力発生室１１よりも狭い幅で形成されており、リザーバー１８から圧力発生室１１に流入するインクの流路抵抗を一定に保持する役割を果たしている。   A reservoir 18 for supplying ink to each pressure generating chamber 11 is provided outside the row of each pressure generating chamber 11 so as to penetrate the flow path forming substrate 12 in the thickness direction. Each pressure generating chamber 11 and the reservoir 18 communicate with each other via an ink supply path 19. In the present embodiment, the ink supply path 19 is formed with a narrower width than the pressure generation chamber 11, and plays a role of maintaining a constant flow path resistance of ink flowing from the reservoir 18 into the pressure generation chamber 11.

また圧力発生室１１は、本実施形態では、流路形成基板１２を貫通することなく形成されており、圧力発生室１１のリザーバー１８とは反対の端部側には、流路形成基板１２を貫通してノズル１３に連通するノズル連通路２０が形成されている。   Further, in this embodiment, the pressure generation chamber 11 is formed without penetrating the flow path forming substrate 12, and the flow path forming substrate 12 is provided on the end side opposite to the reservoir 18 of the pressure generation chamber 11. A nozzle communication path 20 that penetrates and communicates with the nozzle 13 is formed.

流路形成基板１２の一方面側にはノズルプレート１４が接合されている。そして上述のように各ノズル１３が流路形成基板１２に設けられたノズル連通路２０を介して各圧力発生室１１と連通している。また、流路形成基板１２の他方面側、すなわち圧力発生室１１の開口面側には振動板１５が接合され、各圧力発生室１１はこの振動板１５によって封止されている。そしてこの振動板１５上には、圧力発生室１１内にインク滴を噴射するための圧力を発生する圧力発生手段である圧電素子１６が設けられている。圧電素子１６は、その先端部が振動板１５上に当接した状態で固定されている。   A nozzle plate 14 is bonded to one surface side of the flow path forming substrate 12. As described above, each nozzle 13 communicates with each pressure generating chamber 11 via the nozzle communication path 20 provided in the flow path forming substrate 12. A vibration plate 15 is bonded to the other surface side of the flow path forming substrate 12, that is, the opening surface side of the pressure generation chamber 11, and each pressure generation chamber 11 is sealed by the vibration plate 15. On the vibration plate 15, a piezoelectric element 16 is provided as pressure generating means for generating pressure for ejecting ink droplets into the pressure generating chamber 11. The piezoelectric element 16 is fixed in a state in which a tip portion thereof is in contact with the vibration plate 15.

圧電素子１６は、圧電体層２１と個別内部電極２２及び共通内部電極２３とが交互に積層され、圧電変形に寄与しない不活性領域が固定基板２４に固着されている。また圧電素子１６の不活性領域には、駆動ＩＣ２５が搭載された駆動配線２６が接続されている。なお、このような圧電素子１６の構造については、詳しく後述する。   In the piezoelectric element 16, piezoelectric layers 21, individual internal electrodes 22, and common internal electrodes 23 are alternately stacked, and an inactive region that does not contribute to piezoelectric deformation is fixed to a fixed substrate 24. A drive wiring 26 on which a drive IC 25 is mounted is connected to the inactive region of the piezoelectric element 16. The structure of the piezoelectric element 16 will be described later in detail.

振動板１５上には、圧電素子１６が固定基板２４に固定された状態で収容される収容部２７を有するヘッドケース２８が固定されている。圧電素子１６の先端が当接する振動板１５は、例えば、樹脂フィルム等の弾性部材からなる弾性膜２９と、この弾性膜２９を支持する、例えば、金属材料等からなる支持板３０との複合板で形成されており、弾性膜２９側が流路形成基板１２に接合されている。また振動板１５の各圧力発生室１１に対向する領域内には、圧電素子１６の先端部が当接する島部３１が設けられている。すなわち振動板１５の各圧力発生室１１の周縁部に対向する領域に他の領域よりも厚さの薄い薄肉部３２が形成されて、この薄肉部３２の内側にそれぞれ島部３１が設けられている。   On the vibration plate 15, a head case 28 having an accommodating portion 27 that is accommodated in a state where the piezoelectric element 16 is fixed to the fixed substrate 24 is fixed. The vibration plate 15 with which the tip of the piezoelectric element 16 abuts is, for example, a composite plate of an elastic film 29 made of an elastic member such as a resin film and a support plate 30 made of, for example, a metal material that supports the elastic film 29 The elastic film 29 side is joined to the flow path forming substrate 12. In addition, in the region of the vibration plate 15 facing each pressure generating chamber 11, an island portion 31 with which the tip of the piezoelectric element 16 abuts is provided. That is, a thin portion 32 having a thickness smaller than that of other regions is formed in a region of the vibration plate 15 facing the peripheral portion of each pressure generating chamber 11, and an island portion 31 is provided inside each of the thin portions 32. Yes.

なお振動板１５のリザーバー１８に対向する領域には、薄肉部３２と同様に、支持板３０が除去されて実質的に弾性膜２９のみで構成されるコンプライアンス部３３が設けられている。ヘッドケース２８のコンプライアンス部３３に対向する部分には、コンプライアンス部３３の変形を許容する空間である空間部３４が形成されている。   In the region of the vibration plate 15 that faces the reservoir 18, similarly to the thin portion 32, a compliance portion 33 that is substantially composed only of the elastic film 29 is provided by removing the support plate 30. A space portion 34 that is a space that allows deformation of the compliance portion 33 is formed in a portion of the head case 28 that faces the compliance portion 33.

このようなインクジェット式記録ヘッドでは、インク滴を噴射する際に、圧電素子１６及び振動板１５の変形によって各圧力発生室１１の容積を変化させて所定のノズル１３からインク滴を噴射させるようになっている。具体的には、図示しないインクカートリッジからリザーバー１８にインクが供給されると、インク供給路１９を介して各圧力発生室１１にインクが分配される。実際には、圧電素子１６に電圧を印加することにより圧電素子１６を収縮させる。これにより、振動板１５が圧電素子１６と共に変形されて圧力発生室１１の容積が広げられ、圧力発生室１１内にインクが引き込まれる。そして、ノズル１３に至るまで内部にインクを満たした後、駆動ＩＣ２５からの記録信号に従い、圧電素子１６の個別内部電極２２及び共通内部電極２３に印加していた電圧を解除する。これにより、圧電素子１６が伸張されて元の状態に戻ると共に振動板１５も変位して元の状態に戻る。結果として圧力発生室１１の容積が収縮して圧力発生室１１内の圧力が高まりノズル１３からインク滴が噴射される。   In such an ink jet recording head, when ejecting ink droplets, the volume of each pressure generating chamber 11 is changed by deformation of the piezoelectric element 16 and the diaphragm 15 so that ink droplets are ejected from a predetermined nozzle 13. It has become. Specifically, when ink is supplied to the reservoir 18 from an ink cartridge (not shown), the ink is distributed to each pressure generating chamber 11 via the ink supply path 19. Actually, the piezoelectric element 16 is contracted by applying a voltage to the piezoelectric element 16. As a result, the diaphragm 15 is deformed together with the piezoelectric element 16 to expand the volume of the pressure generating chamber 11, and ink is drawn into the pressure generating chamber 11. Then, after the ink is filled up to the nozzle 13, the voltage applied to the individual internal electrode 22 and the common internal electrode 23 of the piezoelectric element 16 is released according to the recording signal from the drive IC 25. As a result, the piezoelectric element 16 is expanded to return to the original state, and the diaphragm 15 is also displaced to return to the original state. As a result, the volume of the pressure generating chamber 11 contracts, the pressure in the pressure generating chamber 11 increases, and ink droplets are ejected from the nozzle 13.

以下、圧電素子１６の構造について詳しく説明する。本実施形態に係る圧電素子１６は、圧電体層２１のｄ３１方向の逆圧電効果により変形するものであり、図２に示すように、複数層の圧電体層２１と、各圧電体層２１間に交互に配された第１の内部電極である個別内部電極２２及び第２の内部電極である共通内部電極２３とで構成される圧電素子形成部材３５に複数一体的に形成されている。すなわち圧電素子形成部材３５には、例えば、ワイヤーソー等によって複数のスリット３６が形成されることでその先端部側が櫛歯状に切り分けられて、複数の圧電素子１６が形成されている。なお圧電素子１６の列３７の両外側には、圧電素子１６よりも広い幅を有する位置決め部３８が設けられている。この位置決め部３８は、各圧電素子１６をヘッドケース２８の収容部２７に対して高精度に位置決めするために設けられている。   Hereinafter, the structure of the piezoelectric element 16 will be described in detail. The piezoelectric element 16 according to the present embodiment is deformed by the inverse piezoelectric effect of the piezoelectric layer 21 in the d31 direction. As shown in FIG. 2, a plurality of piezoelectric layers 21 and a space between each piezoelectric layer 21 are provided. A plurality of piezoelectric element forming members 35 are formed integrally with individual internal electrodes 22 that are first internal electrodes and common internal electrodes 23 that are second internal electrodes that are alternately arranged. That is, the piezoelectric element forming member 35 is formed with a plurality of slits 36 by, for example, a wire saw or the like, so that the tip side is cut into a comb-like shape to form a plurality of piezoelectric elements 16. A positioning portion 38 having a width wider than that of the piezoelectric elements 16 is provided on both outer sides of the rows 37 of the piezoelectric elements 16. The positioning portion 38 is provided for positioning each piezoelectric element 16 with respect to the housing portion 27 of the head case 28 with high accuracy.

各圧電素子１６の個別内部電極２２は、圧電素子形成部材３５の一方の端面（圧電素子１６の活性領域の先端部側の端面）３５ａで露出するように設けられている。そして本実施形態では、個別内部電極２２は圧電素子形成部材３５の端面３５ａから圧電素子形成部材３５の中央部まで不活領域側に向けて延設されている。一方、共通内部電極２３は、圧電素子形成部材３５の他方側の端面（圧電素子１６の基端部側の端面）３５ｂで露出するように設けられている。この共通内部電極２３は、圧電素子形成部材３５の略全面に亘って設けられているが、圧電素子形成部材３５の端面３５ａでは露出されないように形成されている。そして、これら個別内部電極２２と共通内部電極２３とが重なっている部分が電圧を印加した際に実際に圧電変形が生じる活性領域となり、それ以外の部分が、圧電変形が生じない、又は、活性領域の変位に伴い吐出に寄与しない程度に圧電変形する不活性領域となっている。   The individual internal electrode 22 of each piezoelectric element 16 is provided so as to be exposed at one end face (end face of the active region of the piezoelectric element 16) 35 a of the piezoelectric element forming member 35. In the present embodiment, the individual internal electrode 22 extends from the end surface 35 a of the piezoelectric element forming member 35 to the central portion of the piezoelectric element forming member 35 toward the inactive region. On the other hand, the common internal electrode 23 is provided so as to be exposed at the other end surface (end surface on the base end portion side of the piezoelectric element 16) 35 b of the piezoelectric element forming member 35. The common internal electrode 23 is provided over substantially the entire surface of the piezoelectric element forming member 35, but is formed so as not to be exposed at the end surface 35 a of the piezoelectric element forming member 35. The portion where the individual internal electrode 22 and the common internal electrode 23 overlap is an active region where piezoelectric deformation actually occurs when a voltage is applied, and the other portion does not cause piezoelectric deformation or is active This is an inactive region that undergoes piezoelectric deformation to the extent that it does not contribute to ejection as the region is displaced.

また個別内部電極２２と同一平面には、個別内部電極２２とは独立する第３の内部電極である補助内部電極３９が設けられている。後述するが最外層となる圧電体層２１ａに接するように補助内部電極３９は設けられていて、この最外層の圧電体層２１ａよりも活性領域側においては補助内部電極３９が形成されていない。   An auxiliary internal electrode 39 that is a third internal electrode independent of the individual internal electrode 22 is provided on the same plane as the individual internal electrode 22. As will be described later, the auxiliary internal electrode 39 is provided so as to be in contact with the outermost piezoelectric layer 21a, and the auxiliary internal electrode 39 is not formed on the active region side of the outermost piezoelectric layer 21a.

この補助内部電極３９は、後述するように共通外部電極４１を介して共通内部電極２３に接続されており、共通内部電極２３の抵抗値を低減させる役割を果たしている。共通内部電極２３の抵抗値が高いと、電圧降下に起因して各圧電素子１６の変位量にバラツキが生じる虞がある。圧電素子１６が高密度に形成されている場合には、特にバラツキが生じやすい。しかしながら、補助内部電極３９が共通内部電極２３に接続されていることで、共通内部電極２３の抵抗値が実質的に低下するため、このような圧電素子１６の変位量のバラツキが抑えられる。   As will be described later, the auxiliary internal electrode 39 is connected to the common internal electrode 23 via the common external electrode 41 and plays a role of reducing the resistance value of the common internal electrode 23. If the resistance value of the common internal electrode 23 is high, there is a possibility that the displacement amount of each piezoelectric element 16 varies due to a voltage drop. In the case where the piezoelectric elements 16 are formed with a high density, variations are particularly likely to occur. However, since the auxiliary internal electrode 39 is connected to the common internal electrode 23, the resistance value of the common internal electrode 23 is substantially reduced, and thus the variation in the displacement amount of the piezoelectric element 16 is suppressed.

さらにこの補助内部電極３９が設けられていることで、圧電素子１６を製造する際の変形（撓みや反り）も抑えられる。すなわち、活性領域と不活性領域とで電極の層数が異なると、圧電素子１６（圧電素子形成部材３５）を製造する際に、熱による変形が生じる虞があるが、補助内部電極３９が設けられていることで、このような変形を抑制することができる。   Furthermore, by providing the auxiliary internal electrode 39, deformation (bending or warping) when the piezoelectric element 16 is manufactured can be suppressed. That is, if the number of electrode layers is different between the active region and the inactive region, the piezoelectric element 16 (piezoelectric element forming member 35) may be deformed by heat, but the auxiliary internal electrode 39 is provided. Therefore, such deformation can be suppressed.

圧電素子形成部材３５の表面には、個別内部電極２２に接続される個別外部電極４０と、共通内部電極２３及び補助内部電極３９に接続される共通外部電極４１とが電気的に独立した状態で形成されている。本実施形態では、個別外部電極４０は、圧電素子形成部材３５の端面３５ａ（活性領域の先端部）から圧電素子１６の個別外部電極４０と共通外部電極４１とが形成されている面の補助内部電極３９に対向する領域（不活性領域）まで連続的に設けられているが、最外層の補助内部電極３９ａに対向する領域の前まで形成されているに留まる。また個別外部電極４０は、圧電素子形成部材３５の端面３５ａで各個別内部電極２２と接続されている。一方、共通外部電極４１は、圧電素子形成部材３５の上記端面３５ａとは反対側の面となる端面３５ｂから圧電素子１６の個別外部電極４０と共通外部電極４１とが形成されている面の補助内部電極３９に対向する領域の少なくとも一部まで連続的に設けられている。また共通外部電極４１は圧電素子形成部材３５の端面３５ｂで共通内部電極２３及び補助内部電極３９に接続されている。そして、これら個別外部電極４０及び共通外部電極４１は、上述のように圧電素子１６（圧電素子形成部材３５）の不活性領域で駆動配線２６と接続されている。   On the surface of the piezoelectric element forming member 35, an individual external electrode 40 connected to the individual internal electrode 22 and a common external electrode 41 connected to the common internal electrode 23 and the auxiliary internal electrode 39 are electrically independent. Is formed. In the present embodiment, the individual external electrode 40 is an auxiliary internal portion of the surface on which the individual external electrode 40 and the common external electrode 41 of the piezoelectric element 16 are formed from the end surface 35 a (the tip of the active region) of the piezoelectric element forming member 35. Although it is provided continuously up to the region (inactive region) facing the electrode 39, it is only formed up to the region facing the auxiliary inner electrode 39a in the outermost layer. The individual external electrode 40 is connected to each individual internal electrode 22 at the end face 35 a of the piezoelectric element forming member 35. On the other hand, the common external electrode 41 is an auxiliary of the surface on which the individual external electrode 40 and the common external electrode 41 of the piezoelectric element 16 are formed from the end surface 35b opposite to the end surface 35a of the piezoelectric element forming member 35. It is continuously provided up to at least a part of the region facing the internal electrode 39. The common external electrode 41 is connected to the common internal electrode 23 and the auxiliary internal electrode 39 at the end face 35 b of the piezoelectric element forming member 35. The individual external electrode 40 and the common external electrode 41 are connected to the drive wiring 26 in the inactive region of the piezoelectric element 16 (piezoelectric element forming member 35) as described above.

ここで、圧電素子１６を構成する複数の圧電体層２１のうち最外層の圧電体層２１ａ，２１ｂ、つまり積層方向両端部の圧電体層２１ａ，２１ｂは、圧電素子１６に電圧を印加した際に圧電変形しない、又は、活性層の圧電変形に伴って若干変形する不活性層となっている。また個別内部電極２２及び補助内部電極３９と共通内部電極２３とは、圧電素子形成部材３５の個別外部電極４０が形成された面側から個別内部電極２２及び補助内部電極３９、共通内部電極２３の順で交互に配されている。   Here, among the plurality of piezoelectric layers 21 constituting the piezoelectric element 16, the outermost piezoelectric layers 21 a and 21 b, that is, the piezoelectric layers 21 a and 21 b at both ends in the stacking direction are applied to the piezoelectric element 16. It is an inactive layer that does not deform piezoelectrically or deforms slightly with the piezoelectric deformation of the active layer. The individual internal electrode 22, the auxiliary internal electrode 39, and the common internal electrode 23 are the individual internal electrode 22, the auxiliary internal electrode 39, and the common internal electrode 23 from the side of the piezoelectric element forming member 35 on which the individual external electrode 40 is formed. Alternating in order.

したがって圧電素子１６の個別外部電極４０と共通外部電極４１とが形成されている面に接する最外層の圧電体層２１ａは活性領域であっても同じ極である個別内部電極２２と個別外部電極４０とによって挟まれることになり、圧電変形が生じない不活性層となっている。一方、固定基板２４側の最外層の圧電体層２１ｂの表面には、外部電極が形成されていないことで不活性層となっている。なお圧電体層２１ａとは反対側の最外層となる圧電体層２１ｂは圧電変形が生じる活性層となっていてもよい。   Therefore, the outermost piezoelectric layer 21a in contact with the surface on which the individual external electrode 40 and the common external electrode 41 of the piezoelectric element 16 are formed is the individual electrode 22 and the individual external electrode 40 which are the same poles even in the active region. And an inactive layer in which piezoelectric deformation does not occur. On the other hand, an outer electrode is not formed on the surface of the outermost piezoelectric layer 21b on the fixed substrate 24 side, so that an inactive layer is formed. The piezoelectric layer 21b which is the outermost layer on the side opposite to the piezoelectric layer 21a may be an active layer in which piezoelectric deformation occurs.

このように圧電素子１６（圧電素子形成部材３５）の表面に外部電極が形成された構成では、最外層の圧電体層２１ａが不活性層となっているにも拘わらず、外部電極と内部電極とが短絡してしまう虞がある。具体的には、個別外部電極４０と補助内部電極３９とが短絡してしまう虞がある。しかしながら、本発明では、補助内部電極３９が、圧電素子１６（圧電素子形成部材３５）の外部電極が形成された面側一層目の個別内部電極２２ａと同一平面においては、圧電体層２１の積層方向で個別外部電極４０と重ならないように形成されているため、上記のような個別外部電極４０と補助内部電極３９との短絡を抑制することができる。   Thus, in the configuration in which the external electrode is formed on the surface of the piezoelectric element 16 (piezoelectric element forming member 35), the external electrode and the internal electrode are formed even though the outermost piezoelectric layer 21a is an inactive layer. May be short-circuited. Specifically, there is a possibility that the individual external electrode 40 and the auxiliary internal electrode 39 are short-circuited. However, in the present invention, the auxiliary internal electrode 39 is laminated on the piezoelectric layer 21 in the same plane as the individual internal electrode 22a of the surface-side first layer on which the external electrode of the piezoelectric element 16 (piezoelectric element forming member 35) is formed. Since it is formed so as not to overlap the individual external electrode 40 in the direction, the short circuit between the individual external electrode 40 and the auxiliary internal electrode 39 as described above can be suppressed.

例えば、本実施形態では、圧電素子１６の一層目の個別内部電極２２ａと同一平面に設けられる補助内部電極３９ａの圧電素子形成部材３５の端面３５ｂからの長さＬ１を、二層目以降の個別内部電極２２と同一平面に設けられる補助内部電極３９の長さＬ２よりも短くすることで、圧電体層２１の積層方向で個別外部電極４０と補助内部電極３９とが重ならないようにした。   For example, in this embodiment, the length L1 from the end surface 35b of the piezoelectric element forming member 35 of the auxiliary internal electrode 39a provided on the same plane as the individual internal electrode 22a of the first layer of the piezoelectric element 16 is set to the individual of the second and subsequent layers. By making it shorter than the length L2 of the auxiliary internal electrode 39 provided on the same plane as the internal electrode 22, the individual external electrode 40 and the auxiliary internal electrode 39 are prevented from overlapping in the stacking direction of the piezoelectric layer 21.

これにより、圧電素子１６に電圧を印加した際に、個別外部電極４０と補助内部電極３９とが短絡してしまうのを抑えることができる。なお、このように短絡を抑制することができるのは、個別外部電極４０と補助内部電極３９との間での、いわゆるイオンマイグレーションの発生が抑制されるからであると考えられる。   Thereby, it is possible to prevent the individual external electrode 40 and the auxiliary internal electrode 39 from being short-circuited when a voltage is applied to the piezoelectric element 16. In addition, it is thought that it is because generation | occurrence | production of what is called an ion migration between the separate external electrode 40 and the auxiliary | assistant internal electrode 39 is suppressed that a short circuit can be suppressed in this way.

また上述したように、補助内部電極３９は共通内部電極２３の抵抗値を低減させるという重要な役割を果たすものである。つまり本発明の構成によれば、電圧降下による圧電素子１６の変位のバラツキを抑えつつ圧電素子１６の耐久性も向上することができる。よって、長期に亘ってインク滴を良好に噴射させることができるようになる。このように補助内部電極３９を設けた構成において生じる補助内部電極３９と個別外部電極４０との短絡を抑制できる本発明は、極めて有用なものである。   As described above, the auxiliary internal electrode 39 plays an important role of reducing the resistance value of the common internal electrode 23. That is, according to the configuration of the present invention, it is possible to improve the durability of the piezoelectric element 16 while suppressing variations in the displacement of the piezoelectric element 16 due to a voltage drop. Therefore, ink droplets can be ejected satisfactorily over a long period of time. Thus, the present invention that can suppress a short circuit between the auxiliary internal electrode 39 and the individual external electrode 40 that occurs in the configuration in which the auxiliary internal electrode 39 is provided is extremely useful.

なお、本実施形態のように一層目の補助内部電極３９ａの長さＬ１を短くした場合には、例えば、図３に示すように、個別内部電極２２ａと補助内部電極３９ａとの間に、これら個別内部電極２２ａ及び補助内部電極３９ａとは電気的に接続せずに、独立したダミー電極４２をさらに設けることが好ましい。これにより、上述したように圧電素子１６を製造する際に起こる圧電素子１６（圧電素子形成部材３５）の変形（撓みや反り）を、より確実に抑制することができる。   When the length L1 of the first auxiliary internal electrode 39a is shortened as in the present embodiment, for example, as shown in FIG. 3, between the individual internal electrode 22a and the auxiliary internal electrode 39a, It is preferable that an independent dummy electrode 42 is further provided without being electrically connected to the individual internal electrode 22a and the auxiliary internal electrode 39a. Thereby, the deformation | transformation (a bending and curvature) of the piezoelectric element 16 (piezoelectric element formation member 35) which arises when manufacturing the piezoelectric element 16 as mentioned above can be suppressed more reliably.

ところで、不活性層である最外層の圧電体層２１ａ，２１ｂのうち、少なくとも一方の厚さは、最外層以外の圧電体層（以下、「内層の圧電体層」という）２１ｃの厚さ以下となっている。好ましくは、最外層の圧電体層２１ａ，２１ｂの厚さの合計が、内層の圧電体層２１ｃの２倍以下であり、特に、最外層の圧電体層２１ａ，２１ｂのそれぞれが、内層の圧電体層２１ｃの厚さ以下となっていることが好ましい。本実施形態では、最外層の圧電体層２１ａ，２１ｂのそれぞれの厚さが、内層の圧電体層２１ｃの厚さよりも薄くなるようにしている。   By the way, the thickness of at least one of the outermost piezoelectric layers 21a and 21b which are inactive layers is equal to or less than the thickness of the piezoelectric layer other than the outermost layer (hereinafter referred to as “inner piezoelectric layer”) 21c. It has become. Preferably, the total thickness of the outermost piezoelectric layers 21a and 21b is not more than twice that of the inner piezoelectric layer 21c. In particular, each of the outermost piezoelectric layers 21a and 21b has an inner piezoelectric layer. The thickness is preferably equal to or less than the thickness of the body layer 21c. In the present embodiment, the thicknesses of the outermost piezoelectric layers 21a and 21b are made thinner than the thickness of the inner piezoelectric layer 21c.

なお本実施形態では、内層の各圧電体層２１ｃは略同一の厚さで形成されているが、これら内層の圧電体層２１ｃの厚さは必ずしも同一である必要はない。内層の各圧電体層２１ｃの厚さが異なる場合には、最外層の圧電体層２１ａ，２１ｂは、内層の圧電体層２１ｃの最大厚以下となっていればよいが、最小厚以下であることが好ましい。   In the present embodiment, the inner piezoelectric layers 21c are formed with substantially the same thickness, but the inner piezoelectric layers 21c do not necessarily have the same thickness. When the thicknesses of the inner piezoelectric layers 21c are different, the outermost piezoelectric layers 21a and 21b may be less than or equal to the maximum thickness of the inner piezoelectric layer 21c, but less than the minimum thickness. It is preferable.

このように、積層型の圧電素子１６を構成する最外層の圧電体層２１ａ，２１ｂが不活性層となっている場合に、この最外層の圧電体層２１ａ，２１ｂの厚さを内層の圧電体層２１ｃの厚さ以下とすることで、この最外層の圧電体層２１ａ，２１ｂによる圧電素子１６の変位の低下を抑えることができる。したがって、各圧電素子１６を十分に変位させてインク滴を良好に噴射させることができる。   As described above, when the outermost piezoelectric layers 21a and 21b constituting the multilayer piezoelectric element 16 are inactive layers, the thickness of the outermost piezoelectric layers 21a and 21b is set to the inner piezoelectric layer. By setting the thickness to be equal to or less than the thickness of the body layer 21c, it is possible to suppress a decrease in displacement of the piezoelectric element 16 due to the outermost piezoelectric layers 21a and 21b. Therefore, each piezoelectric element 16 can be sufficiently displaced to eject ink droplets satisfactorily.

またこのように最外層の圧電体層２１ａの厚さを薄くすると、最外層の圧電体層２１ａの両側に配された個別外部電極４０と補助内部電極３９ａとの短絡は生じやすくなるが、上述したように補助内部電極３９ａを圧電体層２１の積層方向で個別外部電極４０と重ならないように形成することで、個別外部電極４０と補助内部電極３９ａとの短絡を抑制することができる。   In addition, when the thickness of the outermost piezoelectric layer 21a is reduced in this way, a short circuit between the individual external electrode 40 and the auxiliary internal electrode 39a disposed on both sides of the outermost piezoelectric layer 21a is likely to occur. Thus, the short circuit between the individual external electrode 40 and the auxiliary internal electrode 39a can be suppressed by forming the auxiliary internal electrode 39a so as not to overlap the individual external electrode 40 in the stacking direction of the piezoelectric layer 21.

（実施形態２）
本実施形態は、圧電素子１６の補助内部電極３９の構成の変形例であり、補助内部電極３９以外の構成は、実施形態１と同様である。すなわち本実施形態では、図４に示すように、圧電素子１６の一層目の個別内部電極２２ａと同一平面においては、補助内部電極を形成しないことで圧電体層２１の積層方向で補助内部電極が個別外部電極４０と重ならないようにしている。なお、このような構成とする場合には、圧電素子１６の一層目の個別内部電極２２ａと同一平面の補助内部電極３９に対向する領域に、ダミー電極を形成するようにしてもよい。 (Embodiment 2)
The present embodiment is a modification of the configuration of the auxiliary internal electrode 39 of the piezoelectric element 16, and the configuration other than the auxiliary internal electrode 39 is the same as that of the first embodiment. That is, in this embodiment, as shown in FIG. 4, in the same plane as the individual internal electrode 22a of the first layer of the piezoelectric element 16, the auxiliary internal electrode is not formed in the stacking direction of the piezoelectric layer 21 by not forming the auxiliary internal electrode. The individual external electrodes 40 are not overlapped. In such a configuration, a dummy electrode may be formed in a region facing the auxiliary internal electrode 39 on the same plane as the individual internal electrode 22a of the first layer of the piezoelectric element 16.

勿論、このような構成としても、実施形態１の場合と同様に個別外部電極４０と補助内部電極３９との短絡を抑制することができる。   Of course, even with such a configuration, a short circuit between the individual external electrode 40 and the auxiliary internal electrode 39 can be suppressed as in the case of the first embodiment.

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、圧電素子形成部材に複数の圧電素子が一体的に形成された構成を例示したが、勿論、圧電素子はそれぞれ独立したものであってもよい。 (Other embodiments)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, of course, this invention is not limited to these embodiment. For example, in the above-described embodiment, the configuration in which a plurality of piezoelectric elements are integrally formed on the piezoelectric element forming member is illustrated, but it is needless to say that the piezoelectric elements may be independent of each other.

また例えば、上述の実施形態では、圧電素子として圧電体層のｄ３１方向の逆圧電効果により変形するものを例示したが、複数層の圧電体層とこれらの圧電体層の間に交互に配される第１の内部電極及び第２の内部電極とを有する積層型の圧電素子であれば本発明を適用することができる。例えば、圧電体層のｄ３３方向の逆圧電効果により変形するものであってもよく、このようなタイプの圧電素子であっても変位の低下を抑制することができる。   Further, for example, in the above-described embodiment, the piezoelectric element is exemplified by a piezoelectric layer that deforms due to the reverse piezoelectric effect in the d31 direction of the piezoelectric layer. However, the piezoelectric element is alternately arranged between a plurality of piezoelectric layers and these piezoelectric layers. The present invention can be applied to any multilayer piezoelectric element having a first internal electrode and a second internal electrode. For example, the piezoelectric layer may be deformed by a reverse piezoelectric effect in the d33 direction, and even a piezoelectric element of this type can suppress a decrease in displacement.

また本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に示すように、インクジェット式記録装置におけ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。   The ink jet recording head of this 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. As shown in FIG. 5, the recording head units 1A and 1B in the ink jet recording apparatus are detachably provided with cartridges 2A and 2B constituting ink supply means, and a carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted is provided. A carriage shaft 5 attached to the apparatus main body 4 is provided so as to be movable in the axial direction. The recording head units 1A and 1B, for example, are configured to eject a black ink composition and a color ink composition, respectively.

そして、駆動モーター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ー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に巻き掛けられて搬送されるようになっている。   Then, the driving force of the driving motor 6 is transmitted to the carriage 3 via a plurality of gears and a timing belt 7 (not shown), so that the carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted is moved along the carriage shaft 5. The On the other hand, the apparatus body 4 is provided with a platen 8 along the carriage shaft 5, and a recording sheet S that is a recording medium such as paper fed by a paper feed roller (not shown) is wound around the platen 8. It is designed to be transported.

なお上述の実施形態では、液体噴射ヘッド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を例示したが、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る。液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルター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を挙げることができる。   In the above-described embodiment, an ink jet recording head that ejects ink droplets is exemplified as the liquid ejecting head. However, the present invention is widely intended for all liquid ejecting heads. Examples of the liquid ejecting head include a recording head used in an image recording apparatus such as a printer, a color material ejecting head used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an organic EL display, and an electrode formation such as an FED (field emission display). Electrode material ejecting heads used in manufacturing, bioorganic matter ejecting heads used in biochip production, and the like.

また本発明は、インクジェット式記録ヘッドに代表される液体噴射ヘッドに搭載される圧電素子に限られず、他の装置に搭載される圧電素子にも適用することができる。   The present invention is not limited to a piezoelectric element mounted on a liquid jet head typified by an ink jet recording head, and can also be applied to a piezoelectric element mounted on another apparatus.

１２ 流路形成基板、 １４ ノズルプレート、 １５ 振動板、 １６ 圧電素子、 ２１ 圧電体層、 ２２ 個別内部電極、 ２３ 共通内部電極、 ２４ 固定基板、 ２８ ヘッドケース、 ２９ 弾性膜、 ３０ 支持板、 ３５ 圧電素子形成部材、 ３９ 補助内部電極、 ４０ 個別外部電極、 ４１ 共通外部電極、 ４２ ダミー電極 12 flow path forming substrate, 14 nozzle plate, 15 vibrating plate, 16 piezoelectric element, 21 piezoelectric layer, 22 individual internal electrode, 23 common internal electrode, 24 fixed substrate, 28 head case, 29 elastic film, 30 support plate, 35 Piezoelectric element forming member, 39 auxiliary internal electrode, 40 individual external electrode, 41 common external electrode, 42 dummy electrode

Claims (7)

ノズルに連通する圧力発生室と、該圧力発生室の一方面を構成する振動板上に設けられる圧電素子とを具備し、
該圧電素子は、複数層の圧電体層とこれらの圧電体層の間に交互に配される第１の内部電極及び第２の内部電極とを有すると共に、前記第１の内部電極と同一平面に設けられる第３の内部電極を有し、
前記圧電素子の一方面には、前記第１の内部電極に接続される第１の外部電極と、前記第２の内部電極及び前記第３の内部電極に接続される第２の外部電極とが設けられ、
前記圧電素子の前記一方面側最外層の圧電体層の一部は、前記第１の外部電極と前記第１の内部電極とで挟まれて圧電変形しない不活性層となっており、
前記第１の外部電極は、一部の前記第３の内部電極に対向する領域まで延設されており、
前記圧電素子の前記一方面側一層目の前記第３の内部電極は、前記圧電体層の積層方向で前記第１の外部電極と重ならないことを特徴とする液体噴射ヘッド。 A pressure generating chamber communicating with the nozzle, and a piezoelectric element provided on a vibration plate constituting one surface of the pressure generating chamber,
The piezoelectric element has a plurality of piezoelectric layers and first and second internal electrodes alternately arranged between the piezoelectric layers, and is flush with the first internal electrodes. A third internal electrode provided in the
A first external electrode connected to the first internal electrode and a second external electrode connected to the second internal electrode and the third internal electrode are provided on one surface of the piezoelectric element. Provided,
A part of the piezoelectric layer on the outermost layer on the one surface side of the piezoelectric element is an inactive layer sandwiched between the first external electrode and the first internal electrode and not piezoelectrically deformed .
Before SL first external electrode is extended to a region opposed to a portion of the third internal electrode,
Wherein the third internal electrode and the one surface side one layer of the piezoelectric element, a liquid ejecting head is characterized in that in the laminating direction of the piezoelectric layer does not overlap the first external electrodes. 前記圧電素子の前記一方面側一層目の第３の内部電極の長さがその他の第３の内部電極の長さよりも短いことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。   2. The liquid jet head according to claim 1, wherein a length of the third internal electrode of the first layer on the one surface side of the piezoelectric element is shorter than the lengths of the other third internal electrodes. 前記圧電素子の前記一方面側一層目の第１の内部電極と同一平面には、当該第１の内部電極と前記第３の内部電極との間に、これら第１及び第３の内部電極とは電気的に独立するダミーの内部電極がさらに設けられていることを特徴とする請求項２に記載の液体噴射ヘッド。   The first and third internal electrodes are disposed between the first internal electrode and the third internal electrode on the same plane as the first internal electrode of the first layer on the one surface side of the piezoelectric element. The liquid ejecting head according to claim 2, further comprising an electrically independent dummy internal electrode. ノズルに連通する圧力発生室と、該圧力発生室の一方面を構成する振動板上に設けられる圧電素子とを具備し、
該圧電素子は、複数層の圧電体層とこれらの圧電体層の間に交互に配される第１の内部電極及び第２の内部電極とを有すると共に、一部の前記第１の内部電極と同一平面に設けられる第３の内部電極を有し、
前記圧電素子の一方面には、前記第１の内部電極に接続される第１の外部電極と、前記第２の内部電極及び前記第３の内部電極に接続される第２の外部電極とが設けられ、
前記圧電素子の前記一方面側最外層の圧電体層の一部は、前記第１の外部電極と前記第１の内部電極とで挟まれて圧電変形しない不活性層となっており、
前記第１の外部電極は、一部の前記第３の内部電極に対向する領域まで延設されており、
前記圧電素子の前記一方面側一層目の第１の内部電極と同一平面においては、前記第３の内部電極が設けられていないことを特徴とする液体噴射ヘッド。 A pressure generating chamber communicating with the nozzle, and a piezoelectric element provided on a vibration plate constituting one surface of the pressure generating chamber,
The piezoelectric element has a plurality of piezoelectric layers, and first internal electrodes and second internal electrodes alternately arranged between the piezoelectric layers, and a part of the first internal electrodes And a third internal electrode provided in the same plane,
A first external electrode connected to the first internal electrode and a second external electrode connected to the second internal electrode and the third internal electrode are provided on one surface of the piezoelectric element. Provided,
A part of the piezoelectric layer on the outermost layer on the one surface side of the piezoelectric element is an inactive layer sandwiched between the first external electrode and the first internal electrode and not piezoelectrically deformed .
Before SL first external electrode is extended to a region opposed to a portion of the third internal electrode,
The liquid jet head is characterized in that the third internal electrode is not provided on the same plane as the first internal electrode of the first layer on the one surface side of the piezoelectric element. 請求項１〜４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。   A liquid ejecting apparatus comprising the liquid ejecting head according to claim 1. 複数層の圧電体層とこれらの圧電体層の間に交互に配される第１の内部電極及び第２の内部電極とを有すると共に、前記第１の内部電極と同一平面に設けられる第３の内部電極を有し、
前記圧電体層の積層方向の一方面には、前記第１の内部電極に接続される第１の外部電極と、前記第２の内部電極及び前記第３の内部電極に接続される第２の外部電極とが設けられ、
前記一方面側最外層の圧電体層の一部は、前記第１の外部電極と前記第１の内部電極とで挟まれて圧電変形しない不活性層となっており、
前記第１の外部電極は、一部が前記第３の内部電極に対向する領域まで延設されており、
前記一方面側一層目の前記第３の内部電極は、前記圧電体層の積層方向で前記第１の外部電極と重ならないことを特徴とする圧電素子。 A plurality of piezoelectric layers and a first internal electrode and a second internal electrode alternately disposed between the piezoelectric layers, and a third internal electrode provided on the same plane as the first internal electrode Internal electrodes,
On one surface of the piezoelectric layer in the stacking direction, a first external electrode connected to the first internal electrode, a second internal electrode connected to the second internal electrode and the third internal electrode An external electrode,
A part of the piezoelectric layer on the one side outermost layer is an inactive layer that is sandwiched between the first external electrode and the first internal electrode and does not undergo piezoelectric deformation ,
The first external electrode is extended to a region partially faces the third internal electrode,
The piezoelectric element according to claim 1, wherein the third internal electrode of the first layer on the one surface side does not overlap the first external electrode in the stacking direction of the piezoelectric layers. 複数層の圧電体層とこれらの圧電体層の間に交互に配される第１の内部電極及び第２の内部電極とを有すると共に、一部の前記第１の内部電極と同一平面に設けられる第３の内部電極を有し、
前記圧電体層の積層方向の一方面には、前記第１の内部電極に接続される第１の外部電極と、前記第２の内部電極及び前記第３の内部電極に接続される第２の外部電極とが設けられ、
前記一方面側最外層の圧電体層は、前記第１の外部電極と前記第１の内部電極とで挟まれて圧電変形しない不活性層となっていると共に、前記第１の外部電極は前記第３の内部電極に対向する領域まで延設されており、
前記圧電体層の前記一方面側一層目の第１の内部電極と同一平面においては、前記第３の内部電極が設けられていないことを特徴とする圧電素子。 A plurality of piezoelectric layers and first and second internal electrodes arranged alternately between these piezoelectric layers are provided, and provided in the same plane as some of the first internal electrodes A third internal electrode,
On one surface of the piezoelectric layer in the stacking direction, a first external electrode connected to the first internal electrode, a second internal electrode connected to the second internal electrode and the third internal electrode An external electrode,
The outermost piezoelectric layer on the one surface side is an inactive layer that is sandwiched between the first external electrode and the first internal electrode and does not undergo piezoelectric deformation, and the first external electrode is Extending to a region facing the third internal electrode,
The piezoelectric element is characterized in that the third internal electrode is not provided in the same plane as the first internal electrode of the first layer of the piezoelectric layer .
JP2009020939A 2009-01-30 2009-01-30 Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and piezoelectric element Active JP5376127B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009020939A JP5376127B2 (en) 2009-01-30 2009-01-30 Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and piezoelectric element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009020939A JP5376127B2 (en) 2009-01-30 2009-01-30 Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and piezoelectric element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010173269A JP2010173269A (en) 2010-08-12
JP5376127B2 true JP5376127B2 (en) 2013-12-25

Family

ID=42704672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009020939A Active JP5376127B2 (en) 2009-01-30 2009-01-30 Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and piezoelectric element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5376127B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013051236A (en) * 2011-08-30 2013-03-14 Seiko Epson Corp Piezoelectric element unit, liquid ejecting head, and liquid ejecting apparatus

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3355738B2 (en) * 1993-12-22 2002-12-09 セイコーエプソン株式会社 Inkjet head
JP4008099B2 (en) * 1998-03-30 2007-11-14 セイコーエプソン株式会社 Ink jet recording head driving piezoelectric vibrator unit and manufacturing method thereof
JP3512065B2 (en) * 1998-10-05 2004-03-29 セイコーエプソン株式会社 Ink jet recording head and piezoelectric vibrator unit suitable for the recording head
JP3319413B2 (en) * 1998-12-01 2002-09-03 株式会社村田製作所 Piezoelectric actuator, method of manufacturing piezoelectric actuator, and inkjet head
JP4655493B2 (en) * 2004-03-26 2011-03-23 株式会社村田製作所 Piezoelectric element, piezoelectric actuator, and piezoelectric element and piezoelectric actuator manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010173269A (en) 2010-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4438822B2 (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
JP5402760B2 (en) Liquid ejecting head, liquid ejecting head unit, and liquid ejecting apparatus
JP5741101B2 (en) Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and method of manufacturing liquid ejecting apparatus
JP5413598B2 (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
US8444256B2 (en) Piezoelectric actuator and liquid ejecting head
JP4614070B2 (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
JP6024492B2 (en) Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and method of manufacturing liquid ejecting head
JP6318475B2 (en) Channel unit, liquid jet head equipped with channel unit, and liquid jet device
JP6123998B2 (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
JP5376127B2 (en) Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and piezoelectric element
JP6024170B2 (en) Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and actuator
JP5979351B2 (en) Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and actuator
JP5598645B2 (en) Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and piezoelectric element
JP4780293B2 (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
JP2013111819A (en) Liquid injection head and liquid injection device
JP2012218186A (en) Liquid jetting head and liquid jetting device
JP5790919B2 (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
JP4720817B2 (en) Piezoelectric actuator and fluid transfer device
JP4930390B2 (en) Liquid transfer device
JP4973646B2 (en) Method for manufacturing liquid transfer device and method for manufacturing piezoelectric actuator
JP6061088B2 (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
JP2010167719A (en) Liquid injection head, liquid injection device and piezoelectric element
JP2012218156A (en) Liquid injection head and method for manufacturing actuator device for the liquid injection head
JP6024171B2 (en) Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and actuator
JP2013111966A (en) Liquid injection head and liquid injection device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120110

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130220

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130411

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: 20130828

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130910

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5376127

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350