(57)【要約】【課題】ノズルを高密度に配置した場合であっても、圧力室が充分に振動し、信頼性の低下を抑制させることができる液体吐出装置を提供する。【解決手段】液体が収容される圧力室の一面部を構成する振動膜と、該振動膜における前記圧力室の反対側に設けられた圧電膜と、前記振動膜に交差して連結しており、前記圧力室の側面部を構成する隔壁と、前記圧電膜及び振動膜の間にて、前記圧電膜によって覆われた第１電極と、前記圧電膜及び振動膜を前記圧力室の反対側から覆う第２電極とを備え、前記振動膜における前記隔壁との連結部分の厚みが前記振動膜の他部の厚みよりも薄いことを特徴とする液体吐出装置。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が収容される圧力室の一面部を構成する振動膜と、
該振動膜における前記圧力室の反対側に設けられた圧電膜と、
前記振動膜に交差して連結しており、前記圧力室の側面部を構成する隔壁と、
前記圧電膜及び振動膜の間にて、前記圧電膜によって覆われた第１電極と、
前記圧電膜及び振動膜を前記圧力室の反対側から覆う第２電極と
を備え、
前記隔壁の隣において、前記圧電膜及び振動膜に、前記隔壁に沿って延びる溝が形成さ
れており、
前記溝の底部における前記振動膜の厚みが前記振動膜の他部の厚みよりも薄く、
前記溝の長手方向における端部の深さが中央部の深さよりも浅いこと
を特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
液体が収容される圧力室の一面部を構成する振動膜と、
該振動膜における前記圧力室の反対側に設けられた圧電膜と、
前記振動膜に交差して連結しており、前記圧力室の側面部を構成する隔壁と、
前記圧電膜及び振動膜の間にて、前記圧電膜によって覆われた第１電極と、
前記圧電膜及び振動膜を前記圧力室の反対側から覆う第２電極と
を備え、
前記隔壁の隣において、前記圧電膜及び振動膜に、前記隔壁に沿って延びる溝が形成さ
れており、
前記溝の底部における前記振動膜の厚みが前記振動膜の他部の厚みよりも薄く、
前記溝の底面及び側面は、前記溝の長手方向に交差する前記溝の幅方向にて、中央部の
深さが端部の深さよりも大きくなるように、傾斜又は湾曲し、
前記溝の幅方向端部の傾きは、幅方向中央部における前記溝の底面又は側面の傾きより
も大きく、
前記圧電膜における前記溝の側面の傾きが前記振動膜における前記溝の側面の傾きより
も大きいこと
を特徴とする液体吐出装置。
【請求項３】
前記溝の長手方向における端部の深さが中央部の深さよりも浅いこと
を特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記振動膜は、
第１層と、
該第１層における前記圧力室の反対側に設けられた第２層と
を有し、
前記第２層の少なくとも一部が前記第２層の他部よりも薄いか又は削除されていること
を特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記第２層の前記一部に対応する前記第１層の一部が前記第１層の他部よりも薄いこと
を特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記溝の少なくとも一部は前記隔壁よりも前記圧力室の内側に位置すること
を特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記溝の長手方向における端部の幅が中央部の幅よりも狭いこと
を特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体（例えばインク）を記録媒体（例えば紙）に吐き出す液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体を収容する圧力室と、該圧力室の一面側に設けた圧電膜及び振動膜と、前記一面に対向する圧力室の他面に形成されたノズル開口とを備える液体噴射ヘッドが提案されている。圧力室は隔壁によって区画されている。
【０００３】
隔壁に対応する箇所において、圧電膜には溝が形成されており、圧電膜は区分けされている。区分けされた各圧電膜は各圧力室に対応する。圧電膜は圧力室の一面を変形させ、ノズル開口から液滴が吐き出される（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１８４６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、高精細な記録を実現するために、液体噴射ヘッドの高密度化が求められている。前記ヘッドを高密度化する場合、圧力室及びノズル開口等の幅寸法を小さくすることが必要である。ここで、振動膜の厚さを変更しない場合、圧力室の幅寸法に対する振動膜の厚さ寸法が大きく、振動膜が撓み難くなる。そのため圧電膜及び振動膜を薄くすることが望ましい。
【０００６】
しかし圧電膜を薄くした場合、液体噴射ヘッドの信頼性が低下するおそれがある。例えば、圧電膜の作製時に欠陥が生じると、その薄さから、圧電膜の修復が難しくなる。また薄くなることによって、圧電膜の許容電圧も小さくなるところ、液体噴射ヘッドへの印加電圧は、液体噴射ヘッドを取り付ける本体（例えばプリンタ）の仕様に応じて決定されるため、印加電圧を許容電圧以下に設定できない場合、圧電膜が高電圧によって破損するおそれがある。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ノズルを高密度に配置した場合であっても、圧力室が充分に振動し、信頼性の低下を抑制させることができる液体吐出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】
【０００８】
本発明に係る液体吐出装置は、液体が収容される圧力室の一面部を構成する振動膜と、該振動膜における前記圧力室の反対側に設けられた圧電膜と、前記振動膜に交差して連結しており、前記圧力室の側面部を構成する隔壁と、前記圧電膜及び振動膜の間にて、前記圧電膜によって覆われた第１電極と、前記圧電膜及び振動膜を前記圧力室の反対側から覆う第２電極とを備え、前記振動膜における前記隔壁との連結部分の厚みが前記振動膜の他部の厚みよりも薄いことを特徴とする。
【０００９】
本発明においては、溝を形成する場合に、振動膜における隔壁との連結部分を薄く構成する。これにより、圧電膜及び振動膜全体を薄くせずとも、振動膜は撓みやすくなる。また第１電極を圧電膜で覆うことによって、第１電極と第２電極との間に圧電膜を位置させて、短絡を防止する。
【００１０】
本発明に係る液体吐出装置は、前記振動膜は、第１層と、該第１層における前記圧力室の反対側に設けられた第２層とを有し、前記第２層の少なくとも一部が前記第２層の他部よりも薄いか又は削除されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、第２層の少なくとも一部を薄くするか又は削除して、振動膜を撓みやすくする。また、例えば、第１層を二酸化シリコンによって構成し、第２層を酸化ジルコニウムによって構成した場合、第１層をエッチングのストップ層として利用し、第２層を薄くするか又は削除することができる。
【００１２】
本発明に係る液体吐出装置は、前記第２層の前記一部に対応する前記第１層の一部が前記第１層の他部よりも薄いことを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、第１層も薄くして、振動膜をより撓み易くする。
【００１４】
本発明に係る液体吐出装置は、前記連結部分の少なくとも一部は前記隔壁よりも前記圧力室の内側に位置することを特徴とする。
【００１５】
本発明においては、振動膜の薄い部分又は削除された部分を隔壁よりも圧力室の内側に位置させることによって、振動膜を容易に振動させる。
【００１６】
本発明に係る液体吐出装置は、前記連結部分は所定方向に延びており、前記連結部分の長手方向における端部の幅が中央部の幅よりも狭いことを特徴とする。
【００１７】
本発明においては、他部分よりも薄い連結部分の側面を傾斜させて、例えば平面視菱形になるように、溝を形成する。幅の広い中央部において、振動膜を撓ませ幅の狭い端部において、振動膜の剛性を担保させる。
【００１８】
本発明に係る液体吐出装置は、前記連結部分の長手方向における端部の深さが中央部の深さよりも浅いことを特徴とする。
【００１９】
本発明においては、他部よりも薄い前記連結部分の端部の深さが中央部の深さよりも浅くなるように、連結部分の底面を傾斜させる。深さの大きい中央部において、振動膜を撓ませ、深さの浅い端部において、振動膜の剛性を担保させる。
【００２０】
本発明に係る液体吐出装置は、前記連結部分の底面及び側面は、前記連結部分の長手方向に交差する前記連結部分の幅方向にて、中央部の深さが端部の深さよりも大きくなるように、傾斜又は湾曲していることを特徴とする。
【００２１】
本発明においては、例えば、断面Ｖ状又はＵ状に連結部分を溝状に形成し、振動膜の剛性を担保しつつ、振動膜を撓ませる。
【００２２】
本発明に係る液体吐出装置は、前記連結部分の幅方向端部の傾きは、幅方向中央部における前記連結部分の底面又は側面の傾きよりも大きいことを特徴とする。
【００２３】
本発明においては、連結部分の底面が平坦である場合に比べて、連結部分の幅方向端部への応力集中を抑制することができる。
【００２４】
本発明に係る液体吐出装置は、前記連結部分は溝になっており、前記圧電膜における前記溝の傾きが前記振動膜における前記溝の傾きよりも大きいことを特徴とする。
【００２５】
本発明においては、圧電膜側での溝の傾きを振動膜側での溝の傾きよりも大きくして、溝の幅方向端部への応力集中を抑制する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る液体吐出装置にあっては、隔壁よりも圧力室の内側において、振動膜における隔壁との連結部分を薄く構成する。これにより、圧電膜及び振動膜全体を薄くせずとも、振動膜は撓みやすくなり、信頼性の低下が抑制される。また第１電極と第２電極との間に圧電膜を位置させて、短絡を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施の形態１に係るプリンタを略示する平面図である。
【図２】図１に示すＩＩ−ＩＩ線を切断線とした略示断面図である。
【図３】インクジェットヘッドの底面図である。
【図４】ヘッドユニットの平面図である。
【図５】図４のＶ線で囲った部分を略示する部分拡大図
【図６】図５に示すＶＩ−ＶＩ線を切断線とした略示断面図である。
【図７】図５に示すＶＩＩ−ＶＩＩ線を切断線とした略示断面図である。
【図８】実施の形態２に係るプリンタの圧電素子を略示する縦断面図である。
【図９】実施の形態３に係るプリンタの圧電素子を略示する縦断面図である。
【図１０】図９のＸ線で囲った部分を略示する部分拡大図である。
【図１１】実施の形態４に係るプリンタの圧電素子を略示する縦断面図である。
【図１２】図１１に示すＸＩＩ−ＸＩＩ線を切断線とした略示断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
（実施の形態１）
以下本発明を実施の形態１に係るプリンタを示す図面に基づいて説明する。図１は、プリンタを略示する平面図である。
【００２９】
図１において、記録用紙１００の搬送方向下流側をプリンタ１の前方、搬送方向上流側をプリンタ１の後方と定義する。また、記録用紙１００が搬送される面（図１の紙面と平行な面）と平行で、且つ、前記搬送方向と直交する用紙幅方向を、プリンタ１の左右方向と定義する。尚、図の左側がプリンタ１の左方、図の右側がプリンタ１の右方である。さらに、記録用紙１００の搬送面と直交する方向（図１の紙面に直交する方向）を、プリンタ１の上下方向と定義する。図１において、表側が上方、裏側が下方である。以下では、前後左右上下を適宜使用して説明する。
【００３０】
図１に示すように、プリンタ１は、筐体２と、プラテン３と、四つのインクジェットヘッド４（液体吐出装置）と、二つの搬送ローラ５、６と、制御装置７とを備える。
【００３１】
プラテン３は筐体２内に平置きされている。プラテン３の上面には、記録用紙１００が載置される。四つのインクジェットヘッド４は、プラテン３の上方にて前後方向（搬送方向）に並設されている。二つの搬送ローラ５、６は、プラテン３に対して後側（搬送方向上流側）と前側（下流側）にそれぞれ配置されている。二つの搬送ローラ５、６は、図示しないモータによってそれぞれ駆動され、プラテン３上の記録用紙１００を前方へ搬送する。
【００３２】
制御装置７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等の不揮発性メモリ、及び、各種制御回路を含むＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を備える。また制御装置７は、ＰＣ等の外部装置９とデータ通信可能に接続されており、外部装置９から送信された印刷データに基づいて、プリンタ１の各部を制御する。
【００３３】
例えば制御装置７は、搬送ローラ５、６を駆動するモータを制御して、搬送ローラ５、６に記録用紙１００を搬送方向に搬送させつつ、インクジェットヘッド４を制御して記録用紙１００に向けてインクを吐出させる。これにより、記録用紙１００に画像が印刷される。
【００３４】
筐体２には、複数のヘッド保持部８が取り付けられている。複数のヘッド保持部８は、プラテン３の上方で、且つ、二つの搬送ローラ５、６の間の位置において、前後に並設されている。ヘッド保持部８によって、インクジェットヘッド４がそれぞれ保持される。
【００３５】
四つのインクジェットヘッド４は、それぞれ、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクを吐出するものである。各インクジェットヘッド４には、図示しないインクタンクから、対応する色のインクが供給される。
【００３６】
図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線を切断線とした略示断面図、図３は、インクジェットヘッド４の底面図である。図２及び図３に示すように、各インクジェットヘッド４は、用紙幅方向に長い矩形板状のホルダ１０と、該ホルダ１０に取り付けられた複数（本実施例においては九つ）のヘッドユニット１１とを備えている。
【００３７】
各ヘッドユニット１１の下面は、複数のノズル２４が形成されたインク吐出面１４となっている。各ヘッドユニット１１の複数のノズル２４は、インクジェットヘッド４の長手方向である、用紙幅方向（配列方向）に沿って並設されており、２列のノズル列を構成している。
【００３８】
九つのヘッドユニット１１は、配列方向に沿って並んで配置されている。九つのヘッドユニット１１は、搬送方向において前側と後側に交互に分かれて配置されている。前側に配置された四つのヘッドユニット１１と後側に配置された五つのヘッドユニット１１との間で、左右（配列方向）の位置がずれている。換言すれば、九つのヘッドユニット１１が配列方向に沿って千鳥状に配置されることで、四つのヘッドユニットからなる前側のユニット列と、五つのヘッドユニットからなる後側のユニット列とが構成されている。なお本実施形態では、複数のヘッドユニット１１が、搬送方向と直交する方向（用紙幅方向）に沿って並設されているが、搬送方向とは９０度以外の角度で交差する方向に沿って、いわば斜めに、複数のヘッドユニット１１が配列されていてもよい。
【００３９】
図１及び図２に示すように、リザーバ１２が複数のヘッドユニット１１の上方に設けられている。なお図３では、リザーバ１２の図示を省略した。
【００４０】
リザーバ１２は、インクタンク（図示略）にチューブ１６を介して接続されており、インクタンクから供給されたインクが一時的に貯留される。リザーバ１２の下部は複数のヘッドユニット１１に接続されており、リザーバ１２から各ヘッドユニット１１にインクが供給される。
【００４１】
図４は、ヘッドユニット１１の平面図、図５は、図４のＶ線で囲った部分を略示する部分拡大図、図６は、図５に示すＶＩ−ＶＩ線を切断線とした略示断面図である。
【００４２】
ヘッドユニット１１は、流路基板２０、ノズルプレート２１、圧電アクチュエータ２２、カバー部材２３及びＣＯＦ５０（Chip On Film）を備えている。なお図５では、圧電アクチュエータ２２の構成を理解しやすくするため、圧電アクチュエータ２２の上方に位置するカバー部材２３の図示は省略されている。
【００４３】
流路基板２０はシリコン単結晶の基板によって構成されている。流路基板２０には、搬送方向に長い矩形状の複数の圧力室２６が形成されている。図４に示すように、複数の圧力室２６は用紙幅方向（配列方向）に並設され、搬送方向に二列に並んだ圧力室列を構成している。流路基板２０には、複数の圧力室２６を覆う振動膜３０が形成されている。
【００４４】
振動膜３０は、シリコンの流路基板２０の表面の一部を酸化、又は、窒化することによって形成された、二酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）又は窒化シリコン（ＳｉＮx ）を含む膜である。振動膜３０の、各圧力室２６の内側の端部と重なる部分には、連通孔３０ａが形成されている。
【００４５】
ノズルプレート２１は流路基板２０の下面に接合されている。ノズルプレート２１には、上下に貫通した複数のノズル２４が形成されている。複数のノズル２４は複数の圧力室２６にそれぞれ連なる。
【００４６】
図４に示すように、各ノズル２４は、対応する圧力室２６に上下に重なって配置されている。複数のノズル２４は、複数の圧力室２６に対応して用紙幅方向（配列方向）に配列され、搬送方向に並ぶ２列のノズル列を構成している。２列のノズル列の間では、配列方向におけるノズル２４の位置が、各ノズル列における配列ピッチＰの半分（Ｐ／２）だけずれている。ノズルプレート２１の材質は特に限定されるものではないが、流路基板２０と同様に、シリコン単結晶の基板とすることができる。あるいは、合成樹脂製のものを採用してもよい。
【００４７】
圧電アクチュエータ２２は、複数の圧力室２６内のインクに、ノズル２４から吐出させるための吐出エネルギーを付与するものである。図４〜図６に示すように、圧電アクチュエータ２２は、振動膜３０の上面において、複数の圧力室２６にそれぞれ対応して配置された複数の圧電素子３９を備えている。
【００４８】
以下、圧電素子３９の構成について説明する。本実施形態では、振動膜３０の上面に、下部電極３１（第１電極）となる膜、圧電膜３２となる膜、上部電極３３（第２電極）となる膜を含む複数の薄膜を順次成膜していくことにより、複数の圧電素子３９が形成されている。
【００４９】
振動膜３０の上面には、複数の下部電極３１が形成されている。複数の下部電極３１は配列方向に並設されており、複数の圧力室２６に対してそれぞれ設けられている。複数の下部電極３１は、複数の圧電素子３９に対する個別電極である。下部電極３１の材質は特に限定はされないが、例えば、白金（Ｐｔ）で形成されている。
【００５０】
この下部電極３１の上に、二つの圧力室列にそれぞれ対応して二つの圧電膜３２が配置されている。圧電膜３２は配列方向に長い矩形状をなし、対応する圧力室列を構成する複数の圧力室２６に跨って配置されている。圧電膜３２は、例えば、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との混晶であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料で構成されている。
【００５１】
圧電膜３２の上面には、複数の圧力室２６に跨るように配列方向に延びる、上部電極３３が形成されている。上部電極３３は、複数の圧電素子３９に対する共通電極である。上部電極３３は、例えば、白金（Ｐｔ）やイリジウム（Ｉｒ）などで形成されている。
【００５２】
以上の構成において、共通電極である上部電極３３の１つの圧力室２６に対向する部分と、個別電極である下部電極３１、及び、圧電膜３２の１つの圧力室２６と対向する部分によって、１つの圧電素子３９が構成されている。また、各圧電素子３９において、圧電膜３２の上部電極３３と下部電極３１とに挟まれた部分を、以下、特に活性部３８と称する。
【００５３】
各圧電素子３９の下部電極３１には、配線３５が接続されている。配線３５は、アルミニウム（Ａｌ）、あるいは、金（Ａｕ）などで形成されている。配線３５は、対応する圧電素子３９の下部電極３１から、搬送方向上流側（後方）に延びる。
【００５４】
図４に示すように、後述するカバー部材２３から露出した流路基板２０の後端部上面には、複数の配線３５にそれぞれ接続された複数の駆動接点部４６と、上部電極３３と接続された二つのグランド接点部４７とが設けられている。
【００５５】
流路基板２０の後端部上面には、配線部材であるＣＯＦ５０が接合されている。流路基板２０側の複数の駆動接点部４６は、ＣＯＦ５０に形成された複数の配線５５（図６参照）とそれぞれ電気的に接続されている。またＣＯＦ５０にはグランド配線（図示省略）も形成されている。グランド接点部４７はＣＯＦ５０のグランド配線と電気的に接続されている。
【００５６】
ＣＯＦ５０にはドライバＩＣ５１が実装されている。ＣＯＦ５０は、プリンタ１の制御装置７（図１参照）に接続されており、ドライバＩＣ５１は、ＣＯＦ５０上の配線を介して制御装置７と電気的に接続されている。ドライバＩＣ５１は、制御装置７から送られてきた制御信号に基づいて、圧電素子３９を駆動するための駆動信号を生成して出力する。
【００５７】
駆動信号の波形形状は特に限定されるものではないが、例えば、低電位と高電位との間で電位を切り換える矩形パルス波形が挙げられる。ドライバＩＣ５１から出力された駆動信号は、ＣＯＦ５０の配線５５を介して駆動接点部４６に入力され、さらに、配線３５を介して圧電素子３９の下部電極３１に供給される。なお上部電極３３は、グランド接点部４７を介してＣＯＦ５０のグランド配線と接続されており、上部電極３３の電位は、常にグランド電位に維持されている。
【００５８】
図７は、図５に示すＶＩＩ−ＶＩＩ線を切断線とした略示断面図である。圧力室２６は、配列方向に並設された複数の隔壁２５によって区画されている。配列方向における隔壁２５間の寸法は、例えば７．３５マイクロメートルである。隔壁２５は搬送方向に延びている。隔壁２５の上端部は振動膜２０に連結しており、隔壁２５の下端部はノズルプレート２１に連結している。
【００５９】
配列方向において、隣り合う隔壁２５の間に、圧電素子３９及びノズル２４が位置している。換言すれば、隔壁２５によって区画された各圧力室２６に、圧電素子３９及びノズル２４が配されている。
【００６０】
振動膜３０は、圧力室２６の上面部を構成する第１層３０１と、該第１層３０１の上側に設けられた第２層３０２とを備える。第１層３０１は、二酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）又は窒化シリコン（ＳｉＮx ）を含み、第２層３０２は、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）を含む。第１層３０１の厚みは、例えば１．５マイクロメートルであり、第２層３０２の厚みは、例えば０．５マイクロメートルである。
【００６１】
第２層３０２の上方に圧電膜３２が設けられている。配列方向における圧電膜３２の下面中央部と、配列方向における第２層３０２の上面中央部との間に、下部電極３１が配置されている。圧電膜３２は、下部電極３１の上面及び配列方向両端部を覆う。圧電膜３２の厚みは、例えば１マイクロメートルである。
【００６２】
配列方向に沿って隣り合う圧電素子３９の間において、第１層３０１の上側には、第２層３０２及び圧電膜３２に、前後方向に沿って延びた平面視矩形の溝３４が形成されている。換言すれば、隔壁２５の上端部及び振動膜３０の連結部分において、溝３４が形成されている。第２層３０２、圧電膜３２及び溝３４の上側に、上部電極３３は形成されている。例えば溝３４の幅（左右寸法）は３０μｍであり、溝３４の長さ（前後寸法）は３００μｍ程度である。
【００６３】
配列方向における下部電極３１の両端部と上部電極３３との間、及び上下方向における下部電極３１と上部電極３３との間に圧電膜３２が設けられているので、下部電極３１及び上部電極３３の短絡が防止されている。
【００６４】
溝３４は隔壁２５の上側に位置し、配列方向において、隔壁２５よりも左側及び右側に延びている。すなわち、溝３４の幅（配列方向に沿った寸法）は、隔壁２５の幅よりも大きい。
【００６５】
隔壁２５から圧力室２６の内側に亘って、第２層３０２は存在しないので、振動膜３０の厚みは、隔壁２５付近において、他の部分の厚みよりも薄い。そのため、振動膜３０は撓み易くなる。
【００６６】
なお前記他の部分よりも薄くなるように、隔壁２５付近に第２層３０２を形成してもよい。この場合、隔壁２５付近における第２層３０２の薄い部分は、配列方向において隔壁２５から圧力室２６の内側に亘って形成される。
【００６７】
実施の形態１に係るプリンタ１のインクジェットヘッド４にあっては、溝３４を形成する場合に、隔壁２５よりも圧力室２６の内側において、振動膜３０と隔壁２５との連結部分を薄く構成する。これにより、圧電膜３２及び振動膜３０の全体を薄くせずとも、振動膜３０は撓みやすくなり、信頼性の低下が抑制される。また下部電極３１と上部電極３３との間に圧電膜３２を位置させて、短絡を防止することができる。
【００６８】
また隔壁２５付近において、第２層３０２を薄くするか又は削除して、振動膜３０を撓みやすくする。また、例えば、第１層３０１を二酸化シリコン又は窒化シリコンによって構成し、第２層３０２を酸化ジルコニウムによって構成した場合、第１層３０１をエッチングのストップ層として利用し、第２層３０２を薄くするか又は削除することができる。
【００６９】
また振動膜３０の薄い部分又は削除された部分を隔壁２５よりも圧力室２６の内側に位置させることによって、振動膜３０を容易に振動させることができる。
【００７０】
（実施の形態２）
以下本発明を実施の形態２に係るプリンタ１を示す図面に基づいて説明する。図８は、圧電素子３９を略示する縦断面図である。なお図８の切断位置は図７に対応する。実施の形態２において、実施の形態１と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７１】
実施の形態２においては、隔壁２５付近において、振動膜３０の第１層３０１が他の部分よりも薄い。換言すれば、溝３４１は第１層３０１まで形成され、第１層３０１の薄い部分は、配列方向にて隔壁２５から圧力室２６の内側に亘り、左右に延びる。
【００７２】
第２層３０２のみならず、第１層３０１をも薄くしているので、振動膜３０はより撓み易くなる。
【００７３】
（実施の形態３）
以下本発明を実施の形態３に係るプリンタ１を示す図面に基づいて説明する。図９は、圧電素子３９を略示する縦断面図、図１０は、図９のＸ線で囲った部分を略示する部分拡大図である。なお図９の切断位置は図７に対応する。実施の形態３において、実施の形態１と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７４】
隣り合う圧電素子３９の間に溝３４２が形成されている。溝３４２を配列方向に平行な面によって切断した場合に、溝３４２の断面形状はＵ状又はＶ状をなす。図１０に示すように、圧電膜３２における溝３４２の傾きｂ／ａは、第２層３０２（振動膜３０）における溝３４２の傾きｄ／ｃよりも大きい。例えば、傾きｂ／ａは２であり、傾きｄ／ｃは１である。換言すれば、溝３４２の幅方向（配列方向）において、溝３４２の端部の傾きは、幅方向中央部における溝の底面又は側面の傾きよりも大きい。
【００７５】
実施の形態３においては、断面Ｖ状又はＵ状に溝３４２を形成し、振動膜３０の剛性を担保しつつ、振動膜３０を撓み易くさせる。また溝３４２の幅方向において、溝３４２の端部の傾きは、幅方向中央部における溝３４２の底面又は側面の傾きよりも大きいので、溝３４２の底面が平坦である場合に比べて、溝３４２の幅方向端部への応力集中を抑制することができる。また圧電膜３２における溝３４２の傾きが振動膜３０における溝３４２の傾きよりも大きいので、溝３４２の幅方向端部への応力集中を抑制することができる。
【００７６】
（実施の形態４）
以下本発明を実施の形態４に係るプリンタ１を示す図面に基づいて説明する。図１１は、圧電素子３９を略示する縦断面図、図１２は、図１１に示すＸＩＩ−ＸＩＩ線を切断線とした略示断面図である。なお図１１の切断位置は図７に対応する。実施の形態４において、実施の形態１と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７７】
図１１に示すように、隣り合う圧電素子３９の間に溝３４３が形成されている。溝３４３は前後方向（搬送方向）に延びた平面視菱形状をなす。すなわち、溝３４の長手方向における溝３４３の前端部又は後端部の幅（配列方向の寸法）が中央部の幅よりも狭くなるように、溝３４３の左右側面は傾斜している。溝３４３の上側において、上部電極３３に開口３３ａが形成されている。すなわち開口３３ａによって、溝３４３は上部電極３３によって覆われていない。なお溝３４３は、他の形状でもよく、例えば平面視楕円形又は六角形でもよい。 
【００７８】
図１２に示すように、前後方向において、前端部及び後端部の深さ（上下方向の寸法）が中央部の深さよりも浅くなるように、溝３４３の底面は傾斜している。
【００７９】
実施の形態４にあっては、溝３４３の前端部及び後端部の深さが中央部の深さよりも浅くなるように溝３４３の底面を傾斜させている。そのため、溝３４３が深い中央部において、振動膜３０を撓ませ、浅い前端部及び後端部において、振動膜３０の剛性を担保させることができる。
【００８０】
また溝３４３の左右側面を傾斜させて、例えば前後方向に延びた平面視菱形状になるように、溝３４３を形成する。そのため、溝３４３の幅の広い中央部において、振動膜３０を撓ませ、溝３４３の幅の狭い前端部及び後端部において、振動膜３０の剛性を担保させることができる。また溝３４３は上部電極３３によって覆われていないので、溝３４３付近の厚みは他の部分よりも薄く、撓み易くなっている。
【００８１】
実施の形態４においては、溝３４３の左右側面及び底面を傾斜させているが、溝３４３の左右側面又は底面のいずれかを真っ直ぐ又は平坦に形成してもよい。
【００８２】
なお上述した各実施の形態におけるプリンタ１に左右方向に移動するキャリッジを設け、該キャリッジにインクジェットヘッド４を設けてもよい。実施の形態１〜３においても、実施の形態４と同様に、溝３４、３４１、３４２の上側において、上部電極３３を形成しなくてもよい。
【００８３】
今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８４】
１  プリンタ
２４  ノズル
２５  隔壁
２６  圧力室
３０  振動膜
３０１  第１層
３０２  第２層
３１  下部電極（第１電極）
３２  圧電膜
３３  上部電極（第２電極）
３４、３４１、３４２、３４３  溝（連結部分）
【図１】
2019209697.tif 000003
【図２】
2019209697.tif 000004
【図３】
2019209697.tif 000005
【図４】
2019209697.tif 000006
【図５】
2019209697.tif 000007
【図６】
2019209697.tif 000008
【図７】
2019209697.tif 000009
【図８】
2019209697.tif 000010
【図９】
2019209697.tif 000011
【図１０】
2019209697.tif 000012
【図１１】
2019209697.tif 000013
【図１２】
2019209697.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月3日(2019.10.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が収容される圧力室の一面部を構成する振動膜と、
該振動膜における前記圧力室の反対側に設けられた圧電膜と、
前記振動膜に交差して連結しており、前記圧力室の側面部を構成する隔壁と、
前記圧電膜及び振動膜の間にて、前記圧電膜によって覆われた第１電極と、
前記圧電膜及び振動膜を前記圧力室の反対側から覆う第２電極と
を備え、
前記隔壁上において、前記圧電膜及び振動膜に、前記隔壁に沿って延びる溝が形成さ
れており、
前記溝は前記第１電極の長手方向の一端にも形成されること
を特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
液体が収容される圧力室の一面部を構成する振動膜と、
該振動膜における前記圧力室の反対側に設けられた圧電膜と、
前記振動膜に交差して連結しており、前記圧力室の側面部を構成する隔壁と、
前記圧電膜及び振動膜の間にて、前記圧電膜によって覆われた第１電極と、
前記圧電膜及び振動膜を前記圧力室の反対側から覆う第２電極と
を備え、
前記隔壁上において、前記圧電膜及び振動膜に、前記隔壁に沿って延びる溝が形成さ
れており、
前記第２電極は、前記隔壁上において開口が形成されていること
を特徴とする液体吐出装置。
【請求項３】
前記溝の長手方向における端部の深さが中央部の深さよりも浅いこと
を特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記振動膜は、
第１層と、
該第１層における前記圧力室の反対側に設けられた第２層と
を有し、
前記第２層の少なくとも一部が前記第２層の他部よりも薄いか又は削除されていること
を特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記第２層の前記一部に対応する前記第１層の一部が前記第１層の他部よりも薄いこと
を特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記溝の少なくとも一部は前記隔壁よりも前記圧力室の内側に位置すること
を特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記溝の長手方向における中央部の幅が前記長手方向において最も広いこと
を特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の液体吐出装置。
【請求項８】
前記溝は平面視菱形状であることを特徴とする請求項７に記載の液体吐出装置。