JP2006150808A - 液体移送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 圧電素子に形成された側面電極の電気的接続構造を簡素化することにより、その電気的接続の信頼性の向上及び製造コストの低減を図る。
【解決手段】 複数枚の圧電シート４０からなる各圧電素子４２の側面部には、複数の個別電極３２に接続された第１側面電極３５と、複数の共通電極３４に接続された第２側面電極３６とが夫々形成され、これら第１側面電極３５の下端部及び第２側面電極３６の下端部が、圧電素子４２と振動板３０との間に配設されたＦＰＣ５０の第１配線部５２及び第２配線部５３に、圧電素子４２とＦＰＣ５０との接合部の近傍において夫々接続されている。
【選択図】 図６

Description

本発明は、液体を移送する液体移送装置に関する。

被記録媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドなどの液体移送装置は、一般的に、液体に対して移送エネルギーを付与するアクチュエータを有する。例えば、特許文献１に記載のインクジェットヘッドは、複数の加圧液室（圧力室）を有する液室ユニットと、複数の加圧液室に対向するように設けられた圧電式のアクチュエータユニットを備えている。このアクチュエータユニットは、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる積層状の複数の圧電材料層で構成され且つ加圧液室（圧力室）に対向した圧電素子、及び、複数の圧電材料層の間に配置された複数の内部電極を有する。複数の内部電極は交互に圧電素子の２つの端面に引き出されて、これら２つの端面に夫々形成された２つの端面電極（側面電極）に接続されている。また、圧電素子の液室ユニットと反対側には、ＰＺＴ等の圧電素子と同じ材料で形成された基板が配置されており、この基板には、一方の端面電極に接続された個別引出電極のパターンと、他方の端面電極に接続された共通電極が形成されている。さらに、基板に形成された個別引出電極及び共通電極には、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）が接続されている。そして、図示外のヘッドドライバからＦＰＣを介して個別引出電極に駆動パルスが供給されると、内部電極に挟まれた圧電材料層に積層方向の電界が発生し、圧電素子が積層方向に伸びて加圧液室を覆う振動板が変形することから、加圧液室内のインクに圧力が付与される。

特開平８−１４２３２４号公報

しかし、前述の特許文献１のインクジェットヘッドにおいては、各圧電素子に形成された端面電極は、ＰＺＴ等の圧電素子と同じ材料で形成された比較的高価な基板を介してＦＰＣに接続されている。そのため、部品コストが増加するし、アクチュエータユニットとヘッドドライバとの接続構造が複雑になるため、インクジェットヘッドの製造コストが高くなる。

一方、前述の基板を省略して、端面電極とヘッドドライバとをＦＰＣ等の可撓性を有する配線部材により直接接続することは一応可能である。しかし、近年、インクジェットヘッドの小型化及び記録画像の高画質化を目的として、複数の圧電素子が高密度に密集して配置される傾向にあり、隣接する圧電素子の間隔はかなり狭くなっていることが多い。そして、このように狭い間隔で配置された複数の圧電素子の端面に夫々形成された端面電極にＦＰＣ等の配線部材の端子を接続することは非常に困難であり、製造コストが高くなる。また、仮に、接続できたとしても、その電気的接続の信頼性は低くなる。

本発明の目的は、圧電素子に形成された側面電極の電気的接続構造を簡素化することにより、その電気的接続の信頼性の向上及び製造コストの低減を図ることである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

第１の発明の液体移送装置は、平面に沿って配置された複数の圧力室を含む液体流路が形成された流路ユニットと、前記複数の圧力室の容積を選択的に変化させる圧電アクチュエータとを備えた液体移送装置であって、前記圧電アクチュエータは、前記複数の圧力室を覆う振動板と、積層状の複数枚の圧電膜からなり、前記振動板の前記圧力室と反対側の、前記複数の圧力室と対向する位置に夫々配置された複数の圧電素子と、各圧電素子において、前記複数枚の圧電膜の間に交互に配置された複数の第１電極及び複数の第２電極と、各圧電素子の側面部に形成され、前記複数の第１電極と夫々接続された第１側面電極、及び、同じく各圧電素子の側面部に形成され、前記複数の第２電極と夫々接続された第２側面電極とを有し、前記振動板の前記圧力室と反対側に、前記第１側面電極の前記振動板側の端部に接続された第１配線部と、前記第２側面電極の前記振動板側の端部に接続された第２配線部とが、前記振動板に沿って配置されていることを特徴とするものである。

この液体移送装置において、ある圧電素子の複数の第１電極と複数の第２電極の何れかに駆動電圧が印加されると、２つの電極に挟まれた圧電膜にはその厚み方向に平行な電界が生じる。このとき、圧電膜は分極方向である厚み方向に伸び、さらに、その圧電膜の変形に起因して振動板も変形するため、圧力室内の液体に圧力が付与される。ここで、複数の第１電極に導通する第１側面電極と、複数の第２電極に導通する第２側面電極とが、それらの振動板側の端部において、振動板の面に沿って配置された第１配線部及び第２配線部と夫々接続されている。この接続構造は、側面電極にＦＰＣ等の配線部材を直接接続する場合と比較して、かなり容易なものでありその電気的接続の信頼性も高くなる。また、第１、第２側面電極と、第１電極又は第２電極に駆動電圧を供給する駆動装置との間の電気的接続の構造を簡素化することができるため、製造コストを低減できる。

第２の発明の液体移送装置は、前記第１の発明において、前記振動板は、前記圧力室と反対側の面において絶縁性を有し、この振動板の前記圧力室と反対側の面に、前記第１配線部と前記第２配線部が直接形成されていることを特徴とするものである。この場合には、配線部材を省略して部品数を減らすことができ、液体移送装置の製造コストをさらに低減できる。

第３の発明の液体移送装置は、その一方の面に前記第１配線部と前記第２配線部が形成された配線部材が、これら第１配線部と第２配線部とが前記圧電素子側に位置するように、前記振動板の前記圧力室と反対側の面に配設されていることを特徴とするものである。この場合、第１配線部と第２配線部とを有する配線部材が振動板上に配設され、さらに、この配線部材上に複数の圧電素子が配設されることになる。従って、圧電素子が配線部材と接触する部分の近傍で、第１側面電極と第１配線部、及び、第２側面電極と第２配線部とが接続されることになるため、その接続が容易なものとなり、また、その電気的接続の信頼性も高くなる。

第４の発明の液体移送装置は、前記第３の発明において、前記配線部材の前記圧力室と対向する領域に複数の貫通穴が形成されており、前記複数の圧電素子は前記複数の貫通穴において夫々前記配線部材を貫通して前記振動板に直接接触していることを特徴とするものである。一般的に、配線部材は、合成樹脂材料等の比較的弾性率の低い材料で形成されているため、圧電素子と振動板との間に配線部材が介在していると、駆動時の圧電素子の変形が配線部材により吸収されてしまう。しかし、本発明のように、圧電素子が貫通穴において配線部材を貫通して振動板に直接接触している場合には、圧電素子の変形が配線部材により吸収されることがなく、効率よく振動板を変形させることができるため、より低い駆動電圧で圧力室内の液体に所定の圧力を付与することができる。また、複数の圧電素子と配線部材とを複数の貫通穴により容易に位置合わせすることができるため、製造工程を短縮して、製造コストを低減できる。

第５の発明の液体移送装置は、前記第４の発明において、前記配線部材と前記複数の貫通穴を貫通する前記複数の圧電素子との間に、絶縁性材料が夫々充填されていることを特徴とするものである。従って、特に、第１側面電極と第１配線部、及び、第２側面電極と第２配線部とを、導電性の接合材料により接合する場合に、貫通穴内の配線部材と圧電素子との間に導電性材料が入り込んでしまうのを絶縁性材料で阻止して、側面電極と配線部との間で断線が生じるのを防止できるため、電気的接続の信頼性が高まる。

第６の発明の液体移送装置は、前記第３〜第５の何れかの発明において、前記複数の圧電素子に夫々形成された前記第１側面電極及び前記第２側面電極は、１枚の前記配線部材に形成された前記第１配線部及び前記第２配線部に夫々接続されていることを特徴とするものである。このように、複数の圧電素子に関して、第１側面電極及び第２側面電極を、振動板の表面に配設された１枚の配線部材だけで、第１配線部及び第２配線部と接続することにより、その接続構造をより簡素化することができる。

第７の発明の液体移送装置は、前記第１〜第６の何れかの発明において、前記第１側面電極及び前記第２側面電極に夫々接続された、前記第１配線部及び前記第２配線部は、前記振動板の前記圧力室と反対側において、前記平面に直交する方向から見て、同一の方向に引き出されていることを特徴とするものである。従って、前述の第２の発明のように、振動板上に直接第１、第２配線部が形成される場合には、第１電極又は第２電極に対して駆動電圧を供給する駆動装置を振動板上に配置することが可能になり、駆動装置と第１側面電極及び第２側面電極との間の電気的接続構造を簡素化できる。また、前述の第３の発明のように、配線部材が用いられている場合には、駆動装置と第１、第２側面電極とを１枚の配線部材だけで電気的に接続することが可能になる。

第８の発明の液体移送装置は、前記第１〜第６の何れかの発明において、前記第１電極は駆動電圧が印加される電極であり、一方、前記第２電極は常に所定の一定電位に維持される電極であり、前記複数の圧電素子は、配列方向が所定の第１方向である複数の列に配列され、前記複数の圧電素子の夫々において、前記第１側面電極と前記第２側面電極とが、前記平面に平行で且つ前記第１方向と直交する第２方向に並べて配置され、複数の前記第１配線部が、前記複数の圧電素子に形成された複数の前記第１側面電極から夫々前記第２方向の一方側へ延在しており、前記第２配線部は、前記複数の圧電素子に形成された複数の前記第２側面電極から夫々前記第２方向の他方側へ延在する複数の第１導電部と、これら複数の第１導電部の全てと導通し且つ前記第１方向に延在する第２導電部と、この第２導電部と導通し且つ前記第２方向の一方側へ延在する第３導電部とを有することを特徴とするものである。

このように、第１配線部と、第２配線部の第３導電部とが、共に第２方向の一方側に延在しており、同方向に引き出されているため、前述の第２の発明のように、振動板上に直接第１、第２配線部が形成される場合には、駆動装置を振動板上に配置することが可能になる。また、前述の第３の発明のように、配線部材が用いられている場合には、駆動装置と第１、第２側面電極とを１枚の配線部材で電気的に接続することが可能になる。

第９の発明の液体移送装置は、前記第１〜第８の何れかの発明において、前記第１側面電極と前記第１配線部との接合、及び、前記第２側面電極と前記第２配線部との接合は、共に、これらの両方に接する導電性材料を介してなされていることを特徴とするものである。この場合には、第１側面電極と第１配線部との接続、及び、第２側面電極と第２配線部との接続がさらに確実なものとなり、電気的接続の信頼性が高まる。

本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、液体移送装置として、ノズルから記録用紙に対してインクを吐出するインクジェットヘッドに本発明を適用した一例である。
まず、インクジェットヘッド１を備えたインクジェットプリンタ１００について簡単に説明する。図１に示すように、インクジェットプリンタ１００は、図１の左右方向に移動可能なキャリッジ１０１と、このキャリッジ１０１に設けられて記録用紙Ｐに対してインクを噴射するシリアル式のインクジェットヘッド１と、記録用紙Ｐを図１の前方へ搬送する搬送ローラ１０２等を備えている。インクジェットヘッド１は、キャリッジ１０１と一体的に左右方向（走査方向）へ移動して、その下面のインク吐出面に形成されたノズル２０（図２〜図４、図６及び図７参照）の出射口から記録用紙Ｐに対してインクを噴射する。そして、インクジェットヘッド１により記録された記録用紙Ｐは、搬送ローラ１０２により前方（紙送り方向）へ排出される。

次に、インクジェットヘッド１について図２〜図７を参照して詳細に説明する。
図２〜図７に示すように、インクジェットヘッド１は、その内部にインク流路が形成された流路ユニット２と、この流路ユニット２の上側に配置された圧電アクチュエータ３とを備えている。尚、図２はインクジェットヘッド１の平面図、図３は図２に示すインクジェットヘッド１の振動板３０から下側の部分の平面図、図４は図２に示すインクジェットヘッド１から積層体４１を除いた部分の平面図、図５は積層体４１の平面図、図６は図２のVI-VI線断面図、図７は図２のVII-VII線断面図を夫々示している。

まず、流路ユニット２について説明する。図６、図７に示すように、流路ユニット２はキャビティプレート１０、ベースプレート１１、マニホールドプレート１２、及びノズルプレート１３を備えており、これら４枚のプレート１０〜１３が積層状態で接合されている。このうち、キャビティプレート１０、ベースプレート１１及びマニホールドプレート１２はステンレス鋼製の板であり、これら３枚のプレート１０〜１２に、後述するマニホールド１７や圧力室１４等のインク流路をエッチングにより容易に形成することができるようになっている。また、ノズルプレート１３は、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂材料により形成され、マニホールドプレート１２の下面に接着される。あるいは、このノズルプレート１３も、３枚のプレート１０〜１２と同様にステンレス鋼等の金属材料で形成されていてもよい。

図２〜図４、図６、及び、図７に示すように、キャビティプレート１０には、平面に沿って配列された複数の圧力室１４が形成されている。これら複数の圧力室１４は、後述の振動板３０側（図６の上方）へ開口している。また、複数の圧力室１４は、紙送り方向（図２の上下方向）に２列に配列されている。各圧力室１４は、平面視で走査方向（図２の左右方向）に長い、略楕円形状に形成されている。

ベースプレート１１の平面視で圧力室１４の長手方向両端部に重なる位置には、夫々連通孔１５，１６が形成されている。また、マニホールドプレート１２には、紙送り方向（図２の上下方向）に延び、平面視で圧力室１４の図２における左右何れか一方の端部と重なるマニホールド１７が形成されている。このマニホールド１７には、インクタンク（図示省略）から、後述の振動板３０に形成されたインク供給口１８を介してインクが供給される。また、平面視で圧力室１４のマニホールド１７と反対側の端部と重なる位置には、連通孔１９も形成されている。さらに、ノズルプレート１３には、平面視で複数の連通孔１９に夫々重なる位置に、複数のノズル２０が夫々形成されている。ノズル２０は、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂の基板にエキシマレーザー加工を施すことにより形成される。

そして、図６に示すように、マニホールド１７は連通孔１５を介して圧力室１４に連通し、さらに、圧力室１４は、連通孔１６，１９を介してノズル２０に連通している。このように、流路ユニット２内には、マニホールド１７から圧力室１４を経てノズル２０に至る個別インク流路２１が形成されている。

次に、圧電アクチュエータ３について説明する。図２〜図７に示すように、圧電アクチュエータ３は、上方へ開口した複数の圧力室１４を覆う振動板３０と、この振動板３０の上側において複数の圧力室１４と対向する位置に夫々配置された複数の圧電素子４２を有し、積層状の複数枚の圧電シート４０からなる積層体４１とを備えている。

振動板３０は、平面視で略矩形状の板であり、例えば、ステンレス鋼等の鉄系合金、銅系合金、ニッケル系合金、あるいは、チタン系合金などの金属材料、シリコン、ガラス材料、アルミナやジルコニア等のセラミックス材料、あるいは、ポリイミド等の合成樹脂材料などからなる。この振動板３０は、複数の圧力室１４を覆うようにキャビティプレート１０の上面に接合されている。

振動板３０の上面には、後述のフレキシブルプリント配線板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）５０を介して、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性の圧電材料からなる圧電シート４０（圧電膜）の積層体４１が配設されている。積層状の複数枚の圧電シート４０の間には、複数の個別電極３２（第１電極）と複数の共通電極３４（第２電極）が交互に配置されている。この積層体４１は、例えば、ＰＺＴのグリーンシートの表面にスクリーン印刷等により個別電極３２と共通電極３４とを形成してから、グリーンシートを複数枚積層した後、高温（例えば、１０００℃程度）で焼成することにより得られる。また、積層体４１を構成する複数枚の圧電シート４０は夫々その厚み方向に分極されている。尚、図６、図７に示すように、積層体４１は、その上面において金属製のフレーム４５に接合されており、このフレーム４５を介して積層体４１は流路ユニット２に固定されている。また、複数の個別電極３２は、後述のドライバＩＣ３７（図２参照）から選択的に駆動電圧が供給される電極であり、複数の共通電極３４はドライバＩＣ３７を介して常にグランド電位に保持されている電極である。

ところで、図２、図５〜図７に示すように、積層体４１の下側部分の、複数の圧力室１４に夫々対向する部分が溝により分割されて、下方へ突出する複数の圧電素子４２が形成されている。これら複数の圧電素子４２は、平面視で、複数の圧力室１４の中央部と重なる位置に夫々配置されており、複数の圧力室１４と同様に紙送り方向（図２の上下方向：第１方向）に２列に配列されている。また、各圧電素子４２は、圧力室１４と同様に走査方向（図２の左右方向）に長い略矩形状の平面形状を有し、さらに、その４つの隅部が面取りされた形状に形成されている。尚、複数の圧電素子４２を分割する溝は、例えば、ダイサーやマイクロブラスト、あるいは、超音波加工等により形成することができる。また、図２、図５に示すように、積層体４１の左右両側部分には、夫々紙送り方向に延びて複数の圧電素子４２を左右から支持する１対の支持部４３も下方突出状に形成されている。

さらに、図６に示すように、各圧電素子４２の一方の側面部（図６における右側の側面部）には、複数の個別電極３２に夫々接続された第１側面電極３５が形成されており、この第１側面電極３５は圧電素子４２の下端まで延びている。また、各圧電素子４２の他方の側面部（図６における左側の側面部）には、複数の共通電極３４に夫々接続された第２側面電極３６が形成されており、この第２側面電極３６も圧電素子４２の下端まで延びている。そして、第１側面電極３５と第２側面電極は、平面視で、圧電素子４２の配列方向（第１方向）と直交する左右方向（第２方向）に並べて配置されている。尚、第１側面電極３５及び第２側面電極３６は、例えば、スパッタ法や蒸着法等により圧電素子４２の側面部に導電材料を堆積させることにより形成することができる。また、第１側面電極３５及び第２側面電極３６は、次述のＦＰＣ５０の第１配線部５２及び第２配線部５３を介して夫々ドライバＩＣ３７（図４参照）に接続されている。

次に、第１側面電極３５及び第２側面電極３６とドライバＩＣ３７とを接続するＦＰＣ５０（配線部材）について説明する。図６、図７に示すように、ＦＰＣ５０は、振動板３０と複数の圧電素子４２との間に挟まれた状態で振動板３０に沿って配設されており、さらに、このＦＰＣ５０は、エポキシ系の接着剤などにより振動板３０及び圧電素子４２の両方と接着されている。また、ＦＰＣ５０は、ポリイミド等の絶縁性の合成樹脂材料からなり可撓性を有する基材５１と、この基材５１の上面に形成された第１配線部５２及び第２配線部５３とを有する。そして、図６に示すように、各圧電素子４２に形成された第１側面電極３５の下端部は、基材５１上面の第１配線部５２と接続されている。一方、各圧電素子４２に形成された第２側面電極３６の下端部は、基材５１上面の第２配線部５３と接続されている。

尚、図６に示すように、第１側面電極３５と第１配線部５２とは、圧電素子４２とＦＰＣ５０の基材５１との接合部の近傍において、第１側面電極３５と第１配線部５２の両方に接する半田や導電性接着剤等の導電性材料６０を介して接合されている。同様に、第２側面電極３６と第２配線部５３とも、圧電素子４２とＦＰＣ５０の基材５１との接合部の近傍において、第２側面電極３６と第２配線部５３の両方に接する導電性材料６１を介して接合されている。この場合、第１側面電極３５及び第２側面電極３６に直接ＦＰＣ等の配線部材を接続する場合と比較して、第１側面電極３５と第１配線部５２、及び、第２側面電極３６と第２配線部５３とを接続することはかなり容易であり、また、それらの電気的接続の信頼性も高くなる。

図２、図４、図６に示すように、複数の第１配線部５２は、複数の圧電素子４２の右端部に夫々位置する複数の第１側面電極３５から右方（第２方向の一方側）へ引き出されている。一方、第２配線部５３は、複数の圧電素子４２の左端部に夫々位置する複数の第２側面電極３６から左方（第２方向の他方側）へ延在する複数の第１導電部５４と、これら複数の第１導電部５４の全てと導通し且つ図２の上下方向（第１方向）に延在する第２導電部５５と、この第２導電部５５と導通し且つ右方へ延在する第３導電部５６とを有する。そして、第２配線部５３は、第３導電部５６において、複数の第１配線部５２と同様に右方へ引き出されている。また、基材５１の右端部には、個別電極３２に駆動電圧を供給するドライバＩＣ３７が配置されている。そして、右方に引き出された複数の第１配線部５２と第２配線部５３はドライバＩＣ３７に接続されている。このように、複数の第１配線部５２と第２配線部５３が共に右方に引き出されているため、第１側面電極３５及び第２側面電極３６とドライバＩＣ３７とを、１枚のＦＰＣ５０のみで接続することが可能になる。

そして、各圧電素子４２の複数の個別電極３２は、第１側面電極３５及び第１配線部５２を介してドライバＩＣ３７と接続され、ドライバＩＣ３７から個別電極３２に対して駆動電圧が供給される。一方、各圧電素子４２の複数の共通電極３４は、第２側面電極３６、第２配線部５３及びドライバＩＣ３７を介して常にグランド電位に保持されている。尚、基材５１には、ドライバＩＣ３７とインクジェットプリンタ１００の制御装置（図示省略）とを接続する為の接続端子５７も形成されている。

次に、インク吐出時の圧電アクチュエータ３の作用について説明する。
ある圧電素子４２の複数の個別電極３２に対して、第１側面電極３５及び第１配線部５２を介してドライバＩＣ３７から駆動電圧が印加されると、この個別電極３２とグランド電位に保持された共通電極３４との間に電位差が生じる。すると、個別電極３２と共通電極３４との間に挟まれた圧電シート４０にその分極方向である厚み方向と平行な方向の電界が生じるため、圧電縦効果により圧電シート４０が厚み方向に伸びる。そして、この圧電素子４２の変形に伴って振動板３０が変形して圧力室１４内の容積が変化するため、圧力室１４内のインクに圧力が付与されて、圧力室１４に連通するノズル２０からインクの液滴が吐出される。

以上説明したインクジェットヘッド１によれば、次のような効果が得られる。
第１配線部５２と第２配線部５３とを有するＦＰＣ５０が、振動板３０と複数の圧電素子４２との間に挟まれた状態で振動板３０の上面に配設されており、第１配線部５２は第１側面電極３５の下端部と接続され、第２配線部５３は第２側面電極３６の下端部と接続されている。そのため、第１側面電極３５及び第２側面電極３６とＦＰＣ５０とを接続するための特別な構成（例えば、前述の特許文献１における基板等）が不要になり、ＦＰＣ５０のみで、第１側面電極３５及び第２側面電極３６とドライバＩＣ３７とを接続することができる。従って、第１側面電極３５及び第２側面電極３６とドライバＩＣ３７との接続構造が簡単なものになり、製造コストを低減することができる。さらに、複数の第１配線部５２と第２配線部５３が共に一方向に引き出されているため、第１側面電極３５及び第２側面電極３６とドライバＩＣ３７とを１枚のＦＰＣ５０のみで接続することが可能になり、製造コストをより低減することができる。

また、第１側面電極３５と第１配線部５２、及び、第２側面電極３６と第２配線部５３が、圧電素子４２とＦＰＣ５０の基材５１との接合部の近傍において、導電性材料６０，６１により接合されている。従って、第１側面電極３５及び第２側面電極３６に直接ＦＰＣ等の配線部材を接続する場合と比較して、接続が容易であり、その電気的接続の信頼性も高くなる。

次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同じ構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
１］前記実施形態のように、ＦＰＣ５０の第１配線部５２と第２配線部５３が全て一方向に引き出されている（図２参照）必要は必ずしもない。例えば、図８に示す変更形態１のインクジェットヘッド１Ａにおいては、ＦＰＣ５０Ａの基材５１Ａに、複数の第１配線部５２Ａと第２配線部５３Ａとが形成されている。そして、左側の圧電素子４２の列に対応する第１配線部５２Ａはこれら圧電素子４２の左端から左方へ引き出され、右側の圧電素子４２の列に対応する第１配線部５２Ａはこれら圧電素子４２の右端から右方へ引き出されている。また、第２配線部５３Ａは、複数の圧電素子４２の左端又は右端から、２列に配列された圧電素子４２の間へ夫々延在する複数の第１導電部５４Ａと、これら複数の第１導電部５４Ａの全てと導通し且つ圧電素子４２の配列方向（図８の上下方向）に延在する第２導電部５５Ａと、第２導電部５５Ａに導通し且つ右方へ延在する第３導電部５６Ａとを有する。即ち、第２配線部５３Ａは、第３導電部５６Ａにおいて右方へ引き出されている。このような形態でも、第１側面電極３５及び第２側面電極３６とＦＰＣ５０Ａとを接続するための特別な構成は不要であり、ＦＰＣ５０Ａのみで、第１側面電極３５及び第２側面電極３６とドライバＩＣ３７とを接続することができるため、その接続構造が簡単になる。

２］前記実施形態のインクジェットヘッド１では、振動板３０の上面側に、ＦＰＣ５０を介して複数の圧電素子４２が配置されているが（図６参照）、ＦＰＣの基材は、一般的に、ポリイミド等の比較的弾性率の低い材料で形成されていることが多いため、駆動時の圧電素子４２の変形が基材により吸収されてしまう。そこで、図９に示すように、ＦＰＣ５０Ｂの基材５１Ｂの、複数の圧力室１４と対向する領域に夫々複数の貫通穴７０が形成され、複数の圧電素子４２が複数の貫通穴７０において夫々ＦＰＣ５０Ｂを貫通して振動板３０に直接接触していてもよい（変更形態２）。この場合には、圧電素子４２の変形がＦＰＣ５０Ｂにより吸収されることがなく、効率よく振動板３０を変形させることができるため、より低い駆動電圧で圧力室１４内のインクに所定の圧力を付与することができる。また、複数の圧電素子４２とＦＰＣ５０Ｂとを複数の貫通穴７０により容易に位置合わせすることができるため、製造工程を短縮して、製造コストを低減できる。

また、貫通穴７０の加工精度が低いと、ＦＰＣ５０Ｂに形成された貫通穴７０と圧電素子４２との間に隙間が形成されてしまうこともある。この場合、第１側面電極３５と第１配線部５２、及び、第２側面電極３６と第２配線部５３を、導電性材料６０，６１を用いて接合する場合に、貫通穴７０と圧電素子４２との間に導電性材料６０，６１が入り込んで断線してしまう虞がある。また、振動板３０が導電性を有する場合には、隙間に入り込んだ導電性材料６０，６１により短絡が生じる虞もある。そこで、図１０に示すように、ＦＰＣ５０Ｂと、複数の貫通穴７０を貫通する複数の圧電素子４２との間に絶縁性材料７１が夫々充填されていることが好ましい（変更形態３）。

３］ＦＰＣ等の配線部材を介さず、振動板３０の上面に直接第１配線部５２及び第２配線部５３が形成されていてもよい。但し、この場合には、第１配線部５２及び第２配線部５３を互いに絶縁するために、振動板３０の上面が絶縁性を有することが必要である。例えば、振動板３０が金属材料からなる場合には、図１１に示すように、振動板３０の上面にアルミナなどからなる絶縁材料層８０が形成され、この絶縁材料層８０の表面に第１配線部５２及び第２配線部５３が形成される（変更形態４）。尚、この絶縁材料層８０は、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法）、スパッタ法、あるいは、ゾルゲル法などにより形成することができる。また、振動板３０がシリコンからなる場合には、振動板３０の上部にシリコンの酸化膜を形成し、この酸化膜の表面に第１配線部５２及び第２配線部５３を形成すればよい。一方、図１２に示すように、振動板３０が、アルミナやジルコニア等のセラミックス材料、ガラス材料、あるいは、ポリイミド等の合成樹脂材料などの、絶縁材料からなる場合には、この振動板３０の上面に直接第１配線部５２及び第２配線部５３を形成することができる（変更形態５）。このような形態では、ＦＰＣ等の配線部材を省略して部品数を減らすことができる。さらに、ドライバＩＣ３７を振動板３０の上面に配置することも可能であり、個別電極３２及び共通電極３４とドライバＩＣ３７との電気的な接続構造をより簡素化することができる。

４］前記実施形態の圧電アクチュエータ３は、個別電極３２に駆動電圧が印加されたときに圧電シート４０がその厚み方向に伸びる圧電縦効果を利用して圧力室１４の容積を変化させるように構成されているが、圧電シートが厚み方向に伸びたときに、同時に、圧電シートがその面に平行な方向に縮む作用、いわゆる、圧電横効果を利用して圧力室１４の容積を変化させるものであってもよい。例えば、図１３に示すように、この変更形態６の圧電アクチュエータ３Ｃにおいては、振動板３０の上面にＦＰＣ５０が配設され、さらに、このＦＰＣ５０の上面には、各圧電素子４２Ｃを構成する複数枚の圧電シート４０Ｃが左右に積層した状態で配設されている。複数枚の圧電シート４０Ｃの間には、複数の個別電極３２Ｃと複数の共通電極３４Ｃとが交互に配置されている。そして、複数の個別電極３２Ｃは上方へ引き出され、積層体４１Ｃの上面に形成された引出電極８１、及び、積層体４１Ｃの右側面に形成された第１側面電極３５Ｃを介して、ＦＰＣ５０の第１配線部５２に接続されている。一方、複数の共通電極３４Ｃは下方へ引き出され、積層体４１Ｃの下面に形成された引出電極８２、及び、積層体４１Ｃの左側面に形成された第２側面電極３６Ｃを介して、ＦＰＣ５０の第２配線部５３に接続されている。尚、積層体４１Ｃの上面には、前記実施形態と同様に、金属製のフレーム４５が接着されている。

この圧電アクチュエータ３Ｃにおいては、個別電極３２Ｃに駆動電圧が印加されると、個別電極３２Ｃと共通電極３４Ｃとの間に挟まれる圧電シート４０Ｃには、分極方向であるその厚み方向に平行な電界が作用する。すると、圧電シート４０Ｃは、厚み方向に伸びるとともに、面に平行な方向（鉛直方向）に縮む。このとき、圧電シート４０Ｃの変形に伴って振動板３０も変形することになるため、圧力室１４の容積が変化して圧力室１４内のインクに圧力が付与される。

５］ＰＺＴのグリーンシートを焼成して得られる圧電シート４０の代わりに、エアロゾルデポジション法、スパッタリング法等で成膜された圧電材料の膜を用いてもよい。この場合、圧電膜の成膜とスクリーン印刷等による電極（個別電極３２及び共通電極３４）の形成を交互に行うことにより、積層体４１が形成される。

６］以上説明した前記実施形態及びその変更形態は、液体移送装置として、ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドに本発明を適用した一例であるが、インク以外の液体に圧力を付与して液体を移送する他の液体移送装置に本発明を適用することもできる。

本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの概略斜視図である。 インクジェットヘッドの平面図である。 図２に示すインクジェットヘッドの振動板から下側の部分の平面図である。 図２に示すインクジェットヘッドから積層体を除いた部分の平面図である。 積層体４１の平面図である。 図２のVI-VI線断面図である。 図２のVII-VII線断面図である。 変更形態１のインクジェットヘッドの平面図である。 変更形態２の図６相当の断面図である。 変更形態３の図６相当の断面図である。 変更形態４の図６相当の断面図である。 変更形態５の図６相当の断面図である。 変更形態６の図６相当の断面図である。

符号の説明

１，１Ａ インクジェットヘッド
２ 流路ユニット
３，３Ｃ 圧電アクチュエータ
１４ 圧力室
３０ 振動板
３２，３２Ｃ 個別電極
３４，３４Ｃ 共通電極
３５，３５Ｃ 第１側面電極
３６，３６Ｃ 第２側面電極
４０，４０Ｃ 圧電シート
４２，４２Ｃ 圧電素子
５２，５２Ａ 第１配線部
５３，５３Ａ 第２配線部
５４ 第１導電部
５５ 第２導電部
５６ 第３導電部
６０，６１ 導電性材料
７０ 貫通穴
７１ 絶縁性材料

Claims (9)

1. 平面に沿って配置された複数の圧力室を含む液体流路が形成された流路ユニットと、前記複数の圧力室の容積を選択的に変化させる圧電アクチュエータとを備えた液体移送装置であって、
   前記圧電アクチュエータは、
   前記複数の圧力室を覆う振動板と、
   積層状の複数枚の圧電膜からなり、前記振動板の前記圧力室と反対側の、前記複数の圧力室と対向する位置に夫々配置された複数の圧電素子と、
   各圧電素子において、前記複数枚の圧電膜の間に交互に配置された複数の第１電極及び複数の第２電極と、
   各圧電素子の側面部に形成され、前記複数の第１電極と夫々接続された第１側面電極、及び、同じく各圧電素子の側面部に形成され、前記複数の第２電極と夫々接続された第２側面電極とを有し、
   前記振動板の前記圧力室と反対側に、前記第１側面電極の前記振動板側の端部に接続された第１配線部と、前記第２側面電極の前記振動板側の端部に接続された第２配線部とが、前記振動板に沿って配置されていることを特徴とする液体移送装置。
2. 前記振動板は、前記圧力室と反対側の面において絶縁性を有し、
   この振動板の前記圧力室と反対側の面に、前記第１配線部と前記第２配線部が直接形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体移送装置。
3. その一方の面に前記第１配線部と前記第２配線部が形成された配線部材が、これら第１配線部と第２配線部とが前記圧電素子側に位置するように、前記振動板の前記圧力室と反対側の面に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の液体移送装置。
4. 前記配線部材の前記圧力室と対向する領域に複数の貫通穴が形成されており、前記複数の圧電素子は前記複数の貫通穴において夫々前記配線部材を貫通して前記振動板に直接接触していることを特徴とする請求項３に記載の液体移送装置。
5. 前記配線部材と前記複数の貫通穴を貫通する前記複数の圧電素子との間に、絶縁性材料が夫々充填されていることを特徴とする請求項４に記載の液体移送装置。
6. 前記複数の圧電素子に夫々形成された前記第１側面電極及び前記第２側面電極は、１枚の前記配線部材に形成された前記第１配線部及び前記第２配線部に夫々接続されていることを特徴とする請求項３〜５の何れかに記載の液体移送装置。
7. 前記第１側面電極及び前記第２側面電極に夫々接続された、前記第１配線部及び前記第２配線部は、前記振動板の前記圧力室と反対側において、前記平面に直交する方向から見て、同一の方向に引き出されていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の液体移送装置。
8. 前記第１電極は駆動電圧が印加される電極であり、一方、前記第２電極は常に所定の一定電位に維持される電極であり、
   前記複数の圧電素子は、配列方向が所定の第１方向である複数の列に配列され、
   前記複数の圧電素子の夫々において、前記第１側面電極と前記第２側面電極とが、前記平面に平行で且つ前記第１方向と直交する第２方向に並べて配置され、
   複数の前記第１配線部が、前記複数の圧電素子に形成された複数の前記第１側面電極から夫々前記第２方向の一方側へ延在しており、
   前記第２配線部は、前記複数の圧電素子に形成された複数の前記第２側面電極から夫々前記第２方向の他方側へ延在する複数の第１導電部と、これら複数の第１導電部の全てと導通し且つ前記第１方向に延在する第２導電部と、この第２導電部と導通し且つ前記第２方向の一方側へ延在する第３導電部とを有することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の液体移送装置。
9. 前記第１側面電極と前記第１配線部との接合、及び、前記第２側面電極と前記第２配線部との接合は、共に、これらの両方に接する導電性材料を介してなされていることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の液体移送装置。

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