JP2007116896A - 液体噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は電極層と圧電材料層とが交互に積層され、両層の積層方向に振動する複数の圧電振動子33を備えた圧電アクチュエータユニット29である。複数の圧電振動子33は、積層方向に直交する振動子配列方向に沿って一列に並設されている。各圧電振動子33は、積層方向及び振動子配列方向の両方に直交する振動子幅方向の一側の領域と他側の領域とを含み、一側の領域と他側の領域のいずれか一方が圧電変形可能な活性部を形成すると共にいずれか他方が圧電変形不能な非活性部を形成しており、隣り合う圧電振動子同士では活性部及び非活性部の配置が逆である。
【選択図】図3
Description
20 ヘッドケース
21 流路ユニット
22 ノズル形成面
23A、23B ノズル開口
24 ノズルプレート
25 流路形成板
26 弾性板
26a 弾性壁
27 振動板
29 圧電アクチュエータユニット
30 圧電アクチュエータユニット基板
31 駆動集積回路
32 テープキャリアパッケージ
33 圧電振動子
33a 活性部
33b 非活性部
34A,34B 圧力室
34’ 圧力室の側壁面の一部
35 共通インク室
36 インク供給口
37 隔壁
38 可動厚肉部
39 薄肉部
40、40A、40B 固定厚肉部
43 個別電極層
44 共通電極層
45 個別外部電極
46 共通外部電極
47 固定基板
48A 第1厚肉基部
48B 第2厚肉基部
49 圧電材料層
50 第1導電材料層
51 第2導電材料層
52 圧電材料層
53 第1窓部
54 第2窓部
55 積層体
56 第1外部導電材料層
57 第2外部導電材料層
60 圧電構造体
Claims (20)
- 電極層と圧電材料層とが交互に積層され、両層の積層方向に振動する複数の圧電振動子を備えた圧電アクチュエータユニットであって、
前記複数の圧電振動子は、前記積層方向に直交する振動子配列方向に沿って一列に並設されており、各圧電振動子は、前記積層方向及び前記振動子配列方向の両方に直交する振動子幅方向の一側の領域と他側の領域とを含み、前記一側の領域と前記他側の領域のいずれか一方が圧電変形可能な活性部を形成すると共にいずれか他方が圧電変形不能な非活性部を形成しており、隣り合う圧電振動子同士では前記活性部及び前記非活性部の配置が逆であり、各圧電振動子は駆動電圧入力側の個別電極層を有し、前記複数の圧電振動子のすべての前記個別電極層が前記振動子幅方向における前記圧電アクチュエータユニットの一側の側面に露出していることを特徴とする圧電アクチュエータユニット。 - 前記複数の圧電振動子のそれぞれは、さらに、基準電位側の共通電極層を有し、
前記複数の圧電振動子のすべての前記共通電極層が、前記振動子幅方向における前記圧電アクチュエータユニットの他側の側面に露出している請求項1記載の圧電アクチュエータユニット。 - 前記複数の圧電振動子を駆動するための外部駆動手段をさらに備え、
前記複数の圧電振動子のすべての前記個別電極層が、前記圧電アクチュエータユニットの一つの側面にて前記外部駆動手段と電気的に接続されている請求項1又は2に記載の圧電アクチュエータユニット。 - 前記圧電アクチュエータユニットの一側の側面に露出した、前記複数の圧電振動子のそれぞれの前記個別電極層に電気的に接続された複数の個別外部電極と、
前記圧電アクチュエータユニットの他側の側面に露出した、前記複数の圧電振動子のすべての前記共通電極層に対して電気的に接続された共通外部電極と、
をさらに備え、
前記共通外部電極は、前記個別外部電極と同じ側に引き出されている請求項2又は3に記載の圧電アクチュエータユニット。 - 前記圧電振動子同士の間に前記振動子幅方向の全体にわたって延在する圧電変形不能の非活性壁部分を介して、前記複数の圧電振動子が互いに分離されることなく一体に形成されている請求項1乃至4のいずれか一項に記載の圧電アクチュエータユニット。
- 前記複数の圧電振動子はそれぞれが独立に形成されており、
前記アクチュエータユニットの前記積層方向の一側に配置された固定基板によって前記複数の圧電振動子が一体に固定されている請求項1乃至4のいずれか一項に記載の圧電アクチュエータユニット。 - 前記固定基板は快削性セラミクスによって形成されている請求項6記載の圧電アクチュエータユニット。
- 前記固定基板を保持する圧電アクチュエータユニット基板をさらに備えた請求項6又は7に記載の圧電アクチュエータユニット。
- 前記複数の圧電振動子の電極層に電気的に接続されたテープキャリアパッケージをさらに備え、前記テープキャリアパッケージは前記複数の圧電振動子を駆動するための集積回路を含み、前記集積回路の裏面は前記圧電アクチュエータユニット基板に少なくとも部分的に固定されている請求項8記載の圧電アクチュエータユニット。
- 液滴が噴射される複数のノズル開口が所定のピッチで列状に形成されたノズル形成面を有する液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置であって、
前記液体噴射ヘッドは、前記複数のノズル開口のぞれぞれに連通する複数の圧力室と、前記複数の圧力室のそれぞれの一面を形成する複数の弾性壁と、前記弾性壁を変形させて前記圧力室の容積を変化させる圧電アクチュエータユニットと、を有し、
前記複数のノズル開口及び前記複数の圧力室は、互いに平行な第1列及び第2列をなして配置されると共に、前記第1列に属する前記ノズル開口及び前記圧力室と前記第2列に属する前記ノズル開口及び前記圧力室とが前記所定のピッチの半分のピッチで互いにずれており、
前記圧電アクチュエータユニットは、前記複数の圧力室に対応させて前記所定のピッチの半分のピッチで1列に配置された複数の圧電振動子を有し、前記複数の圧電振動子のそれぞれが、前記第1列又は前記第2列に属する前記圧力室に対応する圧電変形可能な活性部と、前記第2列又は前記第1列に属する前記圧力室同士を隔離する隔壁に対応する圧電変形不能な非活性部と、を含み、隣り合う前記圧電振動子同士では前記活性部及び前記非活性部の配置が逆であり、各圧電振動子は駆動電圧入力側の個別電極層を有し、前記複数の圧電振動子のすべての前記個別電極層が前記振動子幅方向における前記圧電アクチュエータユニットの一側の側面に露出していることを特徴とする液体噴射装置。 - 前記圧電振動子は圧電材料層と電極層とを前記ノズル形成面に垂直な方向に沿って積層して形成されており、前記圧電振動子は前記圧電材料層及び前記電極層の積層方向に振動する請求項10記載の液体噴射装置。
- 前記複数の圧電振動子のすべてと外部駆動源とが前記圧電アクチュエータユニットの一側面にて電気的に接続されている請求項11記載の液体噴射装置。
- 前記圧電アクチュエータユニットを複数備え、
前記複数のノズル開口及び前記複数の圧力室で構成される前記第1列及び前記第2列から成る組を複数備え、
前記第1列及び前記第2列から成る各組毎に前記圧電アクチュエータユニットを配置した請求項10乃至12のいずれか一項に記載の液体噴射装置。 - 前記複数の弾性壁は、前記複数の圧力室の全体を覆う弾性板の一部から成り、
前記弾性板の前記圧電アクチュエータユニット側の面は、前記複数の弾性壁のそれぞれの周囲においては前記圧電アクチュエータユニットのみに接合されている請求項10乃至13のいずれか一項に記載の液体噴射装置。 - 前記複数の圧力室のそれぞれに対応して形成され、前記複数の圧電振動子のそれぞれの前記活性部が接合された複数の島状の可動厚肉部と、前記複数の圧力室同士を隔離する前記隔壁に対応して形成され、前記複数の圧電振動子のそれぞれの前記非活性部が接合された複数の島状の固定厚肉部とが、前記弾性板の前記圧電アクチュエータユニット側の面に設けられている請求項14記載の液体噴射装置。
- 前記複数の圧力室のそれぞれに対応して形成され、前記複数の圧電振動子のそれぞれの前記活性部が接合された複数の島状の可動厚肉部と、前記複数の圧力室同士を隔離する前記隔壁に対応して形成され、前記複数の圧電振動子のそれぞれの前記非活性部が接合された複数の半島状の固定厚肉部と、前記第1列に対応する前記半島状の固定厚肉部同士を連結する第1厚肉基部と、前記第2列に対応する前記半島状の固定厚肉部同士を連結する第2厚肉基部とが、前記弾性板の前記圧電アクチュエータユニット側の面に設けられている請求項14記載の液体噴射装置。
- 前記第1厚肉基部及び前記第2厚肉基部は、前記圧力室に関して、前記ノズル開口が形成された側とは反対側に配置されている請求項16記載の液体噴射装置。
- 前記隔壁に対応して形成された前記島状の固定厚肉部又は前記半島状の固定厚肉部の長さは、前記圧力室に対応して形成された前記島状の可動厚肉部の長さよりも長い請求項15乃至17のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
- 前記弾性壁は、前記島状の可動厚肉部に対応する部分と、前記島状の可動厚肉部の周囲に形成されたコンプライアンス部と、を有し、
前記コンプライアンス部の外側輪郭は、前記複数のノズル開口の配列方向においては、前記隔壁に対応して形成された前記島状の固定厚肉部又は前記半島状の固定厚肉部によって規定され、前記複数のノズル開口の配列方向に直行する方向においては、前記圧力室を形成する側壁面の一部及び前記圧力室のインク供給口によって規定される請求項15乃至18のいずれか一項に記載の液体噴射装置。 - 前記圧電振動子は圧電材料層と電極層とを前記ノズル形成面に垂直な方向に沿って積層して形成されており、前記圧電振動子は前記圧電材料層及び前記電極層の積層方向に振動し、前記圧電振動子同士の間に前記振動子幅方向の全体にわたって延在する圧電変形不能の非活性壁部分を介して、前記複数の圧電振動子が互いに分離されることなく一体に形成されている請求項10乃至19のいずれか一項に記載の記載の液体噴射装置。
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