JP2022095995A - Actuator device and liquid ejection device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a short circuit between adjacent through-hole electrodes even in a case where piezoelectric elements are arrayed at narrow intervals.
SOLUTION: An actuator device comprises: a piezoelectric actuator having a plurality of piezoelectric elements 41 arrayed in forward and backward directions, and a plurality of drive contacts 57 respectively drawn out from the plurality of piezoelectric elements 41; a protective member joined to an arrangement area of the drive contacts 57 of the piezoelectric actuator; a plurality of individual terminals arranged on a face, opposite the piezoelectric actuator, of a top wall part of the protective member; and a plurality of first through-hole electrodes 71, formed on a partition wall part of the protective member, respectively conducting with the drive contacts 57 and the individual terminals. An interval P2 between two first through-hole electrodes 71 corresponding to two piezoelectric elements 41 adjacent to each other in forward and backward directions is wider than an interval P1 between the two piezoelectric elements 41 adjacent to each other in the forward and backward directions.
SELECTED DRAWING: Figure 7
COPYRIGHT: (C)2022,JPO&INPIT

Description

本発明は、アクチュエータ装置、及び、液体吐出装置に関する。 The present invention relates to an actuator device and a liquid discharge device.

特許文献1には、ノズルから液体をさせる液体吐出装置が開示されている。この液体吐出装置は、それぞれノズルに連通する複数の圧力室が形成された流路部材(流路形成基板)と、複数の圧力室に対応する複数の圧電素子を有する圧電アクチュエータと、複数の圧電素子を覆うように圧電アクチュエータの上に配置された保護部材(保護基板)と、保護部材の上に配置された駆動回路を備えている。 Patent Document 1 discloses a liquid discharge device that discharges a liquid from a nozzle. This liquid discharge device includes a flow path member (flow path forming substrate) in which a plurality of pressure chambers communicating with each other are formed, a piezoelectric actuator having a plurality of piezoelectric elements corresponding to a plurality of pressure chambers, and a plurality of piezoelectric elements. It includes a protective member (protective substrate) arranged on the piezoelectric actuator so as to cover the element, and a drive circuit arranged on the protective member.

この液体吐出装置では、圧電アクチュエータの各圧電素子から引き出された接点が、保護部材を貫通する貫通電極を介して、保護部材の上面に配置された駆動回路と電気的に接続されている。 In this liquid discharge device, the contacts drawn from each piezoelectric element of the piezoelectric actuator are electrically connected to a drive circuit arranged on the upper surface of the protective member via a through electrode penetrating the protective member.

具体的には、まず、圧電素子から引き出された接点は、圧電アクチュエータの、保護部材との接合領域に配置されている。一方、圧電素子を覆う保護部材の壁部には貫通孔が形成され、この貫通孔に導電材料が充填されることによって貫通電極が形成されている。この貫通電極により、圧電アクチュエータ側の接点と、保護部材の上面に形成された接点とが電気的に接続されている。また、保護部材の上面の接点は、この上面に配置された配線によって駆動回路と接続されている。 Specifically, first, the contact drawn from the piezoelectric element is arranged in the joint region of the piezoelectric actuator with the protective member. On the other hand, a through hole is formed in the wall portion of the protective member that covers the piezoelectric element, and a through electrode is formed by filling the through hole with a conductive material. Through the through electrodes, the contacts on the piezoelectric actuator side and the contacts formed on the upper surface of the protective member are electrically connected. Further, the contacts on the upper surface of the protective member are connected to the drive circuit by wiring arranged on the upper surface.

特開2006-192685号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-192685

ところで、近年では、液体吐出装置の小型化の観点から、ノズルや圧力室が高密度に配置された構成が望まれている。ここで、圧力室の配列間隔が小さくなると、それに伴って圧電素子の配列間隔が小さくなることから、圧電素子に対応して保護部材に形成される貫通電極の間隔も小さくなる。 By the way, in recent years, from the viewpoint of miniaturization of the liquid discharge device, a configuration in which nozzles and pressure chambers are arranged at high density is desired. Here, as the arrangement spacing of the pressure chambers becomes smaller, the arrangement spacing of the piezoelectric elements becomes smaller accordingly, so that the spacing of the through electrodes formed on the protective member corresponding to the piezoelectric elements also becomes smaller.

さらに、貫通電極を狭い間隔で配置しようとすると、個々の貫通電極の大きさを小さくする必要がある。即ち、貫通電極のサイズが大きいままで間隔だけを小さくすれば、その分、隣接する貫通電極の間の離間距離が縮まることになり、ショートの発生確率が上昇する。しかしながら、実際には、保護部材に形成する貫通孔の孔径を小さくするにも限度があり、貫通電極のサイズを一定以下に小さくすることは難しい。 Furthermore, if the through electrodes are to be arranged at narrow intervals, the size of each through electrode needs to be reduced. That is, if only the spacing is reduced while the size of the through electrodes is large, the separation distance between the adjacent through electrodes is shortened by that amount, and the probability of short circuit increases. However, in reality, there is a limit to reducing the diameter of the through hole formed in the protective member, and it is difficult to reduce the size of the through electrode to a certain level or less.

本発明の目的は、圧電素子が小さい間隔で配列される場合でも、隣接する貫通電極の間でのショートの発生を防止することである。 An object of the present invention is to prevent the occurrence of a short circuit between adjacent through electrodes even when the piezoelectric elements are arranged at small intervals.

本発明のアクチュエータ装置は、第1方向に配列された複数の圧電素子と、前記複数の圧電素子からそれぞれ引き出され、前記第1方向に沿って配列された複数の第1接点と、を有するアクチュエータと、前記圧電素子と対向する第1壁部と前記第1壁部に連結された第2壁部を有し、前記圧電素子を覆った状態で、前記第2壁部が前記アクチュエータの前記第1接点の配置領域に接合された保護部材と、前記保護部材の前記第1壁部の、前記アクチュエータと反対側の面に配置された複数の第1接続端子と、前記保護部材の前記第2壁部に形成された複数の第1貫通孔内にそれぞれ設けられ、且つ、それぞれが前記第1接点及び前記第1接続端子と導通する、複数の第1貫通電極と、を備え、
前記第1方向に隣接する2つの前記圧電素子に対応する、2つの前記第1貫通電極の間隔が、前記隣接する2つの圧電素子間の前記第1方向の間隔よりも大きいことを特徴とするものである。
The actuator device of the present invention has an actuator having a plurality of piezoelectric elements arranged in a first direction and a plurality of first contacts drawn from the plurality of piezoelectric elements and arranged along the first direction. The second wall portion of the actuator has a first wall portion facing the piezoelectric element and a second wall portion connected to the first wall portion, and the second wall portion covers the piezoelectric element. A protective member joined to the arrangement region of one contact, a plurality of first connection terminals arranged on the surface of the first wall portion of the protective member opposite to the actuator, and the second of the protective member. Each of the plurality of first through holes formed in the wall portion is provided with a plurality of first through electrodes each conducting the first contact and the first connection terminal.
The distance between the two first through electrodes corresponding to the two adjacent piezoelectric elements in the first direction is larger than the distance between the two adjacent piezoelectric elements in the first direction. It is a thing.

本実施形態に係るプリンタ1の概略的な平面図である。It is a schematic plan view of the printer 1 which concerns on this embodiment. ヘッドユニット16の上面図である。It is a top view of the head unit 16. ヘッドユニット16の上面図(ドライバIC37とFPC27を簡略化)である。It is a top view of the head unit 16 (simplification of driver IC 37 and FPC 27). ヘッドユニット16の上面図(保護部材の図示省略)である。It is a top view of the head unit 16 (the protective member is not shown). 図4のV-V線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line VV of FIG. 保護部材26の隔壁部55の断面図であり、(a)は第1貫通電極71が形成された部分での断面図、(b)は第2貫通電極72が形成された部分での断面図である。It is sectional drawing of the partition wall part 55 of protection member 26, (a) is the sectional view at the part where the 1st through electrode 71 was formed, (b) is the sectional view at the part where the 2nd through electrode 72 was formed. Is. 圧電素子41、駆動接点57、及び、第1貫通電極71の配置関係を示す図である。It is a figure which shows the arrangement relation of a piezoelectric element 41, a drive contact 57, and a 1st through electrode 71. 比較形態における、圧電素子41、駆動接点57、及び、第1貫通電極71の配置関係を示す図である。It is a figure which shows the arrangement relation of the piezoelectric element 41, the drive contact 57, and the 1st through electrode 71 in the comparative form. 保護部材26の製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of a protective member 26. 保護部材26の接合からドライバIC37及びFPC27の接合までの工程を示す図である。It is a figure which shows the process from the joining of a protective member 26 to the joining of a driver IC 37 and FPC 27. 変更形態の、保護部材26Aの第1貫通電極71Aが形成された部分の断面図である。It is sectional drawing of the part where the 1st through silicon via 71A of the protection member 26A was formed of the modified form. 別の変更形態の、保護部材26Bの第1貫通電極71Bが形成された部分の断面図である。It is sectional drawing of the part where the 1st through silicon via 71B of the protective member 26B was formed, which is another modified form. 別の変更形態のヘッドユニット16Cの上面図である。It is a top view of the head unit 16C of another modified form. 別の変更形態のヘッドユニット16Dの上面図である。It is a top view of the head unit 16D of another modified form. 図14のヘッドユニット16Dの断面図である。It is sectional drawing of the head unit 16D of FIG. 別の変更形態のヘッドユニット16Eの断面図である。It is sectional drawing of the head unit 16E of another modified form. 別の変更形態のヘッドユニット16Fの断面図である。It is sectional drawing of the head unit 16F of another modified form. 図17のヘッドユニットにおける、圧電素子41、駆動接点57、及び、第1貫通電極71の配置関係を示す図である。It is a figure which shows the arrangement relation of the piezoelectric element 41, the drive contact 57, and the 1st through electrode 71 in the head unit of FIG. 別の変更形態における、圧電素子41、駆動接点57G、及び、第1貫通電極71の配置関係を示す図である。It is a figure which shows the arrangement relation of the piezoelectric element 41, the drive contact 57G, and the 1st through electrode 71 in another modified form. 別の変更形態のヘッドユニット16Hの上面図である。It is a top view of the head unit 16H of another modified form.

次に、本発明の実施の形態について説明する。まず、図1を参照してインクジェットプリンタ1の概略構成について説明する。尚、図1において記録用紙100が搬送される方向を、プリンタ1の前後方向と定義する。また、記録用紙100の幅方向をプリンタ1の左右方向と定義する。さらに、前後方向及び左右方向と直交する、図1の紙面垂直方向をプリンタ1の上下方向と定義する。 Next, an embodiment of the present invention will be described. First, a schematic configuration of the inkjet printer 1 will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the direction in which the recording paper 100 is conveyed is defined as the front-back direction of the printer 1. Further, the width direction of the recording paper 100 is defined as the left-right direction of the printer 1. Further, the vertical direction on the paper surface of FIG. 1, which is orthogonal to the front-back direction and the left-right direction, is defined as the vertical direction of the printer 1.

(プリンタの概略構成)
図1に示すように、インクジェットプリンタ1は、プラテン2と、キャリッジ3と、インクジェットヘッド4と、搬送機構5と、制御装置6等を備えている。
(Approximate configuration of printer)
As shown in FIG. 1, the inkjet printer 1 includes a platen 2, a carriage 3, an inkjet head 4, a transport mechanism 5, a control device 6, and the like.

キャリッジ3は、左右方向(以下、走査方向ともいう)に延びる2本のガイドレール10,11に取り付けられている。また、キャリッジ3は、無端ベルト14を介してキャリッジ駆動モータ15と連結されている。キャリッジ3は、モータ15により駆動されて、プラテン2の記録用紙100の上を走査方向に往復移動する。 The carriage 3 is attached to two guide rails 10 and 11 extending in the left-right direction (hereinafter, also referred to as a scanning direction). Further, the carriage 3 is connected to the carriage drive motor 15 via an endless belt 14. The carriage 3 is driven by a motor 15 and reciprocates on the recording paper 100 of the platen 2 in the scanning direction.

インクジェットヘッド4は、キャリッジ3に取り付けられており、キャリッジ3とともに走査方向に移動する。インクジェットヘッド4は、走査方向に並ぶ4つのヘッドユニット16を備えている。4つのヘッドユニット16は、ホルダ7の4色(ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ)のインクカートリッジ17とそれぞれ接続されている。 The inkjet head 4 is attached to the carriage 3 and moves in the scanning direction together with the carriage 3. The inkjet head 4 includes four head units 16 arranged in the scanning direction. The four head units 16 are connected to the ink cartridges 17 of the four colors (black, yellow, cyan, magenta) of the holder 7, respectively.

各ヘッドユニット16は、その下面(図1の紙面向こう側の面)に形成された複数のノズル36(図4、図5参照)を有する。各ヘッドユニット16のノズル36は、インクカートリッジ17から供給されたインクを、プラテン2に載置された記録用紙100に向けて吐出する。尚、ヘッドユニット16の詳細については、後ほど説明する。 Each head unit 16 has a plurality of nozzles 36 (see FIGS. 4 and 5) formed on the lower surface thereof (the surface on the other side of the paper surface in FIG. 1). The nozzle 36 of each head unit 16 ejects the ink supplied from the ink cartridge 17 toward the recording paper 100 mounted on the platen 2. The details of the head unit 16 will be described later.

搬送機構5は、2つの搬送ローラ18,19によって、プラテン2上の記録用紙100を前方(以下、搬送方向ともいう)に搬送する。制御装置6は、PC等の外部装置から入力された印刷指令に基づいて、インクジェットヘッド4やキャリッジ駆動モータ15等を制御して、記録用紙100に画像等を印刷させる。 The transport mechanism 5 transports the recording paper 100 on the platen 2 forward (hereinafter, also referred to as a transport direction) by the two transport rollers 18 and 19. The control device 6 controls the inkjet head 4, the carriage drive motor 15, and the like based on a print command input from an external device such as a PC, and causes the recording paper 100 to print an image or the like.

<ヘッドユニットの詳細>
次に、インクジェットヘッド4のヘッドユニット16の構成について詳細に説明する。尚、4つのヘッドユニット16はそれぞれ同じ構成を有するものであるため、以下では、4つのヘッドユニット16のうちの1つについて説明する。
<Details of head unit>
Next, the configuration of the head unit 16 of the inkjet head 4 will be described in detail. Since each of the four head units 16 has the same configuration, one of the four head units 16 will be described below.

図2~図5に示すように、ヘッドユニット16は、第1流路部材21、第2流路部材22、ノズルプレート23、及び、圧電アクチュエータ24を含むアクチュエータ装置25を備えている。尚、本実施形態のアクチュエータ装置25は、圧電アクチュエータ24のみを指すのではなく、圧電アクチュエータ24の上に配置される保護部材26と、保護部材26に接合されるドライバIC37、及び、配線部材であるFPC(Flexible Printed Circuit)27をも含む概念である。 As shown in FIGS. 2 to 5, the head unit 16 includes an actuator device 25 including a first flow path member 21, a second flow path member 22, a nozzle plate 23, and a piezoelectric actuator 24. The actuator device 25 of the present embodiment does not refer only to the piezoelectric actuator 24, but includes a protective member 26 arranged on the piezoelectric actuator 24, a driver IC 37 joined to the protective member 26, and a wiring member. It is a concept including a certain FPC (Flexible Printed Circuit) 27.

(第1流路部材、第2流路部材、ノズルプレート)
まず、第1流路部材21、第2流路部材22、及び、ノズルプレート23について説明する。上記3つの部材は、それぞれシリコン単結晶基板からなり、上から、第1流路部材21、第2流路部材22、ノズルプレート23の順で、上下に積層されている。
(1st flow path member, 2nd flow path member, nozzle plate)
First, the first flow path member 21, the second flow path member 22, and the nozzle plate 23 will be described. Each of the above three members is made of a silicon single crystal substrate, and is laminated vertically in the order of the first flow path member 21, the second flow path member 22, and the nozzle plate 23 from the top.

第1流路部材21には、水平面に沿って平面的に配置された複数の圧力室28が形成されている。各圧力室28は、走査方向に長い矩形の平面形状を有する。複数の圧力室28は、搬送方向に配列され、走査方向に並ぶ2つの圧力室列を構成している。また、2つの圧力室列の間で、圧力室28の搬送方向における位置は互いに異なっている。より具体的には、各圧力室列における圧力室28の配列間隔をP0としたときに、左右2つの圧力室列の間では、圧力室28の搬送方向における位置が、P0/2ずつずれている。 The first flow path member 21 is formed with a plurality of pressure chambers 28 arranged in a plane along the horizontal plane. Each pressure chamber 28 has a rectangular planar shape that is long in the scanning direction. The plurality of pressure chambers 28 are arranged in the transport direction to form two pressure chamber rows arranged in the scanning direction. Further, the positions of the pressure chambers 28 in the transport direction are different from each other between the two pressure chamber rows. More specifically, when the arrangement interval of the pressure chambers 28 in each pressure chamber row is P0, the position of the pressure chamber 28 in the transport direction is shifted by P0 / 2 between the two pressure chamber rows on the left and right. There is.

図5に示すように、第1流路部材21の上面には、後述する圧電アクチュエータ24の振動膜40が形成され、この振動膜40によって複数の圧力室28が覆われている。振動膜40は、例えば、シリコン基板の表面が酸化、あるいは、窒化されることにより形成された膜である。 As shown in FIG. 5, a vibrating film 40 of a piezoelectric actuator 24 described later is formed on the upper surface of the first flow path member 21, and a plurality of pressure chambers 28 are covered by the vibrating film 40. The vibrating film 40 is, for example, a film formed by oxidizing or nitriding the surface of a silicon substrate.

図2~図4に示すように、第2流路部材22は、第1流路部材21よりも一回り大きな平面形状を有し、全周にわたって第1流路部材21よりも外側に張り出している。図4、図5に示すように、第1流路部材21から張り出した第2流路部材22の左右2つの端部には、2つの圧力室列に対応した2つのマニホールド30がそれぞれ形成されている。2つのマニホールド30には、1つのインクカートリッジ17(図1参照)からのインクが供給される。即ち、2つのマニホールド30に同色のインクが供給される。各マニホールド30は、対応する圧力室列を構成する複数の圧力室28と連通している。 As shown in FIGS. 2 to 4, the second flow path member 22 has a planar shape slightly larger than that of the first flow path member 21, and projects outward from the first flow path member 21 over the entire circumference. There is. As shown in FIGS. 4 and 5, two manifolds 30 corresponding to the two pressure chamber rows are formed at the left and right two ends of the second flow path member 22 protruding from the first flow path member 21, respectively. ing. Ink from one ink cartridge 17 (see FIG. 1) is supplied to the two manifolds 30. That is, ink of the same color is supplied to the two manifolds 30. Each manifold 30 communicates with a plurality of pressure chambers 28 that make up the corresponding pressure chamber row.

ノズルプレート23には、複数の圧力室28にそれぞれ対応する複数のノズル36が形成されている。各ノズル36は、第1流路部材21の圧力室28と連通している。複数のノズル36は、圧力室28の配列と対応しており、2列に配列されている。2つのノズル列の間においては、ノズル36の搬送方向の位置がP0/2ずつずれている。 A plurality of nozzles 36 corresponding to the plurality of pressure chambers 28 are formed on the nozzle plate 23. Each nozzle 36 communicates with the pressure chamber 28 of the first flow path member 21. The plurality of nozzles 36 correspond to the arrangement of the pressure chambers 28 and are arranged in two rows. The position of the nozzle 36 in the transport direction is shifted by P0 / 2 between the two nozzle rows.

(圧電アクチュエータ装置)
第1流路部材21の上面には、アクチュエータ装置25が配置されている。先にも触れたが、アクチュエータ装置25は、複数の圧電素子41を含む圧電アクチュエータ24と、保護部材26と、ドライバIC37と、FPC27を有する。
(Piezoelectric actuator device)
An actuator device 25 is arranged on the upper surface of the first flow path member 21. As mentioned earlier, the actuator device 25 includes a piezoelectric actuator 24 including a plurality of piezoelectric elements 41, a protective member 26, a driver IC 37, and an FPC 27.

<圧電アクチュエータ>
圧電アクチュエータ24は、第1流路部材21の上面全域に配置されている。図4、図5に示すように、圧電アクチュエータ24は、振動膜40と、振動膜40の上に配置された複数の圧電素子41を有する。
<Piezoelectric actuator>
The piezoelectric actuator 24 is arranged on the entire upper surface of the first flow path member 21. As shown in FIGS. 4 and 5, the piezoelectric actuator 24 has a vibrating membrane 40 and a plurality of piezoelectric elements 41 arranged on the vibrating membrane 40.

上述したように、振動膜40は、第1流路部材21の上面に形成されて、複数の圧力室28を覆っている。振動膜40の厚みは、例えば、1.0~1.5μmである。振動膜40の上面の、複数の圧力室28と重なる位置には、複数の圧電素子41がそれぞれ配置されている。複数の圧電素子41は、圧力室28の配列に従って、走査方向に並ぶ2つの圧電素子列47を構成している。2つの圧電素子列47の間では、圧電素子41の前後方向位置がP0/2だけずれている。 As described above, the vibrating film 40 is formed on the upper surface of the first flow path member 21 and covers the plurality of pressure chambers 28. The thickness of the vibrating membrane 40 is, for example, 1.0 to 1.5 μm. A plurality of piezoelectric elements 41 are arranged at positions on the upper surface of the vibrating membrane 40 so as to overlap with the plurality of pressure chambers 28. The plurality of piezoelectric elements 41 form two piezoelectric element rows 47 arranged in the scanning direction according to the arrangement of the pressure chambers 28. The position of the piezoelectric element 41 in the front-rear direction is displaced by P0 / 2 between the two piezoelectric element rows 47.

個々の圧電素子41の構成について説明する。各圧電素子41は、振動膜40の上に配置された下電極42と、下電極42の上に配置された圧電膜43と、圧電膜43の上に配置された上電極44を有する。 The configuration of each piezoelectric element 41 will be described. Each piezoelectric element 41 has a lower electrode 42 arranged on the vibrating film 40, a piezoelectric film 43 arranged on the lower electrode 42, and an upper electrode 44 arranged on the piezoelectric film 43.

下電極42は、振動膜40の上面において、圧力室28と重なるように配置されている。下電極42は、複数の圧電素子41の間で互いに分離された、いわゆる個別電極である。各圧電素子41の下電極42には、ドライバIC37から個別に駆動信号が供給される。図4、図7に示すように、下電極42の一端部は走査方向内側に延び、圧電体46から露出している。下電極42は、例えば、白金(Pt)で形成されている。また、その厚みは、例えば、0.1μmである。 The lower electrode 42 is arranged on the upper surface of the vibrating membrane 40 so as to overlap the pressure chamber 28. The lower electrode 42 is a so-called individual electrode separated from each other among the plurality of piezoelectric elements 41. A drive signal is individually supplied from the driver IC 37 to the lower electrode 42 of each piezoelectric element 41. As shown in FIGS. 4 and 7, one end of the lower electrode 42 extends inward in the scanning direction and is exposed from the piezoelectric body 46. The lower electrode 42 is made of, for example, platinum (Pt). The thickness thereof is, for example, 0.1 μm.

圧電膜43は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の圧電材料により形成される。圧電膜43の厚みは、例えば、1.0~2.0μmである。図3~図5に示すように、本実施形態では、左側の圧電素子列47の圧電素子41間で圧電膜43が繋がり、右側の圧電素子列47の圧電素子41間でも圧電膜43が繋がっている。つまり、振動膜40の上には、左側の圧力室列を覆う圧電体46と、右側の圧力室列を覆う圧電体46の、2つの圧電体46が配置されている。 The piezoelectric film 43 is formed of a piezoelectric material such as lead zirconate titanate (PZT). The thickness of the piezoelectric film 43 is, for example, 1.0 to 2.0 μm. As shown in FIGS. 3 to 5, in the present embodiment, the piezoelectric film 43 is connected between the piezoelectric elements 41 of the piezoelectric element row 47 on the left side, and the piezoelectric film 43 is also connected between the piezoelectric elements 41 of the piezoelectric element row 47 on the right side. ing. That is, on the vibrating membrane 40, two piezoelectric bodies 46, a piezoelectric body 46 that covers the pressure chamber row on the left side and a piezoelectric body 46 that covers the pressure chamber row on the right side, are arranged.

上電極44は、圧電膜43の上面に配置されている。上電極44は、例えば、イリジウムで形成されている。また、上電極44の厚みは、例えば、0.1μmである。圧電体46の上面において、複数の圧力室28に対応する上電極44が互いに繋がることにより、圧電体46の上面のほぼ全域を覆う共通電極49が構成されている。尚、上電極44(共通電極49)は、後述するFPC27からグランド電位が付与される。共通電極49の上には、共通電極49よりも厚みが大きい補助導体50が設けられている。補助導体50は、例えば、金(Au)で形成されている。 The upper electrode 44 is arranged on the upper surface of the piezoelectric film 43. The upper electrode 44 is made of, for example, iridium. The thickness of the upper electrode 44 is, for example, 0.1 μm. On the upper surface of the piezoelectric body 46, the upper electrodes 44 corresponding to the plurality of pressure chambers 28 are connected to each other to form a common electrode 49 that covers almost the entire upper surface of the piezoelectric body 46. A ground potential is applied to the upper electrode 44 (common electrode 49) from the FPC 27 described later. An auxiliary conductor 50 having a thickness larger than that of the common electrode 49 is provided on the common electrode 49. The auxiliary conductor 50 is made of, for example, gold (Au).

下電極42の圧電体46から露出した端部には、駆動配線52が接続されている。各駆動配線52は、対応する下電極42の端部から、さらに走査方向における内側に延びている。駆動配線52は、例えば、金(Au)で形成されている。 A drive wiring 52 is connected to an end of the lower electrode 42 exposed from the piezoelectric body 46. Each drive wiring 52 extends further inward in the scanning direction from the end of the corresponding lower electrode 42. The drive wiring 52 is made of, for example, gold (Au).

駆動配線52は2つの圧電素子列47の間の領域まで延びている。駆動配線52の端部には駆動接点57が設けられている。複数の駆動配線52の駆動接点57は、2つの圧電素子列47の間の領域において搬送方向に配列されている。より詳細には、図4、図7に示すように、2つの圧電素子列47の間において、左側の圧電素子列47から引き出された複数の駆動接点57からなる接点列56と、右側の圧電素子列47から引き出された複数の駆動接点57からなる接点列56の、2つの接点列56が左右方向に並んで配置されている。また、2つの圧電素子列47と同様、2つの接点列56の間でも、駆動接点57の前後方向位置がP0/2だけずれている。 The drive wiring 52 extends to the region between the two piezoelectric element rows 47. A drive contact 57 is provided at the end of the drive wiring 52. The drive contacts 57 of the plurality of drive wirings 52 are arranged in the transport direction in the region between the two piezoelectric element rows 47. More specifically, as shown in FIGS. 4 and 7, between the two piezoelectric element rows 47, a contact row 56 composed of a plurality of drive contacts 57 drawn from the left piezoelectric element row 47 and a piezoelectric row 56 on the right side. Two contact rows 56 of a contact row 56 composed of a plurality of drive contacts 57 drawn from the element row 47 are arranged side by side in the left-right direction. Further, as in the case of the two piezoelectric element rows 47, the position of the drive contact 57 in the front-rear direction is shifted by P0 / 2 between the two contact rows 56.

図4に示すように、2つの圧電体46の上面にそれぞれ配置された2つの共通電極49は、2つの圧電体46に跨って延びる補助導体50の導電部50aによって接続されている。導電部50aの、複数の駆動接点57と前後方向に並ぶ部分にはグランド接点58が設けられている。つまり、2つの圧電素子列47の間には、複数の駆動接点57と、複数の駆動接点57の前後方向外側に位置する2つのグランド接点58が配置されている。 As shown in FIG. 4, the two common electrodes 49 arranged on the upper surfaces of the two piezoelectric bodies 46 are connected by the conductive portion 50a of the auxiliary conductor 50 extending across the two piezoelectric bodies 46. A ground contact 58 is provided at a portion of the conductive portion 50a that is aligned with the plurality of drive contacts 57 in the front-rear direction. That is, a plurality of drive contacts 57 and two ground contacts 58 located outside in the front-rear direction of the plurality of drive contacts 57 are arranged between the two piezoelectric element rows 47.

<保護部材、ドライバIC、FPC>
図2~図5に示すように、保護部材26は、複数の圧電素子41を覆うように、圧電アクチュエータ24の上面に接着剤で接合されている。接着剤としては、導電粒子を含む導電性接着剤60が用いられている。保護部材26の材質は特に限定されないが、シリコン基板を好適に採用できる。
<Protective member, driver IC, FPC>
As shown in FIGS. 2 to 5, the protective member 26 is bonded to the upper surface of the piezoelectric actuator 24 with an adhesive so as to cover the plurality of piezoelectric elements 41. As the adhesive, a conductive adhesive 60 containing conductive particles is used. The material of the protective member 26 is not particularly limited, but a silicon substrate can be preferably used.

図5に示すように、保護部材26は、頂壁部53と、2つの側壁部54と、隔壁部55とを有する。頂壁部53は、複数の圧電素子41と対向して配置されている。2つの側壁部54は、頂壁部53の左右方向両端部とそれぞれ連結され、前後方向(図5の紙面垂直方向)に延びている。隔壁部55は、頂壁部53の左右方向中央部と連結され、2つの側壁部54の間の位置において前後方向に延びている。 As shown in FIG. 5, the protective member 26 has a top wall portion 53, two side wall portions 54, and a partition wall portion 55. The top wall portion 53 is arranged so as to face the plurality of piezoelectric elements 41. The two side wall portions 54 are connected to both ends in the left-right direction of the top wall portion 53, and extend in the front-rear direction (vertical direction on the paper surface in FIG. 5). The partition wall portion 55 is connected to the central portion in the left-right direction of the top wall portion 53, and extends in the front-rear direction at a position between the two side wall portions 54.

保護部材26の2つの側壁部54は、圧電アクチュエータ24の上面の、2つの圧電素子列47よりも左右方向外側の領域にそれぞれ接合されている。一方、隔壁部55は、圧電アクチュエータ24の上面の2つの圧電素子列47の間の領域、即ち、接点57,58が配置された領域に接合されている。この隔壁部55により、保護部材26の内側空間が、左右2つの圧電素子列47をそれぞれ収容する2つの空間に区画されている。尚、本実施形態では、隔壁部55の左右方向における幅は、1つの側壁部54の幅よりも大きくなっている。 The two side wall portions 54 of the protective member 26 are joined to regions on the upper surface of the piezoelectric actuator 24 on the outer side in the left-right direction of the two piezoelectric element rows 47, respectively. On the other hand, the partition wall portion 55 is joined to the region between the two piezoelectric element rows 47 on the upper surface of the piezoelectric actuator 24, that is, the region where the contacts 57 and 58 are arranged. The partition wall portion 55 divides the inner space of the protective member 26 into two spaces each accommodating two left and right piezoelectric element rows 47. In the present embodiment, the width of the partition wall portion 55 in the left-right direction is larger than the width of one side wall portion 54.

頂壁部53の、隔壁部55と連結された左右方向中央部の上面には、ドライバIC37が配置されている。頂壁部53の、右側の側壁部54と連結された右端部の上面には、FPC27が接合されている。 The driver IC 37 is arranged on the upper surface of the central portion in the left-right direction connected to the partition wall portion 55 of the top wall portion 53. FPC27 is joined to the upper surface of the right end portion of the top wall portion 53 connected to the right side wall portion 54.

保護部材26には、複数の圧電素子41を保護する役割だけでなく、圧電アクチュエータ24の接点57,58とドライバIC37やFPC27とを接続するための、配線が形成される部材としての役割もある。以下、保護部材26の、圧電アクチュエータ24と、ドライバIC37及びFPC27とを接続するための配線構造について説明する。 The protective member 26 not only has a role of protecting a plurality of piezoelectric elements 41, but also has a role of forming wiring for connecting the contacts 57 and 58 of the piezoelectric actuator 24 to the driver IC 37 and the FPC 27. .. Hereinafter, the wiring structure for connecting the piezoelectric actuator 24 of the protective member 26 to the driver IC 37 and the FPC 27 will be described.

図2、図3に示すように、頂壁部53の、右側の側壁部54と連結される右端部の上面には、前後方向に並ぶ複数の入力端子61が配置されている。複数の入力端子61には、信号入力端子62とグランド入力端子63が含まれる。頂壁部53の右端部にはFPC27が導電性接着剤64によって接合され、複数の入力端子61とFPC27とが電気的に接続される。FPC27の保護部材26とは反対側の端部は、プリンタ1の制御装置6(図1参照)と接続されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of input terminals 61 arranged in the front-rear direction are arranged on the upper surface of the right end portion of the top wall portion 53 connected to the right side wall portion 54. The plurality of input terminals 61 include a signal input terminal 62 and a ground input terminal 63. An FPC 27 is joined to the right end of the top wall portion 53 by a conductive adhesive 64, and a plurality of input terminals 61 and the FPC 27 are electrically connected. The end of the FPC 27 on the opposite side of the protective member 26 is connected to the control device 6 (see FIG. 1) of the printer 1.

保護部材26の頂壁部53の、隔壁部55と連結される左右方向中央部の上面には、前後方向に配列された複数の個別端子65、2つの第1グランド端子67、複数の信号端子66,及び、2つの第2グランド端子70が形成されている。 On the upper surface of the top wall portion 53 of the protective member 26, which is connected to the partition wall portion 55 in the left-right direction, a plurality of individual terminals 65 arranged in the front-rear direction, two first ground terminals 67, and a plurality of signal terminals. 66 and two second ground terminals 70 are formed.

複数の個別端子65は、圧電アクチュエータ24の複数の駆動接点57にそれぞれ対応して配置されており、千鳥状に2列に配列されている。2つの第1グランド端子67は、圧電アクチュエータ24の2つのグランド接点58に対応するものであり、複数の個別端子65の前後方向両側にそれぞれ配置されている。複数の信号端子66は、複数の個別端子65の右側において前後方向に配列されている。2つの第2グランド端子70は、複数の個別端子65の前後方向両側にそれぞれ配置されている。 The plurality of individual terminals 65 are arranged corresponding to the plurality of drive contacts 57 of the piezoelectric actuator 24, and are arranged in two rows in a staggered manner. The two first ground terminals 67 correspond to the two ground contacts 58 of the piezoelectric actuator 24, and are arranged on both sides of the plurality of individual terminals 65 in the front-rear direction. The plurality of signal terminals 66 are arranged in the front-rear direction on the right side of the plurality of individual terminals 65. The two second ground terminals 70 are arranged on both sides of the plurality of individual terminals 65 in the front-rear direction.

頂壁部53の左右方向中央部の上面には、導電性接着剤64によってドライバIC37が接合され、複数の個別端子65、複数の信号端子66、及び、2つのグランド端子70はドライバIC37と電気的に接続されている。 A driver IC 37 is joined to the upper surface of the central portion in the left-right direction of the top wall portion 53 by a conductive adhesive 64, and a plurality of individual terminals 65, a plurality of signal terminals 66, and two ground terminals 70 are electrically connected to the driver IC 37. Is connected.

FPC27と接続される信号入力端子62とドライバIC37と接続される信号端子66は、頂壁部53の上面において左右方向に延びる、信号配線68によって接続されている。グランド入力端子63は、頂壁部53の上面に形成されたグランド配線69(配線部分69a,69b)によって、第1グランド端子67及び第2グランド端子70と接続されている。具体的には、グランド入力端子63は、左右方向及び前後方向に延びる配線部分69aにより第1グランド端子67と接続されている。また、グランド入力端子63は、配線部分69aの途中から分岐して左右に延びる配線部分69bにより第2グランド端子67と接続されている。尚、信号配線68、グランド配線69、個別端子65、信号端子66,グランド端子67,70,入力端子61等の、頂壁部53上の配線や端子は、例えば、金(Au)で形成される。 The signal input terminal 62 connected to the FPC 27 and the signal terminal 66 connected to the driver IC 37 are connected by a signal wiring 68 extending in the left-right direction on the upper surface of the top wall portion 53. The ground input terminal 63 is connected to the first ground terminal 67 and the second ground terminal 70 by a ground wiring 69 (wiring portions 69a, 69b) formed on the upper surface of the top wall portion 53. Specifically, the ground input terminal 63 is connected to the first ground terminal 67 by a wiring portion 69a extending in the left-right direction and the front-back direction. Further, the ground input terminal 63 is connected to the second ground terminal 67 by a wiring portion 69b that branches from the middle of the wiring portion 69a and extends to the left and right. The wiring and terminals on the top wall portion 53 such as the signal wiring 68, the ground wiring 69, the individual terminal 65, the signal terminal 66, the ground terminal 67, 70, and the input terminal 61 are formed of, for example, gold (Au). To.

一方、隔壁部55には、上下に延びる複数の第1貫通電極71と、複数の第1貫通電極71の前後両側に配置された2つの第2貫通電極72が形成されている。第1貫通電極71は、下側の圧電アクチュエータ24の駆動接点57、及び、上側の頂壁部53の個別端子65と導通している。第2貫通電極72は、下側の圧電アクチュエータ24のグランド接点58、及び、上側の頂壁部53の第1グランド端子67と導通している。 On the other hand, the partition wall portion 55 is formed with a plurality of vertically extending first through electrodes 71 and two second through electrodes 72 arranged on both front and rear sides of the plurality of first through electrodes 71. The first through electrode 71 is conductive with the drive contact 57 of the lower piezoelectric actuator 24 and the individual terminal 65 of the upper top wall portion 53. The second through electrode 72 is conductive with the ground contact 58 of the lower piezoelectric actuator 24 and the first ground terminal 67 of the upper top wall portion 53.

制御装置6から、FPC27、保護部材26の信号入力端子62、信号配線68、信号端子66を介して、ドライバIC37に制御信号が入力される。この制御信号に基づき、ドライバIC37は、複数の圧電素子41の各々に対して駆動信号を出力する。駆動信号は、個別端子65、第1貫通電極71、及び、圧電アクチュエータ24の駆動接点57を介して、各圧電素子41の下電極42に印加される。 A control signal is input from the control device 6 to the driver IC 37 via the FPC 27, the signal input terminal 62 of the protective member 26, the signal wiring 68, and the signal terminal 66. Based on this control signal, the driver IC 37 outputs a drive signal to each of the plurality of piezoelectric elements 41. The drive signal is applied to the lower electrode 42 of each piezoelectric element 41 via the individual terminal 65, the first through electrode 71, and the drive contact 57 of the piezoelectric actuator 24.

一方、図示は省略するが、FPC27にはグランド線が形成されている。このグランド線は、グランド入力端子63、配線部分69a、第1グランド端子67、第2貫通電極72、及び、グランド接点58を介して、圧電アクチュエータ24の共通電極49(上電極44)に接続される。これにより、上電極44の電位がグランド電位に維持される。また、FPC27のグランド線は、グランド入力端子63、配線部分69b、第2グランド端子70を介して、ドライバIC37とも接続されている。 On the other hand, although not shown, a ground line is formed on the FPC 27. This ground wire is connected to the common electrode 49 (upper electrode 44) of the piezoelectric actuator 24 via the ground input terminal 63, the wiring portion 69a, the first ground terminal 67, the second through electrode 72, and the ground contact 58. To. As a result, the potential of the upper electrode 44 is maintained at the ground potential. The ground wire of the FPC 27 is also connected to the driver IC 37 via the ground input terminal 63, the wiring portion 69b, and the second ground terminal 70.

尚、図2、図3に示すように、頂壁部53の複数の個別端子65は、複数の圧電素子41に対応し、駆動接点57と同じ数だけ設けられている。これに対して、FPC27と接続される複数の入力端子61(62,63)は、主に、ドライバIC37を制御するための信号が入力される端子であり、個別端子65と比べると数は少ない。そのため、複数の入力端子61の前後方向の配列長さは、複数の個別端子65の配列長さよりも短い。その上で、本実施形態では、FPC27の前後方向の幅がドライバIC37よりも小さくなっている。これにより、FPC27の小型化及びコスト低減が可能となる。また、FPC27の幅が小さくなることで、FPC27の取り回しも容易になる。 As shown in FIGS. 2 and 3, the plurality of individual terminals 65 of the top wall portion 53 correspond to the plurality of piezoelectric elements 41, and are provided in the same number as the drive contacts 57. On the other hand, the plurality of input terminals 61 (62, 63) connected to the FPC 27 are mainly terminals to which signals for controlling the driver IC 37 are input, and the number is smaller than that of the individual terminals 65. .. Therefore, the arrangement length of the plurality of input terminals 61 in the front-rear direction is shorter than the arrangement length of the plurality of individual terminals 65. Moreover, in the present embodiment, the width of the FPC 27 in the front-rear direction is smaller than that of the driver IC 37. This makes it possible to reduce the size and cost of the FPC 27. Further, as the width of the FPC 27 becomes smaller, the handling of the FPC 27 becomes easier.

<貫通電極の詳細>
次に、保護部材26の隔壁部55に形成された貫通電極71,72の詳細について説明する。図5、図6(a)に示すように、隔壁部55の左右方向中央部の、複数の駆動接点57とそれぞれ重なる位置に、隔壁部55を上下に貫通する複数の第1貫通孔73が形成されている。これら複数の第1貫通孔73に導電材料(例えば、銅(Cu))が充填されて、上下に延びる複数の第1貫通電極71が形成されている。
<Details of through electrodes>
Next, the details of the through electrodes 71 and 72 formed on the partition wall portion 55 of the protective member 26 will be described. As shown in FIGS. 5 and 6A, a plurality of first through holes 73 that vertically penetrate the partition wall portion 55 are provided at positions overlapping with the plurality of drive contacts 57 in the central portion in the left-right direction of the partition wall portion 55. It is formed. The plurality of first through holes 73 are filled with a conductive material (for example, copper (Cu)) to form a plurality of vertically extending first through electrodes 71.

図5、図6(b)に示すように、隔壁部55の左右方向中央部の、前後2つのグランド接点58と重なる位置には2つの第2貫通孔74が形成されている。2つの第2貫通孔74にも、第1貫通孔73と同じ導電材料が充填されて、上下に延びる2つの第2貫通電極72が形成されている。尚、本実施形態では、第2貫通孔74の孔径は、第1貫通孔73の孔径と同じである。即ち、第2貫通電極72の径は、第1貫通電極71と同じである。 As shown in FIGS. 5 and 6 (b), two second through holes 74 are formed at positions overlapping with the two front and rear ground contacts 58 in the central portion in the left-right direction of the partition wall portion 55. The two second through holes 74 are also filled with the same conductive material as the first through holes 73, and two vertically extending second through electrodes 72 are formed. In this embodiment, the hole diameter of the second through hole 74 is the same as the hole diameter of the first through hole 73. That is, the diameter of the second through electrode 72 is the same as that of the first through electrode 71.

尚、2つの圧電素子列47の間に、これら2つの圧電素子列47から引き出された複数の駆動接点57を密集して配置するため、個々の駆動接点57の面積は小さいものとなっている。一方で、後でも説明するが、エッチングで第1貫通孔73の孔径を駆動接点57と同等に小さくするのは難しく、一定以上の大きさの孔になってしまう。その結果、図6、図7に示すように、第1貫通電極71の下端面の面積は、駆動配線52の先端部に設けられた駆動接点57の面積よりも大きくなっている。より具体的には、第1貫通電極71の下端面の径は、駆動接点57の前後方向の幅よりも大きい。また、同じ理由から、図3、図5に示すように、頂壁部53の上端面の個別端子65も第1貫通電極71よりも小さく形成されている。即ち、第1貫通電極71の上端面の面積は、頂壁部53の上面の個別端子65の面積よりも大きい。 Since the plurality of drive contacts 57 drawn from these two piezoelectric element rows 47 are densely arranged between the two piezoelectric element rows 47, the area of each drive contact 57 is small. .. On the other hand, as will be described later, it is difficult to make the hole diameter of the first through hole 73 as small as that of the drive contact 57 by etching, and the hole has a certain size or more. As a result, as shown in FIGS. 6 and 7, the area of the lower end surface of the first through electrode 71 is larger than the area of the drive contact 57 provided at the tip of the drive wiring 52. More specifically, the diameter of the lower end surface of the first through electrode 71 is larger than the width of the drive contact 57 in the front-rear direction. Further, for the same reason, as shown in FIGS. 3 and 5, the individual terminals 65 on the upper end surface of the top wall portion 53 are also formed smaller than the first through electrode 71. That is, the area of the upper end surface of the first through electrode 71 is larger than the area of the individual terminals 65 on the upper surface of the top wall portion 53.

一方、多くの圧電素子41が同時に駆動されたときに、共通電極49には大きな電流が流れるため、電圧降下を小さく抑えるために、共通電極49に繋がる経路の抵抗は小さく抑えたい。この観点から、図2、図3、図6(b)に示すように、グランド接点58、及び、第1グランド端子67の面積は、第2貫通電極72の端面の面積よりも大きくなっている。 On the other hand, when many piezoelectric elements 41 are driven at the same time, a large current flows through the common electrode 49. Therefore, in order to keep the voltage drop small, it is desired to keep the resistance of the path connected to the common electrode 49 small. From this point of view, as shown in FIGS. 2, 3, and 6 (b), the area of the ground contact 58 and the first ground terminal 67 is larger than the area of the end face of the second through electrode 72. ..

その上で、保護部材26の圧電アクチュエータ24と接合される下面と、反対側の上面にはそれぞれ絶縁膜75,76が形成されている。下側の絶縁膜75の第1貫通孔73と重なる領域には、第1貫通電極71の下端面よりも面積が小さい孔75aが形成されている。つまり、第1貫通電極71の下端面の露出面積(駆動接点57との接合面積)が孔75aによって小さく制限される。また、上側の絶縁膜76の第1貫通孔73と重なる領域には、第1貫通電極71の上端面よりも面積が小さい孔76aが形成されている。これにより、第1貫通電極71の上端面の露出面積(個別端子65との接合面積)も孔76aによって小さく制限されている。尚、絶縁膜75,76の第2貫通孔74と重なる領域にもそれぞれ孔75b,76bが形成されているが、これらの孔75b、76bは、第2貫通電極72の端面とほぼ同じ面積の孔である。 On top of that, insulating films 75 and 76 are formed on the lower surface joined to the piezoelectric actuator 24 of the protective member 26 and on the upper surface on the opposite side, respectively. In the region overlapping the first through hole 73 of the lower insulating film 75, a hole 75a having a smaller area than the lower end surface of the first through electrode 71 is formed. That is, the exposed area (joint area with the drive contact 57) of the lower end surface of the first through electrode 71 is limited by the hole 75a. Further, in the region overlapping the first through hole 73 of the upper insulating film 76, a hole 76a having a smaller area than the upper end surface of the first through electrode 71 is formed. As a result, the exposed area (joint area with the individual terminal 65) of the upper end surface of the first through electrode 71 is also limited to be small by the hole 76a. The holes 75b and 76b are also formed in the regions overlapping the second through holes 74 of the insulating films 75 and 76, respectively, but these holes 75b and 76b have substantially the same area as the end face of the second through electrode 72. It is a hole.

保護部材26は、導電性接着剤60によって圧電アクチュエータ24の上面に接合される。導電性接着剤60(ACF又はACP)は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に導電粒子が配合された接着剤である。圧電アクチュエータ24の接点57,58と保護部材26の貫通電極71,72は、上記の導電性接着剤60に含まれる導電粒子によって電気的に導通している。 The protective member 26 is joined to the upper surface of the piezoelectric actuator 24 by a conductive adhesive 60. The conductive adhesive 60 (ACF or ACP) is an adhesive in which conductive particles are mixed with a thermosetting resin such as an epoxy resin. The contacts 57, 58 of the piezoelectric actuator 24 and the through electrodes 71, 72 of the protective member 26 are electrically conductive by the conductive particles contained in the conductive adhesive 60.

圧電アクチュエータ24側の接点57,58と保護部材26側の貫通電極71,72との間に導電性接着剤60を介在させた状態で、両者を加熱しながら押圧する。このとき、接点57,58と貫通電極71,72との間で接着剤60が圧縮され、接点57,58と貫通電極71,72とが接着剤60に含まれている導電粒子によって電気的に接続される。同時に、接着剤60の主成分の熱硬化性樹脂が接点57,58と貫通電極71,72との間から周囲に流れ出し、加熱硬化する。これにより、圧電アクチュエータ24と保護部材26とが機械的に接合される。尚、図5、図6では、導電性接着剤60による接合領域のうち、特に、導電粒子による導通が生じている箇所は、ハッチングを濃くすることによって周囲の機械的接合部分と区別している。 With the conductive adhesive 60 interposed between the contacts 57 and 58 on the piezoelectric actuator 24 side and the through electrodes 71 and 72 on the protective member 26 side, both are pressed while being heated. At this time, the adhesive 60 is compressed between the contacts 57, 58 and the through electrodes 71, 72, and the contacts 57, 58 and the through electrodes 71, 72 are electrically charged by the conductive particles contained in the adhesive 60. Be connected. At the same time, the thermosetting resin, which is the main component of the adhesive 60, flows out from between the contacts 57 and 58 and the through electrodes 71 and 72 to the surroundings and is heat-cured. As a result, the piezoelectric actuator 24 and the protective member 26 are mechanically joined. In addition, in FIGS. 5 and 6, among the joint regions formed by the conductive adhesive 60, the portions where the conduction due to the conductive particles is generated are distinguished from the surrounding mechanical joint portions by thickening the hatching.

ところで、特に、第1貫通孔73に関し、多くの第1貫通電極71を密集して配置する観点からは第1貫通孔73の孔径は小さい方がよい。しかし、現実には、孔径を小さくするにも限度がある。 By the way, particularly with respect to the first through hole 73, it is preferable that the hole diameter of the first through hole 73 is small from the viewpoint of densely arranging many first through electrodes 71. However, in reality, there is a limit to reducing the hole diameter.

これについて、エッチングによって貫通孔を形成する場合を例に挙げて説明する。孔を形成する部材の厚みをtとすると、エッチングで形成したときの孔径の最小値はt/10程度とされている。つまり、部材が厚いほど貫通孔の孔径は大きくなる傾向にある。ここで、保護部材26は、本来、圧電素子41の保護のための部材であり、その機能を実現するには一定以上の厚みが必要である。また、保護部材26の厚みが薄いと、圧電アクチュエータ24に接合する際のハンドリングが難しくなるため、この観点からも、保護部材26にはある程度の厚みが求められる。以上より、エッチングで第1貫通孔73を形成する場合は、第1貫通孔73の孔径はある程度大きくならざるを得ない。 This will be described by taking as an example the case where a through hole is formed by etching. Assuming that the thickness of the member forming the hole is t, the minimum value of the hole diameter when formed by etching is about t / 10. That is, the thicker the member, the larger the hole diameter of the through hole tends to be. Here, the protective member 26 is originally a member for protecting the piezoelectric element 41, and needs to have a certain thickness or more in order to realize its function. Further, if the thickness of the protective member 26 is thin, handling when joining to the piezoelectric actuator 24 becomes difficult. Therefore, from this viewpoint as well, the protective member 26 is required to have a certain thickness. From the above, when the first through hole 73 is formed by etching, the hole diameter of the first through hole 73 has to be increased to some extent.

第1貫通孔73の孔径が大きくなると、その分、隣接する2つの第1貫通電極71の間の離間距離が小さくなり、上記2つの第1貫通電極71の間でショートが生じる確率が高くなる。特に、本実施形態では、保護部材26が、導電性接着剤60で圧電アクチュエータ24に接合されているが、導電性接着剤60に含まれる導電粒子が熱硬化性樹脂とともに接点の周囲へ流出したときに、第1貫通電極71間の離間距離が小さいほど、導電粒子によるショートが生じやすくなる。 As the hole diameter of the first through hole 73 becomes larger, the separation distance between the two adjacent first through electrodes 71 becomes smaller, and the probability that a short circuit occurs between the two first through electrodes 71 increases. .. In particular, in the present embodiment, the protective member 26 is bonded to the piezoelectric actuator 24 with the conductive adhesive 60, but the conductive particles contained in the conductive adhesive 60 flow out around the contacts together with the thermosetting resin. Occasionally, the smaller the separation distance between the first through electrodes 71, the more likely it is that short circuits will occur due to conductive particles.

そこで、本実施形態では、前後方向に隣接する第1貫通電極71の離間距離を小さくするために、次のような構成が採用されている。まず、先にも述べたように、圧電アクチュエータ24の複数の駆動接点57は千鳥状に配列されて2つの接点列56を構成している。この駆動接点57の配列に対応して、図3、図7に示すように、複数の第1貫通電極71も千鳥状に配列されており、前後方向に延び、且つ、左右方向に並ぶ2つの電極列77を構成している。2つの電極列77の間では、2つの接点列56と同様、第1貫通電極71の前後方向位置がP1=(P0/2)だけずれている。 Therefore, in the present embodiment, the following configuration is adopted in order to reduce the separation distance of the first through silicon vias 71 adjacent to each other in the front-rear direction. First, as described above, the plurality of drive contacts 57 of the piezoelectric actuator 24 are arranged in a staggered pattern to form two contact rows 56. As shown in FIGS. 3 and 7, a plurality of first through electrodes 71 are also arranged in a staggered pattern corresponding to the arrangement of the drive contacts 57, and two of them extend in the front-rear direction and are arranged in the left-right direction. It constitutes the electrode row 77. Similar to the two contact rows 56, the position of the first through silicon via 71 in the front-rear direction is shifted between the two electrode rows 77 by P1 = (P0 / 2).

その上で、図7に示すように、本実施形態では、前後方向に隣接する2つの圧電素子41に対応する、2つの第1貫通電極71の間隔P2が、上記2つの圧電素子41間の間隔P1よりも大きくなっている。より詳細に説明すると、複数の第1貫通電極71の間で離間距離が最も小さくなるのは、左側の電極列77に属する第1貫通電極71と右側の電極列77に属する第1貫通電極71の、両者の中心を結ぶ直線Lに沿った方向である。そして、本実施形態では、上記直線Lに沿った2つの第1貫通電極71の間隔P2が、これら2つの第1貫通電極71にそれぞれ対応する、2つの圧電素子41の前後方向の間隔P1(=P0/2)よりも大きくなっている。 Then, as shown in FIG. 7, in the present embodiment, the distance P2 between the two first through electrodes 71 corresponding to the two piezoelectric elements 41 adjacent in the front-rear direction is between the two piezoelectric elements 41. It is larger than the interval P1. More specifically, the distance between the plurality of first through electrodes 71 is the smallest between the first through electrode 71 belonging to the left electrode row 77 and the first through electrode 71 belonging to the right electrode row 77. Is the direction along the straight line L connecting the centers of both. Then, in the present embodiment, the distance P2 between the two first through electrodes 71 along the straight line L corresponds to the distance P1 in the front-rear direction of the two piezoelectric elements 41 corresponding to the two first through electrodes 71, respectively. = It is larger than P0 / 2).

図7に対する比較形態を図8に示す。図8では、2つの圧電素子列47からそれぞれ引き出された複数の駆動接点57が、前後方向に間隔P1で一列に配列されているが、これだと、最も近接する2つの第1貫通電極71間の間隔もP1となる。これに対して、本実施形態の図7では、図8と比べて、最も近接する2つの第1貫通電極71間の間隔が大きくなっている。言い換えれば、本実施形態では、圧電アクチュエータ24の複数の駆動接点57が左右2つの接点列56に分けられ、保護部材26の複数の第1貫通電極71も左右2つの電極列77に分けられることで、隣接する第1貫通電極71の間の最短距離が大きくなっている。 A comparative form with respect to FIG. 7 is shown in FIG. In FIG. 8, a plurality of drive contacts 57 drawn out from the two piezoelectric element rows 47 are arranged in a row at an interval P1 in the front-rear direction. In this case, the two closest first through electrodes 71 The interval between them is also P1. On the other hand, in FIG. 7 of the present embodiment, the distance between the two closest through silicon vias 71 is larger than that in FIG. In other words, in the present embodiment, the plurality of drive contacts 57 of the piezoelectric actuator 24 are divided into two left and right contact rows 56, and the plurality of first through electrodes 71 of the protective member 26 are also divided into two left and right electrode rows 77. Therefore, the shortest distance between the adjacent first through electrodes 71 is increased.

例えば、先にも述べたように、保護部材26の厚みtが400μmである場合、第1貫通孔73の孔径dは、小さくても40μm(=t/10)となる。一方で、1つのノズル列におけるノズル36の配列間隔P0が300dpi(=84μm)である場合、前後方向に隣接する2つの圧電素子41間の間隔P1=P0/2=42μmとなる。この場合に、図8のように、複数の第1貫通電極71が前後方向にP1の間隔で一列に配列されると、前後に隣接する2つの第1貫通電極71の間にほとんど隙間がなくなってしまう。これに対して、図7のように、複数の第1貫通電極71が左右2つの電極列77に分けられていると、近接する第1貫通電極71の間隔P2を、60μm程度まで広げることができる。 For example, as described above, when the thickness t of the protective member 26 is 400 μm, the hole diameter d of the first through hole 73 is at least 40 μm (= t / 10). On the other hand, when the arrangement spacing P0 of the nozzles 36 in one nozzle row is 300 dpi (= 84 μm), the spacing P1 = P0 / 2 = 42 μm between the two piezoelectric elements 41 adjacent in the front-rear direction. In this case, as shown in FIG. 8, when a plurality of first through electrodes 71 are arranged in a row at intervals of P1 in the front-rear direction, there is almost no gap between the two first through electrodes 71 adjacent to each other in the front-rear direction. Will end up. On the other hand, when the plurality of first through electrodes 71 are divided into two left and right electrode rows 77 as shown in FIG. 7, the distance P2 between the adjacent first through electrodes 71 can be widened to about 60 μm. can.

このように、前後方向に隣接する2つの圧電素子41に対応する2つの第1貫通電極71の間隔P2が、2つの圧電素子41の前後方向の間隔P1よりも大きくなっている。これにより、1つのノズル列の配列間隔P0がかなり小さい(例えば、300dpi)の場合でも、隣接する2つの第1貫通電極71の間でのショートを防止できる。 As described above, the distance P2 between the two first through electrodes 71 corresponding to the two piezoelectric elements 41 adjacent in the front-rear direction is larger than the distance P1 in the front-rear direction of the two piezoelectric elements 41. As a result, even when the arrangement interval P0 of one nozzle row is considerably small (for example, 300 dpi), it is possible to prevent a short circuit between two adjacent first through electrodes 71.

図6(a)に示すように、第1貫通電極71の下端面は、小さな孔75aが形成された絶縁膜75で覆われて、第1貫通電極71の下端面の面積が実質的に小さくなっている。この構成では、駆動接点57と接合される下端において、隣接する第1貫通電極71間の隙間が大きくなり、ショートをより確実に防止できる。また、上記構成は、特に、第1貫通電極71の下端面の面積が、駆動接点57の面積よりも大きい場合に有効である。 As shown in FIG. 6A, the lower end surface of the first through electrode 71 is covered with the insulating film 75 in which the small holes 75a are formed, and the area of the lower end surface of the first through electrode 71 is substantially small. It has become. In this configuration, at the lower end joined to the drive contact 57, the gap between the adjacent first through electrodes 71 becomes large, and a short circuit can be prevented more reliably. Further, the above configuration is particularly effective when the area of the lower end surface of the first through electrode 71 is larger than the area of the drive contact 57.

また、第1貫通電極71の上端面も、小さな孔76aが形成された絶縁膜76で覆われて、第1貫通電極71の上端面の面積も実質的に小さくなっている。これにより、ドライバIC37と接合される上端においても、隣接する第1貫通電極71間の隙間が大きくなり、ショートをより確実に防止できる。 Further, the upper end surface of the first through electrode 71 is also covered with the insulating film 76 in which the small holes 76a are formed, and the area of the upper end surface of the first through electrode 71 is also substantially reduced. As a result, even at the upper end of the joint with the driver IC 37, the gap between the adjacent first through silicon vias 71 becomes large, and a short circuit can be prevented more reliably.

共通電極49に繋がる経路の抵抗を抑えるため、図3に示すように、共通電極49に接続される第2貫通電極72は複数設けられることが好ましい。尚、第2貫通孔74の孔径を第1貫通孔73の孔径よりも大きくすることで、共通電極49に繋がる経路の抵抗を下げることもできる。但し、本実施形態のように、第1貫通孔73と第2貫通孔74とで孔径を同じにすると、エッチングでそれぞれの孔を形成する際にマスク形状を異ならせる必要がなく、孔の形成が容易になるという利点がある。 As shown in FIG. 3, it is preferable to provide a plurality of second through electrodes 72 connected to the common electrode 49 in order to suppress the resistance of the path connected to the common electrode 49. By making the hole diameter of the second through hole 74 larger than the hole diameter of the first through hole 73, it is possible to reduce the resistance of the path connected to the common electrode 49. However, if the hole diameters of the first through hole 73 and the second through hole 74 are the same as in the present embodiment, it is not necessary to make the mask shape different when forming the respective holes by etching, and the holes are formed. Has the advantage of facilitating.

但し、必要以上に第2貫通電極72の数を多くするのは、圧電アクチュエータ24や保護部材26の大型化に繋がるという観点で好ましくない。そこで、例えば、次の関係式に基づいて第2貫通電極72の数や径を定めてもよい。 However, increasing the number of the second through electrodes 72 more than necessary is not preferable from the viewpoint of increasing the size of the piezoelectric actuator 24 and the protective member 26. Therefore, for example, the number and diameter of the second through silicon via 72 may be determined based on the following relational expression.

ここでは、全ての圧電素子41が同時に駆動されて、共通電極49に繋がる経路に最大の電流が流れた場合でも、第2貫通電極72においてその許容電流値を越える電流が流れることがないように、第2貫通電極72の数や径を決定する。即ち、1つの圧電素子41から共通電極49に流れる最大の電流量をI、共通電極49に接続される圧電素子41の数をn、第2貫通電極72を構成する電極材料の許容電流密度をi、1つの第2貫通電極72の断面積をA、第2貫通電極72の数をNとしたときに、
N>(I×n)/(i×A)
の関係を満たすように、第2貫通電極72の数と径を定める。
Here, even if all the piezoelectric elements 41 are driven at the same time and the maximum current flows in the path connected to the common electrode 49, the current exceeding the allowable current value does not flow in the second through electrode 72. , Determine the number and diameter of the second through electrode 72. That is, the maximum amount of current flowing from one piezoelectric element 41 to the common electrode 49 is I, the number of piezoelectric elements 41 connected to the common electrode 49 is n, and the allowable current density of the electrode material constituting the second through electrode 72 is defined. i, when the cross-sectional area of one second through electrode 72 is A and the number of second through electrodes 72 is N,
N> (I × n) / (i × A)
The number and diameter of the second through silicon via 72 are determined so as to satisfy the above relationship.

第2貫通電極72の個数選択の具体例について説明する。まず、1つの圧電素子41から共通電極49に流れる最大の電流Iを10mA(=1.0×10-2A)、第2貫通電極72を構成する銅(Cu)の許容電流密度iを0.5×104A/mm2、圧電素子31の数n(ノズル36の数)を800個とする。この場合に、貫通孔74の直径dによって、第2貫通電極72の必要個数は以下のように変わる。 A specific example of selecting the number of the second through silicon via 72 will be described. First, the maximum current I flowing from one piezoelectric element 41 to the common electrode 49 is 10 mA (= 1.0 × 10 −2 A), and the allowable current density i of the copper (Cu) constituting the second through electrode 72 is 0. .5 × 10 4 A / mm 2 , the number n of piezoelectric elements 31 (the number of nozzles 36) is 800. In this case, the required number of the second through electrodes 72 varies as follows depending on the diameter d of the through hole 74.

(d=40μm)
A=1.3×10-3mm2であり、N>1.23となる。第2貫通電極72は最低2個必要である。
(d=30μm)
A=7.1×10-4mm2であり、N>2.25となる。第2貫通電極72は最低3個必要である。
(d=20μm)
A=3.1×10-4mm2であり、N>5.1となる。第2貫通電極72は最低6個必要である。
(D = 40 μm)
A = 1.3 × 10 -3 mm 2 , and N> 1.23. At least two second through electrodes 72 are required.
(D = 30 μm)
A = 7.1 × 10 -4 mm 2 , and N> 2.25. At least three second through electrodes 72 are required.
(D = 20 μm)
A = 3.1 × 10 -4 mm 2 , and N> 5.1. At least 6 through silicon vias 72 are required.

尚、上記の関係式は、第2貫通電極72の最低限必要な数を示すものである。そのため、実際には、余裕を持たせるために、第2貫通電極72の個数は、上記関係式から得られるNに1個以上増やした数とするとよい。 The above relational expression indicates the minimum required number of the second through silicon via 72. Therefore, in practice, the number of the second through silicon vias 72 may be increased by one or more from N obtained from the above relational expression in order to provide a margin.

頂壁部53の個別端子65には、ドライバIC37が押し付けられて接合される。ドライバIC37の接合時の押圧力によって頂壁部53が変形するのを抑えるため、個別端子65は、頂壁部53のうちの、側壁部54と連結される左右端部、又は、隔壁部55と連結される中央部に設けられることが好ましい。本実施形態では、個別端子65は、頂壁部53の中央部に配置されている。 The driver IC 37 is pressed and joined to the individual terminals 65 of the top wall portion 53. In order to prevent the top wall portion 53 from being deformed by the pressing force at the time of joining the driver IC 37, the individual terminal 65 is the left and right end portions of the top wall portion 53 connected to the side wall portion 54, or the partition wall portion 55. It is preferable that it is provided in the central portion connected to. In this embodiment, the individual terminal 65 is arranged at the center of the top wall portion 53.

また、本実施形態では、隔壁部55に複数の第1貫通電極71が形成され、複数の第1貫通電極71は直上に配置された複数の個別端子65と導通している。この構成では、隔壁部55に、その両側の2つの圧電素子列47からそれぞれ引き出された複数の第1貫通電極71が集中的に配置されることから、圧電アクチュエータ24や保護部材26の左右方向のサイズを小型化することが可能となる。 Further, in the present embodiment, a plurality of first through electrodes 71 are formed on the partition wall portion 55, and the plurality of first through electrodes 71 are conducting with a plurality of individual terminals 65 arranged directly above the partition wall portion 55. In this configuration, since a plurality of first through electrodes 71 drawn out from the two piezoelectric element rows 47 on both sides thereof are centrally arranged on the partition wall portion 55, the piezoelectric actuator 24 and the protective member 26 are arranged in the left-right direction. It is possible to reduce the size of the.

また、図5に示すように、第1貫通電極71と第2貫通電極72は、隔壁部55の左右方向中央部に形成されている。この構成では、ドライバIC37の接合時に隔壁部55に押圧力が作用したときでも、内部の貫通電極71,72に曲げ力が作用しにくくなるため、貫通電極71,72での断線を抑制できる。 Further, as shown in FIG. 5, the first through electrode 71 and the second through electrode 72 are formed in the central portion in the left-right direction of the partition wall portion 55. In this configuration, even when a pressing force acts on the partition wall portion 55 at the time of joining the driver IC 37, the bending force is less likely to act on the internal through electrodes 71 and 72, so that disconnection in the through electrodes 71 and 72 can be suppressed.

頂壁部53の複数の入力端子61には、FPC27が押し付けられて接合される。この入力端子61についても、FPC27の接合時の押圧力によって頂壁部53が変形するのを抑えるため、頂壁部53のうちの、側壁部54又は隔壁部55と連結される部分に設けられることが好ましい。本実施形態では、複数の入力端子61は、頂壁部53のうちの、右側の側壁部54と連結される右端部に形成されている。 The FPC 27 is pressed and joined to the plurality of input terminals 61 of the top wall portion 53. The input terminal 61 is also provided at a portion of the top wall portion 53 connected to the side wall portion 54 or the partition wall portion 55 in order to prevent the top wall portion 53 from being deformed by the pressing force at the time of joining the FPC 27. Is preferable. In the present embodiment, the plurality of input terminals 61 are formed at the right end portion of the top wall portion 53 connected to the right side wall portion 54.

次に、上記のヘッドユニット16の製造工程について、図9、図10を参照して、保護部材26の製造工程と、保護部材26の圧電アクチュエータ24との接合工程を中心に説明する。尚、以下の説明項目(a)~(i)と、図9、図10の(a)~(i)はそれぞれ対応している。 Next, the manufacturing process of the head unit 16 will be described with reference to FIGS. 9 and 10, focusing on the manufacturing process of the protective member 26 and the bonding process of the protective member 26 with the piezoelectric actuator 24. The following explanatory items (a) to (i) correspond to the items (a) to (i) in FIGS. 9 and 10, respectively.

まず、保護部材26の製造工程について図9を参照して説明する。
(a)保護部材26となるシリコン単結晶基板80に、第1貫通孔73となる凹状の孔81を、エッチングによって複数形成する。
(b)基板80の孔81が開口する側より、スパッタリングなどで導電膜82を形成する。このとき、導電膜82を構成する導電材料の一部が孔81内に入り込む。
(c)基板80を、(b)に示す2本の二点鎖線のラインまで両面から研磨して孔81の両端部を削り取る。これにより、第1貫通孔73内に導電材料が充填された第1貫通電極71を形成する。
First, the manufacturing process of the protective member 26 will be described with reference to FIG.
(A) A plurality of concave holes 81 to be the first through holes 73 are formed by etching on the silicon single crystal substrate 80 to be the protective member 26.
(B) The conductive film 82 is formed by sputtering or the like from the side where the hole 81 of the substrate 80 opens. At this time, a part of the conductive material constituting the conductive film 82 enters the hole 81.
(C) The substrate 80 is polished from both sides up to the line of the two alternate long and short dash lines shown in (b), and both ends of the hole 81 are scraped off. As a result, the first through electrode 71 in which the conductive material is filled in the first through hole 73 is formed.

(d)研磨後の基板80の下面と上面にそれぞれ絶縁膜75,76を形成する。また、絶縁膜75,76にそれぞれエッチングで、第1貫通孔71よりも小さい孔75a,76aを形成する。
(e)基板80の上面に、信号入力端子62、個別端子65、信号配線68等の配線や端子を、金(Au)などのメッキ、あるいは、アルミニウム(Al)の薄膜のパターニングで形成する。
(f)基板80の下側からエッチングで凹部83を形成する。これにより、頂壁部53、2つの側壁部54、及び、隔壁部55を有する保護部材26の製造が完了する。
(D) Insulating films 75 and 76 are formed on the lower surface and the upper surface of the polished substrate 80, respectively. Further, the insulating films 75 and 76 are etched to form holes 75a and 76a smaller than the first through holes 71, respectively.
(E) Wiring and terminals such as signal input terminals 62, individual terminals 65, and signal wiring 68 are formed on the upper surface of the substrate 80 by plating with gold (Au) or patterning with a thin film of aluminum (Al).
(F) The recess 83 is formed by etching from the lower side of the substrate 80. This completes the production of the protective member 26 having the top wall portion 53, the two side wall portions 54, and the partition wall portion 55.

次に、図10を参照して、保護部材26の接合工程からドライバIC37及びFPC27の接合までの工程について説明する。
(g)保護部材26の下面に導電性接着剤60(ACF又はACP)を付着させてから、保護部材26を、圧電素子41を有する圧電アクチュエータ24に加熱しながら押し付ける。これにより、駆動接点57と第1貫通電極71とが導通した状態で、保護部材26を圧電アクチュエータ24に機械的に接合する。
Next, with reference to FIG. 10, a process from the joining process of the protective member 26 to the joining of the driver IC 37 and the FPC 27 will be described.
(G) After the conductive adhesive 60 (ACF or ACP) is attached to the lower surface of the protective member 26, the protective member 26 is pressed against the piezoelectric actuator 24 having the piezoelectric element 41 while heating. As a result, the protective member 26 is mechanically joined to the piezoelectric actuator 24 in a state where the drive contact 57 and the first through electrode 71 are electrically connected.

(h)第1流路部材21を研磨によって所定の厚みまで薄くした後、第1流路部材21にエッチングで圧力室28を形成する。
(i)保護部材26の頂壁部53の中央部にドライバIC37を導電性接着剤64で接合する。その後、保護部材26の右端部にFPC27を導電性接着剤64で接合する。尚、ドライバIC37とFPC27の接合は、同時に行うことも可能である。
(H) After the first flow path member 21 is thinned to a predetermined thickness by polishing, a pressure chamber 28 is formed in the first flow path member 21 by etching.
(I) The driver IC 37 is joined to the central portion of the top wall portion 53 of the protective member 26 with a conductive adhesive 64. After that, the FPC 27 is joined to the right end portion of the protective member 26 with the conductive adhesive 64. It is also possible to join the driver IC 37 and the FPC 27 at the same time.

以上説明した実施形態において、ヘッドユニット16が本発明の「液体吐出装置」に相当する。第1流路部材21が本発明の「流路部材」に相当する。圧電素子41が配列される前後方向が本発明の「第1方向」に相当する。圧電素子41の配置面に平行で、且つ、前後方向と直交する左右方向が、本発明の「第2方向」に相当する。圧電アクチュエータ24が本発明の「アクチュエータ」に相当する。駆動接点57が本発明の「第1接点」に、グランド接点58が本発明の「第2接点」に相当する。保護部材26の頂壁部53が本発明の「第1壁部」に、側壁部54及び隔壁部55が本発明の「第2壁部」に相当する。頂壁部53に形成された個別端子65が本発明の「第1接続端子」に、第1グランド端子67が本発明の「第2接続端子」に、入力端子61が本発明の「第3接続端子」に相当する。絶縁膜75が本発明の「第1絶縁膜」に、絶縁膜76が本発明の「第2絶縁膜」に相当する。圧電素子41の下電極42が本発明の「第1電極」に、上電極44が本発明の「第2電極」に相当する。ドライバIC37が本発明の「駆動回路」に相当する。FPC27が本発明の「配線部材」に相当する。 In the embodiment described above, the head unit 16 corresponds to the "liquid discharge device" of the present invention. The first flow path member 21 corresponds to the "flow path member" of the present invention. The front-back direction in which the piezoelectric elements 41 are arranged corresponds to the "first direction" of the present invention. The left-right direction parallel to the arrangement surface of the piezoelectric element 41 and orthogonal to the front-rear direction corresponds to the "second direction" of the present invention. The piezoelectric actuator 24 corresponds to the "actuator" of the present invention. The drive contact 57 corresponds to the "first contact" of the present invention, and the ground contact 58 corresponds to the "second contact" of the present invention. The top wall portion 53 of the protective member 26 corresponds to the "first wall portion" of the present invention, and the side wall portion 54 and the partition wall portion 55 correspond to the "second wall portion" of the present invention. The individual terminal 65 formed on the top wall portion 53 is the "first connection terminal" of the present invention, the first ground terminal 67 is the "second connection terminal" of the present invention, and the input terminal 61 is the "third connection terminal" of the present invention. Corresponds to "connection terminal". The insulating film 75 corresponds to the "first insulating film" of the present invention, and the insulating film 76 corresponds to the "second insulating film" of the present invention. The lower electrode 42 of the piezoelectric element 41 corresponds to the "first electrode" of the present invention, and the upper electrode 44 corresponds to the "second electrode" of the present invention. The driver IC 37 corresponds to the "drive circuit" of the present invention. The FPC 27 corresponds to the "wiring member" of the present invention.

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、前記実施形態と同様の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。 Next, a modified embodiment in which various modifications are made to the embodiment will be described. However, those having the same configuration as that of the above-described embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted as appropriate.

1]保護部材にエッチングで第1貫通孔を形成した場合、エッチングの進行方向奥側に向かうほど孔径が小さくなるテーパー状となりやすい。この場合には、図11の保護部材26Aに示すように、第1貫通孔73Aのエッチングは圧電アクチュエータ24Aと反対側(上側)から行い、圧電アクチュエータ24A側に向かうほど孔径が小さくなるようにすることが好ましい。 1] When the first through hole is formed in the protective member by etching, the hole diameter tends to become smaller toward the inner side in the etching progress direction, and the shape tends to be tapered. In this case, as shown in the protective member 26A of FIG. 11, the first through hole 73A is etched from the opposite side (upper side) of the piezoelectric actuator 24A so that the hole diameter becomes smaller toward the piezoelectric actuator 24A side. Is preferable.

図3などを見ても分かるように、下側の駆動接点57と上側の個別端子65を比べると、上側の個別端子65の方が配置スペースに余裕がある。そのため、個別端子65は、駆動接点57と比べると配列間隔を大きくしやすい。逆に言えば、駆動接点57は配列間隔を大きくすることは難しいことから、下端側でのショートを確実に防止するために、第1貫通電極71Aの径が下方ほど小さくするのがよい。 As can be seen from FIG. 3 and the like, when the lower drive contact 57 and the upper individual terminal 65 are compared, the upper individual terminal 65 has more space for arrangement. Therefore, the individual terminals 65 tend to have a larger arrangement interval than the drive contacts 57. Conversely, since it is difficult to increase the arrangement spacing of the drive contacts 57, it is preferable to reduce the diameter of the first through electrode 71A toward the lower side in order to surely prevent a short circuit on the lower end side.

2]前記実施形態の図5、図6で示されている第1貫通電極71の下端面を覆う絶縁膜75と上端面を覆う絶縁膜76の、一方又は両方が省略されてもよい。図12では、保護部材26Bの下面と上面の両方に絶縁膜が形成されていない。特に、第1貫通電極71Bの下端面の面積が、駆動接点57の面積よりも小さい場合は絶縁膜75が省略されてよい。また、第1貫通電極71Bの上端面の面積が、個別端子65の面積よりも小さい場合は絶縁膜76が省略されてよい。 2] One or both of the insulating film 75 covering the lower end surface and the insulating film 76 covering the upper end surface of the first through silicon via 71 shown in FIGS. 5 and 6 of the above embodiment may be omitted. In FIG. 12, the insulating film is not formed on both the lower surface and the upper surface of the protective member 26B. In particular, when the area of the lower end surface of the first through electrode 71B is smaller than the area of the drive contact 57, the insulating film 75 may be omitted. Further, when the area of the upper end surface of the first through electrode 71B is smaller than the area of the individual terminal 65, the insulating film 76 may be omitted.

3]前記実施形態(図3参照)では、保護部材26の頂壁部53の上面に、グランド端子として、共通電極49に接続される第1グランド端子67と、ドライバIC37に接続される第2グランド端子70とが設けられていたが、これら2種類のグランド端子が1つにまとめられていてもよい。 3] In the above embodiment (see FIG. 3), the first ground terminal 67 connected to the common electrode 49 and the second ground terminal 67 connected to the driver IC 37 as ground terminals on the upper surface of the top wall portion 53 of the protective member 26. Although the ground terminal 70 is provided, these two types of ground terminals may be combined into one.

例えば、図13のヘッドユニット16Cでは、複数の個別端子65の前後両側に2つのグランド端子67Cが配置されている。グランド端子67Cは、保護部材26の頂壁部53の上面に形成されたグランド配線69Cによって、グランド入力端子63と接続されている。また、グランド端子67Cは、保護部材26に形成された第2貫通電極72Cを介して、共通電極と接続されている。さらに、グランド端子67Cは、ドライバIC37Cとも接続されている。この図13の構成では、図3と比べて、グランド配線が簡素化されて配線引き回しが容易になる。また、頂壁部53上の端子数が少なくなるため、保護部材26を小型化できる。 For example, in the head unit 16C of FIG. 13, two ground terminals 67C are arranged on both front and rear sides of the plurality of individual terminals 65. The ground terminal 67C is connected to the ground input terminal 63 by a ground wiring 69C formed on the upper surface of the top wall portion 53 of the protective member 26. Further, the ground terminal 67C is connected to the common electrode via the second through electrode 72C formed on the protective member 26. Further, the ground terminal 67C is also connected to the driver IC 37C. In the configuration of FIG. 13, as compared with FIG. 3, the ground wiring is simplified and the wiring can be easily routed. Further, since the number of terminals on the top wall portion 53 is reduced, the protective member 26 can be miniaturized.

4]前記実施形態では、図5に示すように、頂壁部53の隔壁部55と連結される左右方向中央部にドライバIC37が配置され、頂壁部53の側壁部54と連結される左右方向端部にFPC27が接合されている。これに対して、頂壁部53の、1つの側壁部54又は隔壁部55と連結される部分に、ドライバIC37とFPC27の両方が配置されてもよい。 4] In the above embodiment, as shown in FIG. 5, the driver IC 37 is arranged at the center in the left-right direction connected to the partition wall portion 55 of the top wall portion 53, and is connected to the side wall portion 54 of the top wall portion 53. The FPC27 is joined to the directional end. On the other hand, both the driver IC 37 and the FPC 27 may be arranged in a portion of the top wall portion 53 connected to one side wall portion 54 or the partition wall portion 55.

例えば、図14、図15のヘッドユニット16Dでは、頂壁部53の、隔壁部55と連結される連結部分である中央部の左半分に個別端子65D及び信号端子66Dが配置され、右半分に入力端子61Dが配置されている。頂壁部53の中央部左半分にはドライバIC37が配置され、個別端子65D及び信号端子66Dと接続されている。また、FPC27は頂壁部53の中央部右半分に接合され、入力端子61Dと接続されている。また、個別端子65Dに接続される第1貫通電極71Dも、隔壁部55の左半分に位置している。つまり、ドライバIC37、個別端子65D、信号端子66D、及び、第1貫通電極71Dが、隔壁部55の中央部に対して左側にずれて配置されている。 For example, in the head unit 16D of FIGS. 14 and 15, individual terminals 65D and signal terminals 66D are arranged in the left half of the central portion of the top wall portion 53, which is a connecting portion connected to the partition wall portion 55, and the signal terminals 66D are arranged in the right half. The input terminal 61D is arranged. A driver IC 37 is arranged in the left half of the central portion of the top wall portion 53, and is connected to the individual terminal 65D and the signal terminal 66D. Further, the FPC 27 is joined to the right half of the central portion of the top wall portion 53 and is connected to the input terminal 61D. Further, the first through electrode 71D connected to the individual terminal 65D is also located in the left half of the partition wall portion 55. That is, the driver IC 37, the individual terminal 65D, the signal terminal 66D, and the first through silicon via 71D are arranged so as to be offset to the left side with respect to the central portion of the partition wall portion 55.

このように、頂壁部53の中央部に、ドライバIC37と接続される個別端子65D及び信号端子66Dと、FPC27と接続される入力端子61Dとが配置されていると、前記実施形態(図3)と比べて、ドライバIC37(信号端子66D)と入力端子61Dとを繋ぐ信号配線68Dの長さを短くできる。 As described above, when the individual terminal 65D and the signal terminal 66D connected to the driver IC 37 and the input terminal 61D connected to the FPC 27 are arranged in the central portion of the top wall portion 53, the embodiment (FIG. 3). ), The length of the signal wiring 68D connecting the driver IC 37 (signal terminal 66D) and the input terminal 61D can be shortened.

尚、信号配線68Dは保護部材26の頂壁部53の表面にあり、少なくとも製造時には露出することになるため、配線が長いほど、製造工程中に断線等の問題が生じやすい。また外部環境(温度や湿度)の変化等の要因により保護部材が伸縮、変形が生じたときに、配線が長いと、導通不良、ショート、配線抵抗の増減などの悪影響が生じることも考えられる。これらの点で、信号配線68Dの長さを短くできる上記構成は有利である。 Since the signal wiring 68D is located on the surface of the top wall portion 53 of the protective member 26 and is exposed at least during manufacturing, the longer the wiring, the more likely it is that problems such as disconnection will occur during the manufacturing process. In addition, when the protective member expands and contracts or deforms due to factors such as changes in the external environment (temperature and humidity), if the wiring is long, adverse effects such as poor continuity, short circuit, and increase / decrease in wiring resistance may occur. In these respects, the above configuration that can shorten the length of the signal wiring 68D is advantageous.

5]前記実施形態では、図5に示すように、頂壁部53の、第1貫通電極71が形成された隔壁部55との連結部分にドライバIC37が配置されている。これに対して、図16のヘッドユニット16Eのように、保護部材26の頂壁部53の、隔壁部55との連結部分に、ドライバIC87が実装された配線部材であるCOF(Chip ON Film)90が接合されてもよい。ドライバIC87は、個別端子65と電気的に接続されて、圧電素子41に対して駆動信号を出力する。前記実施形態では、ドライバIC37とFPC27を保護部材26にそれぞれ接合するため、電気的な接続工程が2工程必要であるが、図16では、保護部材26にCOF90を接合するだけで済み、電気的接続に関する工程を減らすことができる。 5] In the above embodiment, as shown in FIG. 5, the driver IC 37 is arranged at the connecting portion of the top wall portion 53 with the partition wall portion 55 on which the first through electrode 71 is formed. On the other hand, as in the head unit 16E of FIG. 16, COF (Chip ON Film), which is a wiring member in which the driver IC 87 is mounted on the connecting portion of the top wall portion 53 of the protective member 26 with the partition wall portion 55. 90 may be joined. The driver IC 87 is electrically connected to the individual terminal 65 and outputs a drive signal to the piezoelectric element 41. In the above embodiment, since the driver IC 37 and the FPC 27 are bonded to the protective member 26, two electrical connection steps are required. However, in FIG. 16, only the COF 90 is bonded to the protective member 26, which is electrical. The number of connection steps can be reduced.

6]前記実施形態の保護部材26は2つの圧電素子列47を覆うものであり、頂壁部53と2つの側壁部54の他に、2つの圧電素子列47の間を仕切る隔壁部55を備えていたが、図17のように、保護部材26Fが、1つの圧電素子列47のみを覆うものであってもよい。即ち、保護部材26Fは、頂壁部53Fと2つの側壁部54Fa,54Fbのみを備え、隔壁部は備えていない。保護部材26Fの左側の側壁部54Faには第1貫通電極71が形成される。この側壁部54Faと連結される頂壁部53Fの左端部に、ドライバIC37が配置されている。また、右側の側壁部54Fbと連結される頂壁部53Fの右端部にはFPC27が接合されている。 6] The protective member 26 of the embodiment covers the two piezoelectric element rows 47, and in addition to the top wall portion 53 and the two side wall portions 54, the partition wall portion 55 that partitions between the two piezoelectric element rows 47 is provided. However, as shown in FIG. 17, the protective member 26F may cover only one piezoelectric element row 47. That is, the protective member 26F includes only the top wall portion 53F and the two side wall portions 54Fa and 54Fb, and does not include the partition wall portion. A first through electrode 71 is formed on the side wall portion 54F on the left side of the protective member 26F. The driver IC 37 is arranged at the left end of the top wall portion 53F connected to the side wall portion 54F. Further, the FPC 27 is joined to the right end portion of the top wall portion 53F connected to the right side wall portion 54Fb.

また、図17のような構成では、隣接する2つの第1貫通電極71の間隔は、次のようにして広げられていてもよい。例えば、図18では、1つの圧電素子列47に属する複数の圧電素子41から複数の駆動接点57がそれぞれ右方へ引き出されている。但し、複数の駆動接点57は前後方向に一列に配列されるのではなく、千鳥状に配列されており2つの接点列56Fが構成されている。これに伴って、複数の第1貫通電極71も千鳥状に配列されて、2つの電極列77Fが構成されている。この構成では、前後方向に隣接する2つの第1貫通電極71の間隔P2Fが、対応する2つの圧電素子41の前後方向の間隔P1Fよりも大きくなっている。これにより、隣接する2つの第1貫通電極71の間でのショートを防止できる。 Further, in the configuration as shown in FIG. 17, the distance between the two adjacent first through electrodes 71 may be widened as follows. For example, in FIG. 18, a plurality of drive contacts 57 are respectively drawn to the right from a plurality of piezoelectric elements 41 belonging to one piezoelectric element row 47. However, the plurality of drive contacts 57 are not arranged in a row in the front-rear direction, but are arranged in a staggered pattern to form two contact rows 56F. Along with this, a plurality of first through electrodes 71 are also arranged in a staggered pattern to form two electrode rows 77F. In this configuration, the distance P2F between the two first through electrodes 71 adjacent to each other in the front-rear direction is larger than the distance P1F in the front-rear direction of the two corresponding piezoelectric elements 41. This makes it possible to prevent a short circuit between two adjacent first through silicon vias 71.

また、図19では、1つの圧電素子列47に属する複数の圧電素子41から右方へ引き出された複数の駆動接点57Gが1列に配列されている。但し、複数の駆動接点57Gは全体的に放射状に広がるように配置されている。これにより、1つの圧電素子列47に属する圧電素子41に対応する第1貫通電極71の、前後方向における配列間隔P2Gが、1つの圧電素子列47の圧電素子41の前後方向の配列間隔P1Gよりも大きくなっている。これにより、隣接する2つの第1貫通電極71の間でのショートを防止できる。 Further, in FIG. 19, a plurality of drive contacts 57G drawn to the right from the plurality of piezoelectric elements 41 belonging to one piezoelectric element row 47 are arranged in one row. However, the plurality of drive contacts 57G are arranged so as to spread radially as a whole. As a result, the arrangement spacing P2G in the front-rear direction of the first through electrode 71 corresponding to the piezoelectric element 41 belonging to one piezoelectric element row 47 is larger than the arrangement spacing P1G in the front-back direction of the piezoelectric element 41 of one piezoelectric element row 47. Is also getting bigger. This makes it possible to prevent a short circuit between two adjacent first through silicon vias 71.

7]前記実施形態では、図5、図6に示すように、頂壁部53の、第1貫通電極71が形成された隔壁部55との連結部分にドライバIC37が配置されているが、ドライバIC37が第1貫通電極71の真上にあることは必須ではなく、ドライバIC37が第1貫通電極71から離れて配置されてもよい。その場合は、第1貫通電極71の直上に位置する個別端子65とドライバIC37とが、頂壁部53に形成された配線によって接続される。 7] In the above embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, the driver IC 37 is arranged at the connecting portion of the top wall portion 53 with the partition wall portion 55 on which the first through electrode 71 is formed. It is not essential that the IC 37 is directly above the first through silicon via 71, and the driver IC 37 may be located away from the first through silicon via 71. In that case, the individual terminal 65 located directly above the first through electrode 71 and the driver IC 37 are connected by wiring formed on the top wall portion 53.

8]圧電アクチュエータの駆動接点の配置は、前記実施形態の構成には限られない。全ての圧電素子の駆動接点が同一方向に引き出され、圧電アクチュエータの一端部に全ての駆動接点が一列に配列されてもよい。あるいは、2つの圧電素子列のそれぞれから走査方向の両側に分かれて配線が引き出され、圧電アクチュエータの走査方向の両端部のそれぞれで、駆動接点が配列されていてもよい。 8] The arrangement of the drive contacts of the piezoelectric actuator is not limited to the configuration of the above embodiment. The drive contacts of all the piezoelectric elements may be drawn out in the same direction, and all the drive contacts may be arranged in a row at one end of the piezoelectric actuator. Alternatively, wiring may be drawn out from each of the two piezoelectric element trains on both sides in the scanning direction, and drive contacts may be arranged at both ends of the piezoelectric actuator in the scanning direction.

特に、2つの圧電素子列から左右方向に分かれて駆動接点が引き出された場合の、保護部材の貫通電極、端子、配線等の配置について、図20を参照して説明する。図20のヘッドユニット16Hでは、保護部材26Hの左右2つの側壁部54Hが、駆動接点が配置された圧電アクチュエータの左右両端部とそれぞれ接合される。その上で、各側壁部54Hには、複数の第1貫通電極71Hと2つの第2貫通電極72Hが形成されている。また、頂壁部53Hの、側壁部54Hと連結される左端部及び右端部のそれぞれには、複数の第1貫通電極71Hと導通する複数の個別端子65Hと、2つの第2貫通電極72Hと導通する2つのグランド端子67Hが形成されている。 In particular, the arrangement of through electrodes, terminals, wiring, and the like of the protective member when the drive contacts are pulled out from the two piezoelectric element rows in the left-right direction will be described with reference to FIG. In the head unit 16H of FIG. 20, the two left and right side wall portions 54H of the protective member 26H are joined to the left and right end portions of the piezoelectric actuator in which the drive contacts are arranged. On top of that, a plurality of first through silicon vias 71H and two second through silicon vias 72H are formed on each side wall portion 54H. Further, each of the left end portion and the right end portion of the top wall portion 53H connected to the side wall portion 54H has a plurality of individual terminals 65H conducting with a plurality of first through electrodes 71H and two second through electrodes 72H. Two conductive ground terminals 67H are formed.

頂壁部53Hの、隔壁部55Hと連結される左右方向中央部にはドライバIC37Hが配置されている。ドライバIC37Hは、頂壁部53Hの左端部及び右端部に配置された個別端子65Hと個別配線68Hで接続され、グランド端子67Hとはグランド配線69Hで接続されている。 The driver IC 37H is arranged at the center of the top wall portion 53H in the left-right direction connected to the partition wall portion 55H. The driver IC 37H is connected to the individual terminals 65H arranged at the left end and the right end of the top wall portion 53H by the individual wiring 68H, and is connected to the ground terminal 67H by the ground wiring 69H.

図20の構成では、2つの圧電素子列に対応した2つの第1貫通電極71Hの列が左右2つの側壁部54Hに分かれて配置されるため、前記実施形態の図7と比べて、前後方向に隣接する第1貫通電極71の間隔を大きくすることができる。尚、図20において、隔壁部55Hの直上に、ドライバIC37Hが配置される代わりに、ドライバICが実装された配線部材(COF)が接合されてもよい。 In the configuration of FIG. 20, since the rows of the two first through electrodes 71H corresponding to the two piezoelectric element rows are separately arranged in the two left and right side wall portions 54H, the front-rear direction is compared with that of FIG. 7 of the embodiment. The distance between the first through electrodes 71 adjacent to the can be increased. In FIG. 20, instead of arranging the driver IC 37H directly above the partition wall portion 55H, a wiring member (COF) on which the driver IC is mounted may be joined.

9]前記実施形態では、保護部材26が圧電アクチュエータ24に、導電性接着剤60で接合されていたが、非導電性接着剤(NCF又はNCP)で接合されてもよい。 9] In the above embodiment, the protective member 26 is bonded to the piezoelectric actuator 24 with the conductive adhesive 60, but it may be bonded with the non-conductive adhesive (NCF or NCP).

10]前記実施形態のインクジェットヘッド4は、記録用紙100の幅方向に移動しながらインクを吐出する、いわゆるシリアルタイプのヘッドであるが、用紙幅方向に配列されたノズルを有する、いわゆるラインタイプのヘッドに対しても同様に本発明を適用できる。 10] The inkjet head 4 of the embodiment is a so-called serial type head that ejects ink while moving in the width direction of the recording paper 100, but is a so-called line type head having nozzles arranged in the paper width direction. The present invention can be similarly applied to the head.

以上説明した実施形態は、本発明を、記録用紙にインクを吐出して画像等を印刷するインクジェットヘッドに適用したものであるが、本発明は、液体吐出以外の用途で用いられるアクチュエータ装置全般にも適用可能である。また、アクチュエータは、複数の圧電素子からなる圧電アクチュエータにも限られない。例えば、駆動素子として、電流を流したときの発熱を利用して対象を駆動する、発熱体を有するアクチュエータであってもよい。 The embodiments described above apply the present invention to an inkjet head that ejects ink onto recording paper to print an image or the like, but the present invention applies to all actuator devices used for applications other than liquid ejection. Is also applicable. Further, the actuator is not limited to the piezoelectric actuator composed of a plurality of piezoelectric elements. For example, as the driving element, an actuator having a heating element that drives the target by utilizing the heat generated when a current is passed may be used.

16 ヘッドユニット
21 流路部材
24 圧電アクチュエータ
25 アクチュエータ装置
26 保護部材
27 FPC
28 圧力室
36 ノズル
37 ドライバIC
41 圧電素子
42 下電極
44 上電極
47 圧電素子列
49 共通電極
53 頂壁部
54 側壁部
55 隔壁部
56 接点列
57 駆動接点
58 グランド接点
60 接着剤
60 導電性接着剤
61 入力端子
65 個別端子
67 グランド端子
68 信号配線
69 グランド配線
71 第1貫通電極
72 第2貫通電極
73 第1貫通孔
74 第2貫通孔
75 絶縁膜
76 絶縁膜
77 電極列
87 ドライバIC
16 Head unit 21 Flow path member 24 Piezoelectric actuator 25 Actuator device 26 Protective member 27 FPC
28 Pressure chamber 36 Nozzle 37 Driver IC
41 Piezoelectric element 42 Lower electrode 44 Upper electrode 47 Piezoelectric element row 49 Common electrode 53 Top wall part 54 Side wall part 55 Partition part 56 Contact row 57 Drive contact 58 Ground contact 60 Adhesive 60 Conductive adhesive 61 Input terminal 65 Individual terminal 67 Ground terminal 68 Signal wiring 69 Ground wiring 71 1st through electrode 72 2nd through electrode 73 1st through hole 74 2nd through hole 75 Insulation film 76 Insulation film 77 Electrode row 87 Driver IC

Claims (9)

第1方向に配列された複数の圧電素子と、前記複数の圧電素子からそれぞれ引き出され、前記第1方向に沿って配列された複数の第1接点と、を有するアクチュエータと、
前記圧電素子と対向する第1壁部と前記第1壁部に連結された第2壁部を有し、前記圧電素子を覆った状態で、前記第2壁部が前記アクチュエータの前記第1接点の配置領域に接合された保護部材と、
前記保護部材の前記第1壁部の、前記アクチュエータと反対側の面に配置された複数の第1接続端子と、
前記保護部材の前記第2壁部に形成された複数の第1貫通孔内にそれぞれ設けられ、且つ、それぞれが前記第1接点及び前記第1接続端子と導通する、複数の第1貫通電極と、を備え、
前記第1方向に隣接する2つの前記圧電素子に対応する、2つの前記第1貫通電極の間隔が、前記隣接する2つの圧電素子間の前記第1方向の間隔よりも大きく、
前記複数の第1貫通電極は、前記第1方向に延び、且つ、前記圧電素子の配置面に平行で前記第1方向と直交する第2方向に並ぶ、第1電極列と第2電極列を構成し、
前記第1電極列と前記第2電極列の間で、前記第1貫通電極の位置が前記第1方向にずれており、
前記第1電極列に属する前記第1貫通電極と前記第2電極列に属する前記第1貫通電極の、両者の中心を直線で結ぶ方向における間隔が、これら2つの前記第1貫通電極に対応する2つの前記圧電素子間の前記第1方向の間隔よりも大きく、
前記第1電極列に属する前記第1貫通電極は、当該第1貫通電極に対応する前記圧電素子の前記第2方向における一方側に配置され、
前記第2電極列に属する前記第1貫通電極は、当該第1貫通電極に対応する前記圧電素子の前記第2方向における他方側に配置されて、
前記第1電極列に属する前記第1貫通電極と前記第2電極列に属する前記第1貫通電極とが、前記第1方向に沿って等間隔に千鳥状で交互に配置されて、
前記圧電素子は、圧電膜と、前記圧電膜をその厚み方向に挟む第1電極と第2電極を有し、
前記複数の圧電素子の間で前記第1電極同士は分離され、前記第2電極同士は互いに導通して共通電極が構成され、
前記第1接点は、前記第1電極に接続され、
前記アクチュエータは、前記共通電極に接続された第2接点を有し、
前記保護部材の前記第1壁部の、前記アクチュエータと反対側の面に配置された第2接続端子と、
前記保護部材の前記第2壁部に形成された第2貫通孔内に設けられ、且つ、前記第2接点及び前記第2接続端子と導通する第2貫通電極と、
をさらに備えていることを特徴とするアクチュエータ装置。
An actuator having a plurality of piezoelectric elements arranged in the first direction and a plurality of first contacts drawn from the plurality of piezoelectric elements and arranged along the first direction.
The second wall portion has a first wall portion facing the piezoelectric element and a second wall portion connected to the first wall portion, and the second wall portion covers the piezoelectric element, and the second wall portion is the first contact point of the actuator. With the protective member joined to the placement area of
A plurality of first connection terminals arranged on the surface of the first wall portion of the protective member opposite to the actuator, and
A plurality of first through electrodes provided in the plurality of first through holes formed in the second wall portion of the protective member, each of which is conductive to the first contact and the first connection terminal. , Equipped with
The distance between the two first through electrodes corresponding to the two adjacent piezoelectric elements in the first direction is larger than the distance between the two adjacent piezoelectric elements in the first direction.
The plurality of first through electrodes extend in the first direction and are arranged in a second direction parallel to the arrangement surface of the piezoelectric element and orthogonal to the first direction. Configure and
The position of the first through electrode is displaced in the first direction between the first electrode row and the second electrode row.
The distance between the first through electrode belonging to the first electrode row and the first through electrode belonging to the second electrode row in the direction connecting the centers of the two in a straight line corresponds to these two first through electrodes. Greater than the distance between the two piezoelectric elements in the first direction,
The first through electrode belonging to the first electrode row is arranged on one side of the piezoelectric element corresponding to the first through electrode in the second direction.
The first through electrode belonging to the second through electrode row is arranged on the other side of the piezoelectric element corresponding to the first through electrode in the second direction.
The first through electrode belonging to the first electrode row and the first through electrode belonging to the second electrode row are alternately arranged at equal intervals along the first direction in a staggered pattern.
The piezoelectric element has a piezoelectric film and a first electrode and a second electrode that sandwich the piezoelectric film in the thickness direction thereof.
The first electrodes are separated from each other among the plurality of piezoelectric elements, and the second electrodes are electrically connected to each other to form a common electrode.
The first contact is connected to the first electrode and is connected to the first electrode.
The actuator has a second contact connected to the common electrode.
A second connection terminal arranged on the surface of the first wall portion of the protective member opposite to the actuator,
A second through electrode provided in the second through hole formed in the second wall portion of the protective member and conducting with the second contact and the second connection terminal.
An actuator device characterized by being further equipped with.
前記アクチュエータは、複数の前記第2接点を有し、
前記保護部材の前記第1壁部には、複数の前記第2接続端子が設けられ、
前記保護部材の前記第2壁部には、前記複数の第2接点と前記複数の第2接続端子とをそれぞれ導通させる、複数の前記第2貫通電極が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ装置。
The actuator has a plurality of the second contacts.
A plurality of the second connection terminals are provided on the first wall portion of the protective member.
A claim characterized in that a plurality of the second through electrodes for conducting the plurality of second contacts and the plurality of second connection terminals are provided on the second wall portion of the protective member. Item 1. The actuator device according to item 1.
1つの前記圧電素子から前記共通電極に流れる最大の電流量をI、前記共通電極に接続される前記圧電素子の数をn、前記第2貫通電極を構成する電極材料の許容電流密度をi、1つの前記第2貫通電極の断面積をA、前記第2貫通電極の数をNとしたときに、
N>(I×n)/(i×A)
の関係を満たすことを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ装置。
The maximum amount of current flowing from one piezoelectric element to the common electrode is I, the number of piezoelectric elements connected to the common electrode is n, and the allowable current density of the electrode material constituting the second through electrode is i. When the cross-sectional area of one second through electrode is A and the number of the second through electrodes is N,
N> (I × n) / (i × A)
The actuator device according to claim 1, wherein the relationship is satisfied.
前記保護部材の前記第2壁部の、前記第1貫通孔の孔径と前記第2貫通孔の孔径とが同じであることを特徴とする請求項1~3の何れかに記載のアクチュエータ装置。 The actuator device according to any one of claims 1 to 3, wherein the hole diameter of the first through hole and the hole diameter of the second through hole of the second wall portion of the protective member are the same. 前記保護部材の前記第2壁部の前記アクチュエータとの接合面に、前記第1貫通電極の前記アクチュエータ側の端面を覆うように設けられ、前記第1貫通電極の前記アクチュエータ側の端面よりも小さい孔が形成された、第1絶縁膜を有することを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載のアクチュエータ装置。 The protective member is provided on the joint surface of the second wall portion of the second wall portion with the actuator so as to cover the end surface of the first through electrode on the actuator side, and is smaller than the end surface of the first through electrode on the actuator side. The actuator device according to any one of claims 1 to 4, wherein the actuator device has a first insulating film having holes formed therein. 前記第1貫通電極の前記アクチュエータ側の端面の面積が、前記第1接点の面積よりも大きいことを特徴とする請求項5に記載のアクチュエータ装置。 The actuator device according to claim 5, wherein the area of the end face of the first through electrode on the actuator side is larger than the area of the first contact. 前記保護部材の前記第1壁部の前記アクチュエータとは反対側の面に、前記第1貫通電極の前記アクチュエータと反対側の端面を覆うように設けられ、前記第1貫通電極の前記アクチュエータと反対側の端面よりも小さい孔が形成された、第2絶縁膜を有することを特徴とする請求項1~6の何れかに記載のアクチュエータ装置。 The protective member is provided on the surface of the first wall portion on the side opposite to the actuator so as to cover the end surface of the first through electrode opposite to the actuator, and is opposite to the actuator of the first through electrode. The actuator device according to any one of claims 1 to 6, wherein the actuator device has a second insulating film in which a hole smaller than the end face on the side is formed. 前記保護部材の前記第1貫通孔は、前記アクチュエータ側に向かうほど孔径が小さくなるテーパー状に形成されていることを特徴とする請求項1~7の何れかに記載のアクチュエータ装置。 The actuator device according to any one of claims 1 to 7, wherein the first through hole of the protective member is formed in a tapered shape in which the hole diameter becomes smaller toward the actuator side. 前記保護部材は、シリコンで形成されていることを特徴とする請求項1~8のいずれかに記載のアクチュエータ装置。 The actuator device according to any one of claims 1 to 8, wherein the protective member is made of silicon.
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