JP3693939B2 - セル駆動型マイクロポンプ部材及び製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電／電歪効果に基づくセル駆動型のマイクロポンプ部材に関する。より詳細には、側壁が圧電／電歪体からなり個々に独立して形成されたセルを有し、そのセルを加圧室として用い、圧電／電歪体の変位により加圧室の体積を変化させ加圧室に圧力を生じさせ得る、応答性が高く加圧力が大きいセル駆動型マイクロポンプ部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、基体内部に形成した小さな加圧室内の圧力を上昇させる機構の一つとして、圧電／電歪効果によって加圧室を構成する壁の一部を変形させ、加圧室の体積を変化させるようにしたものが知られている。そして、そのようなマイクロポンプ部材は、例えばインクジェットプリンタに使用されるプリントヘッドのインクポンプ部材等として利用されており、インクが供給され、充填された加圧室内の圧力を、圧電／電歪素子の変位によって上昇させることにより、加圧室に連通するノズル孔からインク粒子（液滴）を打ち出して、印字するようになっている。
【０００３】
例えば、特開平６−４００３０号公報には、図１６及び図１７に示すようなマイクロポンプ部材をインクポンプ部材として用いたインクジェットプリントヘッドの一例が開示されている。
インクジェットプリントヘッド１４０は、インクノズル部材１４２とインクポンプ部材１４４と圧電／電歪素子１７８とが接合一体化されることによって形成されており、インクポンプ部材１４４内に形成したインク加圧室１４６（以下、単に加圧室ともいう）に供給されたインクが、圧電／電歪素子１７８の変位に伴い加圧室１４６を構成する閉塞プレート１６６（振動板）が屈曲変形し、加圧室１４６に圧力が生じることにより、インクノズル部材１４２に設けられたノズル孔１５４を通じて、噴出されるようになっている。
【０００４】
インクポンプ部材１４４は、詳細には、それぞれ薄肉の平板形状を呈する閉塞プレート１６６と接続プレート１６８が、スペーサプレート１７０を挟んで重ね合わされてなる構造をもって、一体的に形成されている。接続プレート１６８には、インクノズル部材１４２のオリフィスプレート１５０に形成された通孔１５６及びオリフィス孔１５８に対応する位置に、第一の連通用開口部１７２及び第二の連通用開口部１７４が、それぞれ形成されている。又、スペーサプレート１７０には、長手矩形状の窓部１７６が、複数個、形成されている。そして、それら各窓部１７６に対して、接続プレート１６８に設けられた各一つの第一の連通用開口部１７２及び第二の連通用開口部１７４が開口せしめられるように、かかるスペーサプレート１７０が、接続プレート１６８に対して重ね合わされている。更に、このスペーサプレート１７０における、接続プレート１６８が重ね合わされた側とは反対側の面には、閉塞プレート１６６が重ね合わされており、この閉塞プレート１６６にて、窓部１７６の開口が覆蓋されている。それによって、かかるインクポンプ部材１４４の内部には、第一及び第二の連通用開口部１７２，１７４を通じて外部に連通された加圧室１４６が、形成されている。
【０００５】
しかしながら、そのようなインクジェットプリントヘッド１４０にあっては、以下のような問題があった。
より大きな液滴を打ち出せるように大きな変位を得るためには、インクポンプ部材１４４の閉塞プレート１６６（振動板）の厚さを薄くするのが有効であるが、そうすると剛性が低下して高速応答性が損なわれる。一方、より優れた高速応答性を得るためには剛性を高める必要があり、インクポンプ部材１４４の閉塞プレート１６６（振動板）の厚さを厚くするのが有効であるが、そうすると変位が小さくなり必要量の液滴を打ち出せない。
即ち、インクポンプ部材において、圧電／電歪素子の変位に伴う振動板の屈曲変形によって、大変位と高速応答性を両立させていくことは困難であった。これが、第１の問題である。
【０００６】
又、第２の問題として、隣接するインクポンプ部材において同じ動作をさせようとすると、単独で圧電／電歪素子を駆動させたときに比べて変位が低下し、本来の特性を発揮させることが出来ないことが挙げられる。即ち、隣接する２つのインクポンプ部材の振動板が同時に屈曲することによりインクポンプ部材間の壁に引っ張り合う力が作用し、互いの振動板の屈曲を困難にさせる。尚、図示しないが、特開平６−３５０１５５号公報には、凹部（インク加圧室）と隣接する凹部との間に溝を設けることにより、即ち、隣接するインクポンプ部材間の壁に溝を設けることにより、互いの圧電／電歪素子の変位による干渉を抑える提案が開示されている。
【０００７】
他に、例えば、従来知られた圧電／電歪効果に基づくマイクロポンプ部材として、シェアモード方式で駆動され、同じくインクジェットヘッドで使用されるマイクロポンプ部材がある。これは、図７に示すような構造のマイクロポンプ部材２７１であり、基板２７２上に、櫛歯２７６であって駆動部２７４である複数の圧電／電歪体が、櫛歯状に形成され、櫛歯２７６の間のスリット２７５を蓋板２７７で閉じて、概ね長方形状のセル２７３を形成している。このマイクロポンプ部材２７１の櫛歯先端の開口部を、ノズル８を有するノズル板９で閉塞し、セル２７３を加圧室として用いるインクジェットヘッド２７０を構成し、圧電／電歪材料からなり駆動部２７４である櫛歯２７６の分極電界方向と直交する方向に駆動電界をかけて、櫛歯２７６を変形させることによって、セル２７３の体積を変化させ、セル２７３に充填されたインクを吐出させることが出来る。
尚、圧電／電歪体の分極電界方向と直交する方向の駆動電界により変位を生じさせる駆動方式をシェアモード方式という。
【０００８】
このようなマイクロポンプ部材２７１は、図８（ａ）〜図８（ｅ）に示す手順で作成されていた。
先ず、図８（ａ）で圧電／電歪材料８６を用意し、図８（ｂ）で焼成する。そして、図８（ｃ）で分極処理し、図８（ｄ）でダイシングソー等を用い微細なスリット形成加工を行って、駆動電界により変位を生じる駆動部２７４を、インクを収容する空間となる複数のスリット２７５を挟んで、櫛歯状に、整列して形成し、図８（ｅ）でスリット７５内の壁面に電極８８を形成する。その後、図７に示すように、ガラス板等からなる蓋板２７７を取り付け、ノズル８を有するノズル板９で櫛歯先端の開口部を閉塞して、加圧室として用いられるセル２７３を形成していた。
【０００９】
しかし、このような製造方法は、焼成した固い圧電／電歪材料を機械加工するため、次のような問題があった。
第１の問題は、ダイシングソー等によるスリット加工に時間がかかり、量産性に適していないことである。
【００１０】
又、第２の問題は、スリット加工後は加工用遊離砥粒や加工液で汚染されるため、十分な洗浄工程が必要であるが、スリット加工後の強度は低下するため、満足のいく洗浄を行うには複雑な工程となる上に、乾燥工程も必然的に生じ、更には、洗浄用水及び廃水処理に係る設備及び管理が必要となり、コストが増大することである。
【００１１】
第３の問題は、加圧室として用いられるセルを構成するスリットは、加工に使用されるダイサーブレードの刃厚で制限を受け、概ね６０μｍ以下の幅には加工出来ず、櫛歯即ち駆動部の厚さも、ダイサーブレードの切削強度が必要であるためスリットの深さに対して限界値が自ずと決定され、例えばアスペクト比が１０以上の、高アスペクト比なセル即ち加圧室を形成することが困難なことである。そのため、高密度、あるいは、高強度、高出力のマイクロポンプ部材を得ることが出来難い。
【００１２】
尚、一般にアスペクト比とは、孔が円筒形の場合に、その直径と軸長の比をいい、孔が円筒形でない場合、例えば、図８（ｄ）に示される、後に閉じられセル即ち加圧室となるスリット２７５においては、スリット２７５を形成し対向する２つの櫛歯２７６の最短距離、即ち、スリット２７５の幅と、スリット２７５の深さとの比をいう。加圧室では、高アスペクト比な加圧室とは、内幅に比べて高さの大きな加圧室を指す。
【００１３】
第４の問題は、ダイサーブレードにより加工するため、直線的、平面的スリット加工しか出来ず、セル即ち加圧室を複雑形状にするときには、後工程で部品の接着等を行う必要が生じることである。又、直線的加工を行う結果、駆動時にはノズル板接合端まで圧電応力変形が生じてしまい、接合面の耐久性が低下し易い。
【００１４】
第５の問題は、焼成後に切削加工によりスリットを形成するため、櫛歯状の駆動部２７４側面はマイクロクラック発生や圧電／電歪粒子の粒内破壊が生じ易く、セルの特性劣化が生じ易いことである。図９（ａ）、図９（ｂ）は、この説明図であり、図９（ａ）は、図８（ｄ）のＱ視端面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＮ部の拡大断面図を示している。ダイシングソーによる切削加工では、櫛歯状の駆動部２７４（櫛歯２７６）側面は、加工によるマイクロクラックや、特性の低下した粒内破壊粒子が存在し、セルを駆動させたときに、材料本来の性能が得られなかったり、マイクロクラックが伸展し、素子そのものが破壊したりすることもある。
【００１５】
又、従来のマイクロポンプ部材２７１には、シェアモード方式で駆動されるが故の問題も抱えていた。
第６の問題は、焼成し、分極処理を施した後には、圧電／電歪材料の分極が解けてしまうキュリー温度以上の加熱を伴う製造プロセスが適用出来ないことである。従って、マイクロポンプ部材を、例えば回路基板に固定・結線する際に、はんだリフロー等によるはんだ付けや加熱接着が行えないか、若しくは、温度の制約を受け、スループットの低下を導き、製造コストの上昇を招く。又、レーザー加工等、熱を発する加工も制約を受ける。
【００１６】
更に、第７の問題として、分極電界方向と直交する方向に駆動電界を生じさせるため、分極状態が変化してしまう高い電界強度では駆動出来ず、高い歪み量が得られないことが挙げられる。高い駆動電界強度を生じさせれば、駆動中に徐々に分極状態が変化してしまい、やはり、歪み量の低下をもたらす。従って、マイクロポンプ部材としての基本性能が低下する。
【００１７】
更に、従来のマイクロポンプ部材２７１には、上記した製造方法に起因する問題、シェアモード方式で駆動されるが故の問題に加えて、基板、駆動部と、蓋板が一体で成形される構造に起因する問題もあった。
第８の問題は、隣接するセル即ち加圧室に同じ動作をさせることが出来ないことである。図１５は、マイクロポンプ部材２７１の停止状態と駆動状態の一例を示す断面図である。駆動電界がＯＦＦの時には、圧電／電歪体である駆動部２７４は変形しておらず、所定の駆動部２７４に対して駆動電界をＯＮにすると駆動部２７４が変形する。図１５より明らかなように、１つの駆動部２７４が２つのセル２７３の駆動部を兼ねているため、一方のセルの体積が膨らんだときには、隣接するセルの体積は減少する。例えば、マイクロポンプ部材２７１を、図７で示すインクジェットヘッド２７０として用いた場合に、隣接するセル即ち加圧室から同時にインクを吐出させることが出来ない。従って、被吐出体に最小の間隔でインク粒を当てるのに、少なくとも２回の動作が必要となり、インク吐出処理速度の向上の観点から好ましくない。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであって、高温加熱プロセスが適用出来、低コストで量産可能であって、スリット部分が直線形状以外のセルを有し、スリット部分が６０μｍ以下の幅のセルを有し、又、高アスペクト比なセルを有し、高い電界強度で駆動出来得て、更には、小さな電界強度で、より大きな変位とより速い応答性を両立し得る、マイクロポンプ部材と、その製造方法を提供することを課題とする。
マイクロポンプ部材と、その製造方法について、検討が重ねられた結果、以下に示すセル駆動型マイクロポンプ部材と、その製造方法により、この課題が解決されることが見出された。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明によれば、基体内部に形成された複数の細長のセルを加圧室として用い、加圧室を形成する側壁を圧電／電歪体により構成し、圧電／電歪体の変位により加圧室の体積を変化させて加圧室に圧力を生じせしめるマイクロポンプ部材であって、加圧室が隣接する加圧室と側壁を兼ねずに独立して形成されており、且つ、加圧室の長手方向の両端が曲線で構成されていることを特徴とするセル駆動型マイクロポンプ部材が提供される。
【００２０】
本発明のセル駆動型マイクロポンプ部材においては、基体が、加圧室となる複数のスリットＡが形成された圧電／電歪体からなるスペーサ板と、スペーサ板の一方の側に重ね合わせスリットＡを覆蓋する蓋板と、スペーサ板の他方の側に重ね合わせスリットＡを覆蓋する連通板とからなり、スリットＡと隣接するスリットＡとの間には、蓋板及びスペーサ板を貫通して、加圧室の側壁と隣接する加圧室の側壁とを隔て、加圧室を隣接する加圧室と独立させる空間となるスリットＢが形成されていることが好ましい。
【００２１】
又、圧電／電歪体の分極電界と駆動電界とが、電界方向同一であることが好ましく、加圧室を形成する側壁の両表面に電極膜が形成され、電極膜に電圧を印加することにより、側壁が上下方向に伸縮することが好ましい。
【００２２】
本発明のセル駆動型マイクロポンプ部材においては、加圧室を形成する側壁の表面の結晶粒子状態は、粒内破壊を受けている結晶粒子が１％以下であることが好ましく、加圧室の面の輪郭度が、８μｍ以下であることが好ましい。又、加圧室の内幅と高さとの比が、１：２〜１：４０であることが好ましく、加圧室と隣接する加圧室との間隔と、加圧室の高さとの比が、１：２〜１：４０であることが好ましい。
【００２３】
更には、加圧室の内幅が、６０μｍ以下であることが好ましく、加圧室と隣接する加圧室との間隔が、５０μｍ以下であることが好ましく、加圧室を形成する側壁の表面粗さＲｔが、１０μｍ以下であることが好ましい。
【００２４】
本発明のセル駆動型マイクロポンプ部材においては、用途によっては、加圧室の内幅、乃至、加圧室と隣接する加圧室との間隔が、少なくとも２種類の長さを有することが好ましい。又、加圧室が、セルの長手方向の少なくとも一端において、溜部を有することが好ましい。
【００２５】
本発明によれば、上記したセル駆動型マイクロポンプ部材を用いる液体吐出デバイスであって、加圧室の一方の面に液体連通開口部が設けられ、加圧室の他方の面に液体供給開口部が設けられたセル駆動型マイクロポンプ部材の、一方の面の側に、液滴粒子を吐出させる複数のノズル孔を有する液体ノズル部材を、ノズル孔が加圧室に通じるように重ね合わせてなり、圧電／電歪体の分極電界と同一方向に駆動電界をかけて、圧電／電歪体である加圧室の側壁を、上下方向に伸縮させ加圧室を変形させて、加圧室に供給された液体を、ノズル孔から一方の面側へ向けて吐出可能とする液体吐出デバイスが提供される。
【００２６】
又、上記したセル駆動型マイクロポンプ部材を用いる液体吐出デバイスであって、加圧室の一方の面に液体供給開口部及び液体連通開口部が設けられたセル駆動型マイクロポンプ部材の、一方の面の側に、液体供給開口部と通じる液体供給流路を備えるとともに、液滴粒子を吐出させる複数のノズル孔を有する液体ノズル部材を、ノズル孔が加圧室に通じるように重ね合わせてなり、圧電／電歪体の分極電界と同一方向に駆動電界をかけて、圧電／電歪体である加圧室の側壁を、上下方向に伸縮させ加圧室を変形させて、加圧室に供給された液体を、ノズル孔から一方の面側へ向けて吐出可能とする液体吐出デバイスが提供される。
【００２７】
上記した液体吐出デバイスにおいては、加圧室の一方の面が下面であり、加圧室の他方の面が上面であり、加圧室に供給される液体を、ノズル孔から下面方向へ吐出可能とすることが好ましい。
【００２８】
更には、本発明により、以下に示す２つのセル駆動型マイクロポンプ部材の製造方法が提供される。
第１の製造方法は、基体内部に形成された複数のセルであり、側壁が圧電／電歪体からなる加圧室が、隣接する加圧室と側壁を兼ねずに独立して形成されているセル駆動型マイクロポンプ部材の、パンチとダイを用いた製造方法であって、圧電／電歪材料からなる複数のグリーンシートを用意し、パンチにより、全てのグリーンシートにスリット孔を開けた後に全てのグリーンシートを位置決めして積層し（打抜後積層と呼ぶ）、のちに加圧室、又は、加圧室の側壁と隣接する加圧室の側壁とを隔て、加圧室を隣接する加圧室と独立させる空間、となる複数のスリットが形成された圧電／電歪体を形成する過程を含むことを特徴とするセル駆動型マイクロポンプ部材の製造方法である。
【００２９】
第２の製造方法は、基体内部に形成された複数のセルであり、側壁が圧電／電歪体からなる加圧室が、隣接する加圧室と側壁を兼ねずに独立して形成されているセル駆動型マイクロポンプ部材の、パンチとダイを用いた製造方法であって、圧電／電歪材料からなる複数のグリーンシートを用意し、パンチにより、第一のグリーンシートに第一のスリット孔を開ける第一の工程と、第一のスリット孔からパンチを抜き取らない状態で、第一のグリーンシートをストリッパに密着させて引き上げる第二の工程と、パンチの先端部が引き上げた第一のグリーンシートの最下部より僅かに引き込む程度に、パンチを引き上げる第三の工程と、パンチにより、第二のグリーンシートに第二のスリット孔を開ける第四の工程と、第二のスリット孔からパンチを抜き取らない状態で、第二のグリーンシートを第一のグリーンシートとともに引き上げる第五の工程と、パンチ先端部が引き上げた第二のグリーンシートの最下部より僅かに引き込む程度に、パンチを引き上げる第六の工程と、以降、複数枚のグリーンシートを第四の工程から第六の工程を繰り返して積層し（打抜同時積層と呼ぶ）、のちに加圧室、又は、加圧室の側壁と隣接する加圧室の側壁とを隔て、加圧室を隣接する加圧室と独立させる空間、となる複数のスリットが形成された圧電／電歪体を形成する過程を含むことを特徴とするセル駆動型マイクロポンプ部材の製造方法である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のセル駆動型マイクロポンプ部材及び製造方法について、図面を参酌しながら、実施の形態を具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。
尚、本明細書中において、マイクロポンプ部材を駆動するとは、少なくとも１つのセルを駆動すること、即ち、加圧室に圧力を生じさせることを指し、加圧室に圧力を生じさせることとは、その加圧室を構成し駆動部である側壁を、駆動電界をかけて変形させ、加圧室の体積変化を引き起こし、加圧室内に加圧状態あるいは減圧状態を導くことを指す。
【００３１】
図１（ａ）、図１（ｂ）、及び、 図２（ａ）、図２（ｂ）は、本発明に係るセル駆動型マイクロポンプ部材の一実施形態を示す断面図である。図１（ａ）は、セル駆動型マイクロポンプ部材４４の加圧室４６の長手方向の断面図であり、図１（ｂ）は、セル駆動型マイクロポンプ部材４４の加圧室４６の短手方向の断面図であり、図２（ａ）、図２（ｂ）は、各々の駆動状態を示している。
セル駆動型マイクロポンプ部材４４は、基体２内部に形成された複数のセル３を加圧室４６として用い、加圧室４６を形成する側壁６を圧電／電歪体により構成し、圧電／電歪体の変位により加圧室４６の体積を変化させて加圧室４６に圧力を生じせしめる。
【００３２】
基体２は、例えば、複数のスリット（Ａ）５が形成された圧電／電歪体からなるスペーサ板７０と、スペーサ板７０の一方の側に重ね合わせスリット（Ａ）５を覆蓋する蓋板７と、スペーサ板７０の他方の側に重ね合わせスリット（Ａ）５を覆蓋する連通板６８とから形成することが出来る。そして、基体２のスリット（Ａ）５と隣接するスリット（Ａ）５との間には、蓋板７及びスペーサ板７０を貫通するスリット（Ｂ）４５が形成されている。スリット（Ａ）５と蓋板７とによりセル３即ち加圧室４６が形成されていて、スリット（Ｂ）４５が、隣接する２つの加圧室４６を独立せしめる。
【００３３】
例えば、このセル駆動型マイクロポンプ部材４４の加圧室４６の一方の面に液体連通開口部７２を設け、加圧室４６の他方の面に液体供給開口部６４を設けて、液体連通開口部７２を、液滴粒子を吐出させる複数のノズル孔（以下、単にノズルともいう）を有する液体ノズル部材４２により、ノズル孔が加圧室４６に通じるように重ね合わせ、液体吐出デバイス４０を構成し、圧電／電歪体の分極電界と同一方向に駆動電界をかけて、圧電／電歪体である加圧室４６の側壁６を、上下方向に伸縮させ、加圧室４６を変形させて、加圧室４６に供給される液体を、ノズル孔から一方の面側へ向けて吐出させることが出来る。液体ノズル部材４２は、より簡素には、ノズル８を備えるノズル板９であればよい。尚、図１においては、例えば、一方の面が下面であり、他方の面が上面として示されている。
【００３４】
液体吐出デバイス４０は、例えば、インクジェットプリンタのヘッドや、バイオテクノロジー分野における微量液体の混合・反応操作や遺伝子構造の解析に必要なＤＮＡチップの製造や半導体製造用のコーティング工程において用いられる微小液滴吐出装置、あるいは、燃料、原料等の噴霧装置への適用が可能である。
【００３５】
本発明のセル駆動型マイクロポンプ部材４４においては、図７に示す従来のマイクロポンプ部材２７１のように、体積変化する複数のセル即ち加圧室が、共通の蓋板で形成されたり、１つの駆動部が２つのセルの駆動部を兼ねたりしておらず、加圧室４６が、隣接する加圧室４６と、スリット（Ｂ）４５を隔てて独立して形成されているところに特徴がある。
又、駆動部である加圧室４６の側壁６を構成する圧電／電歪体の分極電界と駆動電界とが、同一方向であることにも特徴がある。
更には、図１６で示すインクポンプ部材１４４のように、加圧室を構成する上壁である閉塞プレート（振動板）の屈曲により、圧力を生じさせるのではなく、加圧室４６を形成する側壁６の両表面に電極膜が形成され、電極膜に電圧を印加することにより、側壁６が上下方向に伸縮することにも特徴がある。
【００３６】
図１に示されるように、加圧室４６と隣接する加圧室４６との間に、スリット（Ｂ）４５が形成され、加圧室４６が、互いに独立して形成されている構造であるが故に、加圧室４６が、個々に、他の加圧室４６から全く独立して駆動し得る。又、隣接する加圧室４６に同じ動作をさせることが出来、互いに圧電／電歪体の変位を妨げることがない。尚、スリット（Ｂ）４５は、駆動部４である側壁６の変形を妨げない程度に隣接する加圧室４６間に形成されていればよい。例えば、図２（ａ）に示す駆動状態から理解されるように、加圧室４６の長手方向において、少なくとも蓋板７が変形する部分と同程度の長さにスリット（Ｂ）４５が形成されていればよいが、より好ましくは加圧室４６の長さと同程度の長さにスリット（Ｂ）４５を形成する。
【００３７】
図１４は、本発明のセル駆動型マイクロポンプ部材４４の停止状態と駆動状態の一例を示す断面図である。駆動電界がＯＦＦの時には、圧電／電歪体である駆動部４は変形しておらず、所定の駆動部４に対して駆動電界をＯＮにすると駆動部４が変形する。このとき、セル３である加圧室４６は、基体２内において、互いにスリット（Ｂ）４５を隔てて形成されている。従って、加圧室４６の駆動と、隣接する加圧室４６の駆動は、互いに変位量を制限することなく独立して行われ、図１４に示されるように、隣接する２つの加圧室４６に同じ動作をさせることが可能である。従って、例えば、同じ変位量を得るために、より電界強度は小さくて済む。
【００３８】
又、駆動部４である側壁６が伸縮という変形により加圧室４６に体積変化をもたらし、圧力を生じせしめるので、大きな変位を得るために、駆動部４を薄肉にする必要がなく、従って、剛性が低下しないため、応答性が鈍くなるという問題も生じない。大変位と高速応答性が相反せず両立し得る。
【００３９】
例えば、セル駆動型マイクロポンプ部材４４を、上記した液体吐出デバイス４０として用いた場合に、隣接する加圧室４６から同時に液体を吐出させることが出来る。従って、被吐出体に最小の間隔で液体を吐出させるために、従来より加圧室４６の駆動回数が少なくて済み、液体吐出処理速度の向上が図れる。例えば、液体吐出デバイス４０をＤＮＡチップの生産に用いた場合に、製造コストをより低減させることが可能となる。
【００４０】
更に、駆動部４を構成する圧電／電歪体の分極電界と駆動電界とが、同一方向であることから、製造工程において、仮の分極用電極を作製し電界をかける必要がなく、スループットの向上が図れる。又、分極処理に関わりなく、キュリー温度以上の高い温度での加熱を伴う製造プロセスを適用することが可能である。従って、マイクロポンプ部材を、例えば回路基板に固定・結線する際に、はんだリフロー等によるはんだ付けや、熱硬化型接着が実施可能であり、マイクロポンプ部材を適用した製品の製造工程を含め、更に、スループットの向上が導かれ、製造コストの低減が図れる。
【００４１】
そして、高い電界強度で駆動しても、分極状態が変化してしまうことがなく、むしろ、より好ましい分極状態となり得て、安定して高い歪み量を得ることが出来る。従って、よりコンパクトにすることが出来、マイクロポンプ部材として好ましい。
【００４２】
セル駆動型マイクロポンプ部材４４においては、加圧室を形成する側壁の面の輪郭度が、概ね８μｍ以下であることが好ましく、又、加圧室を形成する側壁の壁面の凹凸量が、概ね１０μｍ以下であることが好ましく、更には、加圧室を形成する側壁の壁面の表面粗さＲｔが、概ね１０μｍ以下であることが好ましい。これらのうち、少なくとも何れか１つの条件に適うマイクロポンプ部材であれば、加圧室を構成する側壁即ち駆動部の加圧室内壁面が平滑であるので、駆動時に電界集中や応力集中が生じ難く、各加圧室で安定した吐出動作を実現することが出来る。
【００４３】
尚、面の輪郭度は、日本工業規格Ｂ０６２１「幾何偏差の定義及び表示」に示されている。面の輪郭とは機能上定められた形状をもつように指定した表面であって、面の輪郭度とは理論的に正確な寸法によって定められた幾何学的輪郭からの面の輪郭の狂いの大きさをいう。本発明において示すセルの面とは、上記したセルを構成する駆動部のセル内壁面を指す。
【００４４】
図１に示すセル駆動型マイクロポンプ部材４４においては、１つの加圧室において、その加圧室の内幅Ｗ（短手方向の幅）と高さＨとの比が、換言すれば、加圧室のアスペクト比Ｗ：Ｈが、概ね１：２〜１：４０であることが好ましく、加圧室の内幅Ｗが、概ね６０μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、加圧室のアスペクト比Ｗ：Ｈが、１：１０〜１：２５、加圧室の内幅Ｗが、５０μｍ以下である。これらのアスペクト比の値が好ましい理由は、アスペクト比が小さすぎると、十分な加圧力を得るために必要な電界が高くなりすぎて、絶縁破壊等の危険性が増す一方、アスペクト比が大きくなると、強度的に弱くなり、組み立て・ハンドリング中の不良発生が増えるからである。少なくとも何れか１つの条件に適うマイクロポンプ部材であれば、更に好ましくは２つの条件がともに適うマイクロポンプ部材、即ち薄く背の高い加圧室を備えるマイクロポンプ部材であれば、マイクロポンプ部材として、より高出力化を図ることが容易であり、又、高密度化が図れ、よりコンパクトなマイクロポンプ部材を実現することが出来る。
【００４５】
又、図１に示すセル駆動型マイクロポンプ部材４４においては、１つの加圧室において、その加圧室と隣接する加圧室との間隔と、加圧室の高さとの比が、概ね１：２〜１：４０であることが好ましく、加圧室と隣接する加圧室との間隔、即ち加圧室間隔Ｌが、概ね５０μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、加圧室と隣接する加圧室との間隔と、加圧室の高さとの比は、１：１０〜１：２５、加圧室間隔Ｌが、３０μｍ以下である。少なくとも何れか１つの条件に適うマイクロポンプ部材であれば、更に好ましくは２つの条件がともに適うマイクロポンプ部材であれば、加圧室と隣接する加圧室とが独立していながら、１つのマイクロポンプ部材に多くの加圧室を備えることが出来、よりコンパクトなマイクロポンプ部材を実現することが可能である。
【００４６】
従って、図１に示す本発明のセル駆動型マイクロポンプ部材４４を、例えば、液体吐出デバイス４０として用いた場合に、隣接する加圧室４６から同時に液体を吐出させることが出来るとともに、従来の、１つの駆動部が２つのセルの駆動部を兼ねる構造のマイクロポンプ部材と比べても、被吐出体に、より高密度に液体を吐出させることが可能である。
【００４７】
本発明のセル駆動型マイクロポンプ部材においては、加圧室の形状は限定されるものではない。図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、本発明に係るセル駆動型マイクロポンプ部材の一実施形態を示す断面図である。図１０（ａ）は、セル駆動型マイクロポンプ部材４４の加圧室３４６の長手方向の断面図であり、図１０（ｂ）は、セル駆動型マイクロポンプ部材４４の加圧室３４６の短手方向の断面図であり、図１０（ｃ）は、セル駆動型マイクロポンプ部材４４の基体２を構成するスペーサ板７０の水平断面図である。図１０（ｃ）から理解されるような、長手方向の端において溜部５０を有する加圧室３４６であることも好ましい。セル駆動型マイクロポンプ部材４４を用いて液体ノズル部材４２とともに液体吐出デバイス１００を形成したときに、特に微細な設計で問題となる、マイクロポンプ部材とインクポンプ部材との位置合わせにおいて、溜部５０が広がっていることにより位置ズレへの裕度が生まれるからである。溜部５０は、少なくともノズル孔側の一端において形成されていれば効果を発揮するが、液体供給側にも高精度な位置合わせを要求される微細孔を設ける設計の場合には、両端に設けていれば、尚好ましい。
【００４８】
以下、引き続き適用例を掲げて、図面を参酌しながら、本発明のセル駆動型マイクロポンプ部材について説明する。
図１１は、本発明のセル駆動型マイクロポンプ部材を液体吐出デバイスに適用した例を示す断面図であり、加圧室４６の内幅Ｗと、及び、加圧室４６と隣接する加圧室４６との間隔、即ち、加圧室間隔Ｌとが、それぞれ固定された長さではなく、各々少なくとも２種類の間隔を有している。こうすることで、被吐出体の望ましい位置に、所望の量の液滴を吐出することが容易となる。
【００４９】
図１９は、本発明のセル駆動型マイクロポンプ部材を液体吐出デバイスに適用した他の例を示す断面図である。本発明のセル駆動型マイクロポンプ部材を適用した液体吐出デバイスにおいては、従来のインクジェットプリントヘッドと同様に、加圧室へ液体を供給する仕組みは、図１に示す液体吐出デバイス４０のように液体供給開口部６４を上面に設けることに限定されない。
【００５０】
図１９に示す液体吐出デバイス１９０は、液体供給流路を内蔵した例である。液体吐出デバイス１９０では、加圧室４６の一方の面、例えば下面に、液体供給開口部６４及び液体連通開口部７２が設けられたセル駆動型マイクロポンプ部材４４の下面に、液体供給開口部６４と通じる液体供給流路６２を備えるとともに、液滴粒子を吐出させる複数のノズル孔を有する液体ノズル部材４２を、ノズル孔が加圧室４６に通じるように重ね合わせて形成されている。
【００５１】
次に、本発明のセル駆動型マイクロポンプ部材の製造方法について、説明する。製造方法には圧電／電歪体を形成する過程の違いにより２通りがある。
セル駆動型マイクロポンプ部材の第１の製造方法の概略工程の一例を、図４（ａ）〜図４（ｃ）を参照しながら説明する。これは、パンチとダイを用いた製造方法であって、図４（ａ）で、圧電／電歪材料からなる所定枚数のグリーンシート１６を、パンチにより各々打ち抜き加工して各グリーンシートに、積層してスリット（Ａ）５となるスリット孔２５、及び、積層してスリット（Ｂ）４５となるスリット孔１５を開けた後に、位置合わせして積層し、所定の厚さを有する圧電／電歪体を得る過程を含む製造方法である。その後、例えば、図４（ｂ）で、焼成して一体化し所望のスリット（Ａ）５、スリット（Ｂ）４５が形成されたスペーサ板７０を得て、後にセル即ち加圧室となるスリット（Ａ）５内に電極を形成して、図４（ｃ）で、蓋板７、連通板６８、及び、液体ノズル部材４２を接合する。尚、グリーンシート１６は、ドクターブレード法等の周知のテープ形成手段によって形成することが出来る。
【００５２】
グリーンシートの積層時の位置合わせ方法は、例えば、グリーンシートの外形と、概ね同一の内形を有する枠内に、前記グリーンシートを順次重ねるか、若しくは、ガイドピンを立てて、グリーンシートに予め開けられたガイド孔を通し順次重ねることにより位置合わせし、例えば加熱加圧して行うことが出来る。
【００５３】
図３（ａ）〜図３（ｃ）に示す製造工程は、連通板６８がない場合を示すもので、それ以外は図４（ａ）〜図４（ｃ）と同等である。連通板６８は、ノズル部材がポリイミドフィルム等の剛性の低い材質の場合に、金属やセラミックスないし厚めのプラスチックス等で剛性の高い材料の連通板６８を使用することにより、ノズル部材により加圧性能が低下することを防ぐ効果を有する。
【００５４】
尚、図１３（ａ）〜図１３（ｃ）に示すように、蓋板７も同材料のグリーンシートで形成し、スペーサ板７０、及び、連通板６８と液体ノズル部材４２とともに積層し、焼成一体化してもよい。蓋板７と、駆動部を含むスペーサ板７０が同時焼成されて一体のセラミック体となるため、シールの耐久性とセルの剛性が向上し、高速応答性に優れたマイクロポンプ部材となり得る。この場合には、電極の形成は、軟らかいグリーンシート上に電極ペーストを塗布することにより行われるが、グリーンシートを破損したり変形させないように注意を要する。又、焼成してセル構造が完成した後に、電極ペーストを流通させて塗布し電極を形成することも可能であるが、その場合には、マスキング作業が困難であり、形成可能な電極パターンが限定される。
尚、図１２（ａ）〜図１２（ｃ）に示す製造工程は、液体ノズル部材４２との接着工程が後に続くが、省略している。
【００５５】
続いて、第２の製造方法について説明する。
第２の製造方法も、第１の製造方法と同様に、図４（ａ）〜図４（ｃ）で示す製造工程の概略に従い、パンチとダイを用いた製造方法であって、図４（ａ）で、圧電／電歪材料からなる所定枚数のグリーンシート１６を、パンチにより各々スリットを打ち抜き、積層し、所定の厚さを有する圧電／電歪体を得る過程を含む製造方法である。その後、同じように、例えば、図４（ｂ）で、焼成して一体化し所望のスリット（Ａ）５、スリット（Ｂ）４５が形成されたスペーサ板７０を得て、後にセル即ち加圧室となるスリット（Ａ）５内に電極を形成して、図４（ｃ）で、蓋板７、連通板６８、及び、液体ノズル部材４２を接合する。
【００５６】
第２の製造方法においては、グリーンシート１６に、積層してスリット（Ａ）５となるスリット孔２５、及び、積層してスリット（Ｂ）４５となるスリット孔１５を開けるとともに、積層を後述する方法により同時に行い、グリーンシート１６を積層していき、打ち抜きの終了とともに積層も完了させ、所定の厚さを有する圧電／電歪体を形成する過程を含むところにおいて、第１の製造方法と異なる。
【００５７】
図６（ａ）〜図６（ｅ）は、第２の製造方法で行う打抜同時積層の具体的方法を示し、周囲にグリーンシート１６（以下、単にシートともいう）の積層操作をするストリッパ１１を配置したパンチ１０とダイ１２から成る金型を用いている。図６（ａ）は、ダイ１２上に最初のシート１６ａを載せた打ち抜き前の状態を示し、図６（ｂ）で、パンチ１０及びストリッパ１１を下降させて、シート１６を打ち抜いて、スリットを形成している（第一の工程）。
【００５８】
次に、２枚目のシート１６ｂの打ち抜き準備に入るが、このとき図６（ｃ）に示すように、最初のシート１６ａは、ストリッパ１１に密着させて上方に移動させてダイ１２から離す（第二の工程）。ストリッパ１１にシート１６を密着させる方法は、例えば、ストリッパ１１に吸引孔を形成して真空吸引すること等で実施出来る。
【００５９】
又、２枚目のシート１６ｂの打ち抜き準備に入るために、ダイ１２からパンチ１０及びストリッパ１１を引き上げるが、この引き上げている途中は、パンチ１０の先端部を、一緒に引き上げた最初のシート１６ａのスリット孔の中まで戻さないことが望ましく、又、止める際には、一緒に引き上げた最初のシート１６ａの最下部より僅かに引き込んだところで止めることが肝要である（第三の工程）。パンチ１０を最初のシート１６ａの孔まで戻したり、完全にストリッパ１１の中へ格納してしまうと、シート１６は軟質であるため形成した孔が変形してしまい、シート１６を積層して得られるスリットを形成した際に、その側面の平坦性が低下してしまう。
【００６０】
図６（ｄ）は、２枚目のシート１６ｂの打ち抜き工程を示し、最初のシート１６ａをストリッパ１１に密着させることで、ダイ１２上に、２枚目のシート１６ｂを容易に載置でき、図６（ｂ）の工程のように打ち抜き出来、同時に最初のシート１６ａに重ね合わせられる（第四の工程）。
【００６１】
そして、図６（ｃ）、図６（ｄ）の工程を繰り返して、打ち抜かれた最初のシート１６ａと２枚目のシート１６ｂとを重ね合わせて、ストリッパ１１により引き上げ（第五の工程）、３枚目のシート１６ｃの打ち抜き準備に入る。但し、この時も一緒に引き上げたシート１６の最下部より僅かに引き込んだところで止めることが肝要である（第六の工程）。その後、第四の工程から第六の工程を繰り返して必要積層数のシート１６の打ち抜き及び積層を繰り返す。
【００６２】
図６（ｅ）は、打ち抜きを終了した状態を示している。必要な枚数のシート１６の打ち抜き及び積層が終了したら、ストリッパ１１によるシート１６の保持を解除し、打ち抜き積層したシート１６をストリッパ１１から引き離して取り出し可能としている。ストリッパ１１からの引き離しは、図示するように、ストリッパ１１下面に引離治具１７を設けることで確実に行うことが出来る。
以上述べた操作は、特願２０００−２８０５７３に記載の製造方法を適用したものであり、この操作により所定の厚さを有し所望のスリットが形成された積層体を得ることが出来る。
【００６３】
図５（ａ）は、図６（ａ）〜図６（ｅ）に示される打抜同時積層方法によりスペーサ板７０を得る第２の製造方法を採用した場合において、図４（ｂ）に示される焼成後のスペーサ板７０のＰ視端面図を示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すスリット５壁面のＭ部を拡大した断面模式図を示している。
【００６４】
本発明のセル駆動型マイクロポンプ部材の製造方法によれば、焼成前にスリットを形成するので、後にセル即ち加圧室になり得るスリットの側壁面は焼成面で形成される。概ね同じ構造のマイクロポンプ部材を、図１８（ａ）〜図１８（ｅ）で示されるような、圧電／電歪材料を焼成した後に、ダイサー等で孔加工、スリット加工するという製造工程を経て作製した場合には、例えばスリットの側壁面に、図９（ｂ）に示されるようなマイクロクラックや粒内破壊が生じるが、本発明のセル駆動型マイクロポンプ部材の製造方法によれば、このようなことは生じず、加圧室を形成する側壁の表面の結晶粒子状態は粒内破壊を受けている結晶粒子が１％以下となり実質上なしに等しく、特性劣化が生じず、耐久性・信頼性を向上させることが出来る。又、加工中に角部の破損（チッピング）が発生し難いし、ダイサー加工がないため洗浄〜乾燥工程が必要なくなる。
【００６５】
本発明のセル駆動型マイクロポンプ部材の第２の製造方法によるグリーンシートの重ね合わせ精度の一例を掲げれば、厚さが５０μｍ、ヤング率が３９Ｎ／ｍｍ²のグリーンシートを、スリット（Ａ）幅５０μｍ、スリット（Ｂ）幅３０μｍ、となるように打ち抜きし、１０枚積層した場合に、焼成後の各層間のズレ量は、最大で４μｍ、表面粗さＲｔは概ね７μｍである。図５（ｂ）に示すように、側壁の表面を凹凸なく滑らかなものに出来る。そして、側壁の表面は焼成面であるため、表面の結晶粒子であっても圧電体結晶粒子は粒内破壊が発生せず、粒内破壊を受けている結晶粒子を１％以下に抑えることが出来る。尚、焼成後のスリット幅は、焼成収縮により約４０μｍであった。
【００６６】
このように、パンチとダイを用いてグリーンシートにスリット孔を形成すると同時にグリーンシートの積層を行い、パンチ自体をグリーンシートの積層位置合わせ軸として使用して、パンチにより打ち抜いたスリット孔の変形を防止するため、スリット孔の変形が発生せず、グリーンシート積層間のズレ量を５μｍ未満に抑えることが出来、高い精度で積層し、凹凸の少ないスリット壁面を形成することが可能である。そのため、スリット幅が７０μｍ未満であっても、又、アスペクト比１０〜２５程度の、高アスペクト比な、後にセル即ち加圧室を形成するスリットや、加圧室間のスリットを、容易に作成出来、優れた特性のマイクロポンプ部材を得ることが出来る。
【００６７】
又、側壁の表面にマイクロクラックや粒内破壊粒子が実質上ないので、圧縮残留応力による特性劣化が生じることが無いし、上記の第２の製造方法ではシートを移動させるための治具や積み重ねるスペースが必要ないため、製造ラインも簡略化でき、低コストでの製造が可能である。
【００６８】
更に、上記の第１及び第２の製造方法では、スリット加工後に焼成するので、スリット幅は、シート打ち抜き時点では、金型のパンチ加工幅とほぼ同等であるが、焼成時に収縮するので、薄肉加工スリットと焼成収縮の組み合わせで、幅が４０μｍ以下の微細スリットを形成することも可能であるし、金型の形状を変更する等の打ち抜き金型の設計次第で、スリットは直線以外であっても容易に形成出来、図１０（ｃ）に示すような、用途に応じた最適な形状を実現することが出来る。
【００６９】
尚、第２の製造方法においても、第１の製造方法と同様に、連通板若しくは液体ノズル部材を備えないマイクロポンプ部材の作製や、蓋板の材料をスペーサ板と同じものとし、スペーサ板等と積層した後に焼成し一体化することも可能である。
【００７０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、従来の問題が解決され、高温加熱プロセスが適用出来、低コストで量産可能であって、スリット部分が直線形状以外のセルを有し、スリット部分が６０μｍ以下の幅のセルを有し、又、高アスペクト比なセルを有し、高い電界強度で駆動出来得て、更には、小さな電界強度で、より大きな変位とより速い応答性を両立し得る圧電／電歪効果を原理とするセル駆動型マイクロポンプ部材、及び、その製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るセル駆動型マイクロポンプ部材の一実施形態を示す断面図である。
【図２】 本発明に係るセル駆動型マイクロポンプ部材の一実施形態（駆動状態）を示す断面図である。
【図３】 本発明に係るセル駆動型マイクロポンプ部材の製造方法の一例を示す概略工程説明図である。
【図４】 本発明に係るセル駆動型マイクロポンプ部材の製造方法の他の一例を示す概略工程説明図である。
【図５】 本発明に係る打抜同時積層を含むセル駆動型マイクロポンプ部材の第２の製造方法において、図５（ａ）は図４（ｂ）のＰ視端面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＭ部の断面拡大模式図である。
【図６】 図４（ａ）に示すグリーンシートのスリット孔打抜積層において、打抜同時積層を行う方法の一例を示す工程説明図であり、
図６（ａ）は、ダイに最初のグリーンシートを載せた１枚目準備工程を示し、
図６（ｂ）は、最初のグリーンシートの打ち抜き工程を示し、
図６（ｃ）は、２枚目のグリーンシートを載せた２枚目準備工程を示し、
図６（ｄ）は、２枚目のグリーンシートの打ち抜き工程を示し、
図６（ｅ）は、全シートの打ち抜き、積層を終えてストリッパにより積層したグリーンシートを離す打抜完了工程を示す図である。
【図７】 従来のマイクロポンプ部材を用いたインクジェットヘッドの一例を示す斜視図である。
【図８】 従来のマイクロポンプ部材の製造方法の一例を示す概略工程説明図である。
【図９】 図８（ａ）〜図８（ｅ）に示す従来のマイクロポンプ部材の製造方法において、図９（ａ）は図８（ｄ）のＱ視端面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＮ部の断面拡大模式図である。
【図１０】 本発明に係るセル駆動型マイクロポンプ部材の一実施形態を示す断面図である。
【図１１】 本発明のセル駆動型マイクロポンプ部材を液体吐出デバイスに適用した場合の形状を示し、セル幅、及び、セル間隔が同一でなく、それぞれ、少なくとも２種類の長さを有するマイクロポンプ部材の一例を示す断面図である。
【図１２】 本発明に係るセル駆動型マイクロポンプ部材の製造方法の更に他の一例を示す概略工程説明図である。
【図１３】 本発明に係るセル駆動型マイクロポンプ部材の製造方法の更に他の一例を示す概略工程説明図である。
【図１４】 本発明に係るセル駆動型マイクロポンプ部材の停止状態と駆動状態の一例を示す断面図である。
【図１５】 従来のマイクロポンプ部材の停止状態と駆動状態の一例を示す断面図である。
【図１６】 従来のマイクロポンプ部材の一例を示す断面図である。
【図１７】 従来のマイクロポンプ部材の他の一例を示す図で、図１６のＡＡ’断面図である。
【図１８】 本発明のセル駆動型マイクロポンプ部材を従来の製造方法で作製する場合の一例を示す概略工程説明図である。
【図１９】 本発明に係るセル駆動型マイクロポンプ部材の他の一実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
２…基体、３…セル、４…駆動部、５…スリット（Ａ）、６…側壁、７…蓋板、８…ノズル、９…ノズル板、１０…パンチ、１１…ストリッパ、１２…ダイ、１５…スリット孔、１６，１６ａ〜１６ｃ…グリーンシート、１７…引離治具、２５…スリット孔、４０…液滴吐出デバイス、４２…液体ノズル部材、４４…セル駆動型マイクロポンプ部材、４５…スリット（Ｂ）、４６…加圧室、５０…溜部、５８…オリフィス孔、６２…液体供給流路、６４…液体供給開口部、６８…連通板、８８…電極、７０…スペーサ板、７２…液体連通開口部、８６…圧電／電歪材料、１００…液滴吐出デバイス、１４０…インクジェットプリントヘッド、１４２…インクノズル部材、１４４…インクポンプ部材、１４６…インク加圧室、１５０…オリフィスプレート、１５４…ノズル孔、１５６…通孔、１５８…オリフィス孔、１６６…閉塞プレート、１６８…接続プレート、１７０…スペーサプレート、１７２…第一の連通用孔部、１７４…第二の連通用孔部、１７６…窓部、１７８…圧電／電歪素子、１９０…液滴吐出デバイス、２７０…インクジェットヘッド、２７１…マイクロポンプ部材、２７２…基板、２７３…セル、２７４…駆動部、２７５…スリット、２７６…櫛歯、２７７…蓋板、３４６…加圧室。

Claims (18)

1. 基体内部に形成された複数の細長のセルを加圧室として用い、
   前記加圧室を形成する側壁を圧電／電歪体により構成し、前記圧電／電歪体の変位により前記加圧室の体積を変化させて加圧室に圧力を生じせしめるマイクロポンプ部材であって、
   前記加圧室が隣接する加圧室と側壁を兼ねずに独立して形成されており、且つ、加圧室の長手方向の両端が曲線で構成されていることを特徴とするセル駆動型マイクロポンプ部材。
2. 前記基体が、圧電／電歪体からなり、加圧室となる複数のスリット（Ａ）が形成されたスペーサ板と、前記スペーサ板の一方の側に重ね合わせ前記スリット（Ａ）を覆蓋する蓋板と、前記スペーサ板の他方の側に重ね合わせ前記スリット（Ａ）を覆蓋する連通板と、からなり、
   前記スリット（Ａ）と隣接するスリット（Ａ）との間には、前記蓋板及び前記スペーサ板を貫通して、前記加圧室の側壁と隣接する加圧室の側壁とを隔て、加圧室を隣接する加圧室と独立させる空間となるスリット（Ｂ）が形成されている請求項１に記載のセル駆動型マイクロポンプ部材。
3. 前記圧電／電歪体の分極電界と駆動電界とが、電界方向同一である請求項１又は２に記載のセル駆動型マイクロポンプ部材。
4. 前記加圧室を形成する側壁の両表面に電極膜が形成され、前記電極膜に電圧を印加することにより、前記側壁が上下方向に伸縮する請求項１〜３の何れか一項に記載のセル駆動型マイクロポンプ部材。
5. 前記加圧室を形成する側壁の表面の結晶粒子状態は、粒内破壊を受けている結晶粒子が１％以下である請求項１〜４の何れか一項に記載のセル駆動型マイクロポンプ部材。
6. 前記加圧室の面の輪郭度が、８μｍ以下である請求項１〜５の何れか一項に記載のセル駆動型マイクロポンプ部材。
7. 前記加圧室の内幅と高さとの比が、１：２〜１：４０である請求項１〜６の何れか一項に記載のセル駆動型マイクロポンプ部材。
8. 前記加圧室と隣接する加圧室との間隔と、前記加圧室の高さとの比が、１：２〜１：４０である請求項１〜７の何れか一項に記載のセル駆動型マイクロポンプ部材。
9. 前記加圧室の内幅が、６０μｍ以下である請求項１〜８の何れか一項に記載のセル駆動型マイクロポンプ部材。
10. 前記加圧室と隣接する加圧室との間隔が、５０μｍ以下である請求項１〜９の何れか一項に記載のセル駆動型マイクロポンプ部材。
11. 前記加圧室を形成する側壁の表面粗さＲｔが、１０μｍ以下である請求項１〜１０の何れか一項に記載のセル駆動型マイクロポンプ部材。
12. 前記加圧室の内幅、乃至、前記加圧室と隣接する加圧室との間隔が、少なくとも２種類の長さを有する請求項１〜１１の何れか一項に記載のセル駆動型マイクロポンプ部材。
13. 前記加圧室の長手方向の少なくとも一端において、溜部が形成される請求項１〜１２の何れか一項に記載のセル駆動型マイクロポンプ部材。
14. 請求項１〜１３の何れか一項に記載のセル駆動型マイクロポンプ部材を用いる液体吐出デバイスであって、
    前記セル駆動型マイクロポンプ部材の加圧室の一方の面に液体連通開口部が設けられ、他方の面に液体供給開口部が設けられ、前記セル駆動型マイクロポンプ部材の前記一方の面の側に、液滴粒子を吐出させる複数のノズル孔を有する液体ノズル部材を、前記ノズル孔が前記加圧室に通じるように重ね合わせてなり、
    圧電／電歪体の分極電界と同一方向に駆動電界をかけて、前記圧電／電歪体である加圧室の側壁を、上下方向に伸縮させ前記加圧室を変形させて、前記加圧室に供給される液体を、前記ノズル孔から前記一方の面側へ向けて吐出可能とする液体吐出デバイス。
15. 請求項１〜１３の何れか一項に記載のセル駆動型マイクロポンプ部材を用いる液体吐出デバイスであって、
    前記セル駆動型マイクロポンプ部材の加圧室の一方の面に液体供給開口部及び液体連通開口部が設けられ、前記セル駆動型マイクロポンプ部材の前記一方の面の側に、前記液体供給開口部と通じる液体供給流路を備えるとともに、液滴粒子を吐出させる複数のノズル孔を有する液体ノズル部材を、前記ノズル孔が前記加圧室に通じるように重ね合わせてなり、
    圧電／電歪体の分極電界と同一方向に駆動電界をかけて、前記圧電／電歪体である加圧室の側壁を、上下方向に伸縮させ前記加圧室を変形させて、前記加圧室に供給される液体を、前記ノズル孔から前記一方の面側へ向けて吐出可能とする液体吐出デバイス。
16. 前記加圧室の一方の面が下面であり、前記加圧室の他方の面が上面であり、前記加圧室に供給される液体を、前記ノズル孔から下面方向へ吐出可能とする請求項１４又は１５に記載の液体吐出デバイス。
17. 基体内部に形成された複数のセルを加圧室として用い、前記加圧室の側壁を圧電／電歪体により構成し、前記加圧室が隣接する加圧室と側壁を兼ねずに独立して形成されているセル駆動型マイクロポンプ部材の、パンチとダイを用いた製造方法であって、
    圧電／電歪材料からなる複数のグリーンシートを用意し、
    前記パンチにより、全ての前記グリーンシートにスリット孔を開け、
    全てのグリーンシートを位置決めして積層し、のちに加圧室、又は、加圧室の側壁と隣接する加圧室の側壁とを隔て、加圧室を隣接する加圧室と独立させる空間、となる複数のスリットを有する圧電／電歪体を形成する過程を含むことを特徴とするセル駆動型マイクロポンプ部材の製造方法。
18. 基体内部に形成された複数のセルを加圧室として用い、前記加圧室の側壁を圧電／電歪体により構成し、前記加圧室が隣接する加圧室と側壁を兼ねずに独立して形成されているセル駆動型マイクロポンプ部材の、パンチとダイを用いた製造方法であって、
    圧電／電歪材料からなる複数のグリーンシートを用意し、
    前記パンチにより、第一のグリーンシートに第一のスリット孔を開ける第一の工程と、前記第一のスリット孔から前記パンチを抜き取らない状態で、前記第一のグリーンシートをストリッパに密着させて引き上げる第二の工程と、前記パンチの先端部が引き上げた前記第一のグリーンシートの最下部より僅かに引き込む程度に、前記パンチを引き上げる第三の工程と、
    前記パンチにより、第二のグリーンシートに第二のスリット孔を開ける第四の工程と、前記第二のスリット孔から前記パンチを抜き取らない状態で、前記第二のグリーンシートを前記第一のグリーンシートとともに引き上げる第五の工程と、前記パンチ先端部が引き上げた前記第二のグリーンシートの最下部より僅かに引き込む程度に、前記パンチを引き上げる第六の工程と、
    以降、複数枚のグリーンシートを第四の工程から第六の工程を繰り返して積層し、のちに加圧室、又は、加圧室の側壁と隣接する加圧室の側壁とを隔て、加圧室を隣接する加圧室と独立させる空間、となる複数のスリットを有する圧電／電歪体を形成する過程を含むことを特徴とするセル駆動型マイクロポンプ部材の製造方法。

Images