JP4784211B2 - Ink jet head and manufacturing method thereof - Google Patents

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本発明は、インクジェットヘッド及びその製造方法に関する。
The present invention relates to an inkjet head and a manufacturing method thereof.

従来から、被記録媒体に対してインクを吐出して印刷するインクジェットヘッドとして、ノズル及び圧力室を含むインク流路が形成された流路ユニットと、圧力室内のインクに圧力を付加する圧電式のアクチュエータユニットを有するものがある。例えば、特許文献1に記載された圧電式のアクチュエータユニットは、圧力室を覆うようにヘッド基板に配置された振動板と、この振動板の表面に形成された金属導電層と、この金属導電層の表面の圧力室に対向する位置に端子を介して形成された圧電素子とを有する。さらに、各圧電素子の表面には端子が設けられており、この端子は異方性導電シートを介してフレキシブルケーブル等の配線部材に接続されている。そして、配線部材を介してある端子に電圧が印加されたときには、対応する圧電素子に電界が作用して圧電素子が変形し、この圧電素子の変形に伴って振動板も変形するため、圧力室内のインクに圧力が付加される。   Conventionally, as an inkjet head that prints by ejecting ink to a recording medium, a flow path unit in which an ink flow path including a nozzle and a pressure chamber is formed, and a piezoelectric type that applies pressure to the ink in the pressure chamber Some have an actuator unit. For example, a piezoelectric actuator unit described in Patent Document 1 includes a diaphragm disposed on a head substrate so as to cover a pressure chamber, a metal conductive layer formed on the surface of the diaphragm, and the metal conductive layer. And a piezoelectric element formed through a terminal at a position facing the pressure chamber. Furthermore, a terminal is provided on the surface of each piezoelectric element, and this terminal is connected to a wiring member such as a flexible cable via an anisotropic conductive sheet. When a voltage is applied to a certain terminal via the wiring member, an electric field acts on the corresponding piezoelectric element to deform the piezoelectric element, and the diaphragm is also deformed along with the deformation of the piezoelectric element. Pressure is applied to the ink.

また、特許文献2に記載されたインクジェットヘッドにおいては、共通電極としての振動板と、振動板の表面に複数の圧力室に夫々対向するようにパターニングされた圧電素子及び個別電極を有する。さらに、互いに隣接する圧力室を隔てる部分の上側の圧電素子上に個別電極に駆動電圧を供給する配線(導体部)が形成されて、複数の圧力室が形成されたヘッド本体(流路ユニット)の端に電気接点が集中的に設けられている。従って、これら接点に対する配線を容易にすると共に、複数の圧力室を密に配設できるようにしている。   The ink jet head described in Patent Document 2 includes a diaphragm as a common electrode, a piezoelectric element patterned on the surface of the diaphragm so as to face a plurality of pressure chambers, and individual electrodes. Further, a head body (flow path unit) in which a wiring (conductor portion) for supplying a driving voltage to the individual electrode is formed on the piezoelectric element on the upper side of the portion separating the pressure chambers adjacent to each other to form a plurality of pressure chambers. The electrical contacts are concentrated on the end of the. Therefore, wiring for these contacts is facilitated and a plurality of pressure chambers can be arranged densely.

特開平8−230182号公報JP-A-8-230182 特許第3267937号明細書Japanese Patent No. 3267937

前記特許文献1のアクチュエータユニットにおいては、複数の圧電素子を覆うように配線部材が配設されており、これら複数の圧電素子表面に夫々設けられた複数の端子に配線部材の端子が接続されている。そのため、配線部材に外力が作用したときなどに、配線部材が圧電素子の表面から剥がれやすく、圧電素子表面の端子と配線部材との間の電気的接続の信頼性が低くなる。また、高速印字及び高画質印字を実現しつつインクジェットヘッドを小型化するために、多数のノズルが高密度に配置され、それに伴って、多数のノズルに夫々対応する圧力室、圧電素子及び端子も高密度に配置される場合には、高密度に配置された複数の端子に接続される配線部材の配線間隔を小さくする必要があるため、配線部材の製造コストが高くなってしまう。   In the actuator unit of Patent Document 1, a wiring member is disposed so as to cover a plurality of piezoelectric elements, and the terminals of the wiring member are connected to a plurality of terminals respectively provided on the surfaces of the plurality of piezoelectric elements. Yes. Therefore, when an external force is applied to the wiring member, the wiring member is easily peeled off from the surface of the piezoelectric element, and the reliability of electrical connection between the terminal on the piezoelectric element surface and the wiring member is lowered. In addition, in order to reduce the size of the inkjet head while realizing high-speed printing and high-quality printing, a large number of nozzles are arranged with high density, and accordingly, pressure chambers, piezoelectric elements, and terminals corresponding to the large number of nozzles are also provided. In the case where the wiring members are arranged at a high density, it is necessary to reduce the wiring interval of the wiring members connected to the plurality of terminals arranged at a high density, which increases the manufacturing cost of the wiring members.

また、前記特許文献2のインクジェットヘッドにおいては、互いに隣接する圧力室を隔てる隔壁部分の圧電素子の上側に配線が引き回されている。そのため、共通電極としての振動板と配線との間に不必要な静電容量(寄生容量)が発生してしまう。また、圧力室と対向しない領域において圧電層が変形し、さらにその変形が圧力室と対向する領域の圧電層に変形を生じされる、いわゆるクロストークの原因となる。   Further, in the ink jet head of Patent Document 2, wiring is routed above the piezoelectric element in the partition wall that separates the pressure chambers adjacent to each other. Therefore, unnecessary capacitance (parasitic capacitance) is generated between the diaphragm as the common electrode and the wiring. In addition, the piezoelectric layer is deformed in a region not facing the pressure chamber, and the deformation causes deformation of the piezoelectric layer in the region facing the pressure chamber, which causes so-called crosstalk.

本発明の目的は、圧電素子の表面の電極に電圧を印加する為の電気的接続の構成が簡単で且つその接続の信頼性が高いインクジェットヘッド及びその製造方法を提供することである。また、本発明の目的は、寄生容量の低減が可能なインクジェットヘッド及びその製造方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide an inkjet head having a simple electrical connection configuration for applying a voltage to an electrode on the surface of a piezoelectric element and having a high connection reliability, and a method for manufacturing the same. Another object of the present invention is to provide an ink jet head capable of reducing parasitic capacitance and a method for manufacturing the same.

課題を解決するための手段及び効果Means and effects for solving the problems

本発明の第1の態様によれば、インクを吐出するノズルに連通する複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、この流路ユニットの一表面に配置されて前記圧力室の容積を変化させる圧電アクチュエータとを備え、前記圧電アクチュエータは、少なくとも一方の面において絶縁性を有する振動板と、この振動板の前記一方の面において前記複数の圧力室に夫々対向する位置から延びる複数の配線部と、前記振動板の前記一方の面側に、前記複数の圧力室に亙って連続的に形成され、前記複数の圧力室と夫々対向する複数の領域においては圧縮されて導電性を有するとともに、それ以外の領域では導電性を有しない異方性導電層と、この異方性導電層の前記振動板とは反対側の面に形成された圧電層と、この圧電層の前記異方性導電層と反対側の面において、前記複数の圧力室に亙って連続的に形成された第1の電極と、を有し、前記圧電層は、前記複数の圧力室に亙って連続的に形成され、前記複数の圧力室と夫々対向する領域が前記異方性導電層側に突出しているインクジェットヘッドが提供される。
According to the first aspect of the present invention, a plurality of pressure chambers communicating with a nozzle for ejecting ink are arranged along a plane, and the pressure chamber is arranged on one surface of the channel unit. A piezoelectric actuator that changes the volume of the diaphragm, and the piezoelectric actuator extends from at least one surface of the diaphragm having an insulating property and facing the plurality of pressure chambers on the one surface of the diaphragm. A plurality of wiring portions and the one surface side of the diaphragm are continuously formed over the plurality of pressure chambers, and are compressed and conductive in a plurality of regions respectively opposed to the plurality of pressure chambers. An anisotropic conductive layer that has conductivity and does not have conductivity in other regions, a piezoelectric layer formed on a surface of the anisotropic conductive layer opposite to the diaphragm, and a piezoelectric layer The anisotropic guide The opposite side of the plane as the layers, the plurality of over a pressure chamber possess a first electrode that is continuously formed, wherein the piezoelectric layer is continuously over a plurality of pressure chambers There is provided an inkjet head that is formed and has regions that respectively face the plurality of pressure chambers and protrude toward the anisotropic conductive layer .

本発明の液体移送デバイスは、振動板の表面に配線部が設けられているため、例えば、配線部を一方向に引き出すことができ、圧力室に対向する位置の圧電層に電界を作用させるための電気的接続の構成が簡単になり、さらにその接続の信頼性が高くなる。また、振動板の一方の面側に、圧力室と対向する領域においては導電性を有し、それ以外の領域では導電性を有しない異方性導電層が設けられている。従って、圧力室と対向する領域の異方性導電層には配線部により駆動電圧が印加され、この領域の圧電層が変形する。一方、圧力室と対向しない領域においては、配線部と第1の電極との間に絶縁性の異方性導電層が介在しているため、配線部と第1の電極との間の短絡を防止できる。さらに、介在する絶縁性の異方性導電層により配線部と第1の電極との間の圧電層に寄生容量が発生してしまうことを抑制でき、より低電圧で圧電アクチュエータを駆動できるため、圧電アクチュエータの駆動効率が向上する。さらに、圧力室と対向しない領域の圧電層の変形を抑制してクロストークを低減できる。   In the liquid transfer device of the present invention, since the wiring portion is provided on the surface of the diaphragm, for example, the wiring portion can be drawn out in one direction, and an electric field is applied to the piezoelectric layer at a position facing the pressure chamber. The structure of the electrical connection is simplified, and the reliability of the connection is further increased. In addition, an anisotropic conductive layer having conductivity in a region facing the pressure chamber and having no conductivity in the other region is provided on one surface side of the diaphragm. Therefore, a driving voltage is applied to the anisotropic conductive layer in the region facing the pressure chamber by the wiring portion, and the piezoelectric layer in this region is deformed. On the other hand, in a region that does not face the pressure chamber, an insulating anisotropic conductive layer is interposed between the wiring portion and the first electrode, so that a short circuit between the wiring portion and the first electrode is prevented. Can be prevented. Furthermore, it is possible to suppress the occurrence of parasitic capacitance in the piezoelectric layer between the wiring portion and the first electrode due to the interposed insulating anisotropic conductive layer, and the piezoelectric actuator can be driven at a lower voltage. Drive efficiency of the piezoelectric actuator is improved. Further, the crosstalk can be reduced by suppressing the deformation of the piezoelectric layer in the region not facing the pressure chamber.

本発明の第2の態様に従えば、インクを吐出するノズルに連通する複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、この流路ユニットの一表面に配置されて前記圧力室の容積を変化させる圧電アクチュエータとを備え、前記圧電アクチュエータは、前記流路ユニットの表面に前記複数の圧力室を覆うように配置され、且つ、少なくとも一方の面において絶縁性を有する振動板と、この振動板の前記一方の面において前記複数の圧力室に夫々対向する位置から延びる複数の配線部と、前記振動板の前記一方の面側に、前記複数の圧力室に亙って連続的に形成され、前記複数の圧力室と夫々対向する複数の領域においては圧縮されて導電性を有するとともに、それ以外の領域では導電性を有しない異方性導電層と、この異方性導電層の前記振動板とは反対側の面に形成された圧電層と、この圧電層の前記異方性導電層と反対側の面において、前記複数の圧力室に亙って連続的に形成された第1の電極と、を有し、前記振動板の前記複数の圧力室と夫々対向する領域は、前記異方性導電層側に突出しているインクジェットヘッドが提供される。According to the second aspect of the present invention, a plurality of pressure chambers communicating with a nozzle for ejecting ink are arranged along a plane, and the pressure chamber is arranged on one surface of the channel unit. A piezoelectric actuator that changes the volume of the diaphragm, and the piezoelectric actuator is disposed on the surface of the flow path unit so as to cover the plurality of pressure chambers, and has at least one surface an insulating diaphragm; and A plurality of wiring portions extending from positions facing the plurality of pressure chambers on the one surface of the diaphragm, and continuously on the one surface side of the diaphragm over the plurality of pressure chambers. An anisotropic conductive layer formed and compressed in a plurality of regions respectively opposed to the plurality of pressure chambers and having conductivity, and having no conductivity in other regions, and the anisotropic conductive layer in front A piezoelectric layer formed on a surface opposite to the diaphragm, and a first surface continuously formed across the plurality of pressure chambers on the surface of the piezoelectric layer opposite to the anisotropic conductive layer. There is provided an ink jet head in which regions of the diaphragm facing the plurality of pressure chambers protrude to the anisotropic conductive layer side.

本発明の第3の態様に従えば、インクを吐出するノズルに連通する複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、この流路ユニットの一表面に配置されて前記圧力室の容積を変化させる圧電アクチュエータとを備え、前記圧電アクチュエータは、少なくとも一方の面において絶縁性を有する振動板と、この振動板の前記一方の面において前記複数の圧力室に夫々対向する位置から延びる複数の配線部と、前記振動板の前記一方の面側に、前記複数の圧力室に亙って連続的に形成され、前記複数の圧力室と夫々対向する複数の領域においては圧縮されて導電性を有するとともに、それ以外の領域では導電性を有しない異方性導電層と、この異方性導電層の前記振動板とは反対側の面に形成された圧電層と、この圧電層の前記異方性導電層と反対側の面において、前記複数の圧力室に亙って連続的に形成された第1の電極と、を有し、前記圧電層は、前記振動板と反対側の部分においてその面と平行な方向に張り出した張出部を有するインクジェットヘッドが提供される。According to the third aspect of the present invention, a flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with a nozzle for ejecting ink is disposed along a plane, and the pressure chamber is disposed on one surface of the flow path unit. A piezoelectric actuator that changes the volume of the diaphragm, and the piezoelectric actuator extends from at least one surface of the diaphragm having an insulating property and facing the plurality of pressure chambers on the one surface of the diaphragm. A plurality of wiring portions and the one surface side of the diaphragm are continuously formed over the plurality of pressure chambers, and are compressed and conductive in a plurality of regions respectively opposed to the plurality of pressure chambers. An anisotropic conductive layer that has conductivity and does not have conductivity in other regions, a piezoelectric layer formed on a surface of the anisotropic conductive layer opposite to the diaphragm, and a piezoelectric layer The anisotropic guide A first electrode formed continuously across the plurality of pressure chambers on a surface opposite to the layer, and the piezoelectric layer has a surface on a portion opposite to the diaphragm. An ink jet head having an overhanging portion projecting in a parallel direction is provided.

本発明の第の態様に従えば、インクを吐出するノズルに連通する複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、この流路ユニットの一表面に配置されて前記圧力室の容積を変化させる圧電アクチュエータとを備えたインクジェットヘッドの製造方法であって、前記流路ユニットの前記一表面に、少なくとも一方の面において絶縁性を有する振動板を配置する振動板積層工程と、前記振動板の前記一方の面において、前記複数の圧力室に夫々対向する位置から延びる複数の配線部を形成する配線工程と、前記振動板の前記一方の面側に、前記複数の圧力室に亙って異方性導電層を連続的に形成する異方性導電層形成工程と、前記異方性導電層の前記振動板と反対側の面に圧電層を形成する圧電層形成工程と、前記圧電層の前記複数の圧力室に夫々対向する複数の領域を前記振動板に相対して押圧して、前記異方性導電層の前記複数の圧力室に夫々対向する複数の領域を圧縮する圧縮工程と、前記圧電層の前記異方性導電層と反対側の面において、前記複数の圧力室に亙って第1の電極を連続的に形成する第1電極形成工程と、を有し、前記圧電層は、前記振動板と反対側の部分においてその面と平行な方向に張り出した張出部を有し、前記圧縮工程において、前記複数の圧力室と夫々対向する領域に形成された圧電層が前記異方性導電層から突出する状態を維持しつつ、圧電層を押圧するインクジェットの製造方法が提供される。
According to the fourth aspect of the present invention, a plurality of pressure chambers communicating with a nozzle for ejecting ink are arranged along a plane, and the pressure chamber is arranged on one surface of the channel unit. A method of manufacturing an inkjet head comprising a piezoelectric actuator that changes the volume of the diaphragm, wherein a diaphragm having an insulating property on at least one surface is disposed on the one surface of the flow path unit; and A wiring step of forming a plurality of wiring portions extending from positions facing the plurality of pressure chambers on the one surface of the diaphragm; and the pressure chambers on the one surface side of the diaphragm. An anisotropic conductive layer forming step for continuously forming the anisotropic conductive layer, and a piezoelectric layer forming step for forming a piezoelectric layer on the surface of the anisotropic conductive layer opposite to the diaphragm, The plurality of the piezoelectric layers; Is pressed relative the plurality of regions respectively facing the pressure chamber to the vibration plate side, a compression step of compressing the plurality of areas respectively facing the plurality of pressure chambers of the anisotropic conductive layer, the piezoelectric the opposite side surface and the anisotropic conductive layer of the layer, a first electrode over a plurality of pressure chambers possess a first electrode forming step you continuously formed, wherein the piezoelectric layer And a piezoelectric layer formed in a region opposed to each of the plurality of pressure chambers in the compression step. An inkjet manufacturing method is provided in which a piezoelectric layer is pressed while maintaining a state of protruding from an isotropic conductive layer .

本発明の液体移送デバイスの製造方法によると、振動板の表面に配線部が設けられているため、圧力室に対向する位置の圧電層に電界を作用させるための電気的接続の構成が簡単で且つその接続の信頼性が高くなる。また、圧力室と対向する領域の異方性導電層の部分を押圧することにより、この部分の異方性導電層は導電性を有するとともに、それ以外の部分は導電性を有しなくなるため、配線部と第1の電極との間の短絡を防止できる。さらに、配線部と第1の電極との間の圧電層に寄生容量が発生してしまうのを抑制でき、より低電圧で圧電アクチュエータを駆動できるため、圧電アクチュエータの駆動効率が向上する。   According to the method for manufacturing a liquid transfer device of the present invention, since the wiring portion is provided on the surface of the diaphragm, the configuration of electrical connection for applying an electric field to the piezoelectric layer at a position facing the pressure chamber is simple. And the reliability of the connection becomes high. In addition, by pressing the portion of the anisotropic conductive layer in the region facing the pressure chamber, the anisotropic conductive layer of this portion has conductivity, and other portions no longer have conductivity. A short circuit between the wiring part and the first electrode can be prevented. Furthermore, it is possible to suppress the generation of parasitic capacitance in the piezoelectric layer between the wiring portion and the first electrode, and the piezoelectric actuator can be driven at a lower voltage, so that the driving efficiency of the piezoelectric actuator is improved.

本発明の第5の態様に従えば、インクを吐出するノズルに連通する複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、この流路ユニットの一表面に配置されて前記圧力室の容積を変化させる圧電アクチュエータとを備えたインクジェットヘッドの製造方法であって、少なくとも一方の面において絶縁性を有し、前記複数の圧力室に夫々対向する複数の領域が突出した振動板を、突出していない面が対向するように前記流路ユニットの前記一表面に配置する振動板積層工程と、前記振動板の前記一方の面において、前記複数の圧力室に夫々対向する位置から延びる複数の配線部を形成する配線工程と、前記振動板の前記一方の面側に、前記複数の圧力室に亙って異方性導電層を連続的に形成する異方性導電層形成工程と、前記異方性導電層の前記振動板と反対側の面に圧電層を形成する圧電層形成工程と、前記圧電層の前記複数の圧力室に夫々対向する複数の領域を前記振動板側に相対して押圧して、前記異方性導電層の前記複数の圧力室に夫々対向する複数の領域を圧縮する圧縮工程と、前記圧電層の前記異方性導電層と反対側の面において、前記複数の圧力室に亙って第1の電極を連続的に形成する第1電極形成工程と、を有するインクジェットの製造方法が提供される。According to the fifth aspect of the present invention, a flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with a nozzle for ejecting ink is disposed along a plane, and the pressure chamber is disposed on one surface of the flow path unit. And a piezoelectric actuator having a piezoelectric actuator that changes the volume of the diaphragm, wherein the diaphragm has insulation on at least one surface, and a plurality of regions projecting from the plurality of regions respectively facing the plurality of pressure chambers, A diaphragm laminating step that is disposed on the one surface of the flow path unit so that non-projecting surfaces face each other, and a plurality of surfaces that extend from positions facing the plurality of pressure chambers on the one surface of the diaphragm. A wiring step of forming a wiring portion; an anisotropic conductive layer forming step of continuously forming an anisotropic conductive layer over the plurality of pressure chambers on the one surface side of the diaphragm; and Anisotropic conduction A piezoelectric layer forming step of forming a piezoelectric layer on the surface opposite to the diaphragm, and a plurality of regions of the piezoelectric layer respectively facing the plurality of pressure chambers are pressed against the diaphragm side, A compression step of compressing a plurality of regions facing the plurality of pressure chambers of the anisotropic conductive layer, and a surface of the piezoelectric layer opposite to the anisotropic conductive layer, Thus, there is provided an inkjet manufacturing method including a first electrode forming step of continuously forming a first electrode.

以下、図面を参照しつつ、本発明に係るインクジェットヘッドの実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of an inkjet head according to the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態]
本発明の第1実施形態について説明する。図1に示すシリアルプリンタ50において、インクジェットヘッド1は、図面左右方向に往復移動するキャリッジ5の下部に配置され、紙送りローラ6によって矢印方向に排出されてくる紙4に向かってインクを吐出する。このようなインクジェットヘッド1は、図2に示すように、内部にインク流路が形成された流路ユニット2と、この流路ユニット2の上面に積層された圧電アクチュエータ3とを備えている。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described. In the serial printer 50 shown in FIG. 1, the inkjet head 1 is disposed below the carriage 5 that reciprocates in the left-right direction in the drawing, and ejects ink toward the paper 4 discharged in the direction of the arrow by the paper feed roller 6. . As shown in FIG. 2, such an ink jet head 1 includes a flow path unit 2 in which an ink flow path is formed, and a piezoelectric actuator 3 stacked on the upper surface of the flow path unit 2.

まず、流路ユニット2について説明する。図3は、図2のインクジェットヘッド1の右半分の概略平面図である。また、図4は図3のIV−IV線断面図、図5は図3のV−V線断面図、図6は図3のVI−VI線断面図である。図3〜図6に示すように、流路ユニット2はキャビティプレート10、ベースプレート11、マニホールドプレート12、及びノズルプレート13を備えており、これら4枚のプレート10〜13が積層状態で接着されている。このうち、キャビティプレート10、ベースプレート11及びマニホールドプレート12は略矩形のステンレス鋼製の板である。そのため、これら3枚のプレート10〜12に、後述するマニホールド17や圧力室14等のインク流路をエッチングにより容易に形成することができるようになっている。また、ノズルプレート13は、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂材料により形成され、マニホールドプレート12の下面に接着される。あるいは、このノズルプレート13も、3枚のプレート10〜12と同様にステンレス鋼等の金属材料で形成されていても良い。   First, the flow path unit 2 will be described. FIG. 3 is a schematic plan view of the right half of the inkjet head 1 of FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3, FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 3, and FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG. As shown in FIGS. 3 to 6, the flow path unit 2 includes a cavity plate 10, a base plate 11, a manifold plate 12, and a nozzle plate 13, and these four plates 10 to 13 are bonded in a laminated state. Yes. Among these, the cavity plate 10, the base plate 11, and the manifold plate 12 are substantially rectangular stainless steel plates. Therefore, ink flow paths such as a manifold 17 and a pressure chamber 14 described later can be easily formed on these three plates 10 to 12 by etching. The nozzle plate 13 is formed of, for example, a polymer synthetic resin material such as polyimide, and is bonded to the lower surface of the manifold plate 12. Or this nozzle plate 13 may be formed with metal materials, such as stainless steel, similarly to the three plates 10-12.

図3に示すように、キャビティプレート10には、平面に沿って配列された複数の圧力室14が形成されている。これら複数の圧力室14は、流路ユニット2の表面(後述する振動板30が接合されるキャビティプレート10の上面)において開口している。尚、図3には、複数の圧力室14のうちの一部(10個)が示されている。各圧力室14は、平面視で略楕円形状に形成されており、その長軸方向がキャビティプレート10の長手方向に平行になるように配置されている。   As shown in FIG. 3, the cavity plate 10 is formed with a plurality of pressure chambers 14 arranged along a plane. The plurality of pressure chambers 14 are open on the surface of the flow path unit 2 (the upper surface of the cavity plate 10 to which a diaphragm 30 described later is joined). FIG. 3 shows a part (ten) of the plurality of pressure chambers 14. Each pressure chamber 14 is formed in a substantially elliptical shape in plan view, and is arranged so that the major axis direction thereof is parallel to the longitudinal direction of the cavity plate 10.

ベースプレート11の平面視で圧力室14の長軸方向両端部に重なる位置には、夫々連通孔15,16が形成されている。また、マニホールドプレート12には、マニホールドプレートの短手方向(図3の上下方向)に2列に延び、平面視で圧力室14の図3における右半分と重なるマニホールド17が形成されている。このマニホールド17には、キャビティプレート10に形成されたインク供給口18を介してインクタンク(図示省略)からインクが供給される。また、平面視で圧力室14の図3におけるインク供給口18に近い側の端部と重なる位置には、連通孔19も形成されている。さらに、ノズルプレート13には、平面視で複数の圧力室14の図3におけるインク供給口18に近い側の端部と重なる位置に、複数のノズル20が夫々形成されている。ノズル20は、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂の基板にエキシマレーザー加工を施すことにより形成される。   Communication holes 15 and 16 are formed at positions overlapping the both ends in the long axis direction of the pressure chamber 14 in plan view of the base plate 11, respectively. Further, the manifold plate 12 is formed with a manifold 17 extending in two rows in the short side direction of the manifold plate (vertical direction in FIG. 3) and overlapping the right half of the pressure chamber 14 in FIG. Ink is supplied to the manifold 17 from an ink tank (not shown) through an ink supply port 18 formed in the cavity plate 10. Further, a communication hole 19 is also formed at a position overlapping the end of the pressure chamber 14 on the side close to the ink supply port 18 in FIG. 3 in plan view. Further, the nozzle plate 13 is formed with a plurality of nozzles 20 at positions overlapping the end portions of the plurality of pressure chambers 14 near the ink supply port 18 in FIG. The nozzle 20 is formed, for example, by performing excimer laser processing on a polymer synthetic resin substrate such as polyimide.

そして、図4に示すように、マニホールド17は連通孔15を介して圧力室14に連通し、さらに、圧力室14は、連通孔16,19を介してノズル20に連通している。このように、流路ユニット2内には、マニホールド17から圧力室14を経てノズル20に至る個別インク流路が形成されている。   As shown in FIG. 4, the manifold 17 communicates with the pressure chamber 14 through the communication hole 15, and the pressure chamber 14 communicates with the nozzle 20 through the communication holes 16 and 19. As described above, an individual ink flow path from the manifold 17 to the nozzle 20 through the pressure chamber 14 is formed in the flow path unit 2.

次に、圧電アクチュエータ3について説明する。図2〜図6に示すように、圧電アクチュエータ3は、流路ユニット2の表面に配置された振動板30と、この振動板30の表面に形成された絶縁層31と、絶縁層31の表面に形成され、複数の圧力室14に夫々対応する複数の個別電極(第2の電極)32と、個別電極32が形成された絶縁層31の表面に、複数の圧力室14に亙って連続的に形成された異方性導電層53と、複数の圧力室14と夫々対向するように、異方性導電層53の表面に形成された複数の圧電層33と、これら複数の圧電層33の上面33a及び複数の圧電層33が形成されていない領域における異方性導電層53の表面である上面53a(単に上面53aと呼ぶ)に連続して形成され、複数の個別電極32に亙って共通に設けられた共通電極(第1の電極)34とを備えている。   Next, the piezoelectric actuator 3 will be described. As shown in FIGS. 2 to 6, the piezoelectric actuator 3 includes a diaphragm 30 disposed on the surface of the flow path unit 2, an insulating layer 31 formed on the surface of the diaphragm 30, and a surface of the insulating layer 31. And a plurality of individual electrodes (second electrodes) 32 respectively corresponding to the plurality of pressure chambers 14 and the surface of the insulating layer 31 on which the individual electrodes 32 are formed, continuously across the plurality of pressure chambers 14. The anisotropic conductive layer 53 formed on the surface, the plurality of piezoelectric layers 33 formed on the surface of the anisotropic conductive layer 53 so as to face the plurality of pressure chambers 14, respectively, and the plurality of piezoelectric layers 33 And the upper surface 53a (simply referred to as the upper surface 53a), which is the surface of the anisotropic conductive layer 53 in the region where the plurality of piezoelectric layers 33 are not formed, and extends over the plurality of individual electrodes 32. Common electrode (first electrode) 34 provided in common It is equipped with a.

振動板30は、平面視で略矩形状のステンレス鋼の板であり、複数の圧力室14の開口を塞ぐようにキャビティプレート10の上面に積層された状態で接合されている。ここで、振動板30が比較的弾性率の高いステンレス鋼で形成されているため、後述するようにインクの吐出動作の際に圧電層33が変形したときに、振動板30の剛性の高さによって、圧電アクチュエータ3の応答性が高くなる。また、この振動板30は、同じくステンレス鋼で形成されたキャビティプレート10の表面に接合されるため、振動板30とキャビティプレート10の熱膨張係数が等しくなり、両者の接合強度が向上する。さらに、流路ユニット2内のインクは、インクに対する耐食性に優れるステンレス鋼で形成された振動板30と流路ユニット2に接触する。そのため、どのようなインクを選択しても流路ユニット2内あるいは振動板30に局部電池が形成される虞がなく、インクの選択が腐食面で制約されることがないため、インク選択の自由度が大きくなる。   The vibration plate 30 is a substantially rectangular stainless steel plate in plan view, and is joined to the upper surface of the cavity plate 10 so as to close the openings of the plurality of pressure chambers 14. Here, since the vibration plate 30 is formed of stainless steel having a relatively high elastic modulus, the rigidity of the vibration plate 30 is increased when the piezoelectric layer 33 is deformed during the ink ejection operation as described later. As a result, the responsiveness of the piezoelectric actuator 3 is increased. Further, since the diaphragm 30 is joined to the surface of the cavity plate 10 which is also formed of stainless steel, the thermal expansion coefficients of the diaphragm 30 and the cavity plate 10 become equal, and the joint strength between them is improved. Furthermore, the ink in the flow path unit 2 comes into contact with the flow path unit 2 and the vibration plate 30 formed of stainless steel having excellent corrosion resistance against the ink. Therefore, no matter what kind of ink is selected, there is no possibility that a local battery is formed in the flow path unit 2 or on the diaphragm 30, and the ink selection is not restricted by the corrosive surface. The degree is increased.

この振動板30の表面には、アルミナ、ジルコニア、あるいは、窒化ケイ素等の弾性率が高いセラミックス材料によって形成され、その表面が平面である絶縁層31が形成されている。絶縁層31の形成方法としては、エアロゾルデポジション法(AD法)、ゾルゲル法、CVD法、あるいは、スパッタ法が挙げられる。このように、絶縁層31が弾性率の高いセラミックス材料で形成されているため、アクチュエータの剛性が上がり応答性がより高くなる。このように、振動板30の表面に絶縁層31が形成されているため、振動板30が絶縁材料ではなく上述した好適な材料であるステンレス鋼で形成されている場合でも、絶縁層31を介して振動板30の上に複数の個別電極32を形成することが可能になる。   On the surface of the diaphragm 30, an insulating layer 31 is formed which is made of a ceramic material having a high elastic modulus such as alumina, zirconia, or silicon nitride, and the surface thereof is flat. Examples of the method for forming the insulating layer 31 include an aerosol deposition method (AD method), a sol-gel method, a CVD method, and a sputtering method. Thus, since the insulating layer 31 is formed of a ceramic material having a high elastic modulus, the rigidity of the actuator is increased and the responsiveness is further increased. Thus, since the insulating layer 31 is formed on the surface of the diaphragm 30, even when the diaphragm 30 is not formed of an insulating material but is formed of stainless steel which is the above-described suitable material, the insulating layer 31 is interposed therebetween. Thus, a plurality of individual electrodes 32 can be formed on the diaphragm 30.

さらに、この絶縁層31の表面には、圧力室14よりも一回り小さい楕円形の平面形状を有する複数の個別電極32がスクリーン印刷等によって形成されている。個別電極32は、平面視で対応する圧力室14の中央部に重なる位置に形成されている。個別電極32は金などの導電性材料からなる。尚、隣接する個別電極32は絶縁層31により互いに電気的に絶縁されている。   Further, a plurality of individual electrodes 32 having an elliptical planar shape that is slightly smaller than the pressure chamber 14 are formed on the surface of the insulating layer 31 by screen printing or the like. The individual electrode 32 is formed at a position overlapping the central portion of the corresponding pressure chamber 14 in plan view. The individual electrode 32 is made of a conductive material such as gold. The adjacent individual electrodes 32 are electrically insulated from each other by the insulating layer 31.

絶縁層31の表面において、複数の個別電極32の一端部(図3における右端部)からは、夫々、個別電極32の長軸方向に平行に複数の配線部35が延びており、これら複数の配線部35の端部には夫々端子部36が形成されている。これら複数の端子部36の高さ位置は全て同じである。そして、複数の個別電極32に夫々対応する複数の端子部36には、複数の個別電極32に対して選択的に駆動電圧を供給するドライバIC(駆動装置)37の出力端子37aが半田等の導電性ろう材からなるバンプ38を介して接合され、ドライバIC37は絶縁層31の表面に配置されている。このように、個別電極32と同一平面上に形成された配線部35により、複数の個別電極32とドライバIC37とをコストの高いFPC等の配線部材を介さずに直接接続できるため、電気的接続のコストを低減でき、また、電気的接続の信頼性も高くなる。   On the surface of the insulating layer 31, a plurality of wiring portions 35 extend in parallel with the long axis direction of the individual electrode 32 from one end portion (the right end portion in FIG. 3) of the plurality of individual electrodes 32. A terminal portion 36 is formed at each end of the wiring portion 35. The height positions of the plurality of terminal portions 36 are all the same. An output terminal 37a of a driver IC (drive device) 37 that selectively supplies a drive voltage to the plurality of individual electrodes 32 is connected to a plurality of terminal portions 36 respectively corresponding to the plurality of individual electrodes 32. The driver ICs 37 are disposed on the surface of the insulating layer 31 through bonding with bumps 38 made of a conductive brazing material. As described above, since the wiring portion 35 formed on the same plane as the individual electrode 32 can directly connect the plurality of individual electrodes 32 and the driver IC 37 without using a high-cost wiring member such as an FPC. The cost of the electrical connection can be reduced, and the reliability of the electrical connection is increased.

さらに、絶縁層31上には、ドライバIC37の入力端子37bと接合される複数の接続端子40も形成されている。そして、これら複数の接続端子40とドライバIC37の入力端子37bとを半田等からなるバンプ39を介して夫々接合することにより、ドライバIC37とこのドライバIC37を制御する制御装置(図示省略)とを接続端子40を介して容易に接続することができる。   Furthermore, a plurality of connection terminals 40 that are joined to the input terminals 37 b of the driver IC 37 are also formed on the insulating layer 31. The plurality of connection terminals 40 and the input terminals 37b of the driver IC 37 are joined via bumps 39 made of solder or the like, thereby connecting the driver IC 37 and a control device (not shown) for controlling the driver IC 37. It can be easily connected via the terminal 40.

複数の個別電極32が形成された絶縁層31の表面には、熱硬化性のエポキシ樹脂の中に導電性粒子を分散させた封止樹脂である異方性導電フィルム(ACF(Anisotropic Conductive Film))からなる異方性導電層53が形成されている。この異方性導電層53は、複数の圧力室14と夫々対向する絶縁層31上の領域(個別電極32が形成された領域を含む)の全てに亙って連続した1つの層として形成されている。尚、異方性導電層53は絶縁層31の表面に1枚のフィルム状のACFを転写する構成であっても、複数枚のACFを隙間なく連続して転写する構成であっても良い。また、ペースト状の異方性導電ペースト(ACP(Anisotropic Conductive Paste))を一様に塗布したものであっても良い。   On the surface of the insulating layer 31 on which the plurality of individual electrodes 32 are formed, an anisotropic conductive film (ACF (Anisotropic Conductive Film)) is a sealing resin in which conductive particles are dispersed in a thermosetting epoxy resin. An anisotropic conductive layer 53 is formed. The anisotropic conductive layer 53 is formed as one continuous layer over the entire region (including the region where the individual electrode 32 is formed) on the insulating layer 31 facing the plurality of pressure chambers 14 respectively. ing. The anisotropic conductive layer 53 may be configured to transfer a single sheet of ACF onto the surface of the insulating layer 31, or may be configured to transfer a plurality of ACFs continuously without gaps. Alternatively, a paste-like anisotropic conductive paste (ACP (Anisotropic Conductive Paste)) may be uniformly applied.

異方性導電層53の表面であって、複数の個別電極32と夫々対向する領域には、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を主成分とする複数の圧電層33が形成されている。ここで、本実施形態においては、圧電層33は圧力室14と対向する領域の一部である個別電極32に対向する領域のみに形成された構成としている。このように、圧電層33が形成される領域は、複数の圧力室14と夫々対向する複数の領域の一部(ここでは、個別電極32に対向する領域)である場合を含む。尚、圧電層33は圧力室14と対向する領域の全範囲に亙って形成されていても良いことはいうまでもない。圧電層33は、グリーンシートを1100℃程度で焼成することにより形成された圧電シートを、所定の大きさにレーザーカットすることで形成され、圧電層33の上面33aから加熱されながら絶縁層31方向へ押圧されることによって異方性導電層53上に転写されている。圧電層33が加熱・押圧されることにより、圧電層33と絶縁層31との間の異方性導電層53は圧縮され、異方性導電層53内の複数の導電性粒子は圧縮されている。つまり、異方性導電層53は、圧力室14と対向する領域の一部となる領域において圧縮されることになる。そして、圧縮された導電性粒子はそれぞれが互いに接触し、且つ、個別電極32と圧電層33に押し付けられることで、個別電極32と圧電層33とを導通させている。即ち、圧電層33と絶縁層31との間の異方性導電層53は導電性を有している。加熱・押圧された異方性導電層53は圧縮された状態で硬化している。一方、複数の個別電極32と対向しない領域の異方性導電層53は、加熱・押圧されていないため内部にある複数の導電性粒子同士が接触していない。よって、導電性を有さず、絶縁性を有して自然硬化している。複数の圧電層33は、その上面33aが異方性導電層53の上面53aに対して突出した状態で固定されている。このように、加熱・押圧されて圧縮された異方性導電層53は導電性を有して個別電極32と圧電層33とを導通させているため、後述のインク吐出動作の際に圧電層33に電界を作用させて変形させることが可能となる。更に、複数の個別電極32と対向しない領域には圧電層33がなく、その変形に起因して、後述のインク吐出動作の際に個別電極32と対向する領域の圧電層33に変形を生じさせることがないため、クロストークを確実に低減可能である。   Lead zirconate titanate (PZT), which is a solid solution and a ferroelectric substance of lead titanate and lead zirconate, is formed on the surface of the anisotropic conductive layer 53 and faces each of the plurality of individual electrodes 32. A plurality of piezoelectric layers 33 containing as a main component are formed. Here, in the present embodiment, the piezoelectric layer 33 is configured to be formed only in a region facing the individual electrode 32 which is a part of the region facing the pressure chamber 14. Thus, the region where the piezoelectric layer 33 is formed includes the case where it is a part of the plurality of regions (here, the regions facing the individual electrodes 32) that respectively face the plurality of pressure chambers 14. Needless to say, the piezoelectric layer 33 may be formed over the entire range of the region facing the pressure chamber 14. The piezoelectric layer 33 is formed by laser cutting a piezoelectric sheet formed by firing a green sheet at about 1100 ° C. to a predetermined size, and is heated from the upper surface 33a of the piezoelectric layer 33 in the direction of the insulating layer 31. Is transferred onto the anisotropic conductive layer 53. When the piezoelectric layer 33 is heated and pressed, the anisotropic conductive layer 53 between the piezoelectric layer 33 and the insulating layer 31 is compressed, and the plurality of conductive particles in the anisotropic conductive layer 53 are compressed. Yes. That is, the anisotropic conductive layer 53 is compressed in a region that is part of a region facing the pressure chamber 14. The compressed conductive particles are in contact with each other and pressed against the individual electrode 32 and the piezoelectric layer 33, thereby electrically connecting the individual electrode 32 and the piezoelectric layer 33. That is, the anisotropic conductive layer 53 between the piezoelectric layer 33 and the insulating layer 31 has conductivity. The heated and pressed anisotropic conductive layer 53 is cured in a compressed state. On the other hand, since the anisotropic conductive layer 53 in a region that does not face the plurality of individual electrodes 32 is not heated and pressed, the plurality of conductive particles therein are not in contact with each other. Therefore, it has no electrical conductivity, has an insulating property, and is naturally cured. The plurality of piezoelectric layers 33 are fixed in a state where the upper surface 33 a protrudes from the upper surface 53 a of the anisotropic conductive layer 53. In this way, the anisotropic conductive layer 53 compressed by heating, pressing and compressing has electrical conductivity and electrically connects the individual electrode 32 and the piezoelectric layer 33. Therefore, the piezoelectric layer is used during the ink discharge operation described later. It is possible to cause the electric field 33 to be deformed by applying an electric field. Further, the piezoelectric layer 33 does not exist in a region that does not face the plurality of individual electrodes 32, and due to the deformation, the piezoelectric layer 33 in a region that faces the individual electrode 32 is deformed during an ink discharge operation described later. Therefore, crosstalk can be reliably reduced.

図4〜図6に示すように、複数の圧電層33の上面33a及び異方性導電層53の上面53aには、複数の個別電極32に共通の共通電極34が段差を有しながら連続的に形成されている。図3に示すように、共通電極34からは1本の配線部41が延びており、この配線部41は絶縁層31の表面に亙って延在するように形成されている。また、この配線部41の端部に設けられた端子部42は、ドライバIC37の端子(図示せず)と接している。これにより、共通電極34は、この配線部41及びドライバIC37を介して接地され、グランド電位に保持されている。この共通電極34も金などの導電性材料からなる。共通電極34、配線部41及び端子部42は、スクリーン印刷、蒸着法、あるいは、スパッタ法等を用いて形成される。尚、端子部42の高さ位置は、端子部36の高さ位置と同じである。このように形成された共通電極34と複数の配線部35との間に、絶縁性を有する異方性導電層53が介在しているため、共通電極34と配線部35とが短絡することがない。さらに、配線部35に電圧が印加されたときに共通電極34と配線部35との間に寄生容量を生じさせることもなく、圧電アクチュエータ3の駆動効率が向上する。   As shown in FIGS. 4 to 6, the common electrode 34 common to the plurality of individual electrodes 32 has a step on the top surface 33 a of the plurality of piezoelectric layers 33 and the top surface 53 a of the anisotropic conductive layer 53. Is formed. As shown in FIG. 3, one wiring portion 41 extends from the common electrode 34, and this wiring portion 41 is formed so as to extend over the surface of the insulating layer 31. Further, the terminal portion 42 provided at the end of the wiring portion 41 is in contact with a terminal (not shown) of the driver IC 37. Thereby, the common electrode 34 is grounded via the wiring portion 41 and the driver IC 37 and is held at the ground potential. The common electrode 34 is also made of a conductive material such as gold. The common electrode 34, the wiring portion 41, and the terminal portion 42 are formed using screen printing, vapor deposition, sputtering, or the like. Note that the height position of the terminal portion 42 is the same as the height position of the terminal portion 36. Since the anisotropic conductive layer 53 having an insulating property is interposed between the common electrode 34 formed in this way and the plurality of wiring portions 35, the common electrode 34 and the wiring portion 35 may be short-circuited. Absent. Further, when a voltage is applied to the wiring part 35, parasitic capacitance is not generated between the common electrode 34 and the wiring part 35, and the driving efficiency of the piezoelectric actuator 3 is improved.

共通電極34は全ての個別電極32に亙って形成されているために、共通電極34をドライバIC37に接続する配線部41は1本で済む。そのため、共通電極34をドライバIC37に接続するためにわざわざFPC等の配線部材を使用する必要もなく、また、端子数が1つしかないことから導電性ペーストなどを用いて電気的な接続を容易に行うことができ、その接続の信頼性も高いものとなる。   Since the common electrode 34 is formed over all the individual electrodes 32, only one wiring portion 41 is required to connect the common electrode 34 to the driver IC 37. Therefore, it is not necessary to use a wiring member such as FPC in order to connect the common electrode 34 to the driver IC 37, and since there is only one terminal, electrical connection is easy using a conductive paste or the like. And the connection reliability is high.

図3において、複数の個別電極32に対応する複数の端子部36と共通電極34に対応する1つの端子部42とが、共に、絶縁層31の表面に形成されているため、これらの端子部36,42の高さ位置を全て同じにすることができる。従って、ドライバIC37の出力端子とこれら端子部36,42との接合作業が容易になり、接合後の電気的接続の信頼性も高くなる。さらに、複数の端子部36と1つの端子部42とを全て絶縁層31の表面に形成するにあたり、絶縁層31の表面に複数の配線部35と1本の配線部41を形成するだけでよいため、スルーホールなどの複雑な構造を採ることのない簡単な配線構造で、端子部36,42の高さ位置を一致させることができる。   In FIG. 3, a plurality of terminal portions 36 corresponding to the plurality of individual electrodes 32 and a single terminal portion 42 corresponding to the common electrode 34 are both formed on the surface of the insulating layer 31. The height positions of 36 and 42 can all be the same. Accordingly, the joining operation between the output terminal of the driver IC 37 and the terminal portions 36 and 42 is facilitated, and the reliability of the electrical connection after joining is increased. Furthermore, when all of the plurality of terminal portions 36 and one terminal portion 42 are formed on the surface of the insulating layer 31, it is only necessary to form the plurality of wiring portions 35 and one wiring portion 41 on the surface of the insulating layer 31. Therefore, the height positions of the terminal portions 36 and 42 can be matched with a simple wiring structure that does not employ a complicated structure such as a through hole.

配線部41が共通電極34から絶縁層31に亙って一度に形成されている場合には、段差にかかる部分の厚さが薄くなるため、図3に示すように、この部分に補強部43を設けて、その信頼性を高めることができる。   When the wiring portion 41 is formed from the common electrode 34 to the insulating layer 31 at a time, the thickness of the portion corresponding to the step is reduced, so that the reinforcing portion 43 is provided in this portion as shown in FIG. The reliability can be improved.

次に、インク吐出時におけるインクジェットヘッド1の作用について図4を用いて説明する。ドライバIC37に複数の配線部35を介して夫々接続された複数の個別電極32に対して、ドライバIC37から選択的に駆動電圧が供給されると、駆動電圧が供給された圧電層33下側の個別電極32とグランド電位に保持されている圧電層33上側の共通電極34との電位が異なった状態となり、両電極32,34の間に挟まれた圧電層33に上下方向の電界が生じる。すると、圧電層33のうち、駆動電圧が印加された個別電極32の直上の部分が、分極方向である上下方向と直交する水平方向に収縮する。ここで、圧電層33の下側の絶縁層31及び振動板30はキャビティプレート10に対して固定されているため、両電極32,34の間に挟まれた圧電層33の部分が圧力室14側に凸となるように変形し、この圧電層33の部分的な変形に伴い、振動板30の圧力室14を覆う部分も圧力室14側に凸となるように変形する。すると、圧力室14内の体積が減少するためにインク圧力が上昇し、圧力室14に連通するノズル20からインクが吐出される。   Next, the operation of the inkjet head 1 during ink ejection will be described with reference to FIG. When a drive voltage is selectively supplied from the driver IC 37 to the plurality of individual electrodes 32 respectively connected to the driver IC 37 via the plurality of wiring sections 35, the lower side of the piezoelectric layer 33 to which the drive voltage is supplied is provided. The potentials of the individual electrodes 32 and the common electrode 34 on the upper side of the piezoelectric layer 33 held at the ground potential become different, and an electric field in the vertical direction is generated in the piezoelectric layer 33 sandwiched between the electrodes 32 and 34. Then, a portion of the piezoelectric layer 33 immediately above the individual electrode 32 to which the drive voltage is applied contracts in a horizontal direction orthogonal to the vertical direction that is the polarization direction. Here, since the insulating layer 31 and the diaphragm 30 on the lower side of the piezoelectric layer 33 are fixed to the cavity plate 10, the portion of the piezoelectric layer 33 sandwiched between both electrodes 32 and 34 is the pressure chamber 14. As the piezoelectric layer 33 is partially deformed, the portion covering the pressure chamber 14 of the diaphragm 30 is also deformed to be convex toward the pressure chamber 14. Then, since the volume in the pressure chamber 14 decreases, the ink pressure rises, and ink is ejected from the nozzle 20 communicating with the pressure chamber 14.

次に、インクジェットヘッド1の製造方法について図7を用いて説明する。図7は図6の要部Aの拡大図であって、インクジェットヘッドの製造過程を工程順に表した断面図である。まず、ステンレス製の3枚のプレート10〜12を拡散接合等により接合する。   Next, the manufacturing method of the inkjet head 1 is demonstrated using FIG. FIG. 7 is an enlarged view of the main part A of FIG. 6, and is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the ink jet head in the order of steps. First, the three stainless steel plates 10 to 12 are joined by diffusion bonding or the like.

<振動板積層工程>
図7(a)において、キャビティプレート10の上面に、圧力室14の開口を塞ぐように振動板30を拡散接合等により接合する。更に、この振動板30の上面にアルミナ、ジルコニア、あるいは窒化ケイ素等のセラミックス材料からなる絶縁層31を連続的に形成する。この絶縁層31を形成する方法として、例えば、超微微粒子材料を高速で衝突させて堆積させるエアロゾルデポジション法(AD法)を用いれば、非常に薄く緻密な層を形成することができる。その他、ゾルゲル法、あるいは、スパッタ法、CVD法を用いて絶縁層31を形成することもできる。
<Diaphragm lamination process>
In FIG. 7A, the diaphragm 30 is joined to the upper surface of the cavity plate 10 by diffusion joining or the like so as to close the opening of the pressure chamber 14. Further, an insulating layer 31 made of a ceramic material such as alumina, zirconia, or silicon nitride is continuously formed on the upper surface of the vibration plate 30. As a method for forming the insulating layer 31, for example, if an aerosol deposition method (AD method) in which ultrafine particle materials are collided at high speed and deposited is used, a very thin and dense layer can be formed. In addition, the insulating layer 31 can be formed using a sol-gel method, a sputtering method, or a CVD method.

<配線工程>
図7(b)において、絶縁層31の表面であって、圧力室14の中央部に対向する位置に、個別電極32をスクリーン印刷により形成する。また、個別電極32と同時に、図面垂直方向に延在する配線部35(図3,図4参照)、配線部35の端部であってドライバIC37のバンプに接続される端子部36(図3,図4参照)、ドライバIC37の入力端子37aと接合される複数の接続端子40(図3,図4参照)、共通電極34をドライバIC37に接続するための配線部41及びその端子部42(図3,図4参照)を夫々スクリーン印刷により形成する。このとき、例えば、絶縁層31の表面に導電性ペーストをスクリーン印刷することにより、パターニングされた個別電極32、配線部35、端子部36、接続端子40、配線部41及び端子部42を一度に形成することができる。あるいは、メッキ法、スパッタ法又は蒸着法などにより、絶縁層31の全面に導電層を形成してから、レーザーやマスク、レジスト法等により導電層を部分的に除去して、個別電極32、配線部35、端子部36、接続端子40、配線部41及び端子部42をパターニングしてもよい。
<Wiring process>
In FIG. 7B, the individual electrode 32 is formed by screen printing on the surface of the insulating layer 31 at a position facing the central portion of the pressure chamber 14. Further, simultaneously with the individual electrodes 32, a wiring part 35 (see FIGS. 3 and 4) extending in the vertical direction of the drawing, and a terminal part 36 (FIG. 3) connected to the bumps of the driver IC 37 at the end of the wiring part 35. 4), a plurality of connection terminals 40 (see FIGS. 3 and 4) joined to the input terminal 37 a of the driver IC 37, a wiring portion 41 for connecting the common electrode 34 to the driver IC 37, and its terminal portion 42 ( 3 and 4) are formed by screen printing. At this time, for example, the conductive paste is screen-printed on the surface of the insulating layer 31 so that the patterned individual electrode 32, wiring portion 35, terminal portion 36, connection terminal 40, wiring portion 41, and terminal portion 42 are formed at a time. Can be formed. Alternatively, after forming a conductive layer on the entire surface of the insulating layer 31 by plating, sputtering, vapor deposition, or the like, the conductive layer is partially removed by laser, mask, resist method, etc. The part 35, the terminal part 36, the connection terminal 40, the wiring part 41, and the terminal part 42 may be patterned.

<異方性導電層形成工程>
図7(c)において、絶縁層31の上面に、複数の圧力室14と夫々対向する絶縁層31上の領域(個別電極32が形成された領域を含む)の全てに亙って連続した1つの層である異方性導電層53を形成する。異方性導電層53を形成する方法としては、1枚のフィルム状のACFを転写、或いは複数枚のACFを隙間なく連続して転写する方法であっても良いし、ペースト状のACPを一様に塗布する方法であっても良い。個別電極32及び配線部35は絶縁層31と異方性導電層53に挟まれた状態となるが、端子部36は異方性導電層53からはみ出した状態にされるため、絶縁層31の表面に配置されるドライバIC37にバンプ38を介して接続可能である。また、接続端子40、配線部41及び端子部42も異方性導電層53によって覆われない。
<Anisotropic conductive layer forming step>
In FIG. 7C, 1 continuous over the entire surface of the insulating layer 31 (including the region where the individual electrode 32 is formed) on the insulating layer 31 facing the plurality of pressure chambers 14. An anisotropic conductive layer 53 as one layer is formed. As a method of forming the anisotropic conductive layer 53, a method of transferring one film-like ACF or transferring a plurality of ACFs continuously without a gap may be used. The method of apply | coating may be sufficient. The individual electrode 32 and the wiring part 35 are sandwiched between the insulating layer 31 and the anisotropic conductive layer 53, but the terminal part 36 is protruded from the anisotropic conductive layer 53. The driver IC 37 arranged on the surface can be connected via the bump 38. Further, the connection terminal 40, the wiring part 41, and the terminal part 42 are not covered with the anisotropic conductive layer 53.

<圧電層形成工程>
図7(d)において、PZTのグリーンシートを焼成することにより形成された圧電シートを所定の大きさにレーザーカットして成る圧電層33を、異方性導電層53の表面であって、個別電極32に対向する位置に転写する。
<Piezoelectric layer formation process>
In FIG. 7D, the piezoelectric layer 33 formed by firing a PZT green sheet by laser cutting into a predetermined size is formed on the surface of the anisotropic conductive layer 53 and individually. Transfer to a position facing the electrode 32.

<圧縮工程>
図7(e)において、押圧板55を用いて、圧電層33の上面33aから絶縁層31方向に向かって圧電層33を押圧する。圧電層33の押圧は圧電層33を加熱しながら行われる。また、圧電層33の押圧は、複数の圧力室14と夫々対向する複数の領域(複数の個別電極32と夫々対向する領域)に形成された複数の圧電層33が異方性導電層53から突出した状態を維持しつつ行われる。すると、異方性導電層53は個別電極32と圧電層33とで挟まれた複数の部分において圧縮され、これにともなって、各部分の異方性導電層53内の複数の導電性粒子も圧縮される。このようにして圧縮された導電性粒子を介して個別電極32と圧電層33とが導通する。また、加熱・押圧された異方性導電層53は硬化する。押圧された圧電層33は、その上面33aが異方性導電層53から突出した状態で固定される。このように、圧電層33をその上面33aが異方性導電層53の上面53aに対して突出した状態を維持しつつ押圧するため、複数の個別電極32と対向しない領域の異方性導電層53が押圧されてしまうことがなく、圧電層33の上面33aに異方性導電層53がせり上がって付着することもない。個別電極32と圧電層33とで挟まれていない領域の異方性導電層53は絶縁性を有して自然硬化する。尚、個別電極32と圧電層33とで挟まれていない領域の異方性導電層53を加熱することで、その硬化を早めても良い。
<Compression process>
In FIG. 7 (e), the piezoelectric layer 33 is pressed from the upper surface 33 a of the piezoelectric layer 33 toward the insulating layer 31 using the pressing plate 55. The pressing of the piezoelectric layer 33 is performed while heating the piezoelectric layer 33. In addition, the piezoelectric layer 33 is pressed from the anisotropic conductive layer 53 by the plurality of piezoelectric layers 33 formed in a plurality of regions respectively facing the plurality of pressure chambers 14 (regions respectively facing the plurality of individual electrodes 32). It is performed while maintaining the protruding state. Then, the anisotropic conductive layer 53 is compressed in a plurality of portions sandwiched between the individual electrode 32 and the piezoelectric layer 33, and accordingly, the plurality of conductive particles in the anisotropic conductive layer 53 of each portion are also compressed. Compressed. The individual electrode 32 and the piezoelectric layer 33 are electrically connected through the conductive particles compressed in this way. Further, the heated and pressed anisotropic conductive layer 53 is cured. The pressed piezoelectric layer 33 is fixed with its upper surface 33 a protruding from the anisotropic conductive layer 53. In this way, the piezoelectric layer 33 is pressed while maintaining the state in which the upper surface 33a protrudes from the upper surface 53a of the anisotropic conductive layer 53, so that the anisotropic conductive layer in a region not facing the plurality of individual electrodes 32 is provided. 53 is not pressed, and the anisotropic conductive layer 53 does not rise and adhere to the upper surface 33a of the piezoelectric layer 33. The anisotropic conductive layer 53 in a region not sandwiched between the individual electrode 32 and the piezoelectric layer 33 has an insulating property and is naturally cured. The curing may be accelerated by heating the anisotropic conductive layer 53 in a region not sandwiched between the individual electrode 32 and the piezoelectric layer 33.

<第1電極形成工程>
図7(f)において、複数の個別電極32に共通の共通電極34を、異方性導電層53の上面53a及び圧電層33の上面33aに、段差を有しながら連続的に形成する。共通電極34を形成する方法としては、スクリーン印刷、蒸着法、あるいは、スパッタ法等が挙げられる。
<First electrode forming step>
In FIG. 7F, the common electrode 34 common to the plurality of individual electrodes 32 is continuously formed on the upper surface 53a of the anisotropic conductive layer 53 and the upper surface 33a of the piezoelectric layer 33 with a step. Examples of the method for forming the common electrode 34 include screen printing, vapor deposition, and sputtering.

その後、図4に示すように、絶縁層31上にドライバIC37を配置し、このドライバIC37の出力端子37aをバンプ38を介して端子部36及び端子部42に接合するとともに、ドライバIC37の入力端子37bをバンプ39を介して接続端子40に接合する。最後に、マニホールドプレート12の下面にノズルプレート13を接着する。   After that, as shown in FIG. 4, the driver IC 37 is disposed on the insulating layer 31, and the output terminal 37 a of the driver IC 37 is joined to the terminal portion 36 and the terminal portion 42 via the bump 38, and the input terminal of the driver IC 37 37 b is bonded to the connection terminal 40 via the bump 39. Finally, the nozzle plate 13 is bonded to the lower surface of the manifold plate 12.

以上、説明したように、本実施形態のインクジェットヘッド1においては、複数の圧力室14と対向する絶縁層31の表面に複数の個別電極32が夫々設けられ、複数の個別電極32と対向する異方性導電層53の表面に圧電層33が夫々設けられ、個別電極32と対向する領域においては圧電層33が加熱・押圧されることで圧縮された異方性導電層53が導電性を有し、個別電極32と対向しない領域においては圧縮されない異方性導電層53が絶縁性を有する構成にされている。これにより、圧力室14(より具体的には個別電極32)と対向する領域においては、駆動電圧が印加される個別電極32と、圧電層33を挟んで設けられた共通電極34との間の電位差で圧電層33を変形させることができる。また、圧力室14(より具体的には個別電極32)と対向しない領域においては、絶縁層31上に形成された配線部35と共通電極34との間に寄生容量が発生することを抑制できるため、圧電アクチュエータ3の駆動効率を向上させることができる。また、配線部35と共通電極34との短絡が絶縁性を有する異方性導電層53により防止される。さらに、圧力室14と対向しない領域においては、圧電層33が形成されておらず、変形が生じることがないため、圧力室14と対向する領域の圧電層33に生じるクロストークを低減できる。   As described above, in the inkjet head 1 according to the present embodiment, the plurality of individual electrodes 32 are provided on the surface of the insulating layer 31 facing the plurality of pressure chambers 14, and different from each other, facing the plurality of individual electrodes 32. The piezoelectric layer 33 is provided on the surface of the isotropic conductive layer 53. In the region facing the individual electrode 32, the anisotropic conductive layer 53 compressed by heating and pressing the piezoelectric layer 33 has conductivity. In the region not facing the individual electrode 32, the anisotropic conductive layer 53 that is not compressed has an insulating property. As a result, in a region facing the pressure chamber 14 (more specifically, the individual electrode 32), between the individual electrode 32 to which the drive voltage is applied and the common electrode 34 provided with the piezoelectric layer 33 interposed therebetween. The piezoelectric layer 33 can be deformed by the potential difference. In addition, in a region that does not face the pressure chamber 14 (more specifically, the individual electrode 32), the generation of parasitic capacitance between the wiring portion 35 formed on the insulating layer 31 and the common electrode 34 can be suppressed. Therefore, the driving efficiency of the piezoelectric actuator 3 can be improved. Further, a short circuit between the wiring portion 35 and the common electrode 34 is prevented by the anisotropic conductive layer 53 having insulating properties. Furthermore, since the piezoelectric layer 33 is not formed in the region that does not face the pressure chamber 14 and deformation does not occur, crosstalk generated in the piezoelectric layer 33 in the region that faces the pressure chamber 14 can be reduced.

また、個別電極32と同一平面上(絶縁層31上)に形成された配線部35により、複数の個別電極32とドライバIC37とをコストの高いFPC等の配線部材を介さずに直接接続できるため、電気的接続のコストを低減でき、また、電気的接続の信頼性も高くできる。   In addition, since the wiring portion 35 formed on the same plane as the individual electrode 32 (on the insulating layer 31), the plurality of individual electrodes 32 and the driver IC 37 can be directly connected without using a costly wiring member such as an FPC. The cost of electrical connection can be reduced, and the reliability of electrical connection can be increased.

また、圧電層33が異方性導電層53から突出しているため、圧力室14と対向しない領域の異方性導電層53を押圧して導電性を生じさせてしまうことがない。また、圧電層33の表面に異方性導電層53がせり上がって付着することもないため、共通電極を全面的に形成できる。   In addition, since the piezoelectric layer 33 protrudes from the anisotropic conductive layer 53, the anisotropic conductive layer 53 in a region not facing the pressure chamber 14 is not pressed to cause conductivity. Further, since the anisotropic conductive layer 53 does not rise and adhere to the surface of the piezoelectric layer 33, the common electrode can be formed over the entire surface.

本実施例において行った各工程の順序は本実施例で示した順序に限定されない。例えば、配線工程の後に振動板積層工程を行ってもよく、配線工程、異方性導電層形成工程、圧電層形成工程の後に振動板積層工程を行ってもよい。 The order of the steps performed in this embodiment is not limited to the order shown in this embodiment. For example, the diaphragm laminating process may be performed after the wiring process, or the diaphragm laminating process may be performed after the wiring process, the anisotropic conductive layer forming process, and the piezoelectric layer forming process.

[第2実施形態]
本発明の第2実施形態について図8を用いて説明する。尚、第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付記してその説明を省略する。図8は図6に対応する断面図である。第2実施形態の構成が第1実施形態と異なる点は、圧電層133の面に垂直な方向の断面形状が、振動板30側(下側)ほど広がる台形である点である。この構成によれば、第1実施形態で説明した第1電極形成工程において、異方性導電層53の上面53aに対して突出した上面133aを有する圧電層133の側面133bが斜めになっているため、異方性導電層53の上面53a、圧電層133の上面133a及び側面133bに、共通電極34を段差を有しながら連続的に形成させることが容易になる。その他の構成、作用、効果については第1実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted. FIG. 8 is a cross-sectional view corresponding to FIG. The configuration of the second embodiment is different from that of the first embodiment in that the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the surface of the piezoelectric layer 133 is a trapezoid that expands toward the diaphragm 30 side (lower side). According to this configuration, in the first electrode formation step described in the first embodiment, the side surface 133b of the piezoelectric layer 133 having the upper surface 133a protruding from the upper surface 53a of the anisotropic conductive layer 53 is inclined. Therefore, it becomes easy to continuously form the common electrode 34 with a step on the upper surface 53a of the anisotropic conductive layer 53, the upper surface 133a of the piezoelectric layer 133, and the side surface 133b. Since other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.

[第3実施形態]
本発明の第3実施形態について図9を用いて説明する。尚、第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付記してその説明を省略する。図9は図6に対応する断面図である。第3実施形態の構成が第1実施形態と異なる点は、圧電層233が振動板30と反対側の部分(図面上側)において、面に平行な方向に張り出した張出部233cを有している点である。この構成によれば、第1実施形態で説明した圧縮工程において、圧電層233を加熱・押圧する際に、圧電層233の上面233aに異方性導電層53がせり上がって付着しにくくなる。その他の構成、作用、効果については第1実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted. FIG. 9 is a cross-sectional view corresponding to FIG. The configuration of the third embodiment is different from that of the first embodiment in that the piezoelectric layer 233 has a projecting portion 233c that projects in a direction parallel to the surface at a portion opposite to the diaphragm 30 (upper side in the drawing). It is a point. According to this configuration, when the piezoelectric layer 233 is heated and pressed in the compression step described in the first embodiment, the anisotropic conductive layer 53 is not easily raised and attached to the upper surface 233a of the piezoelectric layer 233. Since other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.

[第4実施形態]
本発明の第4実施形態について図10を用いて説明する。尚、第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付記してその説明を省略する。図10は図6に対応する断面図である。第4実施形態の構成が第1実施形態と異なる点は、圧電層333の側面333bに撥水膜54が形成されている点である。撥水膜54は、第1実施形態で説明した圧電層形成工程において、圧電シートを焼成してレーザーカットして成る圧電層333を異方性導電層53に転写する前段階で、圧電層333の側面333bに貼付、塗布等により形成される。この構成によれば、第1実施形態で説明した圧縮工程において、圧電層333を加熱・押圧する際に、圧電層333の側面333bの撥水膜54に接触する異方性導電層53ははじかれ、圧電層333の上面333aに異方性導電層53がせり上がって付着しにくくなる。その他の構成、作用、効果については第1実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted. FIG. 10 is a cross-sectional view corresponding to FIG. The configuration of the fourth embodiment is different from that of the first embodiment in that a water repellent film 54 is formed on a side surface 333b of the piezoelectric layer 333. The water-repellent film 54 is formed at the stage before transferring the piezoelectric layer 333 formed by firing and laser cutting the piezoelectric sheet to the anisotropic conductive layer 53 in the piezoelectric layer forming step described in the first embodiment. The side surface 333b is formed by sticking, coating, or the like. According to this configuration, when the piezoelectric layer 333 is heated and pressed in the compression step described in the first embodiment, the anisotropic conductive layer 53 that contacts the water-repellent film 54 on the side surface 333b of the piezoelectric layer 333 is repelled. As a result, the anisotropic conductive layer 53 rises on the upper surface 333a of the piezoelectric layer 333 and becomes difficult to adhere. Since other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.

[第5実施形態]
本発明の第5実施形態について図11を用いて説明する。尚、第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付記してその説明を省略する。図11は図6に対応する断面図である。第5実施形態の構成が第1実施形態と異なる点は、圧電層433と異方性導電層53との間に電極(第3の電極)56が形成されている点である。電極56は、第1実施形態で説明した圧電層形成工程において、圧電層433を異方性導電層53に転写する前に、圧電層433の異方性導電層53に接する面に予め形成しておく。電極56は、圧電シートを所定の大きさにレーザーカットする前に、圧電シートの表面に導電性ペーストをスクリーン印刷やスパッタ法、あるいは蒸着法等により形成する。あるいは、メッキ法、スパッタ法又は蒸着法などにより、圧電シートをカットしたものの全面に導電層を形成してから、レーザーやマスク、レジスト法等により異方性導電層53に接する面以外の面の導電層を除去することによって電極56を形成してもよい。この構成によれば、電極56を介して圧電層433に確実に電界を生じさせることができる。
[Fifth Embodiment]
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted. FIG. 11 is a cross-sectional view corresponding to FIG. The configuration of the fifth embodiment is different from that of the first embodiment in that an electrode (third electrode) 56 is formed between the piezoelectric layer 433 and the anisotropic conductive layer 53. The electrode 56 is formed in advance on the surface of the piezoelectric layer 433 in contact with the anisotropic conductive layer 53 before transferring the piezoelectric layer 433 to the anisotropic conductive layer 53 in the piezoelectric layer forming step described in the first embodiment. Keep it. The electrode 56 is formed by forming a conductive paste on the surface of the piezoelectric sheet by screen printing, sputtering, vapor deposition, or the like before laser cutting the piezoelectric sheet to a predetermined size. Alternatively, a conductive layer is formed on the entire surface of the piezoelectric sheet cut by a plating method, a sputtering method, or an evaporation method, and then a surface other than the surface in contact with the anisotropic conductive layer 53 by a laser, a mask, a resist method, or the like. The electrode 56 may be formed by removing the conductive layer. According to this configuration, an electric field can be reliably generated in the piezoelectric layer 433 through the electrode 56.

[第6実施形態]
本発明の第6実施形態について図12を用いて説明する。尚、第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付記してその説明を省略する。図12は図6に対応する断面図である。第6実施形態の構成が第1実施形態と異なる点は、圧電層533が、複数の圧力室14の夫々と対向する領域を含むように異方性導電層53の上に形成された連続した1つの層として形成されており、複数の個別電極32と夫々対向する領域における厚みの方が、それ以外の領域における厚みよりも大きい点と、共通電極534が圧電層533の表面に段差無く形成されている点である。
[Sixth Embodiment]
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted. FIG. 12 is a cross-sectional view corresponding to FIG. The configuration of the sixth embodiment is different from that of the first embodiment in that the piezoelectric layer 533 is continuously formed on the anisotropic conductive layer 53 so as to include a region facing each of the plurality of pressure chambers 14. It is formed as one layer, and the common electrode 534 is formed on the surface of the piezoelectric layer 533 without any step, and the thickness in the region facing each of the plurality of individual electrodes 32 is larger than the thickness in the other region. It is a point that has been.

圧電層533は凹凸を有する圧電シートを焼成することによって形成される。圧電層533の複数の個別電極32と夫々対向する領域(厚みが大きい領域)の厚さとそれ以外の領域(厚みが小さい領域)の厚さとは、厚みが小さい領域が異方性導電層53に当接したときに、厚みが大きい領域が異方性導電層53を十分に圧縮した状態になるように調整されている。また、共通電極534は、第1実施形態で説明した第1電極形成工程で形成する構成であってもよいが、本実施形態においては、圧電層形成工程の後に圧電層533の凹凸のある面とは反対の面に共通電極534を形成する工程を追加することで、第1電極形成工程を省略可能である。この構成によれば、第1実施形態で説明した圧縮工程において圧電層533を押圧したときに、厚みが大きい領域によって圧縮された異方性導電層53は導電性を有するが、厚みが小さい領域が当接した異方性導電層53は圧縮されずに絶縁性を有したままである。よって、第1実施形態と同様に、複数の個別電極32と夫々対向する領域である厚みが大きい領域においては、駆動電圧が印加される個別電極32と、圧電層533を挟んで設けられた共通電極534との間の電位差で圧電層533を変形させることができるとともに、個別電極32と対向しない領域である厚みが小さい領域においては、絶縁層31上に形成された配線部35と共通電極534との間に寄生容量が発生することを抑制でき、さらに、介在する絶縁性の異方性導電層53により配線部35と共通電極534との短絡が防止される。また、個別電極32と共通電極534との間には絶縁性の異方性導電層53が介在しているため、圧電層533の厚みが小さい領域に変形が生じることがなく、個別電極32と対向する領域の圧電層533に生じるクロストークを低減することもできる。しかも、共通電極534に段差が無いため、共通電極534を形成するのが簡単である。その他の構成、作用、効果については第1実施形態と同じであるため、その説明を省略する。   The piezoelectric layer 533 is formed by firing a piezoelectric sheet having irregularities. The thickness of a region (a region where the thickness is large) facing each of the plurality of individual electrodes 32 of the piezoelectric layer 533 and the thickness of the other region (a region where the thickness is small) are that the region where the thickness is small is the anisotropic conductive layer 53. When contacted, the region having a large thickness is adjusted so that the anisotropic conductive layer 53 is sufficiently compressed. The common electrode 534 may be formed in the first electrode forming step described in the first embodiment, but in this embodiment, the uneven surface of the piezoelectric layer 533 is formed after the piezoelectric layer forming step. By adding a step of forming the common electrode 534 on the opposite surface, the first electrode formation step can be omitted. According to this configuration, when the piezoelectric layer 533 is pressed in the compression step described in the first embodiment, the anisotropic conductive layer 53 compressed by the region having a large thickness has conductivity, but the region having a small thickness. The anisotropic conductive layer 53 in contact with is not compressed and remains insulative. Therefore, as in the first embodiment, the common electrode provided with the piezoelectric layer 533 sandwiched between the individual electrode 32 to which the drive voltage is applied in the region having a large thickness, which is a region facing each of the plurality of individual electrodes 32. The piezoelectric layer 533 can be deformed by a potential difference between the electrode 534 and the wiring portion 35 formed on the insulating layer 31 and the common electrode 534 in a region having a small thickness that is not opposed to the individual electrode 32. The generation of parasitic capacitance between the wiring portion 35 and the common electrode 534 is prevented by the insulating anisotropic conductive layer 53 interposed therebetween. In addition, since the insulating anisotropic conductive layer 53 is interposed between the individual electrode 32 and the common electrode 534, the region where the thickness of the piezoelectric layer 533 is small is not deformed. Crosstalk generated in the piezoelectric layer 533 in the opposing region can also be reduced. In addition, since there is no step in the common electrode 534, it is easy to form the common electrode 534. Since other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.

また、第6実施形態において、圧電層533は凹凸の無い平板状であってもよい。この場合は、圧電層533において、複数の圧力室14の夫々と対向する領域のみを加熱・押圧することにより、複数の圧力室14の夫々と対向する領域の異方性導電層53を圧縮・導通させ、それ以外の領域の異方性導電層53を圧縮させずに絶縁させる、即ち、圧電層533を部分的に凹状に変形させることで、複数の圧力室14の夫々と対向する領域のみが駆動電圧により変形する圧電層533とすることができる。   In the sixth embodiment, the piezoelectric layer 533 may have a flat plate shape with no unevenness. In this case, in the piezoelectric layer 533, only the regions facing each of the plurality of pressure chambers 14 are heated and pressed, thereby compressing and compressing the anisotropic conductive layer 53 in the region facing each of the plurality of pressure chambers 14. Only the regions facing each of the plurality of pressure chambers 14 are made conductive and insulated without compressing the anisotropic conductive layer 53 in other regions, that is, by partially deforming the piezoelectric layer 533 into a concave shape. Can be the piezoelectric layer 533 that is deformed by the driving voltage.

[第7実施形態]
本発明の第7実施形態について、図13を用いて説明する。本実施形態における振動板630は、個別電極632が形成されている部分に断面が矩形状の凸部が形成されている。第6実施形態では圧電層に凸部が形成されていたが、本実施形態は、振動板630に凸部が形成されている点と圧電層633が平坦である点を除いて、第6実施形態と同様である。
[Seventh Embodiment]
A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the diaphragm 630 in the present embodiment, a convex portion having a rectangular cross section is formed at a portion where the individual electrode 632 is formed. In the sixth embodiment, the convex portion is formed on the piezoelectric layer. However, the sixth embodiment is different from the sixth embodiment except that the convex portion is formed on the diaphragm 630 and the piezoelectric layer 633 is flat. It is the same as the form.

振動板630の個別電極632が形成されている部分は凸部であるため、圧縮工程において、この凸部と当接する領域の異方性導電層653は十分に圧縮され導電性を有する一方、振動板630の凸部以外の部分と当接する異方性導電層は強く圧縮されないため絶縁性を有したままとなる。振動板630に形成される凸部の高さは、異方性導電層653を加熱・押圧した際に、凸部と当接する部分の異方性導電層653だけが十分圧縮された状態となって導電性を有することができる高さである。   Since the portion where the individual electrode 632 of the diaphragm 630 is formed is a convex portion, the anisotropic conductive layer 653 in the region in contact with the convex portion is sufficiently compressed and conductive in the compression process, The anisotropic conductive layer that comes into contact with the portion other than the convex portion of the plate 630 is not strongly compressed and therefore remains insulative. When the anisotropic conductive layer 653 is heated and pressed, only the portion of the anisotropic conductive layer 653 in contact with the convex portion is sufficiently compressed when the height of the convex portion formed on the diaphragm 630 is heated. It is the height which can have electroconductivity.

本実施形態において、押圧板を用いて圧電層633の上面633aから絶縁層631に向かって圧電層633を押圧することによって異方性導電層653に圧力を加えたが、圧力室14内に圧力を加えることによって、振動板630を圧電層側に湾曲させて異方性導電層653を押圧することもできる。このとき、圧力室14内に気体又は液体を充填させてそこに圧力を加えることによって、圧力室14内に圧力を加えることができる。この場合においても、振動板630に形成される凸部の高さは、異方性導電層653が押圧される際に、凸部と当接する部分の異方性導電層653だけが十分圧縮された状態となって導電性を有することができる高さである。   In this embodiment, pressure is applied to the anisotropic conductive layer 653 by pressing the piezoelectric layer 633 from the upper surface 633 a of the piezoelectric layer 633 toward the insulating layer 631 using a pressing plate. By adding, the diaphragm 630 can be curved toward the piezoelectric layer side and the anisotropic conductive layer 653 can be pressed. At this time, pressure can be applied in the pressure chamber 14 by filling the pressure chamber 14 with gas or liquid and applying pressure thereto. Even in this case, the height of the convex portion formed on the diaphragm 630 is such that only the anisotropic conductive layer 653 in contact with the convex portion is sufficiently compressed when the anisotropic conductive layer 653 is pressed. It is the height which can be in the state and can have electroconductivity.

[第8実施形態]
本実施形態では、図14に示すように、個別電極932は大きな厚みを有する。本実施形態は、個別電極932が大きな厚みを有する点と圧電層933が平坦である点を除いて、第6実施形態と同様である。
[Eighth Embodiment]
In the present embodiment, as shown in FIG. 14, the individual electrode 932 has a large thickness. This embodiment is the same as the sixth embodiment except that the individual electrode 932 has a large thickness and the piezoelectric layer 933 is flat.

本実施形態では、個別電極932を厚くすることによって、個別電極932に対向する異方性導電層953の部分のみを押圧することができる。この場合、圧電層933及び振動板930には第6及び第7実施形態のような凸部を設ける必要はなく、平坦で連続した圧電層933及び振動板930を用いることができるので、製造コストを軽減できる。また、圧電層933及び振動板930が平坦であるため、共通電極934及び絶縁層931を形成する工程も容易となる。個別電極の厚さは通常0.8μm程度であるが、これを1μm以上、特に2μm以上に厚くすることによって、圧電層又は振動板に凸部を形成する場合と同様の効果がある。   In the present embodiment, by increasing the thickness of the individual electrode 932, only the portion of the anisotropic conductive layer 953 that faces the individual electrode 932 can be pressed. In this case, the piezoelectric layer 933 and the diaphragm 930 do not need to be provided with projections as in the sixth and seventh embodiments, and the flat and continuous piezoelectric layer 933 and diaphragm 930 can be used. Can be reduced. In addition, since the piezoelectric layer 933 and the vibration plate 930 are flat, the process of forming the common electrode 934 and the insulating layer 931 is facilitated. The thickness of the individual electrode is usually about 0.8 μm, but by increasing the thickness to 1 μm or more, particularly 2 μm or more, the same effect as in the case of forming a convex portion on the piezoelectric layer or the diaphragm is obtained.

[第9実施形態]
本実施形態では、図15及び図16に示す液体移送装置700について説明する。図15に示すように、液体移送装置700は同じ構造を持つ3つの液体移送ユニット700a〜700cを有し、これらの3つの液体移送ユニット700a〜700cが共通のマニホールド717を介して並列に接続されている。マニホールド717は、キャビティプレート712に形成された液体供給口720に連通する。
[Ninth Embodiment]
In the present embodiment, a liquid transfer device 700 shown in FIGS. 15 and 16 will be described. As shown in FIG. 15, the liquid transfer device 700 includes three liquid transfer units 700 a to 700 c having the same structure, and these three liquid transfer units 700 a to 700 c are connected in parallel via a common manifold 717. ing. The manifold 717 communicates with a liquid supply port 720 formed in the cavity plate 712.

図16に示すように、液体移送ユニット700bは流路ユニット702及び圧電アクチュエータ703を有する。流路ユニット702はキャビティプレート710、ベースプレート711、マニホールドプレート712及び第2ベースプレート713を有する。これらの4枚のプレートは全て金属製であり、これらの金属板組を積層して形成される流路ユニット702の上には、圧電アクチュエータ703が配置される。圧電アクチュエータ703は、金属製であって一面に絶縁層731が形成された振動板730、圧力室714に対応する位置に形成される個別電極732、配線部735、圧電層733、異方性導電層753、及び異方性導電層753の上面に設けられた共通電極734を有する。   As shown in FIG. 16, the liquid transfer unit 700 b includes a flow path unit 702 and a piezoelectric actuator 703. The flow path unit 702 includes a cavity plate 710, a base plate 711, a manifold plate 712, and a second base plate 713. These four plates are all made of metal, and a piezoelectric actuator 703 is disposed on a flow path unit 702 formed by stacking these metal plate sets. The piezoelectric actuator 703 is made of metal and has a diaphragm 730 having an insulating layer 731 formed on one surface, an individual electrode 732 formed at a position corresponding to the pressure chamber 714, a wiring portion 735, a piezoelectric layer 733, an anisotropic conductive material. A common electrode 734 is provided over the top surface of the layer 753 and the anisotropic conductive layer 753.

流路ユニット702において、キャビティプレート710は圧力室714を形成する矩形状の孔を有し、マニホールドプレート712はマニホールド717を形成する矩形状の孔を有する。ベースプレート711には圧力室714とマニホールド717に連通する連通孔718が形成される。また、ベースプレート711、マニホールドプレート712及び第2ベースプレート713には圧力室714から第2ベースプレート713の下面まで貫通する排出流路719が形成されている。   In the flow path unit 702, the cavity plate 710 has a rectangular hole that forms the pressure chamber 714, and the manifold plate 712 has a rectangular hole that forms the manifold 717. A communication hole 718 communicating with the pressure chamber 714 and the manifold 717 is formed in the base plate 711. The base plate 711, the manifold plate 712, and the second base plate 713 are formed with a discharge channel 719 that penetrates from the pressure chamber 714 to the lower surface of the second base plate 713.

このような構造の液体移送装置700の製造方法について以下に説明する。先ず、流路ユニット702を図16に示す順序で積層し、さらにその上面に金属製の振動板730を積層する。積層した金属板を拡散接合によって接合した後、振動板730の上面に第1実施形態で説明したエアロゾルデポジッション法によって絶縁層731を形成する。   A method for manufacturing the liquid transfer device 700 having such a structure will be described below. First, the flow path units 702 are stacked in the order shown in FIG. 16, and a metal diaphragm 730 is further stacked on the upper surface. After the laminated metal plates are bonded by diffusion bonding, the insulating layer 731 is formed on the upper surface of the vibration plate 730 by the aerosol deposition method described in the first embodiment.

絶縁層731の表面に個別電極732、配線部735をスクリーン印刷法によって形成する。個別電極732は複数の圧力室714に対応して位置付けられ、配線部735は各個別電極732と図示しないドライバICを電気的に接続している。   An individual electrode 732 and a wiring portion 735 are formed on the surface of the insulating layer 731 by a screen printing method. The individual electrode 732 is positioned corresponding to the plurality of pressure chambers 714, and the wiring portion 735 electrically connects each individual electrode 732 and a driver IC (not shown).

個別電極732及び配線部735が形成された絶縁層731の上に異方性導電層753を形成し、さらにその上の個別電極732に対応する位置に、焼成されたグリーンシートを所定の大きさにレーザーカットして形成された圧電層733を配置する。次に圧電層733を押圧しながら加熱することによって、異方性導電層753を硬化させる。異方性導電層753が硬化した際に、押圧されていた部分、即ち、圧電層733と個別電極732に挟まれている部分は導電性を有し、それ以外の部分は絶縁されたままとなる。   An anisotropic conductive layer 753 is formed on the insulating layer 731 on which the individual electrode 732 and the wiring portion 735 are formed, and a baked green sheet is formed to a predetermined size at a position corresponding to the individual electrode 732 thereon. A piezoelectric layer 733 formed by laser cutting is disposed. Next, the anisotropic conductive layer 753 is cured by heating while pressing the piezoelectric layer 733. When the anisotropic conductive layer 753 is cured, the pressed portion, that is, the portion sandwiched between the piezoelectric layer 733 and the individual electrode 732 has conductivity, and the other portions remain insulated. Become.

最後に、複数の圧電層733及び異方性導電層753の上面に共通電極734及び配線部741をスクリーン印刷法によって形成する。共通電極734は、複数の圧電層733全体を覆うように形成される。共通電極734は、配線部741を通じて図示しないドライバICとを電気的に接続され、ドライバICを介して接地されるため、グランド電位に保たれる。   Finally, the common electrode 734 and the wiring portion 741 are formed on the upper surfaces of the plurality of piezoelectric layers 733 and the anisotropic conductive layer 753 by a screen printing method. The common electrode 734 is formed so as to cover the entire plurality of piezoelectric layers 733. Since the common electrode 734 is electrically connected to a driver IC (not shown) through the wiring portion 741 and is grounded through the driver IC, the common electrode 734 is kept at the ground potential.

こうして製造された液体移送装置700の動作について以下に説明する。液体移送装置700を動作させる前に、液体供給口720を介して、3つの液体移送ユニット700a〜700cの全ての流路ユニット702に液体を充填する。また、液体供給口720は図示しない液体タンクに接続されており、流路ユニット702に常時液体を供給できる。   The operation of the liquid transfer device 700 thus manufactured will be described below. Before the liquid transfer device 700 is operated, all the flow path units 702 of the three liquid transfer units 700a to 700c are filled with the liquid via the liquid supply port 720. Further, the liquid supply port 720 is connected to a liquid tank (not shown) and can always supply liquid to the flow path unit 702.

図示しないドライバICを介して圧電層733に当接した個別電極732に電圧を印加することによって、圧電層733の上下方向に電界を生じさせる。このとき、圧電層733は電界の向きと直交する方向(ここでは図16の左右方向)に収縮する。ここで、圧電層733の下側の絶縁層731及び振動板730はキャビティプレート710に対して固定されているため、両電極732、734の間に挟まれた圧電層733が圧力室714側に凸になるように変形する。この変形に伴い、振動板730の圧力室714を覆う部分も同じく圧力室714側に凸になるように変形する。これにより圧力室714内の容積が減少するため、内部に充填されている液体の圧力が上昇し、圧力室に連通する排出流路719を通って液体が排出される。   An electric field is generated in the vertical direction of the piezoelectric layer 733 by applying a voltage to the individual electrode 732 in contact with the piezoelectric layer 733 via a driver IC (not shown). At this time, the piezoelectric layer 733 contracts in a direction orthogonal to the direction of the electric field (here, the left-right direction in FIG. 16). Here, since the insulating layer 731 and the diaphragm 730 below the piezoelectric layer 733 are fixed to the cavity plate 710, the piezoelectric layer 733 sandwiched between the electrodes 732 and 734 is located on the pressure chamber 714 side. Deform to be convex. Along with this deformation, the portion of the diaphragm 730 covering the pressure chamber 714 is also deformed so as to protrude toward the pressure chamber 714. As a result, the volume in the pressure chamber 714 decreases, so that the pressure of the liquid filled therein rises, and the liquid is discharged through the discharge passage 719 communicating with the pressure chamber.

個別電極732への電圧印加を停止すると、圧電層733と振動板730は元の形に戻り、圧力室714の内圧が下がる。このとき、連通孔718と比べて排出流路719の径は非常に小さいため、排出流路719のコンダクタンスは連通孔718と比べて小さくなる。それゆえ、圧力室714の容量の回復に伴い圧力室714に流れ込む液体は、連通孔718を通してマニホールド717から供給される。また、マニホールド717には液体供給口720を通して液体が常時供給されているため、マニホールド717、連通孔718、圧力室714は常に液体で満たされる。したがって、液体移送装置700は、マニホールド717から排出流路719を通じて液体移送装置700の外部へと液体を移送することができる。   When the voltage application to the individual electrode 732 is stopped, the piezoelectric layer 733 and the diaphragm 730 return to their original shapes, and the internal pressure of the pressure chamber 714 decreases. At this time, since the diameter of the discharge channel 719 is very small compared to the communication hole 718, the conductance of the discharge channel 719 is smaller than that of the communication hole 718. Therefore, the liquid that flows into the pressure chamber 714 as the capacity of the pressure chamber 714 is restored is supplied from the manifold 717 through the communication hole 718. Further, since the liquid is constantly supplied to the manifold 717 through the liquid supply port 720, the manifold 717, the communication hole 718, and the pressure chamber 714 are always filled with the liquid. Therefore, the liquid transfer device 700 can transfer the liquid from the manifold 717 to the outside of the liquid transfer device 700 through the discharge channel 719.

本実施形態において、個別電極732、共通電極734及び配線部741は蒸着法又はスパッタ法を用いて形成してもよい。また、絶縁層731はゾルゲル法、スパッタ法又はCVD法を用いて形成してもよい。また、個別電極732に印加する電圧は時間的に変動していればよく、電圧の大きさや周波数などの電圧波形のパラメータは任意に設定しうる。   In the present embodiment, the individual electrode 732, the common electrode 734, and the wiring part 741 may be formed using a vapor deposition method or a sputtering method. The insulating layer 731 may be formed using a sol-gel method, a sputtering method, or a CVD method. Further, the voltage applied to the individual electrode 732 only needs to fluctuate with time, and parameters of the voltage waveform such as the voltage magnitude and frequency can be arbitrarily set.

[第10実施形態]
本実施形態では、異なる種類の液体を個別に移送することのできる液体移送装置について説明する。
[Tenth embodiment]
In the present embodiment, a liquid transfer device capable of individually transferring different types of liquids will be described.

図17に示すように、本実施形態の液体移送装置800は、第1移送セクション800Aと第2移送セクション800Bを有する。第1、第2移送セクション800A、800Bは同一の構造であり、それぞれ圧電アクチュエータ803と流路ユニット802を備える。   As shown in FIG. 17, the liquid transfer apparatus 800 of this embodiment includes a first transfer section 800A and a second transfer section 800B. The first and second transfer sections 800A and 800B have the same structure, and include a piezoelectric actuator 803 and a flow path unit 802, respectively.

流路ユニット802は、キャビティプレート810とベースプレート811を備える。キャビティプレート810は圧力室814を形成する矩形の孔を有しており、ベースプレート811は圧力室に連通する入口流路812と出口流路813を有する。   The flow path unit 802 includes a cavity plate 810 and a base plate 811. The cavity plate 810 has a rectangular hole forming the pressure chamber 814, and the base plate 811 has an inlet channel 812 and an outlet channel 813 communicating with the pressure chamber.

第1移送セクション800Aと第2移送セクション800Bの入口流路812にはそれぞれ、可撓性のある入口側チューブ818が取り付けられ、出口流路813には、可撓性のある出口側チューブ815が取り付けられる。各移送セクション800A、800Bの入口側チューブ818はそれぞれ液体タンク850A、850Bに接続され、出口側チューブ815は図示しない排出先に連結される。また、入口側チューブ818と出口側チューブ815にはそれぞれ逆止弁816、817が取り付けられる。   A flexible inlet side tube 818 is attached to each of the inlet flow paths 812 of the first transfer section 800A and the second transfer section 800B, and a flexible outlet side tube 815 is attached to the outlet flow path 813. It is attached. The inlet side tubes 818 of the transfer sections 800A and 800B are connected to the liquid tanks 850A and 850B, respectively, and the outlet side tubes 815 are connected to a discharge destination (not shown). Further, check valves 816 and 817 are attached to the inlet side tube 818 and the outlet side tube 815, respectively.

流路ユニット802の上部に設けられる圧電アクチュエータ803は第9実施形態と同様の構造を有し、同様の方法で異方性導電層853を用いて製造される。   The piezoelectric actuator 803 provided on the upper part of the flow path unit 802 has the same structure as that of the ninth embodiment, and is manufactured using the anisotropic conductive layer 853 by the same method.

本実施形態の液体移送装置800を動作させる際には、先ず移送したい液体を液体タンク850A,Bに供給する。次に、図示しないドライバICを通じて個別電極832にパルス状の電圧を連続的に供給する。第8実施形態で説明したように、個別電極832に時間的に変動する電圧を印加することで圧力室814内の圧力を変動させることができる。これによって圧力室814は一種のポンプの役割を果たすため、液体タンク850A,B内の液体を出口流路813に向かって移送することができる。このとき、入口側チューブ818及び出口側チューブ815はそれぞれ、逆止弁816、817を備えるので、液体が逆流する恐れがなく、液体移送装置800を安定して動作させることができる。   When operating the liquid transfer apparatus 800 of this embodiment, first, the liquid to be transferred is supplied to the liquid tanks 850A and 850B. Next, a pulsed voltage is continuously supplied to the individual electrode 832 through a driver IC (not shown). As described in the eighth embodiment, the pressure in the pressure chamber 814 can be varied by applying a voltage that varies with time to the individual electrode 832. As a result, the pressure chamber 814 serves as a kind of pump, so that the liquid in the liquid tanks 850A and 850B can be transferred toward the outlet channel 813. At this time, since the inlet side tube 818 and the outlet side tube 815 are each provided with the check valves 816 and 817, there is no fear that the liquid flows backward, and the liquid transfer device 800 can be operated stably.

本実施形態の液体移送装置800は、2つの独立した移送セクション800A,800Bを有しており、それぞれ液体タンク850A,Bに接続されている。従って、2種類の異なる種類の液体、例えば色や組成の異なる液体を系統別に選択的に移送することができる。液体タンク850A、850B、逆止弁816、817、入口側チューブ818、及び出口側チューブ815は液体移送装置800が使用される現場の設備を利用してもよい。それゆえ、液体タンク850A、850B、逆止弁816、817、入口側チューブ818、及び出口側チューブ815は液体移送装置800に必ずしも必要ではない。   The liquid transfer device 800 of this embodiment has two independent transfer sections 800A and 800B, which are connected to the liquid tanks 850A and B, respectively. Accordingly, two different types of liquids, for example, liquids having different colors and compositions, can be selectively transferred by system. The liquid tanks 850A and 850B, the check valves 816 and 817, the inlet side tube 818, and the outlet side tube 815 may use facilities on the site where the liquid transfer device 800 is used. Therefore, the liquid tanks 850A and 850B, the check valves 816 and 817, the inlet side tube 818, and the outlet side tube 815 are not necessarily required for the liquid transfer device 800.

第9実施形態及び第10実施形態で説明した液体移送装置は、複数の移送セクション又は移送ユニットを有していたが、これらの数は2個又は3個に限定されず、それ以上であってもよく、液体移送装置の内部で直列及び/又は並列に接続されてもよい。   The liquid transfer device described in the ninth embodiment and the tenth embodiment has a plurality of transfer sections or transfer units, but the number is not limited to two or three, and more than that. Alternatively, they may be connected in series and / or in parallel inside the liquid transfer device.

本発明の液体移送装置は、簡単な構造で複数の液体排出口を通じて選択的に且つ隣接する圧力室間でクロストークを生じることなく液体を移送することができる。また、個別電極及び配線部は振動板の上に設けられた絶縁層上に形成されており、可動部がないため、断線の恐れが少ない。また、個別電極及び配線部はスクリーン印刷法、蒸着法又はスパッタ法によって形成されるため、配線間隔や電極間隔などを非常に密に形成しうる。さらに、個別電極及び配線部は異方性導電層で覆われており直接触れることができない構造になっているため、電気的接続の信頼性は高く、個別電極と接していない部分の異方性導電層は絶縁体であるため、各個別電極間や配線間の寄生容量が抑えられ、クロストークが発生しない。   The liquid transfer device of the present invention can transfer a liquid selectively with a simple structure through a plurality of liquid discharge ports without causing crosstalk between adjacent pressure chambers. Further, the individual electrodes and the wiring part are formed on an insulating layer provided on the diaphragm, and since there are no movable parts, there is little risk of disconnection. Further, since the individual electrodes and the wiring portion are formed by a screen printing method, a vapor deposition method, or a sputtering method, the wiring interval and the electrode interval can be formed very densely. Furthermore, since the individual electrodes and the wiring part are covered with an anisotropic conductive layer and cannot be directly touched, the reliability of electrical connection is high, and the anisotropy of the part not in contact with the individual electrode Since the conductive layer is an insulator, parasitic capacitance between individual electrodes and between wires is suppressed, and crosstalk does not occur.

本発明の液体移送装置は、電気回路基盤内に形成された冷却水路に冷却水を循環させるためのユニットモジュールとして利用することができる。また、極めて小型のポンプとして利用できるので、例えば内視鏡の先端に取り付けて複数の液体薬剤を体内の患部に塗布する用途や、患者の体内に複数の種類の薬剤を所定の量で且つ所定のタイムスケジュールで供給するためのマイクロポンプなどに利用できる。   The liquid transfer device of the present invention can be used as a unit module for circulating cooling water through a cooling water passage formed in an electric circuit board. In addition, since it can be used as an extremely small pump, for example, it is attached to the tip of an endoscope to apply a plurality of liquid medicines to an affected part in the body, or a plurality of kinds of medicines in a predetermined amount and a predetermined amount in a patient It can be used as a micro pump for supplying with a time schedule of

これまで、本発明を好適な実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施形態に限定されず、本発明はその趣旨を超えない範囲において変更が可能である。例えば、個別電極32を必ずしも設ける必要はなく、個別電極32がなくても良い。この場合には、絶縁層31と圧電層33とで挟まれ、圧電層33によって圧縮された異方性導電層53内で押し潰された複数の導電性粒子が、圧電層33に対向する領域全体に亙って導電性を有すれば、異方性導電層53であって、圧電層33に対向する圧縮された領域を個別電極32の代わりとすることができる。このとき、複数の配線部35は、それらの一の端部(端子部36と反対の端部)が対応する圧力室14と重なるとともに、個別電極32の代わりとなる異方性導電層53の圧縮された領域と接続可能な位置を占めるように形成されなければならない。   So far, the present invention has been described based on preferred embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and the present invention can be modified without departing from the scope of the present invention. For example, the individual electrode 32 is not necessarily provided, and the individual electrode 32 may not be provided. In this case, a region where a plurality of conductive particles sandwiched between the insulating layer 31 and the piezoelectric layer 33 and crushed in the anisotropic conductive layer 53 compressed by the piezoelectric layer 33 is opposed to the piezoelectric layer 33. If it has conductivity throughout, the anisotropic conductive layer 53 and a compressed region facing the piezoelectric layer 33 can be used instead of the individual electrode 32. At this time, the plurality of wiring portions 35 have one end portion (the end portion opposite to the terminal portion 36) overlapping the corresponding pressure chamber 14 and the anisotropic conductive layer 53 serving as a substitute for the individual electrode 32. It must be formed to occupy a position where it can be connected to the compressed area.

各実施形態において、流路ユニットや振動板を構成する板材の材質はステンレス鋼のみに限定されず、銅やアルミニウムなどの他の金属板であってもよく、例えば合成樹脂等の非金属の板材であってもよい。各実施形態において、異方性導電層に圧力を特定の方向から加えていたが、圧電層側から圧力室側に向かって押圧してもよく、逆に、例えば圧力室の内部の圧力を上げることによって、圧力室側から圧電層側に向かって押圧してもよい。   In each embodiment, the material of the plate material constituting the flow path unit and the diaphragm is not limited to stainless steel, and may be another metal plate such as copper or aluminum, for example, a non-metallic plate material such as synthetic resin. It may be. In each embodiment, the pressure is applied to the anisotropic conductive layer from a specific direction. However, the pressure may be applied from the piezoelectric layer side toward the pressure chamber side. Conversely, for example, the pressure inside the pressure chamber is increased. Accordingly, the pressure may be pressed from the pressure chamber side toward the piezoelectric layer side.

シリアルプリンタの模式図である。It is a schematic diagram of a serial printer. インクジェットヘッドの斜視図である。It is a perspective view of an inkjet head. 図2のインクジェットヘッドの右半分の概略平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view of the right half of the inkjet head of FIG. 2. 図3のIV−IV線断面図である。It is the IV-IV sectional view taken on the line of FIG. 図3のV−V線断面図であって、本発明の第1実施形態に係るインクジェットヘッドの断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 3, and is a cross-sectional view of the ink jet head according to the first embodiment of the present invention. 図3のVI−VI線断面図であって、本発明の第1実施形態に係るインクジェットヘッドの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. 3, and is a cross-sectional view of the inkjet head according to the first embodiment of the present invention. 図6の要部Aの拡大図であって、インクジェットヘッドの製造過程を工程順に上から下に並べて表した断面図である。FIG. 7 is an enlarged view of a main part A of FIG. 6, which is a cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the inkjet head, arranged from top to bottom in the order of processes. 図6に対応する断面図であって、本発明の第2実施形態に係るインクジェットヘッドの断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 6, Comprising: It is sectional drawing of the inkjet head which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図6に対応する断面図であって、本発明の第3実施形態に係るインクジェットヘッドの断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 6, Comprising: It is sectional drawing of the inkjet head which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 図6に対応する断面図であって、本発明の第4実施形態に係るインクジェットヘッドの断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 6, Comprising: It is sectional drawing of the inkjet head which concerns on 4th Embodiment of this invention. 図6に対応する断面図であって、本発明の第5実施形態に係るインクジェットヘッドの断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 6, Comprising: It is sectional drawing of the inkjet head which concerns on 5th Embodiment of this invention. 図6に対応する断面図であって、本発明の第6実施形態に係るインクジェットヘッドの断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 6, and is a cross-sectional view of an inkjet head according to a sixth embodiment of the present invention. 図6に対応する断面図であって、本発明の第7実施形態に係るインクジェットヘッドの断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 6, and is a cross-sectional view of an inkjet head according to a seventh embodiment of the present invention. 図6に対応する断面図であって、本発明の第8実施形態に係るインクジェットヘッドの断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 6, and is a cross-sectional view of an inkjet head according to an eighth embodiment of the present invention. 本発明の第9実施形態に係る液体移送装置の平面図である。It is a top view of the liquid transfer apparatus which concerns on 9th Embodiment of this invention. 図14のXVI−XVI線断面図であって、本発明の第9実施形態に係る液体移送装置の断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line XVI-XVI in FIG. 14, and is a cross-sectional view of a liquid transfer device according to a ninth embodiment of the present invention. 本発明の第10実施形態に係る液体移送装置の断面図である。It is sectional drawing of the liquid transfer apparatus which concerns on 10th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 インクジェットヘッド
2 流路ユニット
3 圧電アクチュエータ
4 紙
5 キャリッジ
6 紙送りローラ
10 キャビティプレート
11 ベースプレート
12 マニホールドプレート
13 ノズルプレート
14 圧力室
15,16 連通孔
17 マニホールド
18 インク供給口
19 連通孔
20 ノズル
30 振動板
31 絶縁層
32 個別電極(第2の電極)
33 圧電層
33a 上面
33b 側面
33c 張出部
34 共通電極(第1の電極)
35 配線部
36 端子部
37 ドライバIC(駆動装置)
37a 出力端子
37b 入力端子
38,39 バンプ
40 接続端子
41 配線部
42 端子部
43 補強部
50 シリアルプリンタ
53 異方性導電層
53a 上面
54 撥水膜
55 押圧板
56 電極(第3の電極)


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inkjet head 2 Flow path unit 3 Piezoelectric actuator 4 Paper 5 Carriage 6 Paper feed roller 10 Cavity plate 11 Base plate 12 Manifold plate 13 Nozzle plate 14 Pressure chamber 15, 16 Communication hole 17 Manifold 18 Ink supply port 19 Communication hole 20 Nozzle 30 Vibration Plate 31 Insulating layer 32 Individual electrode (second electrode)
33 Piezoelectric layer 33a Upper surface 33b Side surface 33c Overhang portion 34 Common electrode (first electrode)
35 Wiring part 36 Terminal part 37 Driver IC (driving device)
37a Output terminal 37b Input terminal 38, 39 Bump 40 Connection terminal 41 Wiring part 42 Terminal part 43 Reinforcement part 50 Serial printer 53 Anisotropic conductive layer 53a Upper surface 54 Water repellent film 55 Press plate 56 Electrode (third electrode)


Claims (5)

インクを吐出するノズルに連通する複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、
この流路ユニットの一表面に配置されて前記圧力室の容積を変化させる圧電アクチュエータとを備え、
前記圧電アクチュエータは、
少なくとも一方の面において絶縁性を有する振動板と、
この振動板の前記一方の面において前記複数の圧力室に夫々対向する位置から延びる複数の配線部と、
前記振動板の前記一方の面側に、前記複数の圧力室に亙って連続的に形成され、前記複数の圧力室と夫々対向する複数の領域においては圧縮されて導電性を有するとともに、それ以外の領域では導電性を有しない異方性導電層と、
この異方性導電層の前記振動板とは反対側の面に形成された圧電層と、
この圧電層の前記異方性導電層と反対側の面において、前記複数の圧力室に亙って連続的に形成された第1の電極と、を有し、
前記圧電層は、前記複数の圧力室に亙って連続的に形成され、前記複数の圧力室と夫々対向する領域が前記異方性導電層側に突出しているインクジェットヘッド
A flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with nozzles for discharging ink are arranged along a plane;
A piezoelectric actuator arranged on one surface of the flow path unit to change the volume of the pressure chamber;
The piezoelectric actuator is
A diaphragm having insulating properties on at least one surface;
A plurality of wiring portions extending from positions facing each of the plurality of pressure chambers on the one surface of the diaphragm;
The diaphragm is continuously formed over the plurality of pressure chambers on the one surface side, and is compressed in a plurality of regions opposed to the plurality of pressure chambers, and has conductivity. An anisotropic conductive layer that does not have conductivity in a region other than
A piezoelectric layer formed on the surface of the anisotropic conductive layer opposite to the diaphragm;
The opposite side surface and the anisotropic conductive layer of the piezoelectric layer, have a, a first electrode that is continuously formed over a plurality of pressure chambers,
The inkjet head is an ink jet head in which the piezoelectric layer is continuously formed over the plurality of pressure chambers, and regions that respectively face the plurality of pressure chambers protrude toward the anisotropic conductive layer side .
インクを吐出するノズルに連通する複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、
この流路ユニットの一表面に配置されて前記圧力室の容積を変化させる圧電アクチュエータとを備え、
前記圧電アクチュエータは、
前記流路ユニットの表面に前記複数の圧力室を覆うように配置され、且つ、少なくとも一方の面において絶縁性を有する振動板と、
この振動板の前記一方の面において前記複数の圧力室に夫々対向する位置から延びる複数の配線部と、
前記振動板の前記一方の面側に、前記複数の圧力室に亙って連続的に形成され、前記複数の圧力室と夫々対向する複数の領域においては圧縮されて導電性を有するとともに、それ以外の領域では導電性を有しない異方性導電層と、
この異方性導電層の前記振動板とは反対側の面に形成された圧電層と、
この圧電層の前記異方性導電層と反対側の面において、前記複数の圧力室に亙って連続的に形成された第1の電極と、を有し、
前記振動板の前記複数の圧力室と夫々対向する領域は、前記異方性導電層側に突出しているインクジェットヘッド
A flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with nozzles for discharging ink are arranged along a plane;
A piezoelectric actuator arranged on one surface of the flow path unit to change the volume of the pressure chamber;
The piezoelectric actuator is
A vibration plate disposed on the surface of the flow path unit so as to cover the plurality of pressure chambers, and having insulation on at least one surface;
A plurality of wiring portions extending from positions facing each of the plurality of pressure chambers on the one surface of the diaphragm;
The diaphragm is continuously formed over the plurality of pressure chambers on the one surface side, and is compressed in a plurality of regions opposed to the plurality of pressure chambers, and has conductivity. An anisotropic conductive layer that does not have conductivity in a region other than
A piezoelectric layer formed on the surface of the anisotropic conductive layer opposite to the diaphragm;
A first electrode formed continuously over the plurality of pressure chambers on the surface of the piezoelectric layer opposite to the anisotropic conductive layer,
The inkjet head protrudes to the anisotropic conductive layer side in a region facing each of the plurality of pressure chambers of the diaphragm .
インクを吐出するノズルに連通する複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、
この流路ユニットの一表面に配置されて前記圧力室の容積を変化させる圧電アクチュエータとを備え、
前記圧電アクチュエータは、
少なくとも一方の面において絶縁性を有する振動板と、
この振動板の前記一方の面において前記複数の圧力室に夫々対向する位置から延びる複数の配線部と、
前記振動板の前記一方の面側に、前記複数の圧力室に亙って連続的に形成され、前記複数の圧力室と夫々対向する複数の領域においては圧縮されて導電性を有するとともに、それ以外の領域では導電性を有しない異方性導電層と、
この異方性導電層の前記振動板とは反対側の面に形成された圧電層と、
この圧電層の前記異方性導電層と反対側の面において、前記複数の圧力室に亙って連続的に形成された第1の電極と、を有し、
前記圧電層は、前記振動板と反対側の部分においてその面と平行な方向に張り出した張出部を有するインクジェットヘッド
A flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with nozzles for discharging ink are arranged along a plane;
A piezoelectric actuator arranged on one surface of the flow path unit to change the volume of the pressure chamber;
The piezoelectric actuator is
A diaphragm having insulating properties on at least one surface;
A plurality of wiring portions extending from positions facing each of the plurality of pressure chambers on the one surface of the diaphragm;
The diaphragm is continuously formed over the plurality of pressure chambers on the one surface side, and is compressed in a plurality of regions opposed to the plurality of pressure chambers, and has conductivity. An anisotropic conductive layer that does not have conductivity in a region other than
A piezoelectric layer formed on the surface of the anisotropic conductive layer opposite to the diaphragm;
A first electrode formed continuously over the plurality of pressure chambers on the surface of the piezoelectric layer opposite to the anisotropic conductive layer,
The piezoelectric layer is an ink jet head having a projecting portion that projects in a direction parallel to the surface of the piezoelectric layer on a side opposite to the diaphragm.
インクを吐出するノズルに連通する複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、この流路ユニットの一表面に配置されて前記圧力室の容積を変化させる圧電アクチュエータとを備えたインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記流路ユニットの前記一表面に、少なくとも一方の面において絶縁性を有する振動板を配置する振動板積層工程と、
前記振動板の前記一方の面において、前記複数の圧力室に夫々対向する位置から延びる複数の配線部を形成する配線工程と、
前記振動板の前記一方の面側に、前記複数の圧力室に亙って異方性導電層を連続的に形成する異方性導電層形成工程と、
前記異方性導電層の前記振動板と反対側の面に圧電層を形成する圧電層形成工程と、
前記圧電層の前記複数の圧力室に夫々対向する複数の領域を前記振動板に相対して押圧して、前記異方性導電層の前記複数の圧力室に夫々対向する複数の領域を圧縮する圧縮工程と、
前記圧電層の前記異方性導電層と反対側の面において、前記複数の圧力室に亙って第1の電極を連続的に形成する第1電極形成工程と、を有し、
前記圧電層は、前記振動板と反対側の部分においてその面と平行な方向に張り出した張出部を有し、
前記圧縮工程において、前記複数の圧力室と夫々対向する領域に形成された圧電層が前記異方性導電層から突出する状態を維持しつつ、圧電層を押圧するインクジェットの製造方法。
A flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with nozzles for ejecting ink are arranged along a plane, and a piezoelectric actuator arranged on one surface of the flow path unit to change the volume of the pressure chamber. A method for manufacturing an inkjet head , comprising:
A diaphragm laminating step of disposing a diaphragm having insulation on at least one surface on the one surface of the flow path unit;
Forming a plurality of wiring portions extending from positions facing the plurality of pressure chambers on the one surface of the diaphragm;
An anisotropic conductive layer forming step of continuously forming an anisotropic conductive layer over the plurality of pressure chambers on the one surface side of the diaphragm;
A piezoelectric layer forming step of forming a piezoelectric layer on a surface of the anisotropic conductive layer opposite to the diaphragm;
The plurality of regions of the piezoelectric layer respectively opposed to the plurality of pressure chambers are pressed against the diaphragm side , and the plurality of regions of the anisotropic conductive layer respectively opposed to the plurality of pressure chambers are compressed. A compression process to
The opposite side surface and the anisotropic conductive layer of the piezoelectric layer, have a, a first electrode forming step of successively forming a first electrode over a plurality of pressure chambers,
The piezoelectric layer has a projecting portion that projects in a direction parallel to the surface at a portion opposite to the diaphragm,
In the compression process, an inkjet manufacturing method of pressing a piezoelectric layer while maintaining a state in which a piezoelectric layer formed in a region facing each of the plurality of pressure chambers protrudes from the anisotropic conductive layer .
インクを吐出するノズルに連通する複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、この流路ユニットの一表面に配置されて前記圧力室の容積を変化させる圧電アクチュエータとを備えたインクジェットヘッドの製造方法であって、
少なくとも一方の面において絶縁性を有し、前記複数の圧力室に夫々対向する複数の領域が突出した振動板を、突出していない面が対向するように前記流路ユニットの前記一表面に配置する振動板積層工程と、
前記振動板の前記一方の面において、前記複数の圧力室に夫々対向する位置から延びる複数の配線部を形成する配線工程と、
前記振動板の前記一方の面側に、前記複数の圧力室に亙って異方性導電層を連続的に形成する異方性導電層形成工程と、
前記異方性導電層の前記振動板と反対側の面に圧電層を形成する圧電層形成工程と、
前記圧電層の前記複数の圧力室に夫々対向する複数の領域を前記振動板側に相対して押圧して、前記異方性導電層の前記複数の圧力室に夫々対向する複数の領域を圧縮する圧縮工程と、
前記圧電層の前記異方性導電層と反対側の面において、前記複数の圧力室に亙って第1の電極を連続的に形成する第1電極形成工程と、を有するインクジェットの製造方法
A flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with nozzles for ejecting ink are arranged along a plane, and a piezoelectric actuator arranged on one surface of the flow path unit to change the volume of the pressure chamber. A method for manufacturing an inkjet head, comprising:
A diaphragm having insulating properties on at least one surface and projecting a plurality of regions facing each of the plurality of pressure chambers is disposed on the one surface of the flow path unit so that the non-projecting surfaces face each other. Diaphragm lamination process;
Forming a plurality of wiring portions extending from positions facing the plurality of pressure chambers on the one surface of the diaphragm;
An anisotropic conductive layer forming step of continuously forming an anisotropic conductive layer over the plurality of pressure chambers on the one surface side of the diaphragm;
A piezoelectric layer forming step of forming a piezoelectric layer on a surface of the anisotropic conductive layer opposite to the diaphragm;
The plurality of regions of the piezoelectric layer respectively opposed to the plurality of pressure chambers are pressed against the diaphragm side, and the plurality of regions of the anisotropic conductive layer respectively opposed to the plurality of pressure chambers are compressed. A compression process to
And a first electrode forming step of continuously forming a first electrode across the plurality of pressure chambers on a surface of the piezoelectric layer opposite to the anisotropic conductive layer .
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