JP4899678B2 - 液体移送装置、アクチュエータユニット及び液体移送装置の製造方法 - Google Patents
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以下、本発明に係る第1の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。第1の実施の形態は、本発明を、ノズルからインクを吐出することによって記録用紙に記録を行うインクジェットヘッドに適用した一例である。
第1の例として、図8、図9に示すように、圧電層41の表面の、平面視で紙送り方向に隣接する圧力室10の間であって圧力室10に重ならない領域に、上方に突出したエポキシ樹脂などからなる突出部60が形成されていてもよい。この場合、突出部60により、圧電層41の平面視で圧力室10に重なる領域において、FPC33との間に隙間ができ、この隙間により圧電層41とFPC33とが接触するのが防止される。これにより、FPC33が圧電層41の圧力室10に重なる領域に接触してインクの吐出特性に影響を与えてしまうのを防止することができる。なお、このような突出部60は、配置工程において圧電層41の上面にFPC33を配置する前に、圧電層41の上面に突出部60を形成する工程(突出部形成工程)を行うことにより形成することができる。
図11に示すように、圧電層41の、平面視で貫通孔42bに重なる領域には、個別電極12と絶縁されたダミー電極17が形成されており、貫通孔42bに導電性材料49が充填されていてもよい。この場合でも、導電性材料49により圧電層41と基材42とが機械的に接続される。ここで、導電性材料49は圧電層41の表面に形成されたダミー電極17に接合されているので、ダミー電極17を形成せずに貫通孔42bに導電性材料49を充填した場合よりも接合強度が大きくなる。さらに、導電性材料49と導電性材料44とが同じ材料である場合には、導電性材料44と導電性材料49とを同じ工程で形成し、その後同時に硬化させることができ、製造工程が簡略化される。
次に本発明に係る第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態は、振動板及び圧電層の構造が第1の実施の形態と異なるので、特にこの部分について詳細に説明する。
振動板70に貫通孔70aが形成されていなくてもよい。この場合、貫通孔71aと貫通孔72cとが連通しており、貫通孔72c及び貫通孔71aに充填された導電性材料75は、配線76と振動板70の上面とに接合される。このため、導電性材料75により振動板70と配線76とが電気的に接続される。なお、この場合は、圧電層71にレーザ加工などにより貫通孔71aを形成する工程が別途必要となる。
第2の実施の形態では、貫通孔72bのうちの1つに連通する振動板70及び圧電層71に貫通孔70a、71aが1つ形成されていたが、貫通孔72bのうちの複数に連通するように、振動板70及び圧電層71に複数の貫通孔70a、71aが形成されていてもよい。
本実施の形態のアクチュエータユニット101は、流路ユニット31に代えて金属製の板材131を有している点を除いて、第1の実施の形態のインクジェットヘッド3と同様の構成である。ここで、図16に示すように、板材131の、平面視で、アクチュエータユニット101の個別電極12の主領域と重なる領域には、圧電層41と反対側(下側)に開口する凹部132が形成されている。板材131の、凹部132が形成されている領域の剛性は、板材131の凹部132が形成されていない領域(支持部)の剛性と比べて低くなっている。そのため、共通電極を兼ねる板材131と所望の個別電極12との間に電圧を印加してこれらの電極に挟まれた部分の圧電層41を変形させる際に、圧電層41の変形が妨げられる恐れがない。このようなアクチュエータユニット101は、様々な用途に用いることができる。例えば、図16に示したように、凹部132にミラー140を設けることによって、所望の各ミラー140変形させることができるマルチミラーとして利用できる。ミラー140は、例えば、板材131の凹部132が形成された面に、銀を蒸着することによって形成することができる。所望のミラー140を変形させることにより、マルチミラーにより反射される光の反射方向、強度を調整することができ、あるいは、マルチミラーの表面に文字などを浮かび上がらせることもできる。
10 圧力室
12 個別電極
17 ダミー電極
31 流路ユニット
32 圧電アクチュエータ
33 FPC
40 振動板
41 圧電層
42 基材
42a、42b 貫通孔
43 配線
44 導電性材料
45 固定材料
62 圧電アクチュエータ
63 FPC
70 振動板
70a 貫通孔
71 圧電層
71a 貫通孔
72 基材
72a、72b 貫通孔
73 配線
74、75 導電性材料
Claims (17)
- 液体を移送する液体移送装置であって、
圧力室、液体排出口、及び前記圧力室を経て前記液体排出口に至る液体流路が形成された流路ユニットと、
前記圧力室を覆うように前記流路ユニットの一面に固定された板材、前記圧力室と対向するように前記板材に積層された圧電層、並びに、前記圧力室と対向する主領域及び前記圧力室に対向しない接続領域を有し、前記圧電層の前記板材と反対側の面において、前記主領域から前記接続領域にまで延在するように形成された第1電極を有し、前記圧力室内の前記液体に排出エネルギーを付与する圧電アクチュエータと、
前記圧電アクチュエータを覆うように配された絶縁性を有する基材、その基材の前記圧電アクチュエータと反対側の面に形成された第1の配線、前記基材の、第1電極の前記接続領域と重なる領域に形成された第1の貫通孔、及び、前記基材の前記圧力室と重なる領域を除く領域であって且つ第1電極の前記接続領域と重なる領域を除く領域に形成された第2の貫通孔を有し、前記圧電アクチュエータに対して駆動電圧を供給するために接続される配線部と、
前記第1の貫通孔に充填されて前記第1の配線と前記第1電極の前記接続領域とに接合されることによって、前記第1の配線と前記第1電極とを電気的に接続する導電性材料と、
前記第2の貫通孔内に充填されて前記基材と前記圧電アクチュエータとに接合されることによって、前記配線部を前記圧電アクチュエータに固定する固定材料とを備え、
前記液体流路は、複数の個別液体流路として形成されており、前記圧力室は、所定の一方向に沿って配列された複数の圧力室を含んで形成され、前記圧電アクチュエータにおいて、前記板材及び前記圧電層は前記複数の圧力室に跨って形成されるとともに、前記第1電極は前記複数の圧力室に対応して前記所定の一方向に沿って配列された複数の個別電極として形成されており、前記配線部において、前記第1の貫通孔及び前記第2の貫通孔は、それぞれ複数の第1の貫通孔及び複数の第2の貫通孔を含んで形成され、
前記複数の第1の貫通孔と前記複数の第2の貫通孔とが、前記所定の一方向から見て互いに重なり、且つ、前記所定の一方向に沿って交互に並んでいる液体移送装置。 - 前記複数の第2の貫通孔の一部は、前記複数の第1の貫通孔の、前記基材の所定の一方向と直交する方向において最も外側に形成されているものよりも外側に形成されている請求項1に記載の液体移送装置。
- 前記基材の、前記第1の貫通孔及び前記第2の貫通孔を画成する面が、それぞれ前記基材の前記圧電層側ほど前記第1の貫通孔の中心及び前記第2の貫通孔の中心に向かって傾斜している請求項1に記載の液体移送装置。
- 前記固定材料が、導電性材料により形成されている請求項1に記載の液体移送装置。
- 前記圧電アクチュエータの前記圧電層は、前記板材とは反対側の面の、前記基材の前記第2の貫通孔が形成された領域と対向する領域に、前記個別電極とは絶縁されたダミー電極を有しており、
前記第2の貫通孔に充填された前記固定材料が、前記基材と前記ダミー電極とに接合されている請求項4に記載の液体移送装置。 - 前記配線部が、前記基材において前記圧電アクチュエータとは反対側の面に形成された第2の配線をさらに含んでおり、
前記板材が導電性材料からなり、
前記圧電アクチュエータの、前記第2の貫通孔と重なる領域には前記圧電層を貫通する第3の貫通孔が形成されており、
前記固定材料が前記第2及び第3の貫通孔に充填されて前記第2の配線と前記板材とに接合されることによって、前記板材と前記第2の配線とが電気的に接続されている請求項4に記載の液体移送装置。 - 前記流路ユニットの前記一面には前記圧力室の開口が形成されており、前記第3の貫通孔は、前記圧電層と前記板材とを貫通するとともに、前記流路ユニットの前記一面における前記圧力室の開口が形成されていない位置に対応して設けられている請求項6に記載の液体移送装置。
- 前記圧電層の前記板材と反対側の面の、前記圧力室に重ならない領域に、前記板材と反対側に突出した突出部が形成されている請求項1に記載の液体移送装置。
- 前記配線部の前記基材の前記圧電層と対向する面の、前記圧力室に重ならない領域に、前記圧電層側に突出した突出部が形成されている請求項1に記載の液体移送装置。
- 前記配線部は、前記圧力室と重なる領域において、前記圧電アクチュエータと間隙を有して配置されている請求項1に記載の液体移送装置。
- 他の部分よりも剛性の高い支持部を有する板材、前記板材の一面に積層された圧電層、並びに、前記板材の前記支持部を除く領域と重なる主領域及び前記板材の前記支持部と重なる接続領域を有し、前記圧電層の前記板材と反対側の面において、前記主領域から前記接続領域まで延在するように形成された第1電極を有する圧電アクチュエータと、
前記圧電アクチュエータを覆うように配された絶縁性を有する基材、その基材の前記圧電アクチュエータと反対側の面に形成された第1の配線、前記基材の、第1電極の接続領域と重なる領域に形成された第1の貫通孔、及び、前記基材の、前記板材の前記支持部と重なる領域であって、第1電極の接続領域と重なる領域を除く領域に形成された第2の貫通孔を有し、前記圧電アクチュエータに対して駆動電圧を供給するために接続される配線部と、
前記第1の貫通孔に充填されて、前記第1の配線と前記第1電極とを電気的に接続する導電性材料と、
前記第2の貫通孔内に充填されて、前記配線部を前記圧電アクチュエータに固定する固定材料とを備え、
前記第1電極は所定の一方向に沿って配列された複数の個別電極として形成されており、前記配線部において、前記第1の貫通孔及び前記第2の貫通孔は、それぞれ複数の第1の貫通孔及び複数の第2の貫通孔を含んで形成され、
前記複数の第1の貫通孔と前記複数の第2の貫通孔とが、前記所定の一方向から見て互いに重なり、且つ、前記所定の一方向に沿って交互に並んでいるアクチュエータユニット。 - 圧力室、液体排出口、及び前記圧力室を経て前記液体排出口に至る液体流路が形成された流路ユニットと、前記圧力室を覆うように前記流路ユニットの一面に固定された板材、前記圧力室と対向するように前記板材に積層された圧電層、並びに、前記圧力室と対向する主領域及び前記圧力室に対向しない接続領域を有し、前記圧電層の前記板材と反対側の面において、前記主領域から前記接続領域にまで延在するように形成された第1電極を有し、前記圧力室内の前記液体に排出エネルギーを付与する圧電アクチュエータと、
前記圧電アクチュエータを覆うように配された絶縁性を有する基材、その基材の前記圧電アクチュエータと反対側の面に形成された第1の配線を有し、前記圧電アクチュエータに対して駆動電圧を供給するために接続される配線部とを備え、
前記液体流路は、複数の個別液体流路として形成されており、前記圧力室は、所定の一方向に沿って配列された複数の圧力室を含んで形成され、前記圧電アクチュエータにおいて、前記板材及び前記圧電層は前記複数の圧力室に跨って形成されるとともに、前記第1電極は前記複数の圧力室に対応して所定の一方向に沿って配列された複数の個別電極として形成される液体移送装置を製造する方法であって、
前記圧電アクチュエータ及び前記基材を提供する工程と、
前記基材の、前記基材が前記圧電アクチュエータに接続されたときに前記複数の個別電極の前記接続領域と重なる領域に複数の第1の貫通孔を形成し、前記複数の圧力室と重なる領域を除く領域であって且つ前記複数の個別電極の前記接続領域と重なる領域を除く領域に複数の第2の貫通孔を形成して、前記配線部を形成する工程と、
前記基材の前記複数の第1の貫通孔が形成された領域が、前記複数の個別電極の前記接続領域と重なるように前記配線部の前記基材を配置する配置工程と、
前記基材の、前記圧電アクチュエータの前記圧電層と反対側から、前記複数の第1の貫通孔に向かって前記導電性材料の液滴を噴射する導電性液滴噴射工程と、
前記導電性液滴噴射工程において噴射された前記導電性材料の液滴を硬化させる導電性液滴硬化工程と、
前記基材の前記圧電層と反対側から、前記複数の第2の貫通孔に向かって固定材料の液滴を噴射する固定液滴噴射工程と、
前記固定液滴噴射工程において噴射した前記固定材料の液滴を硬化させる固定液滴硬化工程とを含み、
前記配線部を形成する工程において、前記複数の第1の貫通孔と前記複数の第2の貫通孔とが、前記所定の一方向から見て互いに重なり、且つ、前記所定の一方向に沿って交互に並ぶような位置に、前記複数の第2の貫通孔を形成する液体移送装置の製造方法。 - 前記固定液滴噴射工程が、前記導電性液滴噴射工程よりも先に行われる請求項12に記載の液体移送装置の製造方法。
- 前記固定液滴が前記導電性液滴であって、前記導電性液滴噴射工程と前記固定液滴噴射工程とを同時に行う請求項12に記載の液体移送装置の製造方法。
- 前記導電性液滴噴射工程及び前記固定液滴噴射工程を同時に行った後、前記導電性液滴硬化工程及び前記固定液滴硬化工程を同時に行う請求項14に記載の液体移送装置の製造方法。
- 前記配置工程の前に、前記圧電層の前記板材と反対側の面の、前記圧力室に重なる領域を除く領域に前記板材と反対側に突出した突出部を形成する突出部形成工程をさらに有する請求項12に記載の液体移送装置の製造方法。
- 圧力室、液体排出口、及び前記圧力室を経て前記液体排出口に至る液体流路が形成されるとともに一面に前記圧力室の開口が形成された流路ユニットと、前記圧力室を覆うように前記流路ユニットの前記一面に固定された導電性材料からなる板材、前記圧力室に対向するように前記板材に積層された圧電層、並びに、前記圧力室と対向する主領域及び前記圧力室に対向しない接続領域を有し、前記圧電層の前記板材と反対側の面において、前記主領域から前記接続領域にまで延在するように形成された第1電極を有し、前記圧力室内の液体に排出エネルギーを付与する圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータを覆うように配された絶縁性を有する基材、その基材の前記圧電アクチュエータとは反対側の面に形成された前記第1電極に駆動電圧を供給するための第1の配線、及び、前記振動板に定電位を付与するための第2の配線を有し、前記圧電アクチュエータに対して駆動電圧を供給するために接続される配線部とを備え、
前記液体流路は、複数の個別液体流路として形成されており、前記圧力室は、所定の一方向に沿って配列された複数の圧力室を含んで形成され、前記圧電アクチュエータにおいて、前記板材及び前記圧電層は前記複数の圧力室に跨って形成されるとともに、前記第1電極は前記複数の圧力室に対応して所定の一方向に沿って配列された複数の個別電極として形成される液体移送装置を製造する方法であって、
前記基材、前記板材及び前記流路ユニットとを提供する工程と、
前記基材の、前記基材が前記圧電アクチュエータに接続されたときに前記複数の個別電極の前記接続領域と重なる領域に複数の第1の貫通孔を形成し、前記圧力室と重なる領域を除く領域であって且つ前記複数の個別電極の前記接続領域と重なる領域を除く領域に複数の第2の貫通孔を形成して、前記配線部を形成する工程と、
前記板材の、前記板材が前記流路ユニットに接続されたときに前記圧力室と重なる領域を除く領域に複数の貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔を形成する工程に続いて、前記板材の一面上にAD法又は気相成膜法によって前記圧電層を形成して、前記板材の前記貫通孔が形成された領域に前記板材と前記圧電層とを貫通する複数の第3の貫通孔を形成する工程と、
前記圧電層の前記板材と反対側の面に前記複数の個別電極を形成する工程と、
前記基材の前記複数の第1の貫通孔が形成された領域が前記複数の個別電極の前記接続領域と重なり、且つ、前記基材の前記複数の第2の貫通孔が形成された領域が、前記板材及び前記圧電層の前記複数の第3の貫通孔が形成された領域と重なるように前記配線部の前記基材を配置する工程と、
前記基材の前記圧電層と反対側から、前記基材に形成された前記複数の第1の貫通孔及び前記複数の第2の貫通孔に向けて導電性材料の液滴を噴射する導電性液滴噴射工程と、
前記導電性液滴噴射工程において噴射された前記導電性材料の液滴を硬化させる導電性液滴硬化工程とを含み、
前記配線部を形成する工程において、前記複数の第1の貫通孔と前記複数の第2の貫通孔とが、前記所定の一方向から見て互いに重なり、且つ、前記所定の一方向に沿って交互に並ぶような位置に、前記複数の第2の貫通孔を形成し、
前記貫通孔を形成する工程において、前記板材の、前記基材が前記圧電アクチュエータに接続されたときに前記複数の第2貫通孔と重なる領域に、前記複数の貫通孔を形成する液体移送装置の製造方法。
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