JP5343610B2 - 圧電アクチュエータ、液体吐出ヘッド、画像形成装置 - Google Patents
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圧電層と内部電極が交互に積層され、前記内部電極は交互に異なる端面に引き出されてそれぞれ外部電極に接続されている、複数の圧電素子柱が列状に並べて配置され、
前記複数の圧電素子柱は、駆動される駆動圧電素子柱と駆動されない非駆動圧電素子柱と交互に構成し、
前記駆動圧電素子柱に駆動信号を与えるための配線部材が、2つの駆動圧電素子柱の間に配置される前記非駆動圧電素子柱の少なくとも1つに接合されている
構成とした。
この圧電アクチュエータ1は、複数の圧電素子柱11が列状に並べて配置された圧電素子部材2がベース部材4上に接着剤で接合されて設けられている。なお、圧電素子柱11は後述するように圧電層と内部電極が交互に積層され、内部電極は交互に異なる端面に引き出されてそれぞれ外部電極に接続されている構成である。
この圧電アクチュエータ1は、複数の圧電素子柱11が列状に並べて配置された圧電素子部材2がベース部材4上に接着剤で接合されて設けられている。なお、圧電素子柱11は後述するように圧電層と内部電極が交互に積層され、内部電極は交互に異なる端面に引き出されてそれぞれ外部電極に接続されている構成である。
この圧電アクチュエータ1は、複数の圧電素子柱11が列状に並べて配置された圧電素子部材2がベース部材4上に接着剤で接合されて設けられている。なお、圧電素子柱11は、図4及び図5に示すように、圧電層21と内部電極22a、22bが交互に積層され、内部電極22a、22bは交互に異なる端面(圧電素子柱の配列方向と直交する方向の両端面)に引き出されて、それぞれ外部電極25と外部電極26に接続されている。
この圧電アクチュエータ1は、複数の圧電素子柱11が列状に並べて配置された圧電素子部材2がベース部材4上に接着剤で接合されて設けられている。なお、圧電素子柱11は、図7及び図8に示すように、圧電層21と内部電極22a、22bが交互に積層され、内部電極22a、22bは交互に異なる端面(圧電素子柱の配列方向と直交する方向の両端面)に引き出されて、それぞれ外部電極25と外部電極26に接続されている。
この圧電アクチュエータ1は、複数の圧電素子柱11が列状に並べて配置された圧電素子部材2がベース部材4上に接着剤で接合されて設けられている。なお、圧電素子柱11は、図7及び図8に示すように、圧電層21と内部電極22a、22bが交互に積層され、内部電極22a、22bは交互に異なる端面(圧電素子柱の配列方向と直交する方向の両端面)に引き出されて、それぞれ外部電極25と外部電極26に接続されている。
この圧電アクチュエータ1は、複数の圧電素子柱11が列状に並べて配置された圧電素子部材2がベース部材4上に接着剤で接合されて設けられている。なお、圧電素子柱11は、図4及び図5に示すように、圧電層21と内部電極22a、22bが交互に積層され、内部電極22a、22bは交互に異なる端面(圧電素子柱の配列方向と直交する方向の両端面)に引き出されて、それぞれ外部電極25と外部電極26に接続されている。
この圧電アクチュエータ1は、複数の圧電素子柱11が列状に並べて配置された圧電素子部材2がベース部材4上に接着剤で接合されて設けられている。なお、圧電素子柱11は、図4及び図5に示すように、圧電層21と内部電極22a、22bが交互に積層され、内部電極22a、22bは交互に異なる端面(圧電素子柱の配列方向と直交する方向の両端面)に引き出されて、それぞれ外部電極25と外部電極26に接続されている。
この圧電アクチュエータ1は、1つのベース部材4上に複数(この例では6本)の圧電素子部材2を一直線上に並べて配置している。例えば長さ320mmのベース部材4上に長さ約53mmの圧電素子部材2を6本、間隔を約10μmとして、並べて配置している。なお、圧電素子部材2の列は複数列とすることもできる。
この圧電アクチュエータ1は、1つのベース部材4上に複数(この例では2本)の圧電素子部材2を一直線上に並べて配置している。例えば長さ110mmのベース部材4上に長さ約53mmの圧電素子部材2を6本、間隔を0〜約10μmとして、並べて配置している。なお、圧電素子部材2の列は複数列とすることもできる。
この圧電アクチュエータ301は、複数の圧電素子柱311が列状に並べて配置された圧電素子部材302がベース部材304上に接着剤で接合されて設けられている。圧電素子部材302は、分断することのないスリット加工(溝加工)を施すなどして、複数個の圧電素子柱311を、スリット溝312を介して所定のピッチで形成したものである。そして、圧電素子部材302の各圧電素子柱311は、1つおきに(交互に)駆動する圧電素子柱(駆動圧電素子柱)311Aと駆動しない圧電素子柱(非駆動圧電素子柱)311Bとして使用する。
FPC303と圧電素子柱311とを接合するとき、上述したように、半田部材341、342の加熱方法としては、ヒータ等を用いた接触加熱方法の場合には、ヒータがFPC303に直接接触して熱処理するので、FPC303を損傷するおそれがあることから、レーザー等を圧電素子柱311の配列方向にスキャンさせながら接合する非接触加熱方式が好ましい。また、ガラス等の部材でFPC303と圧電素子柱311を密着させて接合させてもよいが、エアー圧によってFPC303と圧電素子柱311を密着させながらレーザーによって接合する方が好ましい。
この配線部材接合装置401では、レーザー照射機構402とエアー抑え機構403が一体化した構造となっている。エアー抑え機構403は、一端部403a側がテーパ状とされ、かつ他端部403b側が円筒状とされた筒体で構成されている。このエアー抑え機構403は、一端部403aが局所的な気体の吹き付けが可能な口径とされ、他端部403b近傍に導入口403cが設けられている。この導入口403cには、圧縮空気形成手段404が接続されている。
この比較例では、FPC303にダミー電極333が設けられていないことから、非駆動圧電素子柱311Bの部分では、図29に示すように、FPC303は非駆動圧電素子柱311Bと接合されない。そのため、上記実施形態と比べると、圧電素子柱311とFPC303の接合強度が弱くなり、半田部分の剥離が発生し易い。
この実施形態では、前記第11実施形態の構成において、図34に示すように、ダミー電極333の圧電素子柱配列方向の幅W2を、個別電極331の圧電素子柱配列方向の幅W1よりも広く(W2>W1)している。つまり、ダミー電極333と非駆動圧電素子柱311Bとの接合領域が個別電極331と駆動圧電素子柱311Aとの接合領域よりも大きくしている。
この実施形態では、前記第12実施形態の構成において、ダミー電極333と非駆動圧電素子柱311Bの外部電極325とを接合する半田部材342の量を、個別電極331と駆動圧電素子柱311Aの外部電極325とを接合する半田部材341の量よりも多くしている。
この実施形態では、前記第13実施形態の構成において、ダミー電極333を設けない部分、すなわち、ダミー電極333で非駆動圧電素子柱311Bの外部電極325と接合しない部分を設けている。この例では、FPC303に、1つおきの非駆動圧電素子柱311Bに対応してダミー電極333を設けている。
この圧電アクチュエータ51は、1列当たり、複数(ここでは3個)の圧電素子部材302を2列分ベース部材304上に配列したものである。
この画像形成装置は、装置本体201の内部に画像形成部202等を有し、装置本体201の下方側に多数枚の記録媒体(用紙)203を積載可能な給紙トレイ204を備え、この給紙トレイ204から給紙される用紙203を取り込み、搬送機構205によって用紙203を搬送しながら画像形成部202によって所要の画像を記録した後、装置本体201の側方に装着された排紙トレイ206に用紙203を排紙する。
2…圧電素子部材
3…給電部材
4…ベース部材
11…圧電素子柱
11A…駆動圧電素子柱
11B…非駆動圧電素子柱
12…スリット溝
25A、25B…外部電極
26…外部電極
101…流路基板
102…振動板部材
103…ノズル板
104…ノズル
106…加圧液室
110…圧電アクチュエータ
211k、211c、211m、211y…記録ヘッド(液体吐出ヘッド)
301…圧電アクチュエータ
302…圧電素子部材
303…配線部材(給電部材)
304…ベース部材
311…圧電素子柱
311A…駆動圧電素子柱
311B…非駆動圧電素子柱
312…スリット溝
325…外部電極
326…外部電極
331…個別電極
333…ダミー電極
Claims (12)
- 圧電層と内部電極が交互に積層され、前記内部電極は交互に異なる端面に引き出されてそれぞれ外部電極に接続されている、複数の圧電素子柱が列状に並べて配置され、
前記複数の圧電素子柱は、駆動される駆動圧電素子柱と駆動されない非駆動圧電素子柱とを交互に構成し、
前記駆動圧電素子柱に駆動信号を与えるための配線部材が、2つの駆動圧電素子柱の間に配置される前記非駆動圧電素子柱の少なくとも1つに接合されている
ことを特徴とする圧電アクチュエータ。 - 前記配線部材が接合される前記非駆動圧電素子柱には、前記配線部材に設けられ、少なくとも2以上の前記駆動圧電素子柱に駆動信号を与える共通電極ラインが接続されていることを特徴とする請求項1に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記共通電極ラインが接続される前記非駆動圧電素子柱は、所定数の前記駆動圧電素子柱毎に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記配線部材が接続される側の、前記駆動圧電素子柱の外部電極は前記非駆動圧電素子柱の外部電極と比べて、一部が欠落もしくは分断されて形成され、前記外部電極が欠落もしくは分断された領域に共通電極となる外部電極とつながる内部電極が設けられていることを特徴とする請求項2又は3に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記配線部材が接続される側の前記非駆動圧電素子柱及び前記駆動圧電素子柱の外部電極は第1、第2の領域に分離されて設けられ、第1の領域が前記配線部材の共通電極ラインに接続され、前記配線部材の信号電極が前記第2の領域に接続されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記第1の領域が前記圧電素子柱の先端側に設けられていることを特徴とする請求項5に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記非駆動圧電素子柱には両端面に外部電極が設けられ、両端面に設けられた外部電極を相互に接続する内部電極を有していることを特徴とする請求項2に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記非駆動圧電素子柱には前記配線部材に設けられた前記駆動信号の伝達に寄与しないダミー電極が接合されていることを特徴とする請求項1に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記非駆動圧電素子柱と前記配線手段に設けられた前記駆動信号の伝達に寄与しないダミー電極とを半田接合する半田量が、前記駆動圧電素子柱と前記配線手段の前記駆動信号を伝達に寄与する電極とを半田接合する半田量より多いことを特徴とする請求項8に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記複数の圧電素子柱が形成された圧電素子部材を有していることを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
- 液滴を吐出するノズルが連通する液室の壁面を形成する振動板を圧電アクチュエータで変位させることで前記ノズルから液滴が吐出される液体吐出ヘッドにおいて、前記圧電アクチュエータが請求項1ないし10のいずれかに記載の圧電アクチュエータであることを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 液滴を吐出する液体吐出ヘッドを備えて画像を形成する画像形成装置において、前記液体吐出ヘッドが請求項11に記載の液体吐出ヘッドであることを特徴とする画像形成装置。
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