JP6813790B2 - 圧電デバイス、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents
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Description
かかる態様では、第2共通配線のそれぞれには、補助配線が接続され、補助配線同士は互いに接続されていない。これにより補助配線を介して圧電素子列間でエレキクロストークが発生することを抑制することができる。さらに、補助配線は、配線基板の溝部に埋設されている。したがって、溝部に埋設しないで配線基板に補助配線を形成する場合に比較して、アクチュエーター基板と配線基板との間隔を狭くすることができる。これにより、圧電デバイスの高さ方向における大きさを小型化することができる。
また、貫通配線を介して、第1共通配線を第2共通配線に接続するので、アクチュエーター基板上に、第1共通配線を形成するスペースを削減することができ、アクチュエーター基板の大きさを小型化することができる。
さらに、第1個別配線、第2個別配線、個別用コア部、個別用配線部、共通用配線部を設けることで、圧電素子列同士の間隔を狭めることができ、その分圧電デバイスを小型化することができる。
ここで、前記第2主面側配線は、前記第2主面に設けられて第1の方向に延設された共通用コア部、及び前記共通用コア部の少なくとも一部を覆い、前記第1共通配線に接続される共通用配線部を備え、前記補助配線は、前記第2主面に設けられ、前記共通用配線部に接続されていることが好ましい。これによれば、共通用配線部は、補助配線と供給配線とを接続させる機能を兼ねるので、補助配線を供給配線に接続させるための別途の配線を設ける必要がなく、製造や部材に掛かるコストを削減することができる。
また、本発明の他の態様は、複数の圧電素子を有する圧電素子列を複数列備えるアクチュエーター基板と、前記アクチュエーター基板に対向して配置される配線基板と、を備える圧電デバイスであって、前記圧電素子列は、複数の前記圧電素子に共通の共通電極を備え、前記アクチュエーター基板は、複数の前記圧電素子列のそれぞれの前記共通電極に接続された複数の第1共通配線を備え、前記配線基板は、複数の前記圧電素子列のそれぞれの前記第1共通配線に接続された複数の第2共通配線と、第1の方向に延設された共通用コア部と、前記第2共通配線のそれぞれに接続され、前記共通用コア部から離れ、前記第1の方向に延設された補助配線と、を備え、前記第2共通配線は、前記第1の方向と交差する第2の方向に延設され、前記補助配線に接続する共通用配線部を備え、前記共通用配線部は、前記共通用配線部の一部が前記共通用コア部を覆い、当該一部が前記第1共通配線に接続し、複数の前記補助配線は、互いに接続されていないことを特徴とする圧電デバイスにある。
ここで、前記共通用配線部は、前記第1の方向において異なる位置に複数設けられていることが好ましい。これによれば、共通用配線部を第1の方向において異なる位置に複数設けることで、共通電極の第1の方向における電圧降下を抑制して、各圧電素子に印加する電圧のばらつきを抑制することができる。
さらに、本発明の他の態様は、前記圧電素子列は、前記複数の圧電素子列に個別の個別電極を備え、前記アクチュエーター基板は、前記複数の圧電素子列のそれぞれの前記個別電極に接続された複数の第1個別配線を備え、前記配線基板は、前記第1の方向に延設された個別用コア部と、前記第2方向に延設された個別用配線部と、を備え、前記補助配線は、前記個別用コア部を覆っておらず、前記個別用配線部は、前記補助配線に接続しておらず、一部が前記個別用コア部を覆い、当該一部が前記第1個別配線に接続することが好ましい。
また、上記課題を解決する本発明の他の態様は、上記態様に記載する圧電デバイスを備えることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。これによれば、エレキクロストークが抑制されて液体の噴射特性が良好となり、かつ小型化を実現できる液体噴射ヘッドが提供される。
また、上記課題を解決する本発明の他の態様は、上記態様に記載する液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする液体噴射装置にある。これによれば、エレキクロストークが抑制されて液体の噴射特性が良好となり、かつ小型化を実現できる液体噴射装置が提供される。
また、他の態様は、複数の圧電素子を有する圧電素子列を複数列備えるアクチュエーター基板と、前記アクチュエーター基板に対向して配置される配線基板と、を備える圧電デバイスであって、前記圧電素子列は、複数の前記圧電素子に共通の共通電極を備え、前記アクチュエーター基板は、複数の前記圧電素子列のそれぞれの前記共通電極に接続された複数の第1共通配線を備え、前記配線基板は、複数の前記圧電素子列のそれぞれの前記第1共通配線に接続された複数の第2共通配線と、前記配線基板に形成された溝部に埋設された複数の補助配線とを備え、前記補助配線は、前記第2共通配線のそれぞれに接続され、複数の前記補助配線は互いに接続されていないことを特徴とする圧電デバイスにある。
かかる態様では、第2共通配線のそれぞれには、補助配線が接続され、補助配線同士は互いに接続されていない。これにより補助配線を介して圧電素子列間でエレキクロストークが発生することを抑制することができる。さらに、補助配線は、配線基板の溝部に埋設されている。したがって、溝部に埋設しないで配線基板に補助配線を形成する場合に比較して、アクチュエーター基板と配線基板との間隔を狭くすることができる。これにより、圧電デバイスの高さ方向における大きさを小型化することができる。
本発明の一実施形態について詳細に説明する。本実施形態では、液体噴射ヘッドの一例としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド(以下、単に記録ヘッドともいう)について説明する。
流路形成基板10は、圧電素子が設けられたアクチュエーター基板の一例である。流路形成基板10の材料は、ステンレス鋼やNiなどの金属、ZrO2あるいはAl2O3を代表とするセラミック材料、ガラスセラミック材料、MgO、LaAlO3のような酸化物などである。本実施形態では、流路形成基板10は、シリコン単結晶基板からなる。この流路形成基板10には、一方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された圧力室12がインクを吐出する複数のノズル21が並設される方向に沿って並設されている。
また、連通板15には、マニホールド100の一部を構成する第1マニホールド部17と、第2マニホールド部18とが設けられている。
圧電素子150は、振動板50側から順次積層された導電性電極である第1電極60、圧電体層70及び導電性電極である第2電極80を有する。圧電素子150を構成する第1電極60は、圧力室12毎に切り分けられており、圧電素子150の実質的な駆動部である能動部151毎に独立する個別電極を構成する。第1電極60の材料は、金属材料であれば特に限定されず、例えば、白金(Pt)、イリジウム(Ir)等が好適に用いられる。
第1個別配線91は、各圧電素子150の第1電極60のそれぞれに接続されたリード電極である。各第1個別配線91は、各第1電極60から第2の方向Yにおいて圧電素子列150Aの外側に引き出されている。
第2個別配線31は、複数の第1個別配線91のそれぞれに接続された配線である。本実施形態の第2個別配線31は、個別用バンプ配線310、個別用貫通配線311及び個別用表面配線312を備えている。
実施形態1の記録ヘッド1は、一つの圧電素子列150Aについて個別用コア部35及び共通用コア部37の二つのコア部が設けられていたが、このような態様に限定されない。一つの圧電素子列150Aについて一つのコア部を用いた態様であってもよい。
図9は流路形成基板の平面図であり、図10は配線基板の底面図である。なお、実施形態1と同じものには同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
このように第1共通配線92Aは、圧電素子列150Aの間ではなく、圧電素子列150Aの外側にまで引き回されている。
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
実施形態1では、圧電素子列150Aを2列用いたが、3列以上であってもよい。すなわち一つの圧電素子列150Aに個別用コア部35及び共通用コア部37を用いる態様においては、2列に限らず、3列以上の圧電素子列150Aを設けてもよい。
Claims (7)
- 複数の圧電素子を有する圧電素子列を複数列備えるアクチュエーター基板と、前記アクチュエーター基板に対向して配置される配線基板と、を備える圧電デバイスであって、
前記圧電素子列は、複数の前記圧電素子に共通の共通電極及び複数の前記圧電素子に個別の個別電極を備え、
前記アクチュエーター基板は、複数の前記圧電素子列のそれぞれの前記共通電極に接続された複数の第1共通配線を備え、
前記配線基板は、複数の前記圧電素子列のそれぞれの前記第1共通配線に接続された複数の第2共通配線と、前記配線基板に形成された溝部に埋設された複数の補助配線と、を備え、
前記補助配線は、前記第2共通配線のそれぞれに接続され、複数の前記補助配線は互いに接続されておらず、
前記第2共通配線は、前記配線基板の前記アクチュエーター基板とは反対側の第1主面に設けられた第1主面側配線、前記配線基板の前記アクチュエーター基板側の第2主面に設けられた第2主面側配線、及び前記配線基板の厚さ方向に貫通した貫通孔に形成されて前記第1主面側配線と前記第2主面側配線とを接続する貫通配線を備え、
前記補助配線は、前記第1主面又は前記第2主面のうち少なくとも一方に設けられて前記第1主面側配線又は前記第2主面側配線に接続されており、
前記アクチュエーター基板は、前記圧電素子ごとに設けられた複数の前記個別電極のそれぞれに接続された複数の第1個別配線を備え、
前記配線基板は、複数の前記第1個別配線のそれぞれに接続された複数の第2個別配線を備え、
前記第2個別配線は、前記第2主面に設けられて第1の方向に延設された個別用コア部、及び前記個別用コア部の少なくとも一部を覆い、前記第1個別配線に接続される個別用配線部を備え、
前記圧電素子列ごとの複数の圧電素子に接続される前記第1個別配線は、前記個別用配線部に接続され、
前記第2主面側配線は、前記個別用コア部の少なくとも一部を覆い、前記第1共通配線に接続される共通用配線部を備える
ことを特徴とする圧電デバイス。 - 前記第2主面側配線は、前記第2主面に設けられて第1の方向に延設された共通用コア部、及び前記共通用コア部の少なくとも一部を覆い、前記第1共通配線に接続される共通用配線部を備え、
前記補助配線は、前記第2主面に設けられ、前記共通用配線部に接続されている
ことを特徴とする請求項1に記載の圧電デバイス。 - 複数の圧電素子を有する圧電素子列を複数列備えるアクチュエーター基板と、前記アクチュエーター基板に対向して配置される配線基板と、を備える圧電デバイスであって、
前記圧電素子列は、複数の前記圧電素子に共通の共通電極を備え、
前記アクチュエーター基板は、複数の前記圧電素子列のそれぞれの前記共通電極に接続された複数の第1共通配線を備え、
前記配線基板は、
複数の前記圧電素子列のそれぞれの前記第1共通配線に接続された複数の第2共通配線と、
第1の方向に延設された共通用コア部と、
前記第2共通配線のそれぞれに接続され、前記共通用コア部から離れ、前記第1の方向に延設された補助配線と、を備え、
前記第2共通配線は、前記第1の方向と交差する第2の方向に延設され、前記補助配線に接続する共通用配線部を備え、
前記共通用配線部は、前記共通用配線部の一部が前記共通用コア部を覆い、当該一部が前記第1共通配線に接続し、
複数の前記補助配線は、互いに接続されていない
ことを特徴とする圧電デバイス。 - 前記共通用配線部は、前記第1の方向において異なる位置に複数設けられていることを特徴とする請求項3に記載の圧電デバイス。
- 前記圧電素子列は、前記複数の圧電素子列に個別の個別電極を備え、
前記アクチュエーター基板は、前記複数の圧電素子列のそれぞれの前記個別電極に接続された複数の第1個別配線を備え、
前記配線基板は、前記第1の方向に延設された個別用コア部と、前記第2方向に延設された個別用配線部と、を備え、
前記補助配線は、前記個別用コア部を覆っておらず、
前記個別用配線部は、前記補助配線に接続しておらず、一部が前記個別用コア部を覆い、当該一部が前記第1個別配線に接続する
ことを特徴とする請求項3または4に記載の圧電デバイス。 - 請求項1から請求項5の何れか一項に記載する圧電デバイスを備えることを特徴とする液体噴射ヘッド。
- 請求項6に記載する液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする液体噴射装置。
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