JP7002026B2 - Piezoelectric actuator, liquid discharge device, and manufacturing method of piezoelectric actuator - Google Patents

Piezoelectric actuator, liquid discharge device, and manufacturing method of piezoelectric actuator Download PDF

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Description

本発明は、圧電アクチュエータ、及び、圧電アクチュエータを有する液体吐出装置に関する。 The present invention relates to a piezoelectric actuator and a liquid discharge device having a piezoelectric actuator.

特許文献1には、液体吐出装置としてのインクジェットヘッドが開示されている。このインクジェットヘッドは、複数のノズルと、複数のノズルに連通する複数の圧力室が形成されたヘッド本体と、複数の圧力室にそれぞれ対応した複数の圧電素子を有するアクチュエータを備えている。 Patent Document 1 discloses an inkjet head as a liquid ejection device. This inkjet head includes a head body in which a plurality of nozzles, a plurality of pressure chambers communicating with the plurality of nozzles are formed, and an actuator having a plurality of piezoelectric elements corresponding to the plurality of pressure chambers.

ヘッド本体の複数の圧力室は、複数のノズルにそれぞれ対応して配列され、且つ、ノズル配列方向と直交する方向に並ぶ4つの圧力室列を構成している。アクチュエータは、複数の圧力室を覆う振動板と、振動板の上に配置された圧電体膜と、この圧電体膜の上側に、複数の圧力室にそれぞれ対応して配置された複数の個別電極とを有する。圧電体膜のうちの、各圧力室に対応する部分が1つの圧電素子である。つまり、複数の圧力室の配列に従って、複数の圧電素子が4列に配列された構成となっている。また、振動板は、Cr又はCr系金属で形成され、圧電体膜を挟んで複数の個別電極と対向しており、この振動板は、複数の圧電素子についての共通電極を兼ねている。 The plurality of pressure chambers of the head body are arranged corresponding to the plurality of nozzles, and form four pressure chamber rows arranged in a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction. The actuator includes a diaphragm covering a plurality of pressure chambers, a piezoelectric film arranged on the diaphragm, and a plurality of individual electrodes arranged above the piezoelectric membrane corresponding to the plurality of pressure chambers. And have. The portion of the piezoelectric film corresponding to each pressure chamber is one piezoelectric element. That is, a plurality of piezoelectric elements are arranged in four rows according to the arrangement of the plurality of pressure chambers. Further, the diaphragm is made of Cr or Cr-based metal and faces a plurality of individual electrodes with a piezoelectric film interposed therebetween, and the diaphragm also serves as a common electrode for the plurality of piezoelectric elements.

圧電体膜の、ノズル配列方向と直交する方向における一端部の上面には、複数の電気接点部が配置されている、4列に配列された複数の圧電素子の個別電極からは、それぞれ複数の駆動配線が電気接点部へ向けて延びている。尚、4つの圧電素子列のうちの、電気接点部とは反対側に位置する圧電素子列を構成する圧電素子に対応する駆動配線は、電気接点部側に位置する圧電素子列を構成する圧電素子の間を通過して、電気接点部へ延びている。電気接点部には、各圧電素子に電圧を印加するためのICチップが接続される。 A plurality of electric contact portions are arranged on the upper surface of one end of the piezoelectric film in a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction, and a plurality of individual electrodes of the plurality of piezoelectric elements arranged in four rows are used. The drive wiring extends toward the electrical contacts. Of the four piezoelectric element rows, the drive wiring corresponding to the piezoelectric element forming the piezoelectric element row located on the side opposite to the electric contact portion is the piezoelectric element forming the piezoelectric element row located on the electrical contact portion side. It passes between the elements and extends to the electrical contacts. An IC chip for applying a voltage to each piezoelectric element is connected to the electric contact portion.

特開2000-79683号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-79683

上記特許文献には明確な記載はないが、電気接点部では、複数の駆動配線とICチップとの電気的接続だけでなく、共通電極(振動板)とICチップとの接続を行うことによって、共通電極に対する基準電位(例えば、グランド)の付与も行う構成を採用することも多い。 Although there is no clear description in the above patent document, in the electric contact portion, not only the electrical connection between a plurality of drive wirings and the IC chip but also the connection between the common electrode (diaphragm) and the IC chip is performed. In many cases, a configuration is adopted in which a reference potential (for example, ground) is also applied to the common electrode.

上記の構成とした場合、圧力室の配列方向と直交する方向に並ぶ複数の圧電素子列の間で、前記直交する方向における電気接点部との距離が異なる。即ち、複数の圧電素子列の間で、共通電極のうちの、圧電体膜を挟んで個別電極と対向して各圧電素子に電圧を印加するための電極部分と、電気接点部までの距離が異なることとなる。これにより、電気接点部から遠い位置にある圧電素子列では、電気接点部に近い位置にある圧電素子列と比べて、電気接点部から、共通電極の上記電極部分までの経路が長くなる。 In the above configuration, the distance from the electric contact portion in the orthogonal direction is different between the plurality of piezoelectric element trains arranged in the direction orthogonal to the arrangement direction of the pressure chamber. That is, the distance between the electrode portion of the common electrode for applying voltage to each piezoelectric element facing the individual electrodes with the piezoelectric film sandwiched between the plurality of piezoelectric element rows and the electrical contact portion is It will be different. As a result, in the piezoelectric element row located far from the electric contact portion, the path from the electric contact portion to the electrode portion of the common electrode becomes longer than that in the piezoelectric element row located near the electric contact portion.

従って、圧電素子の駆動時に、上記経路での電圧降下が大きくなる。また、複数の圧電素子列の間で上述の経路の長さが異なることに起因して、電圧降下の程度にも差が生じる。この電圧降下の差によって、複数の圧電素子列の間で、圧電素子に印加される電圧にばらつきが生じ、さらに、その印加電圧のばらつきは、複数のノズル間での吐出特性のばらつきとなって現れる。 Therefore, when the piezoelectric element is driven, the voltage drop in the above path becomes large. In addition, the degree of voltage drop also differs due to the difference in the length of the above-mentioned path among the plurality of piezoelectric element trains. Due to this difference in voltage drop, the voltage applied to the piezoelectric element varies among a plurality of piezoelectric element trains, and the variation in the applied voltage causes a variation in ejection characteristics among a plurality of nozzles. appear.

尚、経路の長さの違いに起因する、圧電素子間での印加電圧のばらつきを小さく抑えるためには、共通電極の厚みを大きくすることで、共通電極における電圧降下の差を無視できるほど小さくすればよい。しかし、共通電極が厚いと、圧力室における圧電体膜の変形が阻害されて、変形効率が低下するという問題がある。 In order to suppress the variation in the applied voltage between the piezoelectric elements due to the difference in the length of the path, the thickness of the common electrode is increased so that the difference in the voltage drop in the common electrode can be ignored. do it. However, if the common electrode is thick, there is a problem that the deformation of the piezoelectric film in the pressure chamber is hindered and the deformation efficiency is lowered.

本発明の目的は、共通電極を流れる電流の経路を増やして電圧降下を抑制し、複数の圧電素子列の間での、圧電素子へ印加される電圧のばらつきを抑制することである。 An object of the present invention is to increase the path of the current flowing through the common electrode to suppress the voltage drop, and to suppress the variation of the voltage applied to the piezoelectric element among the plurality of piezoelectric element trains.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving Problems and Effects of Invention

本発明の圧電アクチュエータは、基板上において第1方向に配列され、且つ、第1圧電素子列と、前記第1圧電素子列と前記第1方向と直交する第2方向に並ぶ第2圧電素子列とを構成する、複数の圧電素子と、前記基板上の、前記第1圧電素子列に対して、前記第2方向において前記第2圧電素子列とは反対側の位置に配置された、接点部と、前記複数の圧電素子から前記接点部に向けて、前記第2方向にそれぞれ延びる複数の駆動配線と、を備え、
各圧電素子は、圧電部と、前記圧電部の厚み方向における一方側に配置された第1電極と、前記圧電部の厚み方向における他方側に配置された第2電極とを有し、各駆動配線は、各圧電素子の前記第1電極に接続され、前記複数の圧電素子の前記第2電極は、複数の第2電極の間に配置された電極導通部によって互いに導通し、前記複数の第2電極と前記電極導通部により前記複数の圧電素子についての共通電極が構成され、前記第2圧電素子列を構成する前記圧電素子に対応する前記駆動配線は、前記第1圧電素子列の、前記第1方向において隣接する2つの前記圧電素子の間を通って前記接点部へ延びており、前記第2圧電素子列の、前記第1方向において隣接する2つの前記圧電素子の間に配置され、且つ、前記第2方向に離れた2つの位置において前記共通電極の前記電極導通部とそれぞれ導通した、導通配線が配置されていることを特徴とするものである。
The piezoelectric actuator of the present invention is arranged on the substrate in the first direction, and the first piezoelectric element row, the first piezoelectric element row, and the second piezoelectric element row arranged in the second direction orthogonal to the first direction. A plurality of piezoelectric elements constituting the above, and a contact portion arranged on the substrate at a position opposite to the second piezoelectric element row in the second direction with respect to the first piezoelectric element row. And a plurality of drive wirings extending from the plurality of piezoelectric elements toward the contact portion in the second direction, respectively.
Each piezoelectric element has a piezoelectric portion, a first electrode arranged on one side in the thickness direction of the piezoelectric portion, and a second electrode arranged on the other side in the thickness direction of the piezoelectric portion, and each drives. The wiring is connected to the first electrode of each piezoelectric element, and the second electrode of the plurality of piezoelectric elements is electrically connected to each other by an electrode conduction portion arranged between the plurality of second electrodes, and the plurality of first electrodes are connected to each other. A common electrode for the plurality of piezoelectric elements is configured by the two electrodes and the electrode conduction portion, and the drive wiring corresponding to the piezoelectric element constituting the second piezoelectric element row is the drive wiring of the first piezoelectric element row. It extends between the two adjacent piezoelectric elements in the first direction to the contact portion, and is arranged between the two adjacent piezoelectric elements in the first direction of the second piezoelectric element row. Moreover, it is characterized in that conduction wirings that are electrically connected to the electrode conduction portion of the common electrode are arranged at two positions separated from each other in the second direction.

本発明では、複数の圧電素子が第1方向に配列されて、第2方向に並ぶ2つの圧電素子列を構成している。また、第2圧電素子列の圧電素子に対応する駆動配線は、第1圧電素子列の圧電素子の間を通って第2方向に延びて、接点部まで延びている。ここで、2列の圧電素子列のうち、接点部とは反対側に位置する第2圧電素子列においては、第1圧電素子列と比べて、接点部までの距離が遠くなるために、各圧電素子の第2電極から接点部へ電流が流れる際の電圧降下が大きくなる。そこで、本発明では、接点部から離れた位置にある第2圧電素子列において、隣接する2つの圧電素子の間に、2つの位置で共通電極とそれぞれ導通する導通配線が配置されている。この導通配線により、第2圧電素子列の各圧電素子の第2電極と、接点部との間で、電流が流れる経路が増えることになり、電圧降下を抑えることができる。 In the present invention, a plurality of piezoelectric elements are arranged in the first direction to form two rows of piezoelectric elements arranged in the second direction. Further, the drive wiring corresponding to the piezoelectric element of the second piezoelectric element row extends in the second direction through between the piezoelectric elements of the first piezoelectric element row and extends to the contact portion. Here, of the two rows of piezoelectric elements, the second piezoelectric element row located on the opposite side of the contact portion has a longer distance to the contact portion than the first piezoelectric element row. The voltage drop when a current flows from the second electrode of the piezoelectric element to the contact portion becomes large. Therefore, in the present invention, in the second piezoelectric element row located at a position away from the contact portion, conduction wiring that conducts with the common electrode at two positions is arranged between the two adjacent piezoelectric elements. By this conduction wiring, the path through which the current flows between the second electrode of each piezoelectric element in the second piezoelectric element row and the contact portion increases, and the voltage drop can be suppressed.

また、接点部に近い第1圧電素子列の圧電素子の間には、接点部から離れた第2圧電素子列の圧電素子に対応する駆動配線が通過している。これに対して、第2圧電素子列の圧電素子の間には空いた領域が存在するため、第1圧電素子列と比べると、圧電素子の間に導通配線を設置することが容易である。 Further, a drive wiring corresponding to the piezoelectric element of the second piezoelectric element row away from the contact portion passes between the piezoelectric elements of the first piezoelectric element row near the contact portion. On the other hand, since there is a vacant region between the piezoelectric elements of the second piezoelectric element row, it is easier to install the conduction wiring between the piezoelectric elements as compared with the first piezoelectric element row.

本実施形態に係るプリンタ1の概略的な平面図である。It is a schematic plan view of the printer 1 which concerns on this embodiment. インクジェットヘッド4のヘッドユニット16の上面図である。It is a top view of the head unit 16 of the inkjet head 4. 図2のX部拡大図である。It is the X part enlarged view of FIG. 図3のIV-IV線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 圧電アクチュエータ23の製造工程を示す図であり、(a)振動膜30の成膜、(b)共通電極42(下部電極31)の形成、(c)圧電膜32の成膜、(d)圧電膜32のエッチング、の各工程を示す。It is a figure which shows the manufacturing process of a piezoelectric actuator 23, (a) film formation of a vibrating film 30, (b) formation of a common electrode 42 (lower electrode 31), (c) film formation of a piezoelectric film 32, (d) piezoelectric. Each step of etching the film 32 is shown. 圧電アクチュエータ23の製造工程を示す図であり、(a)上部電極33の形成、(b)保護膜38の形成、(c)配線35,52の形成の、各工程を示す。It is a figure which shows the manufacturing process of a piezoelectric actuator 23, and shows each process of (a) formation of an upper electrode 33, (b) formation of a protective film 38, and (c) formation of wirings 35, 52. 変更形態のヘッドユニット16の上面図である。It is a top view of the head unit 16 of a modified form. 別の変更形態のヘッドユニット16の上面図である。It is a top view of the head unit 16 of another modified form. 別の変更形態の圧電アクチュエータ23の一部拡大図である。It is a partially enlarged view of the piezoelectric actuator 23 of another modified form. 別の変更形態の圧電アクチュエータ23の一部拡大図である。It is a partially enlarged view of the piezoelectric actuator 23 of another modified form. 図10のXI-XI線断面図である。FIG. 10 is a sectional view taken along line XI-XI of FIG. 開示発明についての実施形態に係るヘッドユニット16の上面図である。It is a top view of the head unit 16 which concerns on embodiment about the disclosed invention.

次に、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本実施形態に係るプリンタの概略的な平面図である。まず、図1を参照してインクジェットプリンタ1の概略構成について説明する。尚、図1に示す走査方向をプリンタ1の左右方向と定義する。また、図1の搬送方向の上流側をプリンタ1の後方、下流側をプリンタ1の前方と定義する。さらに、走査方向及び搬送方向と直交する方向(図1の紙面に直交する方向)を、プリンタの上下方向と定義する。尚、図1の手前側が上方、図1の向こう側が下方である。以下では、前後左右上下の各方向語を適宜使用して説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic plan view of a printer according to the present embodiment. First, a schematic configuration of the inkjet printer 1 will be described with reference to FIG. The scanning direction shown in FIG. 1 is defined as the left-right direction of the printer 1. Further, the upstream side in the transport direction in FIG. 1 is defined as the rear side of the printer 1, and the downstream side is defined as the front side of the printer 1. Further, a direction orthogonal to the scanning direction and the transport direction (direction orthogonal to the paper surface of FIG. 1) is defined as the vertical direction of the printer. The front side of FIG. 1 is the upper side, and the other side of FIG. 1 is the lower side. In the following, each direction word of front, back, left, right, up and down will be described as appropriate.

(プリンタの概略構成)
図1に示すように、インクジェットプリンタ1は、プラテン2と、キャリッジ3と、インクジェットヘッド4と、搬送機構5と、制御装置6等を備えている。
(Approximate configuration of printer)
As shown in FIG. 1, the inkjet printer 1 includes a platen 2, a carriage 3, an inkjet head 4, a transport mechanism 5, a control device 6, and the like.

プラテン2の上面には、被記録媒体である記録用紙100が載せられる。キャリッジ3は、プラテン2と対向する領域において2本のガイドレール10,11に沿って走査方向に往復移動可能に構成されている。キャリッジ3には無端ベルト14が連結され、キャリッジ駆動モータ15によって無端ベルト14が駆動されることで、キャリッジ3は走査方向に移動する。 A recording sheet 100, which is a recording medium, is placed on the upper surface of the platen 2. The carriage 3 is configured to be reciprocating in the scanning direction along the two guide rails 10 and 11 in the region facing the platen 2. An endless belt 14 is connected to the carriage 3, and the carriage 3 is driven by the carriage drive motor 15 to move the carriage 3 in the scanning direction.

インクジェットヘッド4は、キャリッジ3に取り付けられており、キャリッジ3とともに走査方向に移動する。インクジェットヘッド4は、4色(ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ)のインクカートリッジ17が装着されるカートリッジホルダ7と、図示しないチューブによって接続されている。インクジェットヘッド4は、走査方向に並ぶ2つのヘッドユニット16(16a,16b)を備えている。各ヘッドユニット16の下面(図1の紙面向こう側の面)には、プラテン2に載置された記録用紙100に向けてそれぞれインクを吐出する、複数のノズル24(図2~図4参照)が形成されている。2つのヘッドユニット16aのうちの、一方のヘッドユニット16aは、ブラックとイエローの2色のインクを吐出するものであり、他方のヘッドユニット16bは、シアンとマゼンタの2色のインクを吐出するものである。 The inkjet head 4 is attached to the carriage 3 and moves in the scanning direction together with the carriage 3. The inkjet head 4 is connected to a cartridge holder 7 to which ink cartridges 17 of four colors (black, yellow, cyan, magenta) are mounted by a tube (not shown). The inkjet head 4 includes two head units 16 (16a, 16b) arranged in the scanning direction. On the lower surface of each head unit 16 (the surface on the other side of the paper surface in FIG. 1), a plurality of nozzles 24 (see FIGS. 2 to 4) that eject ink toward the recording paper 100 placed on the platen 2. Is formed. Of the two head units 16a, one head unit 16a ejects two colors of ink, black and yellow, and the other head unit 16b ejects two colors of ink, cyan and magenta. Is.

搬送機構5は、搬送方向にプラテン2を挟むように配置された2つの搬送ローラ18,19を有する。搬送機構5は、2つの搬送ローラ18,19によって、プラテン2に載置された記録用紙100を搬送方向に搬送する。 The transport mechanism 5 has two transport rollers 18 and 19 arranged so as to sandwich the platen 2 in the transport direction. The transport mechanism 5 transports the recording paper 100 mounted on the platen 2 in the transport direction by the two transport rollers 18 and 19.

制御装置6は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、及び、各種制御回路を含むASIC(Application Specific Integrated Circuit)等を備える。制御装置6は、ROMに格納されたプログラムに従い、ASICにより、記録用紙100への印刷等の各種処理を実行する。例えば、印刷処理においては、制御装置6は、PC等の外部装置から入力された印刷指令に基づいて、インクジェットヘッド4のヘッドユニット16やキャリッジ駆動モータ15等を制御して、記録用紙100に画像等を印刷させる。具体的には、キャリッジ3とともにインクジェットヘッド4を走査方向に移動させながらインクを吐出させるインク吐出動作と、搬送ローラ18,19によって記録用紙100を搬送方向に所定量搬送する搬送動作とを、交互に行わせる。 The control device 6 includes a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) including various control circuits, and the like. The control device 6 executes various processes such as printing on the recording paper 100 by the ASIC according to the program stored in the ROM. For example, in the printing process, the control device 6 controls the head unit 16 of the inkjet head 4, the carriage drive motor 15, and the like based on a printing command input from an external device such as a PC, and an image is printed on the recording paper 100. Etc. are printed. Specifically, the ink ejection operation of ejecting ink while moving the inkjet head 4 together with the carriage 3 in the scanning direction and the conveying operation of conveying a predetermined amount of the recording paper 100 in the conveying direction by the conveying rollers 18 and 19 are alternately performed. Let me do it.

(インクジェットヘッドのヘッドユニットの詳細)
次に、インクジェットヘッド4のヘッドユニット16の詳細構成について説明する。尚、2つのヘッドユニット16a,16bは同一の構造を有するため、以下では、ブラックとイエローのインクを吐出するヘッドユニット16aで代表して説明する。図2は、インクジェットヘッド4のヘッドユニット16の上面図である。図3は、図2のX部拡大図である。図4は、図3のIV-IV線断面図である。図2~図4に示すように、ヘッドユニット
16は、ノズルプレート20、第1流路基板21、第2流路基板22、圧電アクチュエータ23等を備えている。尚、図2では、図面の簡素化のため、図4において第1流路基板21の上方に位置する保護部材28は、二点鎖線で外形のみ示されている。さらに、図2において圧電アクチュエータ23の構成が理解されやすくなるように、図3、図4に示される、第1流路基板21を全面的に覆っている保護膜38は、図2では図示が省略されている。
(Details of the head unit of the inkjet head)
Next, the detailed configuration of the head unit 16 of the inkjet head 4 will be described. Since the two head units 16a and 16b have the same structure, the head unit 16a that ejects black and yellow ink will be described below as a representative. FIG. 2 is a top view of the head unit 16 of the inkjet head 4. FIG. 3 is an enlarged view of part X of FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. As shown in FIGS. 2 to 4, the head unit 16 includes a nozzle plate 20, a first flow path board 21, a second flow path board 22, a piezoelectric actuator 23, and the like. In FIG. 2, for the sake of simplification of the drawing, only the outer shape of the protective member 28 located above the first flow path substrate 21 in FIG. 4 is shown by a two-dot chain line. Further, in order to make it easier to understand the configuration of the piezoelectric actuator 23 in FIG. 2, the protective film 38 that completely covers the first flow path substrate 21 shown in FIGS. 3 and 4 is not shown in FIG. It is omitted.

(ノズルプレート)
ノズルプレート20は、例えば、シリコン等で形成されたプレートである。ノズルプレート20には、複数のノズル24が形成されている。図2に示すように、複数のノズル24は、搬送方向(本発明の第1方向)に配列されて、走査方向(本発明の第2方向)に並ぶ4列のノズル列を構成している。右側の2列のノズル列は、ブラックインクを吐出するノズル列である。右側2列のノズル列の間で搬送方向におけるノズル24の位置が、各ノズル列の配列ピッチPの半分(P/2)だけずれている。左側の2列のノズル列は、イエローインクを吐出するノズル列である。左側2列のノズル列も、右側2列のノズル列と同様に、2列のノズル列の間で搬送方向におけるノズル24の位置がP/2ずれている。
(Nozzle plate)
The nozzle plate 20 is, for example, a plate made of silicon or the like. A plurality of nozzles 24 are formed on the nozzle plate 20. As shown in FIG. 2, the plurality of nozzles 24 are arranged in the transport direction (first direction of the present invention) to form a four-row nozzle row arranged in the scanning direction (second direction of the present invention). .. The two rows of nozzles on the right side are the rows of nozzles that eject black ink. The position of the nozzle 24 in the transport direction is shifted between the two nozzle rows on the right side by half (P / 2) of the arrangement pitch P of each nozzle row. The two rows of nozzles on the left side are the rows of nozzles that eject yellow ink. In the nozzle row of the left two rows as well, the position of the nozzle 24 in the transport direction is shifted by P / 2 between the nozzle rows of the two rows as in the nozzle row of the right two rows.

(流路基板)
第1流路基板21、第2流路基板22は、それぞれシリコン単結晶の基板である。第1流路基板21には、複数のノズル24とそれぞれ連通する複数の圧力室26が形成されている。各圧力室26は、走査方向に長い矩形の平面形状を有する。複数の圧力室26は、複数のノズル24に応じて搬送方向に配列されて、走査方向に並ぶ4列の圧力室列27(27a~27d)を構成している。右側2列の圧力室列27a,27bがブラックインクの圧力室列27であり、左側2列の圧力室列27c,27dがイエローインクの圧力室列27である。また、第1流路基板21は、その上面に形成されて複数の圧力室26を覆う振動膜30を有する。振動膜30は、シリコン基板の表面が酸化、あるいは、窒化されることにより形成された膜である。
(Flower board)
The first flow path substrate 21 and the second flow path substrate 22 are silicon single crystal substrates, respectively. A plurality of pressure chambers 26 communicating with the plurality of nozzles 24 are formed on the first flow path substrate 21. Each pressure chamber 26 has a rectangular planar shape that is long in the scanning direction. The plurality of pressure chambers 26 are arranged in the transport direction according to the plurality of nozzles 24 to form four rows of pressure chamber rows 27 (27a to 27d) arranged in the scanning direction. The two right row pressure chamber rows 27a and 27b are the black ink pressure chamber rows 27, and the two left row pressure chamber rows 27c and 27d are the yellow ink pressure chamber rows 27. Further, the first flow path substrate 21 has a vibrating film 30 formed on the upper surface thereof and covering a plurality of pressure chambers 26. The vibrating film 30 is a film formed by oxidizing or nitriding the surface of a silicon substrate.

第2流路基板22は、第1流路基板21の下面に接合されている。また、この第2流路基板22の下面に、上述したノズルプレート20が接合されている。第2流路基板22の、右側2列の圧力室列27a,27bと上下に重なる部分、及び、左側2列の圧力室26c,27dと上下に重なる部分に、2つのマニホールド25がそれぞれ形成されている。各マニホールド25は、圧力室26の配列方向である搬送方向に沿って延びている。各マニホールド25と、これに対応する2列の圧力室列27に属する圧力室26とは、連通孔48によって連通している。また、2つのマニホールド25は、図示しないチューブ等によって、カートリッジホルダ7に装着された2つのインクカートリッジ17(図1参照)とそれぞれ接続されている。 The second flow path substrate 22 is joined to the lower surface of the first flow path substrate 21. Further, the nozzle plate 20 described above is joined to the lower surface of the second flow path substrate 22. Two manifolds 25 are formed in a portion of the second flow path substrate 22 that vertically overlaps the pressure chamber rows 27a and 27b in the right two rows and a portion that vertically overlaps the pressure chambers 26c and 27d in the left two rows. ing. Each manifold 25 extends along a transport direction, which is the arrangement direction of the pressure chambers 26. Each manifold 25 and the pressure chamber 26 belonging to the corresponding two rows of pressure chamber rows 27 are communicated with each other by a communication hole 48. Further, the two manifolds 25 are connected to two ink cartridges 17 (see FIG. 1) mounted on the cartridge holder 7 by a tube or the like (not shown).

インクカートリッジ17から供給されたインクは、マニホールド25に供給され、さらに、このマニホールド25から、対応する複数の圧力室26にそれぞれ供給される。また、第2流路基板22には、第1流路基板21に形成された圧力室26と、ノズルプレート20に形成されたノズル24とを連通させる連通孔49も形成されている。次述の圧電アクチュエータ23によって、圧力室26内のインクに吐出エネルギーが付与されると、圧力室26に連通するノズル24から、インクの液滴が吐出される。 The ink supplied from the ink cartridge 17 is supplied to the manifold 25, and is further supplied from the manifold 25 to the corresponding pressure chambers 26, respectively. Further, the second flow path substrate 22 is also formed with a communication hole 49 for communicating the pressure chamber 26 formed in the first flow path substrate 21 and the nozzle 24 formed in the nozzle plate 20. When the ejection energy is applied to the ink in the pressure chamber 26 by the piezoelectric actuator 23 described below, the ink droplets are ejected from the nozzle 24 communicating with the pressure chamber 26.

(圧電アクチュエータ)
圧電アクチュエータ23は、複数の圧力室26内のインクに、それぞれノズル24から吐出させるための吐出エネルギーを付与するものである。圧電アクチュエータ23は、第1流路基板21の振動膜30の上面に配置された複数の圧電素子39を有する。複数の圧電素子39は、複数の圧力室26にそれぞれ対応して搬送方向に配列され、走査方向に並ぶ4つの圧電素子列40(40a~40d)を構成している。各圧電素子39は、圧電部37と、下部電極31と、上部電極33とを有する。尚、第1流路基板21の上面には、圧電アクチュエータ23の複数の圧電素子39を覆う保護部材28が接合されている。
(Piezoelectric actuator)
The piezoelectric actuator 23 applies ejection energy for ejecting ink from the nozzles 24 to the inks in the plurality of pressure chambers 26, respectively. The piezoelectric actuator 23 has a plurality of piezoelectric elements 39 arranged on the upper surface of the vibrating membrane 30 of the first flow path substrate 21. The plurality of piezoelectric elements 39 are arranged in the transport direction corresponding to the plurality of pressure chambers 26, and form four piezoelectric element rows 40 (40a to 40d) arranged in the scanning direction. Each piezoelectric element 39 has a piezoelectric portion 37, a lower electrode 31, and an upper electrode 33. A protective member 28 that covers a plurality of piezoelectric elements 39 of the piezoelectric actuator 23 is bonded to the upper surface of the first flow path substrate 21.

圧電素子39の構成について詳細に説明する。振動膜30の上面には、複数の圧力室26を跨ぐように共通電極42が連続的に形成されている。共通電極42の、圧力室26と対向する部分が、各圧電素子39の下部電極31である。そして、複数の圧電素子39の下部電極31が、共通電極42の、複数の圧力室26の間に配置された部分(電極導通部41)によって、互いに導通した構成となっている。共通電極42(複数の下部電極31、及び、電極導通部41)の材質は特に限定されるものではないが、例えば、白金(Pt)で形成される。また、共通電極42の厚みは、例えば、0.1μmである。 The configuration of the piezoelectric element 39 will be described in detail. A common electrode 42 is continuously formed on the upper surface of the vibrating membrane 30 so as to straddle the plurality of pressure chambers 26. The portion of the common electrode 42 facing the pressure chamber 26 is the lower electrode 31 of each piezoelectric element 39. The lower electrodes 31 of the plurality of piezoelectric elements 39 are configured to be electrically connected to each other by a portion (electrode conduction portion 41) of the common electrode 42 arranged between the plurality of pressure chambers 26. The material of the common electrode 42 (plurality of lower electrodes 31 and the electrode conduction portion 41) is not particularly limited, but is formed of, for example, platinum (Pt). The thickness of the common electrode 42 is, for example, 0.1 μm.

振動膜30の上面には、共通電極42を覆うように圧電膜32が形成されている。圧電膜32は、振動膜30の上面において、4つの圧力室列27にわたって形成された、平面視で矩形状の膜である。尚、圧電膜32のうちの、各圧力室26に対向する部分が、1つの圧電素子39の圧電部37を構成している。つまり、圧電膜32は、複数の圧電素子39の圧電部37が互いに繋がって形成された膜であるとも言える。圧電膜32は、例えば、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との混晶であるチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を主成分とする圧電材料からなる。あるいは、圧電膜32は、鉛が含有されていない非鉛系の圧電材料で形成されていてもよい。尚、圧電膜32の厚みは、例えば、1μmである。 A piezoelectric film 32 is formed on the upper surface of the vibrating film 30 so as to cover the common electrode 42. The piezoelectric film 32 is a rectangular film in a plan view formed over four pressure chamber rows 27 on the upper surface of the vibrating film 30. The portion of the piezoelectric film 32 facing each pressure chamber 26 constitutes the piezoelectric portion 37 of one piezoelectric element 39. That is, it can be said that the piezoelectric film 32 is a film formed by connecting the piezoelectric portions 37 of the plurality of piezoelectric elements 39 to each other. The piezoelectric film 32 is made of, for example, a piezoelectric material containing lead zirconate titanate (PZT), which is a mixed crystal of lead titanate and lead zirconate, as a main component. Alternatively, the piezoelectric film 32 may be made of a lead-free piezoelectric material that does not contain lead. The thickness of the piezoelectric film 32 is, for example, 1 μm.

圧電膜32の上面には、複数の圧力室26にそれぞれ対応した複数の上部電極33が形成されている。上部電極33は、各圧力室26に対して個別に設けられた個別電極である。上部電極33の形状は特に限定されないが、例えば、図3には、圧力室26よりも小さい矩形の平面形状を有するものが示されている。また、上部電極33の材質も特に限定はされないが、例えば、イリジウム(Ir)で形成される。また、上部電極33の厚みは、例えば、0.1μmである。 On the upper surface of the piezoelectric film 32, a plurality of upper electrodes 33 corresponding to the plurality of pressure chambers 26 are formed. The upper electrode 33 is an individual electrode individually provided for each pressure chamber 26. The shape of the upper electrode 33 is not particularly limited, but for example, FIG. 3 shows one having a rectangular planar shape smaller than that of the pressure chamber 26. The material of the upper electrode 33 is also not particularly limited, but is formed of, for example, iridium (Ir). The thickness of the upper electrode 33 is, for example, 0.1 μm.

尚、圧電膜32の下部電極31と上部電極33とに挟まれた部分である、各圧電素子39の圧電部37は、厚み方向において下向き、即ち、上部電極33から下部電極31に向かう方向に分極されている。 The piezoelectric portion 37 of each piezoelectric element 39, which is a portion sandwiched between the lower electrode 31 and the upper electrode 33 of the piezoelectric film 32, faces downward in the thickness direction, that is, in the direction from the upper electrode 33 toward the lower electrode 31. It is polarized.

振動膜30及び圧電膜32の上面には、複数の圧電素子39を覆うように、絶縁性材料からなる保護膜38が形成されている。保護膜38が設けられている主な目的は、圧電素子39の防湿である。保護膜38の材質は特に限定されないが、例えば、窒化シリコン、二酸化シリコン、アルミナなどで形成される。また、尚、保護膜38は、各圧電素子39の一部のみを覆うように配置されてもよい。例えば、保護膜38に、上部電極33を露出させる開口が形成され、上部電極33が保護膜38で覆われていない構成であってもよい。 A protective film 38 made of an insulating material is formed on the upper surfaces of the vibrating film 30 and the piezoelectric film 32 so as to cover the plurality of piezoelectric elements 39. The main purpose for which the protective film 38 is provided is to prevent the piezoelectric element 39 from becoming damp. The material of the protective film 38 is not particularly limited, but is formed of, for example, silicon nitride, silicon dioxide, alumina, or the like. Further, the protective film 38 may be arranged so as to cover only a part of each piezoelectric element 39. For example, the protective film 38 may have an opening for exposing the upper electrode 33, and the upper electrode 33 may not be covered with the protective film 38.

保護膜38の上面には、複数の圧電素子39にそれぞれ対応する複数の駆動配線35が形成されている。各駆動配線35の一端部は、上部電極33に乗り上げるように配置されている。保護膜38の、駆動配線35の一端部と重なる部分にはスルーホール38aが形成されている。このスルーホール38a内に配置された導電性材料からなり、保護膜38を貫通するように設けられた導通部46によって、駆動配線35と上部電極33とが導通している。各圧電素子39の上部電極33に接続された駆動配線35は、保護膜38の上面において右方に延びている。 A plurality of drive wirings 35 corresponding to the plurality of piezoelectric elements 39 are formed on the upper surface of the protective film 38. One end of each drive wiring 35 is arranged so as to ride on the upper electrode 33. A through hole 38a is formed in a portion of the protective film 38 that overlaps with one end of the drive wiring 35. The drive wiring 35 and the upper electrode 33 are electrically connected to each other by a conductive portion 46 made of a conductive material arranged in the through hole 38a and provided so as to penetrate the protective film 38. The drive wiring 35 connected to the upper electrode 33 of each piezoelectric element 39 extends to the right on the upper surface of the protective film 38.

本実施形態では、図2、図3に示すように、複数の圧電素子39の上部電極33にそれぞれ接続された複数の駆動配線35の全てが、対応する上部電極33から右方へ延びている。そのため、左側3つの圧電素子列40の上部電極33から引き出された駆動配線35は、それよりも右側に位置する他の圧電素子列40に属する2つの圧電素子39の間を通過して右方へ延びている。例えば、図2に示すように、最も右側に位置する圧電素子列40aの、搬送方向に隣接する2つの圧電素子39の間には、左側3つの圧電素子列40b~40dにそれぞれ対応する3本の駆動配線35b~35dが配置されている。尚、駆動配線35の材質は特に限定されないが、電気抵抗率の低い金(Au)、あるいは、アルミニウム系材料(例えば、Al-Cu合金)を好適に用いることができる。金の電気抵抗率は2.2×10-8Ωm、アルミニウムの電気抵抗率は2.7×10-8Ωm、銅の電気抵抗率は1.7×10-8Ωmである。尚、これに対して、共通電極42を構成する材料である、白金の電気抵抗率は、1.0×10-7Ωmである。但し、アルミニウムは、金と比べて、マイグレーションを起こしやすい材料であるため、駆動配線35がアルミニウムで形成される場合は、マイグレーション防止のために、複数の駆動配線35が絶縁膜で覆われることが好ましい。また、駆動配線35の厚みは、例えば、1μmである。 In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, all of the plurality of drive wirings 35 connected to the upper electrodes 33 of the plurality of piezoelectric elements 39 extend to the right from the corresponding upper electrodes 33. .. Therefore, the drive wiring 35 drawn from the upper electrode 33 of the three piezoelectric element rows 40 on the left side passes between the two piezoelectric elements 39 belonging to the other piezoelectric element rows 40 located on the right side of the drive wiring 35 and passes to the right. Extends to. For example, as shown in FIG. 2, between the two piezoelectric elements 39 adjacent to each other in the transport direction of the piezoelectric element row 40a located on the rightmost side, three piezoelectric element rows 40b to 40d corresponding to the three piezoelectric element rows 40b to 40d on the left side are respectively. The drive wirings 35b to 35d of the above are arranged. The material of the drive wiring 35 is not particularly limited, but gold (Au) having a low electrical resistivity or an aluminum-based material (for example, Al—Cu alloy) can be preferably used. The electrical resistivity of gold is 2.2 × 10 -8 Ωm, the electrical resistivity of aluminum is 2.7 × 10 -8 Ωm, and the electrical resistivity of copper is 1.7 × 10 -8 Ωm. On the other hand, the electrical resistivity of platinum, which is a material constituting the common electrode 42, is 1.0 × 10 -7 Ωm. However, since aluminum is a material that is more prone to migration than gold, when the drive wiring 35 is made of aluminum, a plurality of drive wiring 35 may be covered with an insulating film to prevent migration. preferable. The thickness of the drive wiring 35 is, for example, 1 μm.

図2に示すように、第1流路基板21の振動膜30の右端部上面には、配線部材であるCOF50が接合される接点部43が設けられている。この接点部43には、搬送方向に並ぶ、複数の駆動接点部44と2つのグランド接点部45とが配置されている。各圧電素子39の上部電極33に接続された駆動配線35は、接点部43に配置された駆動接点部44に接続されている。また、複数の下部電極31を含む共通電極42は、配線36によって2つのグランド接点部45と接続されている。 As shown in FIG. 2, a contact portion 43 to which the COF 50, which is a wiring member, is joined is provided on the upper surface of the right end portion of the vibrating film 30 of the first flow path substrate 21. A plurality of drive contact portions 44 and two ground contact portions 45 arranged in the transport direction are arranged in the contact portion 43. The drive wiring 35 connected to the upper electrode 33 of each piezoelectric element 39 is connected to the drive contact portion 44 arranged in the contact portion 43. Further, the common electrode 42 including the plurality of lower electrodes 31 is connected to the two ground contact portions 45 by the wiring 36.

図2~図4に示すように、上記の接点部43にはCOF50が接合され、接点部43に配置された複数の駆動接点部44とCOF50に形成された複数の信号配線(図示省略)とが、それぞれ電気的に接続されている。また、接点部43に配置された2つのグランド接点部45は、COF50に形成されたグランド配線(図示省略)と接続されている。尚、図示は省略するが、COF50は、プリンタ1の制御装置6(図1参照)にも接続されている。 As shown in FIGS. 2 to 4, a COF 50 is joined to the contact portion 43, a plurality of drive contact portions 44 arranged in the contact portion 43, and a plurality of signal wirings (not shown) formed in the COF 50. However, they are electrically connected to each other. Further, the two ground contact portions 45 arranged in the contact portion 43 are connected to the ground wiring (not shown) formed in the COF 50. Although not shown, the COF 50 is also connected to the control device 6 (see FIG. 1) of the printer 1.

図2に示すように、COF50にはドライバIC51が実装されている。ドライバIC51は、制御装置6から送られてきた制御信号に基づいて、各圧電素子39を駆動するための駆動信号を生成して出力する。ドライバIC51から出力された駆動信号は、COF50の信号配線を介して駆動接点部44に入力され、さらに、駆動配線35を介して各上部電極33に供給される。上部電極33に駆動信号が供給されると、この上部電極33の電位は所定の駆動電位とグランド電位との間で変化する。また、グランド接点部45がCOF50のグランド配線と接続されることにより、グランド接点部45と接続されている下部電極31の電位は、常にグランド電位に維持される。 As shown in FIG. 2, the driver IC 51 is mounted on the COF 50. The driver IC 51 generates and outputs a drive signal for driving each piezoelectric element 39 based on the control signal sent from the control device 6. The drive signal output from the driver IC 51 is input to the drive contact portion 44 via the signal wiring of the COF 50, and is further supplied to each upper electrode 33 via the drive wiring 35. When a drive signal is supplied to the upper electrode 33, the potential of the upper electrode 33 changes between a predetermined drive potential and a ground potential. Further, by connecting the ground contact portion 45 to the ground wiring of the COF 50, the potential of the lower electrode 31 connected to the ground contact portion 45 is always maintained at the ground potential.

ドライバIC51から駆動信号が供給されたときの、各圧電素子39の動作について説明する。駆動信号が供給されていない状態では、上部電極33の電位はグランド電位となっており、下部電極31と同電位である。この状態から、ある上部電極33に駆動信号が供給されて、上部電極33に駆動電位が印加されると、その上部電極33と下部電極31との電位差により、圧電部37に、その厚み方向に平行な電界が作用する。ここで、圧電部37の分極方向と電界の方向とが一致するために、圧電部37はその分極方向である厚み方向に伸びて面方向に収縮する。この圧電部37の収縮変形に伴って、振動膜30が圧力室26側に凸となるように撓む。これにより、圧力室26の容積が減少して圧力室26内に圧力波が発生することで、圧力室26に連通するノズル24からインクの液滴が吐出される。 The operation of each piezoelectric element 39 when a drive signal is supplied from the driver IC 51 will be described. In the state where the drive signal is not supplied, the potential of the upper electrode 33 is the ground potential, which is the same potential as the lower electrode 31. From this state, when a drive signal is supplied to a certain upper electrode 33 and a drive potential is applied to the upper electrode 33, the potential difference between the upper electrode 33 and the lower electrode 31 causes the piezoelectric portion 37 to be in the thickness direction thereof. Parallel electric fields act. Here, in order for the polarization direction of the piezoelectric portion 37 to coincide with the direction of the electric field, the piezoelectric portion 37 extends in the thickness direction, which is the polarization direction, and contracts in the plane direction. As the piezoelectric portion 37 contracts and deforms, the vibrating membrane 30 bends so as to be convex toward the pressure chamber 26. As a result, the volume of the pressure chamber 26 is reduced and a pressure wave is generated in the pressure chamber 26, so that ink droplets are ejected from the nozzle 24 communicating with the pressure chamber 26.

ところで、本実施形態では、複数の圧電素子39が、走査方向に並ぶ4つの圧電素子列40a~40dを構成している。また、複数の圧電素子39の下部電極31を含む共通電極42は、第1流路基板21の右端部に位置する、接点部43のグランド接点部45と接続されている。この構成においては、4つの圧電素子列40a~40dの間で、圧電素子39の下部電極31と、接点部43のグランド接点部45との距離が異なっている。接点部43から離れた位置にある圧電素子列40dでは、各圧電素子39の下部電極31とグランド接点部45との距離が最も遠くなるために、その間の電気抵抗が最も大きくなる。これにより、圧電素子39の駆動時に、第2電極31からグランド接点部45へ向けて電流が流れるときの電圧降下が大きくなる。特に、多数のノズル24から同時にインクを吐出させる際には、多くの圧電素子39を同時に駆動することになる。そのため、相対的に、共通電極42での電圧降下が大きくなり、各圧電素子39に印加される電圧が小さくなる。 By the way, in the present embodiment, the plurality of piezoelectric elements 39 constitute four piezoelectric element rows 40a to 40d arranged in the scanning direction. Further, the common electrode 42 including the lower electrodes 31 of the plurality of piezoelectric elements 39 is connected to the ground contact portion 45 of the contact portion 43 located at the right end portion of the first flow path substrate 21. In this configuration, the distance between the lower electrode 31 of the piezoelectric element 39 and the ground contact portion 45 of the contact portion 43 is different between the four piezoelectric element rows 40a to 40d. In the piezoelectric element row 40d located at a position away from the contact portion 43, the distance between the lower electrode 31 of each piezoelectric element 39 and the ground contact portion 45 is the longest, so that the electric resistance between them is the largest. As a result, when the piezoelectric element 39 is driven, the voltage drop when a current flows from the second electrode 31 toward the ground contact portion 45 becomes large. In particular, when ink is ejected from a large number of nozzles 24 at the same time, many piezoelectric elements 39 are driven at the same time. Therefore, the voltage drop at the common electrode 42 becomes relatively large, and the voltage applied to each piezoelectric element 39 becomes small.

この点について、共通電極42の厚みを大きくして共通電極42の電気抵抗を小さくすることによって、上記の電圧降下を低く抑えることは可能である。しかし、共通電極42(特に、下部電極31)の厚みを大きくすると、その厚みによって圧電部37の変形が阻害されてしまう。また、共通電極42の材料としては、圧電膜32の配向に影響を及ぼしにくい白金(Pt)が適しているが、白金は高価な材料であるため、コストの観点からも共通電極42の厚みを大きくすることは難しい。 In this regard, it is possible to suppress the voltage drop low by increasing the thickness of the common electrode 42 and reducing the electrical resistance of the common electrode 42. However, if the thickness of the common electrode 42 (particularly, the lower electrode 31) is increased, the deformation of the piezoelectric portion 37 is hindered by the thickness. Further, as the material of the common electrode 42, platinum (Pt), which does not easily affect the orientation of the piezoelectric film 32, is suitable, but since platinum is an expensive material, the thickness of the common electrode 42 should be increased from the viewpoint of cost. It's difficult to make it bigger.

上記の理由から、4つの圧電素子列40a~40dの間で、グランド接点部45からの距離に応じて、下部電極31とグランド接点部45との間での電圧降下の程度に差が生じると、電圧降下の大きい圧電素子列40では、圧電素子39に実質的に印加される電圧が低下してしまう。つまり、4つの圧電素子列40a~40dの間で、圧電素子39への印加電圧にばらつきが生じる。この印加電圧のばらつきは、4つのノズル列の間でのノズル24の吐出特性のばらつきとなって現れ、印字品質の悪化に繋がる。そこで、本実施形態では、接点部43から離れた圧電素子列40を構成する圧電素子39の下部電極31と、接点部43のグランド接点部45との間の、電圧降下を低く抑えることを目的として、以下の構成が採用されている。 For the above reason, there is a difference in the degree of voltage drop between the lower electrode 31 and the ground contact portion 45 depending on the distance from the ground contact portion 45 among the four piezoelectric element trains 40a to 40d. In the piezoelectric element row 40 having a large voltage drop, the voltage applied to the piezoelectric element 39 is substantially reduced. That is, the voltage applied to the piezoelectric element 39 varies among the four piezoelectric element rows 40a to 40d. This variation in the applied voltage appears as a variation in the ejection characteristics of the nozzle 24 among the four nozzle rows, which leads to deterioration of print quality. Therefore, in the present embodiment, it is an object to suppress the voltage drop between the lower electrode 31 of the piezoelectric element 39 constituting the piezoelectric element row 40 away from the contact portion 43 and the ground contact portion 45 of the contact portion 43 to be low. As a result, the following configuration is adopted.

図2~図4に示すように、4つの圧電素子列40a~40dのうち、左側(接点部43と反対側)に配置された3つの圧電素子列40b~40dのそれぞれにおいて、搬送方向に隣接する2つの圧電素子39の上部電極33の間に、共通電極42と導通する導通配線52が設けられている。 As shown in FIGS. 2 to 4, of the four piezoelectric element rows 40a to 40d, the three piezoelectric element rows 40b to 40d arranged on the left side (opposite to the contact portion 43) are adjacent to each other in the transport direction. A conduction wiring 52 that conducts with the common electrode 42 is provided between the upper electrodes 33 of the two piezoelectric elements 39.

導通配線52は、駆動配線35と同じ導電材料(金やアルミニウム系材料等)により、上述した駆動配線35と同様、複数の圧電素子39を覆う保護膜38の上面に配置されている。即ち、導通配線52は、圧電膜32と保護膜38を挟んで、共通電極42と重なって配置されている。また、3つの圧電素子列40b~40dのそれぞれにおいて、導通配線52は、隣接する2つの圧電素子39の間において走査方向に延びている。 The conductive wiring 52 is made of the same conductive material (gold, aluminum-based material, etc.) as the drive wiring 35, and is arranged on the upper surface of the protective film 38 that covers the plurality of piezoelectric elements 39, similarly to the drive wiring 35 described above. That is, the conduction wiring 52 is arranged so as to overlap the common electrode 42 with the piezoelectric film 32 and the protective film 38 interposed therebetween. Further, in each of the three piezoelectric element rows 40b to 40d, the conduction wiring 52 extends in the scanning direction between the two adjacent piezoelectric element 39s.

尚、導通配線52の走査方向における長さは、隣接する2つの圧電素子39の上部電極33の、走査方向における長さよりも長くなっている。より詳細には、導通配線52の走査方向における長さは、圧力室26の走査方向における長さとほぼ等しい。また、導通配線52の厚みは駆動配線35と同じであって、共通電極42の厚みよりは大きくなっている。例えば、共通電極42の厚みが、0.1μmである場合に、導通配線52の厚みは、駆動配線35と同じく、1.0μmである。 The length of the conduction wiring 52 in the scanning direction is longer than the length of the upper electrodes 33 of the two adjacent piezoelectric elements 39 in the scanning direction. More specifically, the length of the conduction wiring 52 in the scanning direction is substantially equal to the length of the pressure chamber 26 in the scanning direction. Further, the thickness of the conduction wiring 52 is the same as that of the drive wiring 35, and is larger than the thickness of the common electrode 42. For example, when the thickness of the common electrode 42 is 0.1 μm, the thickness of the conduction wiring 52 is 1.0 μm, which is the same as that of the drive wiring 35.

尚、圧電素子39の周囲に、駆動配線35や導通配線52等の導電体が配置されることにより、各膜の成膜や、圧電膜32のパターニング等に起因して圧電素子に生じる残留応力が変化する。そこで、複数の圧電素子39の間での残留応力のばらつきを小さくするという観点から、導通配線52の厚みは、駆動配線35の厚みと同じになっている。また、同様の理由から、導通配線52は、駆動配線35と同じ導電材料で形成されている。 By arranging conductors such as the drive wiring 35 and the conductive wiring 52 around the piezoelectric element 39, residual stress generated in the piezoelectric element due to film formation of each film, patterning of the piezoelectric film 32, and the like. Changes. Therefore, from the viewpoint of reducing the variation in the residual stress among the plurality of piezoelectric elements 39, the thickness of the conductive wiring 52 is the same as the thickness of the drive wiring 35. Further, for the same reason, the conductive wiring 52 is made of the same conductive material as the drive wiring 35.

図3、図4に示すように、圧電膜32の、各導通配線52の両端部と重なる部分には、2つのスルーホール32aがそれぞれ形成されている。また、保護膜38の、各導通配線52の両端部と重なる部分にも2つのスルーホール38bがそれぞれ形成されている。圧電膜32のスルーホール32a、及び、保護膜38のスルーホール38b内に、導通配線52を構成する導電材料が充填されることにより、圧電膜32及び保護膜38を貫通する導通部53が配置されている。そして、各導通配線52の両端部は、それぞれ、2つの導通部53を介して共通電極42の電極導通部41と接続されている。尚、導通配線52と共通電極42とを導通させる2つの導通部53の位置は、導通配線52の両端部には限られない。但し、導通部53が導通配線52の中央部に近い位置にあると、共通電極42を流れる電流の一部を流す経路として機能する導通配線52の長さが実質的に短くなってしまうため、2つの導通部53は、導通配線52の両端部に設けられていることが好ましい。 As shown in FIGS. 3 and 4, two through holes 32a are formed in the portions of the piezoelectric film 32 that overlap both ends of the conduction wiring 52. Further, two through holes 38b are also formed in the portion of the protective film 38 that overlaps both ends of the conductive wiring 52. The through hole 32a of the piezoelectric film 32 and the through hole 38b of the protective film 38 are filled with the conductive material constituting the conductive wiring 52, so that the conductive portion 53 penetrating the piezoelectric film 32 and the protective film 38 is arranged. Has been done. Both ends of each conduction wiring 52 are connected to the electrode conduction portion 41 of the common electrode 42 via two conduction portions 53, respectively. The positions of the two conduction portions 53 that conduct the conduction wiring 52 and the common electrode 42 are not limited to both ends of the conduction wiring 52. However, if the conductive portion 53 is located near the central portion of the conductive wiring 52, the length of the conductive wiring 52 that functions as a path for passing a part of the current flowing through the common electrode 42 is substantially shortened. It is preferable that the two conductive portions 53 are provided at both ends of the conductive wiring 52.

右から2番目に位置する圧電素子列40bにおいては、隣接する2つの圧電素子39の間に、導通配線52bと、圧電素子列40c,40dからそれぞれ引き出された2本の駆動配線35c,35dが配置されている。また、右から3番目に位置する圧電素子列40cにおいては、隣接する2つの圧電素子39の間に、導通配線52cと、圧電素子列40dから引き出された1本の駆動配線35dが配置されている。尚、圧電素子列40b,40cにおいて、導通配線52は、駆動配線35に対して後方に配置されている。さらに、最も左側に位置する圧電素子列40dにおいては、隣接する2つの圧電素子39の間には導通配線52dのみが配置されている。 In the piezoelectric element row 40b located second from the right, a conduction wiring 52b and two drive wirings 35c and 35d drawn out from the piezoelectric element rows 40c and 40d are provided between two adjacent piezoelectric elements 39, respectively. Have been placed. Further, in the piezoelectric element row 40c located third from the right, a conduction wiring 52c and one drive wiring 35d drawn out from the piezoelectric element row 40d are arranged between two adjacent piezoelectric elements 39. There is. In the piezoelectric element rows 40b and 40c, the conduction wiring 52 is arranged behind the drive wiring 35. Further, in the piezoelectric element row 40d located on the leftmost side, only the conduction wiring 52d is arranged between the two adjacent piezoelectric elements 39.

このように、走査方向において、接点部43から離れた位置にある圧電素子列40(40b~40d)において、隣接する圧電素子39の間に、共通電極42と導通する導通配線52が設けられている。そのため、圧電素子列40b~40dを構成する圧電素子39の下部電極31と、接点部43のグランド接点部45との間で、電流が流れる経路が増える。これにより、下部電極31とグランド接点部45との間の電気抵抗が実質的に低くなる。従って、接点部43から離れた位置にある圧電素子列40b~40dを構成する圧電素子39において、下部電極31から接点部43のグランド接点部45へ向けて電流が流れる際の、下部電極31とグランド接点部45との間での電圧降下を小さく抑えることができる。上記の電圧降下が小さく抑えられることにより、複数の圧電素子39間で、圧電素子39に印加される電圧のばらつきが抑えられるため、複数のノズル24間での吐出特性差が小さくなる。 As described above, in the piezoelectric element row 40 (40b to 40d) located at a position away from the contact portion 43 in the scanning direction, a conduction wiring 52 that conducts with the common electrode 42 is provided between the adjacent piezoelectric elements 39. There is. Therefore, the path through which the current flows increases between the lower electrode 31 of the piezoelectric element 39 constituting the piezoelectric element rows 40b to 40d and the ground contact portion 45 of the contact portion 43. As a result, the electrical resistance between the lower electrode 31 and the ground contact portion 45 is substantially reduced. Therefore, in the piezoelectric element 39 constituting the piezoelectric element rows 40b to 40d located at a position away from the contact portion 43, the lower electrode 31 and the lower electrode 31 when a current flows from the lower electrode 31 toward the ground contact portion 45 of the contact portion 43. The voltage drop between the ground contact portion 45 and the ground contact portion 45 can be suppressed to a small value. By suppressing the voltage drop to be small, the variation in the voltage applied to the piezoelectric element 39 is suppressed among the plurality of piezoelectric elements 39, so that the difference in ejection characteristics among the plurality of nozzles 24 becomes small.

尚、接点部43に近い第1圧電素子列40aにおいては、搬送方向に隣接する2つの圧電素子39の間に、他の3つの圧電素子列40b~40dにそれぞれ対応する3本の駆動配線35b~35dが通過している。これと比べて、他の3つの圧電素子列40b~40dにおいては、隣接する2つの圧電素子39の間を通過する駆動配線35の数が少ない。つまり、接点部43から離れた圧電素子列40b~40cにおいては、圧電素子列40aと比べて、隣接する2つの圧電素子39の間に存在する空いた領域の面積が大きいため、隣接する2つの圧電素子39の間に導通配線52を設置することが容易である。 In the first piezoelectric element row 40a near the contact portion 43, three drive wirings 35b corresponding to the other three piezoelectric element rows 40b to 40d are provided between the two piezoelectric element rows 39 adjacent to each other in the transport direction. ~ 35d has passed. Compared to this, in the other three piezoelectric element rows 40b to 40d, the number of drive wirings 35 passing between the two adjacent piezoelectric elements 39 is small. That is, in the piezoelectric element rows 40b to 40c away from the contact portion 43, the area of the vacant region existing between the two adjacent piezoelectric element 39s is larger than that of the piezoelectric element rows 40a, so that the two adjacent piezoelectric element rows 40b to 40c have a larger area. It is easy to install the conduction wiring 52 between the piezoelectric elements 39.

また、導通配線52が設けられている3つの圧電素子列40b~40dの間でも、接点部43からの距離が大きいほど、圧電素子39の下部電極31と接点部43のグランド接点部45との間での電気抵抗が大きく、電圧降下も大きくなる。そこで、接点部43からの距離が離れている圧電素子列40に設けられる導通配線52の電気抵抗が、接点部43に近い圧電素子列40に設けられる導通配線52の電気抵抗よりも小さくなっていることが好ましい。即ち、隣接する2つの圧電素子39の間に配置される、導通配線52は、駆動配線35に対して、(1)配線幅が大きい、(2)配線の本数が多い、あるいは、(3)電気抵抗率の低い材料で形成されている、の何れかであることが好ましい。 Further, even between the three piezoelectric element rows 40b to 40d provided with the conductive wiring 52, the larger the distance from the contact portion 43, the more the lower electrode 31 of the piezoelectric element 39 and the ground contact portion 45 of the contact portion 43 come into contact with each other. The electrical resistance between them is large, and the voltage drop is also large. Therefore, the electric resistance of the conductive wiring 52 provided in the piezoelectric element row 40 that is far from the contact portion 43 becomes smaller than the electric resistance of the conductive wiring 52 provided in the piezoelectric element row 40 close to the contact portion 43. It is preferable to have. That is, the conduction wiring 52 arranged between the two adjacent piezoelectric elements 39 has (1) a large wiring width, (2) a large number of wirings, or (3) with respect to the drive wiring 35. It is preferably made of a material having a low electrical resistivity.

一例として、本実施形態では、圧電素子列40と接点部43との距離が離れているほど、圧電素子列40に設けられる導通配線52の搬送方向における幅が大きくなっている。即ち、圧電素子列40dの導通配線52dの幅が最も大きく、次に、圧電素子列40cの導通配線52cの幅が大きく、圧電素子列40bの導通配線52bの幅が最も小さくなっている。 As an example, in the present embodiment, as the distance between the piezoelectric element row 40 and the contact portion 43 increases, the width of the conductive wiring 52 provided in the piezoelectric element row 40 in the transport direction becomes larger. That is, the width of the conductive wiring 52d of the piezoelectric element row 40d is the largest, then the width of the conductive wiring 52c of the piezoelectric element row 40c is large, and the width of the conductive wiring 52b of the piezoelectric element row 40b is the smallest.

導通配線52の幅の具体例を以下に挙げる。搬送方向に隣接する2つの上部電極33の間の距離D(図3参照)が15~20μm、駆動配線35の走査方向における幅が2~3μmであるときに、最も幅の小さい導通配線52bの幅は、駆動配線35と同じく2~3μmとするのが好ましい。また、導通配線52cの幅は、導通配線52bの倍の、4~6μmとするのが好ましい。さらに、導通配線52dの幅は、導通配線52bの3倍の、6~9μmとするのが好ましい。 Specific examples of the width of the conductive wiring 52 are given below. When the distance D (see FIG. 3) between the two upper electrodes 33 adjacent to each other in the transport direction is 15 to 20 μm and the width of the drive wiring 35 in the scanning direction is 2 to 3 μm, the width of the conduction wiring 52b having the smallest width is the smallest. The width is preferably 2 to 3 μm, which is the same as that of the drive wiring 35. Further, the width of the conductive wiring 52c is preferably 4 to 6 μm, which is twice the width of the conductive wiring 52b. Further, the width of the conductive wiring 52d is preferably 6 to 9 μm, which is three times the width of the conductive wiring 52b.

尚、複数の圧電素子列40の間での、導通配線52の幅の関係は、以下のような式で一般化することができる。
接点部43からn列目に位置する導通配線52の幅をWnとしたときに、
Wn=k×(n-1)(但し、kは定数)
となる。
The relationship between the widths of the conduction wiring 52 among the plurality of piezoelectric element rows 40 can be generalized by the following equation.
When the width of the conduction wiring 52 located in the nth row from the contact portion 43 is Wn,
Wn = k × (n-1) (where k is a constant)
Will be.

また、導通配線52そのものの電気抵抗も、極力小さいことが好ましい。そこで、導通配線52は、共通電極42よりも電気抵抗の小さい導電材料で形成されている。具体的には、共通電極42が白金で形成されている場合に、駆動配線35と同様に、白金よりも電気抵抗率が低い、金やアルミニウムで形成されるとよい。導通配線52と駆動配線35とで同じ導電材料を使用すれば、同じ成膜プロセスで、駆動配線35と導通配線52とを形成することができる。さらに、図4に示すように、導通配線52の厚みは、共通電極42の厚みよりも大きくなっている。 Further, it is preferable that the electrical resistance of the conduction wiring 52 itself is as small as possible. Therefore, the conductive wiring 52 is made of a conductive material having a smaller electric resistance than the common electrode 42. Specifically, when the common electrode 42 is made of platinum, it is preferable that the common electrode 42 is made of gold or aluminum, which has a lower electrical resistivity than platinum, like the drive wiring 35. If the same conductive material is used for the conductive wiring 52 and the drive wiring 35, the drive wiring 35 and the conductive wiring 52 can be formed by the same film forming process. Further, as shown in FIG. 4, the thickness of the conduction wiring 52 is larger than the thickness of the common electrode 42.

また、導通配線52の走査方向における長さは、上部電極33の走査方向における長さよりも長くなっている。導通配線52の長さを長くすることによって、導通配線52のそのものの電気抵抗が低くなるわけではないが、下部電極31と接点部43のグランド接点部45との間で、共通電極42とは別経路で電流が流れる区間が長くなるため、下部電極31とグランド接点部45との間の全体的な電気抵抗が下がるという効果がある。 Further, the length of the conductive wiring 52 in the scanning direction is longer than the length of the upper electrode 33 in the scanning direction. By increasing the length of the conductive wiring 52, the electrical resistance of the conductive wiring 52 itself is not lowered, but what is the common electrode 42 between the lower electrode 31 and the ground contact portion 45 of the contact portion 43? Since the section in which the current flows in another path becomes long, there is an effect that the overall electric resistance between the lower electrode 31 and the ground contact portion 45 is lowered.

これらの構成を採用することにより、圧電素子列40b~40dを構成する圧電素子39の下部電極31から、接点部43のグランド接点部45までの間における電気抵抗を低くして、電圧降下を小さく抑えることができる。 By adopting these configurations, the electric resistance between the lower electrode 31 of the piezoelectric element 39 constituting the piezoelectric element rows 40b to 40d to the ground contact portion 45 of the contact portion 43 is lowered, and the voltage drop is reduced. It can be suppressed.

次に、上述したインクジェットヘッド4のヘッドユニット16の、特に、圧電アクチュエータ23の製造工程について説明する。本実施形態では、第1流路基板21の振動膜30の上に、様々な膜を順に、成膜、パターニングしていくことにより、複数の圧電素子39を含む圧電アクチュエータ23を製造する。 Next, the manufacturing process of the head unit 16 of the inkjet head 4 described above, particularly the piezoelectric actuator 23, will be described. In the present embodiment, a piezoelectric actuator 23 including a plurality of piezoelectric elements 39 is manufactured by sequentially forming and patterning various films on the vibration film 30 of the first flow path substrate 21.

図5は、(a)振動膜成膜、(b)共通電極(下部電極)形成、(c)圧電膜成膜、(d)圧電膜エッチング、の各工程を示す。 FIG. 5 shows each step of (a) film formation of a vibrating film, (b) formation of a common electrode (lower electrode), (c) film formation of a piezoelectric film, and (d) etching of a piezoelectric film.

まず、図5(a)に示すように、第1流路基板21の表面に、熱酸化等によって二酸化シリコン等の振動膜30を成膜する。次に、図5(b)に示すように、振動膜30の上に、スパッタリング等による成膜と、エッチングによるパターニングによって、共通電極42(下部電極31)を形成する。 First, as shown in FIG. 5A, a vibrating film 30 such as silicon dioxide is formed on the surface of the first flow path substrate 21 by thermal oxidation or the like. Next, as shown in FIG. 5B, a common electrode 42 (lower electrode 31) is formed on the vibrating film 30 by forming a film by sputtering or the like and patterning by etching.

次に、共通電極42の上に圧電膜32を形成する。まず、図5(c)に示すように、振動膜30の上面に、ゾルゲル法、スパッタリング法などで、圧電膜32を共通電極42を覆うように成膜する。次に、図5(d)に示すように、圧電膜32をドライエッチングでパターニングする。このとき、圧電膜32の、3つの圧電素子列40b~40dに対応する部分に、後述する導通配線52を共通電極42と導通させるためのスルーホール32aを形成する。 Next, the piezoelectric film 32 is formed on the common electrode 42. First, as shown in FIG. 5C, a piezoelectric film 32 is formed on the upper surface of the vibrating film 30 by a sol-gel method, a sputtering method, or the like so as to cover the common electrode 42. Next, as shown in FIG. 5D, the piezoelectric film 32 is patterned by dry etching. At this time, through holes 32a for conducting the conduction wiring 52 described later with the common electrode 42 are formed in the portions of the piezoelectric film 32 corresponding to the three piezoelectric element rows 40b to 40d.

図6は、(a)上部電極形成、(b)保護膜形成、(c)配線形成の、各工程を示す。図6(a)に示すように、圧電膜32の上面に、複数の圧力室26にそれぞれ対応する複数の上部電極33を形成する。具体的には、スパッタリング等によって導電膜を成膜し、その後、この導電膜をエッチングでパターニングすることによって上部電極33を形成する。 FIG. 6 shows each process of (a) upper electrode formation, (b) protective film formation, and (c) wiring formation. As shown in FIG. 6A, a plurality of upper electrodes 33 corresponding to the plurality of pressure chambers 26 are formed on the upper surface of the piezoelectric film 32. Specifically, a conductive film is formed by sputtering or the like, and then the conductive film is patterned by etching to form the upper electrode 33.

次に、図6(b)に示すように、振動膜30の上面に、複数の圧電素子39となる圧電膜32を覆うように、保護膜38を形成する。まず、振動膜30の上面に、スパッタリング等の成膜法により、圧電膜32を覆うように保護膜38を成膜する。次に、この保護膜38の、上部電極33の右端部と重なる部分、及び、圧電膜32のスルーホール32aと対応する部分を、それぞれエッチングで除去し、保護膜38にスルーホール38a,38bを形成する。 Next, as shown in FIG. 6B, a protective film 38 is formed on the upper surface of the vibrating film 30 so as to cover the piezoelectric films 32 serving as the plurality of piezoelectric elements 39. First, a protective film 38 is formed on the upper surface of the vibrating film 30 so as to cover the piezoelectric film 32 by a film forming method such as sputtering. Next, the portion of the protective film 38 that overlaps with the right end portion of the upper electrode 33 and the portion corresponding to the through hole 32a of the piezoelectric film 32 are removed by etching, and the through holes 38a and 38b are formed in the protective film 38. Form.

次に、図6(c)に示すように、保護膜38の上面に、金やアルミニウムなどの材料からなる駆動配線35と導通配線52とを同じ成膜プロセスで形成する(配線形成工程)。配線形成のプロセスは特に限定されないが、使用する材料によって好適な方法が多少異なる。例えば、金で形成する場合は、先に、圧電膜32を部分的に覆うようにフォトレジストによるマスクを形成し、このマスクに覆われていない領域にメッキ法で金の膜を成膜することにより、駆動配線35と導通配線52とを形成するのがよい。また、アルミニウム系の材料で形成する場合には、先に、保護膜38の上面全域に、スパッタリング等によってアルミニウム系材料の膜を成膜する。次に、上記の膜の一部を、ウェットエッチングで部分的に除去することにより、駆動配線35と導通配線52とを同時に形成する。 Next, as shown in FIG. 6C, a drive wiring 35 made of a material such as gold or aluminum and a conduction wiring 52 are formed on the upper surface of the protective film 38 by the same film forming process (wiring formation step). The process of wiring formation is not particularly limited, but the suitable method differs slightly depending on the material used. For example, in the case of forming with gold, a mask with a photoresist is first formed so as to partially cover the piezoelectric film 32, and a gold film is formed on a region not covered by the mask by a plating method. Therefore, it is preferable to form the drive wiring 35 and the conduction wiring 52. Further, in the case of forming with an aluminum-based material, first, a film of the aluminum-based material is formed on the entire upper surface of the protective film 38 by sputtering or the like. Next, the drive wiring 35 and the conduction wiring 52 are formed at the same time by partially removing a part of the film by wet etching.

このように、共通電極42に接続される導通配線52を、複数の圧電素子39にそれぞれ対応する複数の駆動配線35と、同じ成膜プロセスで形成することから、導通配線52を形成するための特別なプロセスが増えることがない。また、保護膜38によって、共通電極42と駆動配線35を電気的に分断することができるため、共通電極42の取り回しが容易になり、共通電極42における電圧降下をより抑制することができる。 As described above, since the conductive wiring 52 connected to the common electrode 42 is formed by the same film forming process as the plurality of drive wirings 35 corresponding to the plurality of piezoelectric elements 39, the conductive wiring 52 is formed. No special process is added. Further, since the common electrode 42 and the drive wiring 35 can be electrically separated by the protective film 38, the common electrode 42 can be easily handled, and the voltage drop in the common electrode 42 can be further suppressed.

以上のようにして、振動膜30の上に圧電アクチュエータ23を形成したら、圧電アクチュエータ23の複数の圧電素子39を覆うように、第1流路基板21に保護部材28(図4参照)を接合する。また、第1流路基板21に複数の圧力室26をエッチングで形成する。さらに、第1流路基板21に、第2流路基板22、及び、ノズル24を接合し、ヘッドユニット16の製造を完了する。 After the piezoelectric actuator 23 is formed on the vibrating membrane 30 as described above, the protective member 28 (see FIG. 4) is joined to the first flow path substrate 21 so as to cover the plurality of piezoelectric elements 39 of the piezoelectric actuator 23. do. Further, a plurality of pressure chambers 26 are formed on the first flow path substrate 21 by etching. Further, the second flow path substrate 22 and the nozzle 24 are joined to the first flow path substrate 21, and the production of the head unit 16 is completed.

以上説明した実施形態において、インクジェットヘッド4が、本発明の「液体吐出装置」に相当する。第1流路基板21が、本発明の「基板」に相当する。圧電素子列40aが、本発明の「第1圧電素子列」に相当し、圧電素子列40bが、本発明の「第2圧電素子列」に相当し、圧電素子列40c,40dが、本発明の「第3圧電素子列」に相当する。下部電極31が、本発明の「第1電極」に相当し、上部電極33が、本発明の「第2電極」に相当する。保護膜38が、本発明の「絶縁膜」に相当する。導通部46が、本発明の「第1導通部」に相当し、導通部53が、本発明の「第2導通部」に相当する。 In the embodiment described above, the inkjet head 4 corresponds to the "liquid ejection device" of the present invention. The first flow path substrate 21 corresponds to the "substrate" of the present invention. The piezoelectric element row 40a corresponds to the "first piezoelectric element row" of the present invention, the piezoelectric element row 40b corresponds to the "second piezoelectric element row" of the present invention, and the piezoelectric element rows 40c and 40d correspond to the present invention. Corresponds to the "third piezoelectric element sequence" of. The lower electrode 31 corresponds to the "first electrode" of the present invention, and the upper electrode 33 corresponds to the "second electrode" of the present invention. The protective film 38 corresponds to the "insulating film" of the present invention. The conductive portion 46 corresponds to the "first conductive portion" of the present invention, and the conductive portion 53 corresponds to the "second conductive portion" of the present invention.

次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。 Next, a modified embodiment in which various modifications are made to the embodiment will be described. However, those having the same configuration as that of the above-described embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted as appropriate.

1]図7に示すように、左側3つの圧電素子列40b~40dに対してそれぞれ設けられた、導通配線62b~62dが、3つの圧電素子列40b~40dの間に配置された接続部60a,60bによって導通してもよい。より詳細には、圧電素子列40cに設けられた導通配線62cと、圧電素子列40dに設けられた導通配線62dとが、圧電素子列40cと圧電素子列40dとの間において、走査方向と交差する方向に延びる接続部60aによって導通している。また、圧電素子列40bに設けられた導通配線62bと、圧電素子列40cに設けられた導通配線62cとが、圧電素子列40bと圧電素子列40cとの間において、走査方向と交差する方向に延びる接続部60bによって導通している。つまり、導通配線62b~62dと、接続部60a,60bによって、3つの圧電素子列40b~40dにわたって延びる1本の導通配線が構成されている。 1] As shown in FIG. 7, conduction wirings 62b to 62d provided for each of the three piezoelectric element rows 40b to 40d on the left side are connected portions 60a arranged between the three piezoelectric element rows 40b to 40d. , 60b may be conducted. More specifically, the conductive wiring 62c provided in the piezoelectric element row 40c and the conductive wiring 62d provided in the piezoelectric element row 40d intersect with the scanning direction between the piezoelectric element row 40c and the piezoelectric element row 40d. It is conductive by the connecting portion 60a extending in the direction of Further, the conductive wiring 62b provided in the piezoelectric element row 40b and the conductive wiring 62c provided in the piezoelectric element row 40c are in a direction intersecting the scanning direction between the piezoelectric element row 40b and the piezoelectric element row 40c. It is conducted by the extending connection portion 60b. That is, the conductive wiring 62b to 62d and the connecting portions 60a and 60b constitute one conductive wiring extending over the three piezoelectric element rows 40b to 40d.

この構成によれば、接点部43から離れた圧電素子列40c,40dを構成する圧電素子39の下部電極31と、接点部43のグランド接点部45までの間において、共通電極42とは別経路で電流が流れる区間が長くなる。従って、圧電素子列40c,40dを構成する圧電素子39から接点部43までの間での電気抵抗が小さくなり、電圧降下がより一層小さく抑えられる。 According to this configuration, a path different from the common electrode 42 is provided between the lower electrode 31 of the piezoelectric element 39 constituting the piezoelectric element rows 40c and 40d away from the contact portion 43 and the ground contact portion 45 of the contact portion 43. The section where the current flows becomes longer. Therefore, the electric resistance between the piezoelectric elements 39 constituting the piezoelectric element rows 40c and 40d to the contact portion 43 is reduced, and the voltage drop is further suppressed.

2]前記実施形態では、接点部43から遠い圧電素子列40に対応する導通配線52の電気抵抗を小さくする観点から、圧電素子列40と接点部43との距離が離れるほど、圧電素子列40に設けられる導通配線52の走査方向における幅が大きくなっている。これに対して、圧電素子列40と接点部43との距離が離れるほど、隣接する2つの圧電素子39の間に設けられる導通配線の本数が多くなっていてもよい。 2] In the above embodiment, from the viewpoint of reducing the electrical resistance of the conductive wiring 52 corresponding to the piezoelectric element row 40 far from the contact portion 43, the distance between the piezoelectric element row 40 and the contact portion 43 increases, the piezoelectric element row 40 The width of the conductive wiring 52 provided in the above in the scanning direction is large. On the other hand, as the distance between the piezoelectric element row 40 and the contact portion 43 increases, the number of conductive wires provided between the two adjacent piezoelectric elements 39 may increase.

図8に示すように、3つの圧電素子列40b~40dについて、圧電素子列40と接点部43との距離が離れているほど、圧電素子列40を構成する2つの圧電素子39の間に設けられる導通配線63の本数が大きくなっている。具体的には、圧電素子列40dに設けられる導通配線63dの本数が最も多く、圧電素子列40dの2つの圧電素子39の間には導通配線63dが3本配置されている。次に、圧電素子列40cに設けられる導通配線63cの本数が多く、圧電素子列40cの2つの圧電素子39の間に導通配線63cは2本配置されている。圧電素子列40bに設けられる導通配線63bの本数が最も少なく、圧電素子列40bの2つの圧電素子39の間に導通配線63bは1本しか配置されていない。 As shown in FIG. 8, for the three piezoelectric element rows 40b to 40d, the farther the piezoelectric element row 40 and the contact portion 43 are, the more the three piezoelectric element rows 40b to 40d are provided between the two piezoelectric elements 39 constituting the piezoelectric element row 40. The number of conductive wires 63 to be formed is large. Specifically, the number of the conductive wires 63d provided in the piezoelectric element row 40d is the largest, and three conductive wires 63d are arranged between the two piezoelectric elements 39 in the piezoelectric element row 40d. Next, the number of the conductive wires 63c provided in the piezoelectric element row 40c is large, and two conductive wires 63c are arranged between the two piezoelectric elements 39 in the piezoelectric element row 40c. The number of the conductive wiring 63b provided in the piezoelectric element row 40b is the smallest, and only one conductive wiring 63b is arranged between the two piezoelectric elements 39 in the piezoelectric element row 40b.

このように、接点部43からの距離が離れている圧電素子列40に対して設けられる導通配線63の本数が多くなっているため、前記実施形態と同様に、接点部43から離れた圧電素子列40を構成する圧電素子39の下部電極31と、接点部43のグランド接点部45までの電気抵抗が小さくなり、その間での電圧降下が小さく抑えられる。 As described above, since the number of conductive wirings 63 provided for the piezoelectric element row 40 that is far from the contact portion 43 is large, the piezoelectric element that is separated from the contact portion 43 is the same as in the above embodiment. The electrical resistance between the lower electrode 31 of the piezoelectric element 39 constituting the row 40 and the ground contact portion 45 of the contact portion 43 is reduced, and the voltage drop between them is suppressed to be small.

また、図8では、4つの圧電素子列40a~40dの間で、搬送方向に隣接する2つの圧電素子39の間に配置されている、駆動配線35と導通配線63の合計本数が互いに等しくなっている。具体的には、圧電素子列40aにおいては、隣接する2つの圧電素子39の間に3本の駆動配線35が配置されている。圧電素子列40bにおいては、2本の駆動配線35と1本の導通配線63が配置されている。圧電素子列40cにおいては、1本の駆動配線35と2本の導通配線63が配置されている。さらに、圧電素子列40dにおいては、3本の導通配線63が配置されている。つまり、4つの圧電素子列40にそれぞれ属する圧電素子39の間で、各圧電素子39の周囲に配置されている導電体の量、及び、配置されている場所等の条件が近づく。これにより、各種薄膜を成膜する際に発生する残留応力や、圧電膜32のパターニング等に起因して圧電素子39に発生する応力条件を近づけることができるため、残留応力のばらつきを極力小さくすることができる。 Further, in FIG. 8, the total number of the drive wiring 35 and the conduction wiring 63 arranged between the two piezoelectric elements 39 adjacent to each other in the transport direction is equal to each other between the four piezoelectric element rows 40a to 40d. ing. Specifically, in the piezoelectric element row 40a, three drive wirings 35 are arranged between two adjacent piezoelectric elements 39. In the piezoelectric element row 40b, two drive wirings 35 and one conduction wiring 63 are arranged. In the piezoelectric element row 40c, one drive wiring 35 and two conduction wirings 63 are arranged. Further, in the piezoelectric element row 40d, three conduction wirings 63 are arranged. That is, between the piezoelectric elements 39 belonging to each of the four piezoelectric element rows 40, conditions such as the amount of conductors arranged around each piezoelectric element 39 and the place where they are arranged approach each other. As a result, the residual stress generated when forming various thin films and the stress conditions generated in the piezoelectric element 39 due to the patterning of the piezoelectric film 32 can be brought close to each other, so that the variation in the residual stress is minimized. be able to.

尚、残留応力のばらつきをさらに抑えるという観点からは、隣接する2つの圧電素子39の間に配置される駆動配線35と導通配線63の幅が、全て等しいことが好ましい。例えば、搬送方向隣接する2つの圧電素子39の上部電極の間の距離が15~20μmである場合には、駆動配線35の幅と導通配線63の幅を、それぞれ、2~3μmとするのがよい。また、駆動配線35の厚みと導通配線63の厚みも等しいことが好ましい。 From the viewpoint of further suppressing the variation in the residual stress, it is preferable that the widths of the drive wiring 35 and the conduction wiring 63 arranged between the two adjacent piezoelectric elements 39 are all the same. For example, when the distance between the upper electrodes of the two piezoelectric elements 39 adjacent to each other in the transport direction is 15 to 20 μm, the width of the drive wiring 35 and the width of the conduction wiring 63 are set to 2 to 3 μm, respectively. good. Further, it is preferable that the thickness of the drive wiring 35 and the thickness of the conduction wiring 63 are also the same.

4]接点部43のグランド接点部45から、圧電素子39の下部電極31までの電気抵抗を低くするためには、導通配線は、極力、電気抵抗率の低い導電材料で形成されることが好ましい。そこで、導通配線が、駆動配線35よりも電気抵抗率の低い導電材料で形成されてもよい。例えば、前記実施形態の図2、図3において、駆動配線35が、比較的安価なアルミニウム系の材料で形成されている場合に、導通配線52は、アルミニウム系材料よりも高価だが、電気抵抗率の低い金で形成されてもよい。 4] In order to reduce the electrical resistance from the ground contact portion 45 of the contact portion 43 to the lower electrode 31 of the piezoelectric element 39, the conductive wiring is preferably formed of a conductive material having a low electrical resistivity as much as possible. .. Therefore, the conductive wiring may be formed of a conductive material having a lower electrical resistivity than the drive wiring 35. For example, in FIGS. 2 and 3 of the embodiment, when the drive wiring 35 is made of a relatively inexpensive aluminum-based material, the conduction wiring 52 is more expensive than the aluminum-based material, but has an electrical resistivity. It may be formed of low gold.

5]前記実施形態では、接点部43の複数の駆動接点部44とグランド接点部45は、搬送方向に並んで配置されている。そのため、3つの圧電素子列40b~40dの各々を構成する複数の圧電素子39の間でも、グランド接点部45からの距離が異なっている。そこで、3つの圧電素子列40b~40dの各々に対して設けられる複数の導通配線は、グランド接点部45からの距離が遠いものほど幅が太くなっていてもよい。図9では、矢印Aで示される図中上側が、搬送方向においてグランド接点部45に近づく方向であり、矢印Bで示される図中下側が、グランド接点部45から離れる方向である。そして、各圧電素子列40に設けられる導通配線64は、図中下側、即ち、グランド接点部45から遠い側に配置されているものほど幅が大きくなっている。つまり、搬送方向において、グランド接点部45から離れるほど、導通配線64の幅が大きくなっている。この構成により、1つの圧電素子列40の中の、特に、グランド接点部45から遠い位置にある圧電素子39についても、下部電極31からグランド接点部45までの間での電圧降下を小さく抑えることができる。尚、上記形態における駆動接点部44が、本発明の「第1接点部」に相当し、グランド接点部45が、本発明の「第2接点部」に相当する。 5] In the above embodiment, the plurality of drive contact portions 44 and the ground contact portion 45 of the contact portion 43 are arranged side by side in the transport direction. Therefore, the distance from the ground contact portion 45 is different even among the plurality of piezoelectric elements 39 constituting each of the three piezoelectric element rows 40b to 40d. Therefore, the width of the plurality of conduction wirings provided for each of the three piezoelectric element rows 40b to 40d may be wider as the distance from the ground contact portion 45 is longer. In FIG. 9, the upper side in the figure indicated by the arrow A is the direction toward the ground contact portion 45 in the transport direction, and the lower side in the figure indicated by the arrow B is the direction away from the ground contact portion 45. The width of the conduction wiring 64 provided in each piezoelectric element row 40 is larger as it is arranged on the lower side in the drawing, that is, on the side farther from the ground contact portion 45. That is, in the transport direction, the width of the conduction wiring 64 increases as the distance from the ground contact portion 45 increases. With this configuration, the voltage drop between the lower electrode 31 and the ground contact portion 45 can be kept small even for the piezoelectric element 39 located at a position far from the ground contact portion 45 in one piezoelectric element row 40. Can be done. The drive contact portion 44 in the above embodiment corresponds to the "first contact portion" of the present invention, and the ground contact portion 45 corresponds to the "second contact portion" of the present invention.

6]前記実施形態や上述した変更形態(図8等)のように、3つの圧電素子列40b~40dの間で、搬送方向に隣接する2つの圧電素子39の間に配置される導通配線の幅や本数を異ならせることは必ずしも必要ではない。即ち、3つの圧電素子列40b~40dの間で導通配線の幅、及び、本数を等しくしてもよい。 6] As in the above-described embodiment and the above-mentioned modification (FIG. 8 and the like), the conduction wiring arranged between the two piezoelectric elements 39 adjacent to each other in the transport direction between the three piezoelectric element rows 40b to 40d. It is not always necessary to have different widths and numbers. That is, the width and the number of conduction wirings may be equal among the three piezoelectric element rows 40b to 40d.

7]前記実施形態では、図2、図3に示すように、振動膜30の上に、複数の圧力室26を覆うように圧電膜32が配置されており、複数の圧電素子39の圧電部37が互いに繋がっている。そして、圧電膜32のうちの、隣接する圧電素子39の圧電部37の間の部分に、駆動配線35及び導通配線52が配置されている。これに対して、複数の圧電素子39の圧電部が、搬送方向において分離されている場合にも本発明を適用することは可能である。 7] In the above embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the piezoelectric film 32 is arranged on the vibrating film 30 so as to cover the plurality of pressure chambers 26, and the piezoelectric portions of the plurality of piezoelectric elements 39 are arranged. 37 are connected to each other. The drive wiring 35 and the conduction wiring 52 are arranged in the portion of the piezoelectric film 32 between the piezoelectric portions 37 of the adjacent piezoelectric elements 39. On the other hand, the present invention can be applied even when the piezoelectric portions of the plurality of piezoelectric elements 39 are separated in the transport direction.

図10、図11に示すように、共通電極42を覆うように圧電膜72が配置されている。この圧電膜72の、搬送方向に隣接する2つの圧電素子39の間の領域には、エッチングによって開口部72aが形成されている。各開口部72aにおいては、共通電極42が、圧電膜72から露出した状態となるが、上部電極33の形成後に成膜される保護膜38によって、開口部72aから露出した共通電極42が覆われる。 As shown in FIGS. 10 and 11, the piezoelectric film 72 is arranged so as to cover the common electrode 42. An opening 72a is formed in the region of the piezoelectric film 72 between two piezoelectric elements 39 adjacent to each other in the transport direction by etching. In each opening 72a, the common electrode 42 is exposed from the piezoelectric film 72, but the protective film 38 formed after the formation of the upper electrode 33 covers the common electrode 42 exposed from the opening 72a. ..

その上で、各圧電素子列40の、隣接する2つの圧電素子39の間においては、開口部72aを覆う保護膜38の上に、駆動配線35と導通配線82とが配置されている。前記実施形態の図4では、駆動配線35及び導通配線52と、共通電極42との間には、圧電膜32と保護膜38とが配置されているが、図11では、開口部72aが形成された領域において、駆動配線35及び導通配線82と、共通電極42との間には、保護膜38のみが配置された構成となっている。尚、導通配線82は、保護膜38を貫通するように配置された2つの導通部83によって、共通電極42と導通している。 On top of that, between the two adjacent piezoelectric elements 39 of each piezoelectric element row 40, the drive wiring 35 and the conduction wiring 82 are arranged on the protective film 38 covering the opening 72a. In FIG. 4 of the embodiment, the piezoelectric film 32 and the protective film 38 are arranged between the drive wiring 35 and the conduction wiring 52 and the common electrode 42, but in FIG. 11, the opening 72a is formed. In this region, only the protective film 38 is arranged between the drive wiring 35 and the conduction wiring 82 and the common electrode 42. The conduction wiring 82 is electrically connected to the common electrode 42 by two conduction portions 83 arranged so as to penetrate the protective film 38.

また、圧電膜32が圧力室26毎にパターニングされ、複数の圧力室26の間で、圧電部37が完全に分離されていてもよい。この場合、圧電部37と上部電極33の大きさはほぼ同じか、上部電極33が圧電部37よりもやや小さくされる。 Further, the piezoelectric film 32 may be patterned for each pressure chamber 26, and the piezoelectric portion 37 may be completely separated between the plurality of pressure chambers 26. In this case, the size of the piezoelectric portion 37 and the upper electrode 33 are almost the same, or the upper electrode 33 is slightly smaller than the piezoelectric portion 37.

8]前記実施形態では、複数の圧電素子39を覆うように保護膜38が設けられていたが、この保護膜38は省略することも可能である。 8] In the above embodiment, the protective film 38 is provided so as to cover the plurality of piezoelectric elements 39, but the protective film 38 can be omitted.

9]前記実施形態では、複数の下部電極31が電極導通部41によって互いに導通して、複数の圧電素子39についての共通電極42を構成する一方、各上部電極33が個別電極となっているが、下部電極が個別電極、上部電極が共通電極であってもよい。 9] In the above embodiment, the plurality of lower electrodes 31 are electrically connected to each other by the electrode conduction portion 41 to form a common electrode 42 for the plurality of piezoelectric elements 39, while each upper electrode 33 is an individual electrode. , The lower electrode may be an individual electrode, and the upper electrode may be a common electrode.

10]前記実施形態の圧電アクチュエータ23では、複数の圧電素子39が4つの圧電素子列40を構成しているが、圧電素子列の数は4つには限られない。即ち、本発明は、2つ以上の圧電素子列40を有する圧電アクチュエータに対して適用可能である。 10] In the piezoelectric actuator 23 of the above embodiment, a plurality of piezoelectric elements 39 form four piezoelectric element rows 40, but the number of piezoelectric element rows is not limited to four. That is, the present invention is applicable to a piezoelectric actuator having two or more piezoelectric element rows 40.

11]前記実施形態の圧電アクチュエータ23では、4つの圧電素子列40のうちの、接点部43と反対側の3つの圧電素子列40b~40dに対して、導通配線52が設けられているが、接点部43に最も近い圧電素子列40aに対しても、導通配線52が設けられてもよい。 11] In the piezoelectric actuator 23 of the above embodiment, the conduction wiring 52 is provided for the three piezoelectric element rows 40b to 40d on the opposite side of the contact portion 43 among the four piezoelectric element rows 40. The conduction wiring 52 may also be provided for the piezoelectric element row 40a closest to the contact portion 43.

上記とは逆に、3つの圧電素子列40b~40dの全てについて導通配線52が設けられる必要は必ずしもなく、3つの圧電素子列40b~40dのうちの何れか1つにのみ導通配線52が設けられてもよい。 Contrary to the above, it is not always necessary to provide the conductive wiring 52 for all three piezoelectric element rows 40b to 40d, and the conductive wiring 52 is provided only for any one of the three piezoelectric element rows 40b to 40d. May be done.

13]前記実施形態では、第1流路基板21に設けられた接点部43に、配線部材であるCOF50が接合されているが、接点部43に、ICチップ等の配線部材以外の部品と電気的に接続されてもよい。 13] In the above embodiment, the COF 50, which is a wiring member, is joined to the contact portion 43 provided on the first flow path board 21, but the contact portion 43 is electrically connected to a component other than the wiring member such as an IC chip. May be connected.

以上説明した実施形態及びその変更形態は、本発明を、記録用紙にインクを吐出して画像等を印刷するインクジェットヘッドの圧電アクチュエータに適用したものであるが、画像等の印刷以外の様々な用途で使用される液体吐出装置においても本発明は適用されうる。例えば、基板に導電性の液体を吐出して、基板表面に導電パターンを形成する液体吐出装置にも、本発明を適用することは可能である。また、本発明の圧電アクチュエータは、液体に圧力を与える目的で使用されるものにも限られない。例えば、固形の物体を動かすアクチュエータや気体を加圧するアクチュエータなどに、本発明を適用することも可能である。 The embodiment described above and the modified embodiment thereof apply the present invention to a piezoelectric actuator of an inkjet head that ejects ink onto recording paper to print an image or the like, but has various uses other than printing of an image or the like. The present invention can also be applied to the liquid discharge device used in the above. For example, the present invention can be applied to a liquid discharge device that discharges a conductive liquid onto a substrate to form a conductive pattern on the surface of the substrate. Further, the piezoelectric actuator of the present invention is not limited to the one used for the purpose of applying pressure to a liquid. For example, the present invention can be applied to an actuator that moves a solid object, an actuator that pressurizes a gas, and the like.

次に、出願当初の特許請求の範囲に記載の請求項1~17に係る発明以外の開示発明について説明する。
この発明は、基板上において第1方向に配列される第1圧電素子列と、前記第1圧電素子列と前記第1方向と直交する第2方向に並ぶ第2圧電素子列とを構成する、複数の圧電素子と、
前記基板上の、前記第1圧電素子列に対して、前記第2方向において前記第2圧電素子列とは反対側の位置に配置され、配線部材が接合される接点部と、
前記複数の圧電素子から前記接点部に向けて、前記第2方向にそれぞれ延びる複数の駆動配線と、を備え、
各圧電素子は、圧電部と、前記圧電部の厚み方向における一方側に配置された第1電極と、前記圧電部の厚み方向における他方側に配置された第2電極とを有し、
各駆動配線は、対応する前記圧電素子の前記第1電極に接続され、
前記複数の圧電素子の前記第2電極は、これら複数の第2電極の間に配置された電極導通部によって互いに導通し、前記複数の第2電極と前記電極導通部により前記複数の圧電素子についての共通電極が構成され、
各圧電素子列を構成する複数の圧電素子の前記圧電部を互いに繋ぐ圧電連結部をさらに有し、
前記第2圧電素子列の前記圧電素子に対応する前記駆動配線は、前記第1圧電素子列の、前記第1方向において隣接する2つの前記圧電素子の間を通って前記接点部へ延びており、
前記第2圧電素子列の、前記第1方向において隣接する2つの前記圧電素子の間に配置され、前記駆動配線とは分離されたダミー配線が配置されていることを特徴とする、圧電アクチュエータの発明である。
Next, disclosed inventions other than the inventions according to claims 1 to 17 described in the claims at the time of filing will be described.
The present invention comprises a first piezoelectric element array arranged in the first direction on the substrate, and a second piezoelectric element array arranged in the second direction orthogonal to the first piezoelectric element array and the first piezoelectric element array. With multiple piezoelectric elements
A contact portion on the substrate, which is arranged at a position opposite to the second piezoelectric element row in the second direction with respect to the first piezoelectric element row and to which a wiring member is joined.
A plurality of drive wirings extending from the plurality of piezoelectric elements toward the contact portion in the second direction are provided.
Each piezoelectric element has a piezoelectric portion, a first electrode arranged on one side in the thickness direction of the piezoelectric portion, and a second electrode arranged on the other side in the thickness direction of the piezoelectric portion.
Each drive wiring is connected to the first electrode of the corresponding piezoelectric element.
The second electrodes of the plurality of piezoelectric elements are electrically connected to each other by an electrode conduction portion arranged between the plurality of second electrodes, and the plurality of second electrodes and the electrode conduction portion are provided with respect to the plurality of piezoelectric elements. Common electrodes are configured,
Further having a piezoelectric connecting portion for connecting the piezoelectric portions of a plurality of piezoelectric elements constituting each piezoelectric element row to each other.
The drive wiring corresponding to the piezoelectric element of the second piezoelectric element row extends to the contact portion of the first piezoelectric element row through between two adjacent piezoelectric elements in the first direction. ,
A piezoelectric actuator of the second piezoelectric element row, characterized in that a dummy wiring is arranged between two adjacent piezoelectric elements in the first direction and separated from the drive wiring. It is an invention.

上記開示発明の実施形態例について図12を参照して説明する。圧電アクチュエータ103は、4つの圧力室列27a~27dにそれぞれ対応した4つの圧電素子列40a~40dを構成する、複数の圧電素子39を有する。前記実施形態と同様に、4つの圧力室列27に跨って圧電膜32が形成されている。つまり、4つの圧電素子列40を構成する複数の圧電素子39の圧電部37が、圧電膜32のうちの隣接する圧力室26の間に配置されている圧電連結部111によって互いに繋がった構成となっている。 An embodiment of the disclosed invention will be described with reference to FIG. The piezoelectric actuator 103 has a plurality of piezoelectric elements 39 constituting four piezoelectric element rows 40a to 40d corresponding to the four pressure chamber rows 27a to 27d, respectively. Similar to the above embodiment, the piezoelectric film 32 is formed across the four pressure chamber rows 27. That is, the piezoelectric portions 37 of the plurality of piezoelectric elements 39 constituting the four piezoelectric element rows 40 are connected to each other by the piezoelectric connecting portions 111 arranged between the adjacent pressure chambers 26 in the piezoelectric film 32. It has become.

4つの圧電素子列40を構成する複数の圧電素子39からは、対応する駆動配線35が、接点部43に向けて右側に引き出されている。そのため、右側3つの圧電素子列40a~40cにおいては、搬送方向に隣接する2つの圧電素子39の間を、他の圧電素子列40からの駆動配線35が通過している。一方、最も左側に位置する圧電素子列40dにおいては、搬送方向に隣接する2つの圧電素子39の間には、他の圧電素子列40の駆動配線35が配置されていない。 From the plurality of piezoelectric elements 39 constituting the four piezoelectric element rows 40, the corresponding drive wiring 35 is drawn out to the right toward the contact portion 43. Therefore, in the three piezoelectric element rows 40a to 40c on the right side, the drive wiring 35 from the other piezoelectric element rows 40 passes between the two piezoelectric elements 39 adjacent to each other in the transport direction. On the other hand, in the piezoelectric element row 40d located on the leftmost side, the drive wiring 35 of the other piezoelectric element row 40 is not arranged between the two piezoelectric elements 39 adjacent to each other in the transport direction.

隣接する2つの圧電素子39の間の、圧電膜32の上に、駆動配線35等の導電膜が存在するか否かによって、各圧電素子39における残留応力が変化する。これにより、4つの圧電素子列40の間で、圧電素子39の残留応力にばらつきが生じる。そこで、図12では、最も左側の圧電素子列40dにおいて、搬送方向に隣接する2つの圧電素子39の間に、ダミー配線110dが配置されている。このダミー配線110dは、上部電極33や駆動配線35と導通するものではなく、また、前記実施形態の導通配線52(図2,図3参照)と異なり、共通電極42とも導通するものではない、孤立して配置された電極である。圧電素子列40dの隣接する2つの圧電素子39の間にダミー配線110が配置されることで、他の圧電素子列40の圧電素子39との間の、残留応力のばらつきが小さく抑えられる。 The residual stress in each piezoelectric element 39 changes depending on whether or not a conductive film such as a drive wiring 35 exists on the piezoelectric film 32 between two adjacent piezoelectric elements 39. As a result, the residual stress of the piezoelectric element 39 varies among the four piezoelectric element rows 40. Therefore, in FIG. 12, in the leftmost piezoelectric element row 40d, the dummy wiring 110d is arranged between the two piezoelectric elements 39 adjacent to each other in the transport direction. The dummy wiring 110d does not conduct with the upper electrode 33 and the drive wiring 35, and unlike the conduction wiring 52 of the embodiment (see FIGS. 2 and 3), the dummy wiring 110d does not conduct with the common electrode 42. It is an isolated electrode. By arranging the dummy wiring 110 between two adjacent piezoelectric elements 39 of the piezoelectric element row 40d, the variation in residual stress between the piezoelectric element row 40 and the piezoelectric element 39 of the other piezoelectric element row 40 can be suppressed to a small extent.

また、右側3つの圧電素子列40a~40cの間では、隣接する2つの圧電素子39の間を通過する駆動配線35の数が異なる。そこで、図12では、通過する駆動配線35の数が少ない、圧電素子列40b,40cについても、圧電素子列40dと同様に、ダミー配線110b,110cが設けられている。但し、圧電素子列40cのダミー配線110cの幅は、圧電素子列40dのダミー配線110dの幅よりも小さい。また、圧電素子列40bのダミー配線110bの幅は、圧電素子列40cのダミー配線110cの幅よりもさらに小さくなっている。 Further, the number of drive wirings 35 passing between the two adjacent piezoelectric elements 39 differs between the three piezoelectric element rows 40a to 40c on the right side. Therefore, in FIG. 12, dummy wirings 110b and 110c are provided for the piezoelectric element rows 40b and 40c, which have a small number of drive wirings 35 to pass through, as well as the piezoelectric element rows 40d. However, the width of the dummy wiring 110c of the piezoelectric element row 40c is smaller than the width of the dummy wiring 110d of the piezoelectric element row 40d. Further, the width of the dummy wiring 110b of the piezoelectric element row 40b is further smaller than the width of the dummy wiring 110c of the piezoelectric element row 40c.

4 インクジェットヘッド
21 第1流路基板
23 圧電アクチュエータ
24 ノズル
26 圧力室
27 圧力室列
30 振動膜
31 下部電極
32 圧電膜
33 上部電極
35 駆動配線
37 圧電部
38 保護膜
39 圧電素子
40 圧電素子列
41 電極導通部
42 共通電極
43 接点部
44 駆動接点部
45 グランド接点部
46 導通部
52 導通配線
53 導通部
60a,60b 接続部
62 導通配線
63 導通配線
64 導通配線
72 圧電膜
82 導通配線
83 導通部
4 Inkjet head 21 1st flow path substrate 23 Piezoelectric actuator 24 Nozzle 26 Pressure chamber 27 Pressure chamber row 30 Vibration film 31 Lower electrode 32 Piezoelectric film 33 Upper electrode 35 Drive wiring 37 Piezoelectric part 38 Protective film 39 Piezoelectric element 40 Piezoelectric element row 41 Electrode conduction part 42 Common electrode 43 Contact part 44 Drive contact part 45 Ground contact part 46 Conduction part 52 Conduction wiring 53 Conduction part 60a, 60b Connection part 62 Conduction wiring 63 Conduction wiring 64 Conduction wiring 72 Piezoelectric film 82 Conduction wiring 83 Conduction part

Claims (3)

基板上において第1方向に配列され、且つ、第1圧電素子列と、前記第1圧電素子列と前記第1方向と直交する第2方向に並ぶ第2圧電素子列と、前記第2方向において前記第2圧電素子列に対して前記第1圧電素子列とは反対側に配置された第3圧電素子列とを構成する、複数の圧電素子と、
前記基板上の、前記第1圧電素子列に対して、前記第2方向において前記第2圧電素子列とは反対側の位置に配置された、接点部と、
前記複数の圧電素子から前記接点部に向けて、前記第2方向にそれぞれ延びる複数の駆動配線と、を備え、
各圧電素子は、圧電部と、前記圧電部の厚み方向における一方側に配置された第1電極と、前記圧電部の厚み方向における他方側に配置された第2電極とを有し、
各駆動配線は、各圧電素子の前記第1電極に接続され、
前記複数の圧電素子の前記第2電極は、導通配線と導通し、
前記第2圧電素子列を構成する前記圧電素子に対応する前記駆動配線は、前記第1圧電素子列の、前記第1方向において隣接する2つの前記圧電素子の間を通って前記接点部へ延びており、
前記導通配線は、
前記第2圧電素子列の、前記第1方向において隣接する2つの前記圧電素子の間に配置される第1導通配線と、
前記第3圧電素子列の、前記第1方向において隣接する2つの前記圧電素子の間に配置される第2導通配線と、を有し、
前記第2導通配線の電気抵抗が、前記第1導通配線の電気抵抗よりも低いことを特徴とする圧電アクチュエータ。
A first piezoelectric element row arranged in the first direction on the substrate, a second piezoelectric element row arranged in the second direction orthogonal to the first piezoelectric element row and the first direction, and a second piezoelectric element row arranged in the second direction. A plurality of piezoelectric elements constituting the third piezoelectric element row arranged on the opposite side of the first piezoelectric element row with respect to the second piezoelectric element row.
A contact portion on the substrate arranged at a position opposite to the second piezoelectric element row in the second direction with respect to the first piezoelectric element row.
A plurality of drive wirings extending from the plurality of piezoelectric elements toward the contact portion in the second direction are provided.
Each piezoelectric element has a piezoelectric portion, a first electrode arranged on one side in the thickness direction of the piezoelectric portion, and a second electrode arranged on the other side in the thickness direction of the piezoelectric portion.
Each drive wiring is connected to the first electrode of each piezoelectric element.
The second electrode of the plurality of piezoelectric elements conducts with the conduction wiring,
The drive wiring corresponding to the piezoelectric element constituting the second piezoelectric element train extends to the contact portion of the first piezoelectric element train through between two adjacent piezoelectric elements in the first direction. And
The conduction wiring is
The first conduction wiring arranged between the two adjacent piezoelectric elements in the first direction of the second piezoelectric element row,
The third piezoelectric element train has a second conductive wiring arranged between two adjacent piezoelectric elements in the first direction.
A piezoelectric actuator characterized in that the electrical resistance of the second conductive wiring is lower than the electrical resistance of the first conductive wiring.
前記第2導通配線の幅が前記第1導通配線の幅よりも大きい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。 The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the width of the second conductive wiring is larger than the width of the first conductive wiring. 前記導通配線は、
前記第2圧電素子列と前記第3圧電素子列との間に配置され、前記第1導通配線と前記第2導通配線とを接続する接続部を有することを特徴とする請求項1または2に記載の圧電アクチュエータ。
The conduction wiring is
Claim 1 or 2 is characterized by having a connecting portion arranged between the second piezoelectric element row and the third piezoelectric element row and connecting the first conductive wiring and the second conductive wiring. The piezoelectric actuator described.
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