JP7415737B2 - 圧電アクチュエータ - Google Patents
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Description
先ず、図1を参照し、本発明の第1実施形態に係る圧電アクチュエータを含むプリンタ1の全体構成について説明する。
ヘッド3は、図2に示すように、流路ユニット21と、圧電アクチュエータ22とを有する。
流路ユニット21は、図4に示すように、Z方向に積層された4枚のプレート31~34で構成されている。
圧電アクチュエータ22は、図4に示すように、流路ユニット21の上面に配置されている。圧電アクチュエータ22は、Z方向に積層された3つの圧電層41~43及びインク分離層44と、複数の駆動電極51と、高電位電極52と、低電位電極53とを有する。
図5に示すように、圧電層41のうち、Z方向において駆動電極51と高電位電極52の個別部52aとに挟まれた部分を、第1活性部91という。圧電層42,43のうち、Z方向において駆動電極51と低電位電極53の個別部53aとに挟まれた部分を、第2活性部92という。第1活性部91は主に上向きに分極され、第2活性部92は主に下向きに分極されている。圧電アクチュエータ22は、圧力室10毎に、1つの第1活性部91と2つの第2活性部92とから構成されるアクチュエータ部90を有する。
また、第1延在部分521が配置された圧電層42の上面42mに、幅狭部521y,522yとX方向に重なりかつ幅広部521x,522xとY方向に重なる、電極61が設けられている(図10(a)参照)。さらに、圧電層42の下層に、幅狭部521y及び電極61とZ方向に重なる、電極63が設けられている(図10(b),(c)参照)。幅狭部521yを設けたことで、切欠きN部分の剛性が低下し得るが、本構成では、電極61を設け、さらに下層に電極63を設けたことで、切欠きN部分の剛性の低下を抑制できる。
続いて、図12を参照し、本発明の第2実施形態に係る圧電アクチュエータについて説明する。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。
42 圧電層
42m 上面(第1面)
42n 下面(第2面)
52 高電位電極(第1電極部)
521,522 第1延在部分
521x,522x 幅広部
521y,522y 幅狭部
523 第1分岐部分
523X 最端第1分岐部分
523Y 順端第1分岐部分
53 低電位電極(第2電極部)
531,532 第2延在部分
533 第2分岐部分
533X 最端第2分岐部分
54 高電位端子
55 低電位端子
61 電極(第1重複部分)
62X 電極(第1導電部)
63 電極(第2導電部,第2重複部分)
71 第1電極層
72 第2電極層
80;280 導電部
260 電極(第2導電部)
S 隙間
Claims (9)
- 第1面及び第2面を有する圧電層であって、前記第1面及び前記第2面は前記圧電層の厚み方向に沿った第1方向に互いに離隔した圧電層と、
前記圧電層の前記第1面に配置された第1電極層と、
前記圧電層の前記第2面に配置された第2電極層と、を備え、
前記第1電極層は、前記第1方向と直交する第2方向に延びる第1延在部分、及び、前記第1延在部分から分岐し、前記第1方向と直交しかつ前記第2方向と交差する第3方向に延びる複数の第1分岐部分を含む、第1電極部を有し、
前記第2電極層は、前記第2方向に延びる第2延在部分、及び、前記第2延在部分から分岐し、前記第3方向に延びる複数の第2分岐部分を含む、第2電極部を有し、
前記第2方向において、前記第1延在部分の前記第2方向の一端と、前記第2延在部分の前記第2方向の他端との間に、前記第1延在部分の前記第2方向の他端、及び、前記第2延在部分の前記第2方向の一端が位置し、
前記第2方向において、前記第1延在部分の前記他端と、前記第2延在部分の前記一端との間に、隙間があり、
前記第2方向において前記第1延在部分の前記他端と前記第2延在部分の前記一端とに跨り、前記隙間と前記第1方向に重なる部分を有する導電部であって、前記第1電極層を構成する少なくとも1つの第1導電部材と、前記第2電極層を構成し、前記隙間と前記第1方向に重なる領域において前記第1導電部材と前記第1方向に部分的に重なる少なくとも1つの第2導電部材とを含む、導電部をさらに備えたことを特徴とする、圧電アクチュエータ。 - 前記第1延在部分は、幅広部と、前記幅広部よりも前記第3方向の長さが短い幅狭部であって、前記他端に設けられた幅狭部と、を有し、
前記第1電極層は、前記幅狭部と前記第3方向に重なりかつ前記幅広部と前記第2方向に重なる第1重複部分をさらに有し、
前記第2導電部材は、前記幅狭部及び前記第1重複部分と前記第1方向に重なる第2重複部分を含むことを特徴とする、請求項1に記載の圧電アクチュエータ。 - 前記複数の第1分岐部分は、前記第2方向において前記第1延在部分の前記他端に最も近い最端第1分岐部分と、前記第2方向において前記第1延在部分の前記他端に2番目に近い順端第1分岐部分と、を含み、
前記最端第1分岐部分は、前記幅狭部と前記第3方向に重なり、
前記第2方向において、前記順端第1分岐部分の前記第2方向の一端と、前記最端第1分岐部分の前記第2方向の他端との間に、前記順端第1分岐部分の前記第2方向の他端、及び、前記最端第1分岐部分の前記第2方向の一端が位置し、
前記第2方向において、前記順端第1分岐部分の前記一端と、前記第2延在部分の前記一端との間に、前記幅狭部及び前記第1重複部分が位置することを特徴とする、請求項2に記載の圧電アクチュエータ。 - 前記順端第1分岐部分は、前記幅広部と前記第3方向に重なり、前記幅狭部と前記第3方向に重ならないことを特徴とする、請求項3に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記第2方向において、前記第1延在部分の前記一端と、前記複数の第2分岐部分のうち前記第2延在部分の前記一端に最も近い最端第2分岐部分の前記第2方向の他端との間に、前記最端第2分岐部分の前記第2方向の一端と、前記第2重複部分とが位置することを特徴とする、請求項2~4のいずれか1項に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記第2方向において、前記第1延在部分の前記一端と、前記最端第2分岐部分の前記一端との間に、前記第2重複部分が位置することを特徴とする、請求項5に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記第1電極部、前記第2電極部及び前記導電部は、互いに同じ材料からなることを特徴とする、請求項1~6のいずれか1項に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記第1電極部は、高電位端子と電気的に接続される高電位電極であり、
前記第2電極部は、低電位端子と電気的に接続される低電位電極であり、
前記導電部は、前記高電位端子及び前記低電位端子のいずれとも電気的に接続されないことを特徴とする、請求項1~7のいずれか1項に記載の圧電アクチュエータ。 - 第1面及び第2面を有する圧電層であって、前記第1面及び前記第2面は前記圧電層の厚み方向に沿った第1方向に互いに離隔した圧電層と、
前記圧電層の前記第1面に配置された第1電極層と、
前記圧電層の前記第2面に配置された第2電極層と、を備え、
前記第1電極層は、
前記第1方向と直交する第2方向に延びる第1延在部分、及び、前記第1延在部分から分岐し、前記第1方向と直交しかつ前記第2方向と交差する第3方向に延びる複数の第1分岐部分を含む、第1電極部と、
前記第2方向に延びる第2延在部分、及び、前記第2延在部分から分岐し、前記第3方向に延びる複数の第2分岐部分を含む、第2電極部と、を有し、
前記第2方向において、前記第1延在部分の前記第2方向の一端と、前記第2延在部分の前記第2方向の他端との間に、前記第1延在部分の前記第2方向の他端、及び、前記第2延在部分の前記第2方向の一端が位置し、
前記第2方向において、前記第1延在部分の前記他端と、前記第2延在部分の前記一端との間に、隙間があり、
前記第2方向において前記第1延在部分の前記他端と前記第2延在部分の前記一端とに跨り、前記隙間と前記第1方向に重なる部分を有する導電部であって、前記第2電極層を構成する少なくとも1つの導電部材を含む、導電部をさらに備えたことを特徴とする、圧電アクチュエータ。
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