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技術 液体吐出装置

出願人 ブラザー工業株式会社
発明者 水野泰介
出願日 2017年9月26日 (1年11ヶ月経過) 出願番号 2017-184830
公開日 2019年4月18日 (5ヶ月経過) 公開番号 2019-059089
状態 未査定
技術分野 インクジェット(粒子形成、飛翔制御) インクジェット(インク供給、その他)
主要キーワード 圧電素子毎 受電端子 内部樹脂 非導電性接着剤 流路プレート フィルム状部材 ディセンダ 封止板
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (15)

課題

圧電素子変位減少を抑制し、接着剤から発生するガスによる不具合の低減化を図った液体吐出装置を提供する。

解決手段

液体吐出装置10は、流路基板、第1基板40、圧電素子50、スペーサ60、第2基板及びバンプ電極80を備え、スペーサは、バンプ電極と圧電素子との間に設けられ、且つ、第1基板及び第2基板の少なくともいずれか一方の基板に対して接着剤により接着され、スペーサにおいて圧電素子とバンプ電極との間に位置する部分以外の部分、又は、第1基板及び第2基板の少なくとも一方の基板に設けられた開口部によって、スペーサよりも圧電素子側の空間、及び、スペーサよりもバンプ電極側の空間が開放されている。

概要

背景

従来の液体吐出装置として、例えば、特許文献1の液体噴射ヘッドが知られている。この液体噴射ヘッドの一例ではアクチュエーター基板封止板との間にスペーサーが介在している。このスペーサーは、アクチュエーター基板から封止板側に向けて突設されたバンプ電極の周囲を囲むように、アクチュエーター基板と接着剤を介して接着されている。また、スペーサによって囲まれた閉空間よりも外側に、アクチュエーター基板を構成する圧電素子が配置されている。

また、この液体噴射ヘッドの他の例では、封止板とアクチュエーター基板との間において、圧電素子を囲む枠状のスペーサが設けられている。この圧電素子は変位することにより、アクチュエーター基板に形成された圧力室内の液体圧力変動を生じさせて、圧力室に連通ずるノズルから液体を噴射させている。

概要

圧電素子の変位減少を抑制し、接着剤から発生するガスによる不具合の低減化をった液体吐出装置を提供する。液体吐出装置10は、流路基板、第1基板40、圧電素子50、スペーサ60、第2基板及びバンプ電極80を備え、スペーサは、バンプ電極と圧電素子との間に設けられ、且つ、第1基板及び第2基板の少なくともいずれか一方の基板に対して接着剤により接着され、スペーサにおいて圧電素子とバンプ電極との間に位置する部分以外の部分、又は、第1基板及び第2基板の少なくとも一方の基板に設けられた開口部によって、スペーサよりも圧電素子側の空間、及び、スペーサよりもバンプ電極側の空間が開放されている。

目的

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、圧電素子の変位減少を抑制し、接着剤から発生するガスによる不具合の低減化を図った液体吐出装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ノズルに連通する圧力室が形成された流路基板と、前記流路基板上に配置された第1基板と、前記圧力室に対応して前記第1基板上に配置された圧電素子と、前記第1基板における前記圧電素子の配置面上に配置されたスペーサと、前記スペーサを介して前記第1基板上に積層された第2基板と、前記圧電素子に連通して前記第1基板上に設けられた第1端子と前記第2基板上に設けられた第2端子とを電気的に接続するバンプ電極と、を備え、前記スペーサは、前記バンプ電極と前記圧電素子との間に設けられ、且つ、前記第1基板及び前記第2基板の少なくともいずれか一方の基板に対して接着剤により接着され、前記スペーサにおいて前記圧電素子と前記バンプ電極との間に位置する部分以外の部分、又は、前記第1基板及び前記第2基板の少なくとも一方の基板に設けられた開口部によって、前記スペーサよりも前記圧電素子側の空間、及び、前記スペーサよりも前記バンプ電極側の空間が開放されている、液体吐出装置

請求項2

前記スペーサは、前記バンプ電極又は前記圧電素子を取り囲むように、複数の前記圧電素子が並ぶ配列方向に延びる一対の第1壁部、及び、前記配列方向に直交する直交方向に延びる一対の第2壁部を有し、前記開口部は、前記バンプ電極よりも前記圧電素子側と反対側に設けられる前記第1壁部、及び、前記第2壁部の少なくともいずれか一方の壁部に設けられている、請求項1に記載の液体吐出装置。

請求項3

前記開口部は、前記壁部の一部に設けられている、請求項2に記載の液体吐出装置。

請求項4

前記開口部が、一対の前記第2壁部の一方の前記第2壁部に設けられ、複数の前記スペーサのうち、隣接する前記スペーサでは、前記開口部が、一対の前記第2壁部の他方の前記第2壁部に設けられている、請求項2又は3に記載の液体吐出装置。

請求項5

前記第2壁部のうち、前記直交方向において配列された複数の前記スペーサの中央に近い位置に前記開口部が設けられている、請求項2〜4のいずれか一項に記載の液体吐出装置。

請求項6

前記スペーサは、前記バンプ電極又は前記圧電素子を取り囲むように設けられ、前記第1基板及び前記第2基板の少なくとも一方の基板において前記スペーサに取り囲まれた範囲内の部分に、前記スペーサに取り囲まれた空間と当該空間外とを連通する前記開口部が設けられている、請求項1に記載の液体吐出装置。

請求項7

前記開口部は、前記バンプ電極と前記スペーサとの間の前記基板に設けられている、請求項6に記載の液体吐出装置。

請求項8

前記第1基板又は前記第2基板において前記スペーサにより取り囲まれた矩形状の内部空間の四隅のそれぞれに前記開口部が設けられている、請求項6又は7に記載の液体吐出装置。

請求項9

前記スペーサは、複数の前記圧電素子が並ぶ配列方向に延びる第1壁部を有し、前記バンプ電極よりも前記圧電素子側に配置された前記第1壁部では、前記配列方向に直交する直交方向における幅が、前記バンプ電極よりも前記圧電素子側と反対側に配置された前記第1壁部の幅よりも広い、請求項2〜8のいずれか一項に記載の液体吐出装置。

請求項10

前記スペーサは、複数の前記圧電素子が並ぶ配列方向に延びる第1壁部を有し、前記圧電素子は、前記圧電素子毎に設けられた個別電極、複数の前記圧電素子に亘って設けられた共通電極、及び、前記個別電極と前記共通電極との間に挟持された圧電体を有し、前記個別電極に電気的に接続された前記バンプ電極と前記圧電素子との間に配置された前記第1壁部では、前記配列方向に直交する直交方向における幅が、前記共通電極に電気的に接続された前記バンプ電極と前記圧電素子との間に配置された前記第1壁部の幅よりも広い、請求項2〜8のいずれか一項に記載の液体吐出装置。

請求項11

前記スペーサの表面は、波形状により形成されている、請求項1〜10のいずれか一項に記載の液体吐出装置。

請求項12

前記スペーサの表面には、切込みが形成されている、請求項1〜10のいずれか一項に記載の液体吐出装置。

技術分野

0001

本発明は、液体吐出装置に関する。

背景技術

0002

従来の液体吐出装置として、例えば、特許文献1の液体噴射ヘッドが知られている。この液体噴射ヘッドの一例ではアクチュエーター基板封止板との間にスペーサーが介在している。このスペーサーは、アクチュエーター基板から封止板側に向けて突設されたバンプ電極の周囲を囲むように、アクチュエーター基板と接着剤を介して接着されている。また、スペーサによって囲まれた閉空間よりも外側に、アクチュエーター基板を構成する圧電素子が配置されている。

0003

また、この液体噴射ヘッドの他の例では、封止板とアクチュエーター基板との間において、圧電素子を囲む枠状のスペーサが設けられている。この圧電素子は変位することにより、アクチュエーター基板に形成された圧力室内の液体圧力変動を生じさせて、圧力室に連通ずるノズルから液体を噴射させている。

先行技術

0004

特開2017−042953号公報

発明が解決しようとする課題

0005

上記特許文献1の液体噴射ヘッドの一例において、スペーサーによって囲まれた閉空間よりも外側に圧電素子が配置されている。これにより、スペーサーとアクチュエーターとを接着する接着剤から発生したガスが、閉空間に閉じ込められ、圧電素子に至ることを抑制し、ガスによる圧電素子の劣化等の不具合が発生していることを防いでいる。しかしながら、ガスにより閉空間の圧力が高まってしまい、この圧力によってバンプ電極が剥がれる等の不具合が懸念される。

0006

また、液体噴射ヘッドの他の例では、スペーサにより囲まれた閉空間に圧電素子が収容されている。このような閉空間においては接着剤のガスにより圧力が高まり、圧電素子の変位が阻害されるため、所望量の液体をノズルから噴射させることができないおそれがある。

0007

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、圧電素子の変位減少を抑制し、接着剤から発生するガスによる不具合の低減化を図った液体吐出装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0008

本発明のある態様に係る液体吐出装置は、ノズルに連通する圧力室が形成された流路基板と、前記流路基板上に配置された第1基板と、前記圧力室に対応して前記第1基板上に配置された圧電素子と、前記第1基板における前記圧電素子の配置面上に配置されたスペーサと、前記スペーサを介して前記第1基板上に積層された第2基板と、前記圧電素子に連通して前記第1基板上に設けられた第1端子と前記第2基板上に設けられた第2端子とを電気的に接続するバンプ電極と、を備え、前記スペーサは、前記バンプ電極と前記圧電素子との間に設けられ、且つ、前記第1基板及び前記第2基板の少なくともいずれか一方の基板に対して接着剤により接着され、前記スペーサにおいて前記圧電素子と前記バンプ電極との間に位置する部分以外の部分、又は、前記第1基板及び前記第2基板の少なくとも一方の基板に設けられた開口部によって、前記スペーサよりも前記圧電素子側の空間、及び、前記スペーサよりも前記バンプ電極側の空間が開放されている。

0009

この構成によれば、スペーサよりもバンプ電極側の空間が開口部によって開放されている。このため、この空間の圧力の上昇が抑えられ、高い圧力によるバンプ電極の剥がれ等の不具合が低減される。

0010

一方、開口部は、スペーサにおいて圧電素子とバンプ電極との間に位置する部分以外の部分に設けられているため、開口部から排出されたガスは、バンプ電極側から圧電素子側へ直接、流れない。これにより、ガスが圧電素子に至ることが抑制され、ガスによる圧電素子の不具合を低減することができる。

0011

さらに、スペーサよりも圧電素子側の空間が開口部によって開放されている。このため、この空間の圧力の上昇が抑えられ、高い圧力による圧電素子の変位減少を抑制することができる。

図面の簡単な説明

0012

本発明の実施の形態1に係る液体吐出装置を概略的に示す図である。
図1のA−A線に沿って切断したヘッドの断面図である。
図2の第1基板上におけるヘッドを示す図である。
本発明の実施の形態1の変形例1に係る液体吐出装置の第1基板上におけるヘッドを示す図である。
本発明の実施の形態1の変形例1及び2に係る液体吐出装置の第1基板上におけるヘッドを示す図である。
本発明の実施の形態1の変形例3に係る液体吐出装置の第1基板上におけるヘッドを示す図である。
本発明の実施の形態1の変形例4に係る液体吐出装置の第1基板上におけるヘッドを示す図である。
本発明の実施の形態1の変形例5に係る液体吐出装置の第1基板上におけるヘッドを示す図である。
本発明の実施の形態1の変形例6に係る液体吐出装置の第1基板上におけるヘッドを示す図である。
本発明の実施の形態1の変形例7に係る液体吐出装置の第1基板上におけるヘッドを示す図である。
本発明の実施の形態1の変形例8に係る液体吐出装置の第1基板上におけるヘッドを示す図である。
本発明の実施の形態2に係る液体吐出装置の第1基板上におけるヘッドを示す図である。
本発明の実施の形態2の変形例10に係る液体吐出装置の第1基板上におけるヘッドを示す図である。
本発明の実施の形態2の変形例11に係る液体吐出装置の第1基板上におけるヘッドを示す図である。

実施例

0013

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。

0014

(実施の形態1)
<液体吐出装置>
本発明の実施の形態1に係る液体吐出装置10は、図1に示すように、例えば、用紙等の記録媒体11にインク等の液体で印刷するプリンタである。液体吐出装置10は、ヘッドユニット12、プラテン13、搬送機構14及び制御部15を備えている。液体吐出装置10は、液体吐出装置10においてヘッドユニット12の位置が固定された状態で印刷を行うライン式装置である。ただし、液体吐出装置10は、記録媒体11の搬送方向に直交する方向に移動する方式の装置であってもよい。

0015

ヘッドユニット12は複数のヘッド20を有しており、複数のヘッド20は搬送方向と直交する方向に並んで配置されている。ヘッド20は、液体を噴射する複数のノズル21を有している。このヘッド20の詳細に関しては後述する。

0016

プラテン13は、記録媒体11が載置される台であって、ヘッド20のノズル21が開口するノズル面に対向して配置される。搬送機構14は、記録媒体11を搬送する機構であって、4本のローラ14a、及び、ローラ14aを駆動する搬送モータ14bを有している。4本のローラ14aは2本が一対となり、2対のローラ14aは、搬送方向において互いの間にプラテン13を挟むように配置されている。各対のローラ14aは、互いの間に記録媒体11を挟むように配置され、搬送モータ14bによって互いに逆向きに回転することにより、記録媒体11を搬送方向に沿って搬送する。

0017

制御部15は演算部(図示せず)及び記憶部(図示せず)を有しており、演算部はプロセッサなどで構成され、記憶部は演算部がアクセス可能メモリで構成されている。この記憶部に記憶されたプログラムを演算部が実行することにより、液体吐出装置10の各部が制御される。

0018

<ヘッド>
図1に示すように、各ヘッド20において、複数のノズル21は、搬送方向に対して所定の角度θをなす方向(配列方向)に直線状に配列された列(ノズル列21a)を形成している。このノズル列21aは、配列方向と直交する方向(直交方向)において互いに間隔を空けて、2本、並べて設けられている。2本のノズル列21aは互いに同じ数のノズル21を含む。また、搬送方向に対する配列方向の角度θは、例えば、30度以上60度以下に設定されている。

0019

図2及び図3に示すように、ヘッド20は、流路基板30、第1基板40、圧電素子50、スペーサ60、第2基板70及びバンプ電極80を備えている。流路基板30は、ノズル21に連通する圧力室31が形成された基板であって、ノズルプレート32、流路プレート33、圧力室プレート34及びリザーバ部材35を有し、これらが積層して形成されている。

0020

ノズルプレート32は、複数のノズル21がプレートの積層方向に貫通して形成されている。ノズルプレート32の下面は、ノズル21が開口するノズル面である。

0021

流路プレート33はノズルプレート32上に積層されており、流路プレート33には、ディセンダ36、分岐流路37及びマニホールド38が形成されている。ディセンダ36は、ノズル21に連通するように、流路プレート33を積層方向に貫通して形成されている。

0022

分岐流路37は、マニホールド38から複数の圧力室31へ分岐するための流路であって、マニホールド38及び圧力室31と連通するように、流路プレート33を積層方向に貫通して形成されている。マニホールド38は、複数の圧力室31へ液体を供給するための流路(供給流路)の一部であって、配列方向に延びるように流路プレート33を積層方向に貫通して形成されている。

0023

流路プレート33の下面には、マニホールド38を覆うようにダンパー膜33aが接着され、ダンパー膜33aはマニホールド38の一部を画定している。ダンパー膜33aは、可撓性を有するフィルム状部材であって、変形することによってマニホールド38内の液体の圧力変動を抑制している。

0024

圧力室プレート34の圧力室31は、ディセンダ36及び分岐流路37を繋ぐように圧力室プレート34を積層方向に貫通して形成されている。これにより、圧力室31は、ディセンダ36を介してノズル21に連通し、分岐流路37を介してマニホールド38に連通している。

0025

リザーバ部材35は流路プレート33上において圧力室プレート34よりも外側に積層されており、リザーバ部材35にはリザーバ39が形成されている。リザーバ39は、マニホールド38に連通するように、リザーバ部材35の下面に開口している。これにより、リザーバ39はマニホールド38と共に、分岐流路37を介して複数の圧力室31に液体を供給する供給路を形成している。

0026

第1基板40は、第1端子41を支持する絶縁板であって、例えば、振動板である。第1基板40は、流路基板30の圧力室プレート34上に積層されており、圧力室プレート34の複数の圧力室31を覆っている。圧力室31に対応して第1基板40上に圧電素子50が配置されている。

0027

圧電素子50は、共通電極51、圧電体52及び個別電極53により構成されている。共通電極51は、複数の圧電素子50に共通の電極であって、第1基板40を全体的に覆うように第1基板40上に積層されている。圧電体52は、圧力室31毎に圧力室31上に配置されており、個別電極53は圧電体52上に配置されている。このため、個別電極53は、圧電素子50毎に設けられる。

0028

個別電極53に電圧印加されると、圧電体52が変形し、それに応じて第1基板40が変位する。この第1基板40が圧力室31側に変位することにより、圧力室31の容積が減少し、圧力室31内の液体に圧力が付与されて、圧力室31に連通するノズル21から液体が吐出される。

0029

個別電極53上及び共通電極51上に保護膜42が積層されている。保護膜42は、例えば、酸化アルミニウムアルミナ:Al2O3)等から成り、空気中の水分等から圧電体52を保護する。保護膜42には貫通孔43が設けられており、貫通孔43には導電性材料44が充填されている。また、保護膜42上には、複数の個別電極53のそれぞれに対応して個別導体54が設けられている。この保護膜42上の個別導体54と保護膜42下の個別電極53とは、導電性材料44を介して電気的に接続している。この実施の形態では、複数の圧電素子50が配列方向に並び、2列のノズル列21aに応じて2本の列を成している。個別導体54は、圧電素子50の個別電極53から、2本の圧電素子50の列の中央側と反対側(外側)へ延びて、第1端子41と電気的に接続している。

0030

第2基板70は、第2端子71を支持する絶縁板であって、スペーサ60を介して第1基板40上に積層されている。第2基板70上の第2端子71はバンプ電極80により第1基板40上の第1端子41と電気的に接続されている。なお、スペーサ60及びバンプ電極80の詳細に関しては、後述する。

0031

第2基板70には、ドライバIC72が実装されている。ドライバIC72は、第2端子71に接続する配線に電気的に接続され、さらに、この配線は制御部15(図1)と電気的に接続されている。これにより、制御部15は、配線を介してドライバIC72及び第2端子71に接続し、第2端子71はバンプ電極80により第1端子41に接続し、第1端子41は個別導体54により個別電極53に接続している。このため、ドライバIC72は、制御部15からの信号に基づいて圧電素子50を駆動するための駆動信号を生成し、駆動信号を個別電極53に出力する。

0032

<バンプ電極>
図2に示すように、バンプ電極80は、弾性を有する内部樹脂81、及び、内部樹脂81を覆う導電膜82を備えている。バンプ電極80は、第1基板40と第2基板70との間において弾性変形した状態で、第1基板40から第2基板70に向かって突出するように配置されている。バンプ電極80は、第1基板40上の第1端子41と第2基板70上の第2端子71とを電気的に接続している。

0033

第1端子41には、圧電素子50の共通電極51に連通する端子(共通端子41a)、及び、圧電素子50の個別電極53に連通する端子(受電端子41b)がある。第2端子71には、グランド端子71a、及び、ドライバIC72に連通する端子(給電端子71b)がある。

0034

共通端子41aは、共通電極51を覆う保護膜42の貫通孔43に充填された導電性材料44を介して共通電極51に電気的に接続されており、例えば、直交方向に間隔を空けて配置される2本の圧電素子50の列の間に配置されている。受電端子41bは、導電性材料44を及び個別導体54を介して個別電極53と電気的に接続されており、例えば、直交方向において、圧電素子50の個別電極53から共通端子41a側と反対側へ延びる個別電極53の先に設けられている。

0035

図3に示すように、バンプ電極80は配列方向に延びている。例えば、複数(3本)のバンプ電極80が直交方向に間隔を空けて並んで配置されている。このバンプ電極80には、共通端子41aとグランド端子71aとを電気的に接続する電極(共通バンプ電極80a)、及び、受電端子41bと給電端子71bとを電気的に接続する電極(個別バンプ電極80b)がある。ここでは、例えば、2本の圧電素子50の列に応じて、2本の個別バンプ電極80bが設けられている。この2本の圧電素子50の列の間に共通バンプ電極80aが配置されている。

0036

<スペーサ>
図2及び図3に示すように、スペーサ60は、第1基板40と第2基板70との間においてバンプ電極80を収容する空間(収容空間)を確保するものであって、バンプ電極80と圧電素子50との間に設けられている。スペーサ60は、第2基板70における第1基板40との対向面に形成されており、第2基板70から第1基板40に向かって突出している。この突出する寸法は、第1基板40の第1端子41と第2基板70の第2端子71とがバンプ電極80に電気的に接続するように設定されている。

0037

突出するスペーサ60の端部は、接着剤61によって第1基板40に接着されている。接着剤61には、配線間の短絡を防止するために非導電性接着剤が用いられる。また、接着剤61は、スペーサ60の端部と第1基板40とが重なる接着領域、及び、この接着領域よりもバンプ電極80側の領域に塗布されている。これにより、スペーサ60と第1基板40とを確実に接着すると共に、接着剤61が圧電素子50側に拡がって圧電素子50に付着するのを防止することができる。

0038

スペーサ60は、例えば、各バンプ電極80を取り囲むような矩形の枠形状である。このため、スペーサ60は、バンプ電極80の高さがより適切になるように第1基板40と第2基板70との間隔を保持することができる。また、スペーサ60は、配列方向に延びる一対の第1壁部62、及び、直交方向に延びる一対の第2壁部63を有している。

0039

一対の第1壁部62は、直交方向において互いの間にバンプ電極80を挟むように間隔を空けて配置されており、互いに同じ形状を有している。第1壁部62は、配列方向において、一端から他端まで一続きであって、途切れている部分がない。第1壁部62には、直交方向においてバンプ電極80よりも圧電素子50側(圧電素子50とバンプ電極80との間)に位置するものと、バンプ電極80よりも圧電素子50と反対側に位置するものがある。第1壁部62は、配列方向においてバンプ電極80よりも長く延び、バンプ電極80の端よりもバンプ電極80の外側に端が位置している。また、第1壁部62は、配列方向において圧電素子50の列よりも長く延び、圧電素子50の列の端に位置する圧電素子50よりも列の外側に端が位置している。

0040

一対の第2壁部63は、配列方向において互いの間にバンプ電極80を挟むように間隔を空けて配置されており、互いに同じ形状を有している。第2壁部63は、直交方向において、バンプ電極80の長さ以上の長さであって、一対の第1壁部62の外側の端の間隔以下の長さである。第2壁部63は、一対の第1壁部62についてその直交方向における外側の端の間隔内に配置されている。

0041

スペーサ60は、内部の収容空間からこの収容空間の外部に連通する開口部(第1開口部64)を有している。この第1開口部64によって、スペーサ60よりもバンプ電極80側の空間(収容空間)が開放され、この第1基板40、第2基板70及びスペーサ60で囲まれる収容空間は密閉されない。よって、収容空間の接着剤61及びスペーサ60の接着領域の接着剤61から生じるガスによって収容空間の圧力が上昇することが抑制され、圧力上昇によるバンプ電極80の剥がれ等の不具合を防止することができる。

0042

例えば、第1開口部64は、矩形の枠形状の角部に設けられている。これにより、第1開口部64は、圧電素子50とバンプ電極80との間に位置する部分以外の部分に設けられる。このため、収容空間の接着剤61及びスペーサ60の接着領域の接着剤61から生じるガスが収容空間から第1開口部64を介して外部へ流出しても、圧電素子50側へ流れ込みにくいため、ガスによる圧電素子50の劣化等の不具合を防止することができる。

0043

また、第1開口部64は、第1壁部62と第2壁部63との接続位置における第1壁部62の一部及び第2壁部63の一部に設けられる。これにより、第1開口部64以外の第1壁部62及び第2壁部63により第2基板70の荷重を分散して支持することができる。

0044

また、第1開口部64は、積層方向において第1基板40と第2基板70との間の全長に亘って形成されている。これにより、スペーサ60は、バンプ電極80の周囲を取り囲む周方向分断されるため、スペーサ60と第1基板40との接着不良が軽減される。つまり、一般的に、第1基板40はシリコンで形成され、スペーサ60は樹脂で形成されているため、スペーサ60の線膨張係数が第1基板40の線膨張係数よりも大きい。この線膨張係数の差による残留応力によって接着不良が生じるおそれがある。

0045

これに対して、第1開口部64によってスペーサ60を周方向に分断することによって、スペーサ60の周方向の長さが短くなる。これに伴い、線膨張係数の差から生じる残留応力を小さくすることができるため、残留応力も低減され、スペーサ60と第1基板40との間の接着不良を抑制することができる。

0046

この実施の形態では、3つのバンプ電極80に応じて3つのスペーサ60がヘッド20に設けられている。3つのスペーサ60は、2つの個別バンプ電極80bの一方の周囲を取り囲むスペーサ(第1スペーサ60a)、共通バンプ電極80aの周囲を取り囲むスペーサ(第2スペーサ60b)、他方の個別バンプ電極80bの周囲を取り囲むスペーサ(第3スペーサ60c)を有している。第1スペーサ60a、第2スペーサ60b及び第3スペーサ60cは、この順で、直交方向に互いに間隔を空けて配置されている。

0047

この隣接するスペーサ60の間隔に圧電素子50の列が設けられている。このため、第1スペーサ60aの一対の第1壁部62の一方側の第1壁部62、第2スペーサ60bの一対の第1壁部62の両方の第1壁部62、並びに、第3スペーサ60cの一対の第1壁部62の一方側の第1壁部62は、圧電素子50の列と個別バンプ電極80bとの間に配置されている。

0048

よって、隣接するスペーサ60の間隔、つまり、スペーサ60の第1壁部62よりも圧電素子50側の空間には、スペーサ60の第2壁部63が設けられていない。この隣接するスペーサ60の第2壁部63との間は、スペーサ60の開口部(第2開口部65)として用いられ、この第2開口部65によって第1壁部62よりも圧電素子50側の空間が外部へ開放されている。このような開放空間に圧電素子50が配置されるため、閉空間における圧電素子50の変位阻害が生じず、所望量の液体をノズル21から噴射させることができる。

0049

<変形例1>
図3に示す液体吐出装置10では、スペーサ60の第1開口部64は、スペーサ60の角部に設けられていた。ただし、第1開口部64は、圧電素子50とバンプ電極80との間に位置する部分以外の部分に設けられていれば、図3に示す位置に限定されない。

0050

例えば、図4に示すヘッド201では、各スペーサ601は、第1壁部621及び第2壁部631によってバンプ電極80の周囲を取り囲んでいる。このうち、第1スペーサ601a及び第3スペーサ601cでは、第1開口部641が、バンプ電極80よりも圧電素子50側と反対側にある第1壁部621に設けられ、直交方向に延びる。これにより、接着剤61からの発生ガスは、スペーサ601の収容空間から第1開口部641を介して圧電素子50側と反対側へ流出するため、圧電素子50側へガスが流れ込みにくく、ガスによる圧電素子50の不具合を防止することができる。

0051

また、第2スペーサ601bでは第1開口部641は、第2壁部631に設けられ、配列方向に延びる。このため、接着剤61からの発生ガスは、スペーサ602の収容空間から第1開口部642を介して配列方向に流出する。これにより、直交方向においてスペーサ602と隣接する圧電素子50側へガスが流れ込みにくく、ガスによる圧電素子50の不具合を防止することができる。

0052

図5に示すヘッド202の例では、各スペーサ602は、第1壁部622及び第2壁部632によってバンプ電極80の周囲を取り囲み、第1開口部642が第2壁部632に設けられている。このため、接着剤61からの発生ガスは、スペーサ602の収容空間から第1開口部642を介して配列方向に流出することにより、ガスによる圧電素子50の不具合を防止することができる。

0053

<変形例2>
図3に示す液体吐出装置10では、1つのスペーサ60に複数の第1開口部64が設けられたが、第1開口部64の数はこれに限定されない。たとえば、図5に示すヘッド202の例では、スペーサ602に1つの第1開口部642が設けられている。この場合、第1開口部642が、一対の第2壁部632の一方の第2壁部632に設けられ、複数のスペーサ602のうち、隣接するスペーサ602では、第1開口部642が、一対の第2壁部632の他方の第2壁部632に設けられていてもよい。

0054

つまり、直交方向に並ぶ3つのスペーサ602の中央に位置する第2スペーサ602bにおいて、一対の第2壁部632の一方側の第2壁部632に第1開口部642が形成されている。これに対して、この中央の第2スペーサ602bに隣接する第1スペーサ602a及び第3スペーサ602cのそれぞれでは、他方側の第2壁部632に第1開口部642が形成されている。

0055

例えば、スペーサ602と第1基板40とを接着する接着剤61が硬化により収縮すると、それに伴い第1基板40が反ることがある。ここで、複数のスペーサ602の全てにおいて、一対の第2壁部632の一方の第2壁部632に第1開口部642が形成されていることがある。この場合、第1開口部642が形成されていない他方の第2壁部632側よりも、第1開口部642が形成されている一方の第2壁部632側の第1基板40は大きく反る。これに対して、一対の第2壁部632のうち、第1開口部642が形成される第2壁部632が互いに違いになるように、3つのスペーサ602のそれぞれに第1開口部642が形成されていることにより、第1基板40の反りを低減することができる。

0056

<変形例3>
図3に示す液体吐出装置10では、第1開口部64は、直交方向に並ぶ3つのスペーサ60のそれぞれにおいて同じ位置にそれぞれ設けられていたが、第1開口部64の位置はこれに限定されない。例えば、図6に示すヘッド203の例のように、第2壁部633のうち、直交方向において配列された複数のスペーサ603の中央に近い位置に開口部643が設けられていてもよい。

0057

すなわち、各スペーサ603は、第1壁部623及び第2壁部633によってバンプ電極80の周囲を取り囲んでいる。このうち、直交方向における3つのスペーサ603の中央は、3つのスペーサ603の中央に配置される第2スペーサ603bの中央の位置である。このため、第2スペーサ603bでは、直交方向における第2壁の中央の位置に第1開口部643が配置される。これに対し、3つのスペーサ603の両端に設けられる第1スペーサ603a及び第3スペーサ603cでは、第2壁部633のうち、第2スペーサ603bの中央の位置に近い第2スペーサ603b側の端に配置される。

0058

これにより、3つのスペーサ603において、直交方向における両側の第2壁部633の長さを均等にすると共に、直交方向における両側の第2壁部633の長さを長くする。このため、直交方向におけるスペーサ603の熱収縮による第1基板40の反りの偏りをなくし、直交方向の端側におけるスペーサ603の熱収縮による第1基板40の反りを大きくすることにより、全体的な第1基板40の反りを低減することができる。

0059

<変形例4>
図3に示す液体吐出装置10では、第1開口部64は、延びる方向において第1壁部62の一部及び第2壁部63の一部に設けられていた。ただし、第1開口部64は、第1壁部62の全体及び第2壁部63の全体の少なくとも一方に設けられていてもよい。

0060

図7に示すヘッド204の例では、スペーサ604において、一対の第1壁部624のうちのバンプ電極80よりも圧電素子50側と反対側にある第1壁部が設けられていない。この設けられていない部分が第1開口部644として用いられる。これにより、バンプ電極80と圧電素子50との間の第1壁部624以外の第1壁部の全体に第1開口部644が設けられている。

0061

また、スペーサ604において、一対の第2壁部が設けられていない。この設けられていない部分が第1開口部644及び第2開口部65として用いられる。第1壁部624よりもバンプ電極80側における第2壁部の全体に第1開口部644が設けられ、第1壁部624よりも圧電素子50側における第2壁部の全体に第2開口部65が設けられている。

0062

このように、バンプ電極80と圧電素子50との第1壁部624のみが設けられている。この第1壁部624は、第1壁部624よりもバンプ電極80側にある接着剤61から圧電素子50側へ接着剤61のガスが流れ込むことを抑制するため、ガスによる圧電素子50の不具合を低減することができる。

0063

<変形例5>
図3に示す液体吐出装置10では、スペーサ60がバンプ電極80の周囲を取り囲むように設けられていた。これに対し、図8のヘッド205の例に示すように、スペーサ605が、第1壁部625及び第2壁部635によって圧電素子50の周囲を取り囲むように設けられていてもよい。この場合、互いの間に圧電素子50の列を挟んで隣接する2本の第1壁部625の間に第2壁部635が設けられ、この第2壁部635の延びる方向における一部に第2開口部655が設けられていてもよい。

0064

すなわち、一対の第1壁部625は、直交方向において、互いの間に圧電素子50の列を挟むように間隔を空けて配置されており、圧電素子50とバンプ電極80との間に位置している。また、一対の第2壁部635は、配列方向において、互いの間に圧電素子50の列を挟むように間隔を空けて配置されており、隣接するバンプ電極80の間に位置している。

0065

これにより、直交方向において、バンプ電極80よりも圧電素子50側と反対側に第1壁部が設けられていない。この設けられていない部分が第1開口部645として用いられる。このため、バンプ電極80よりも圧電素子50側と反対側の第1壁部の全体に第1開口部645が設けられている。この第1開口部645によりスペーサ605の第1壁部625よりもバンプ電極80側の空間が開放されているため、接着剤61の発生ガスによる圧力の上昇がなく、圧力上昇によるバンプ電極80の剥がれ等の不具合が防がれる。

0066

また、同様に、直交方向において第1壁部625よりもバンプ電極80側の空間では、配列方向においてバンプ電極80よりも外側に第2壁部が設けられていない。この設けられていない部分が第1開口部645として用いられる。このため、第1壁部625よりもバンプ電極80側において第2壁部の全体に第1開口部645が設けられている。この第1開口部645によって第1壁部625よりもバンプ電極80側の空間が開放されているため、接着剤61の発生ガスによる圧力の上昇がなく、圧力上昇によるバンプ電極80の剥がれ等の不具合が防がれる。

0067

さらに、バンプ電極80と圧電素子50との間の第1壁部625、及び、バンプ電極80よりも圧電素子50側の第2壁部635によって、圧電素子50の周囲が取り囲まれている。このため、接着剤61のガスが圧電素子50に流れ込むことが低減され、ガスによる圧電素子50の不具合を抑制することができる。

0068

第1壁部625よりも圧電素子50側の第2壁部635に設けられた第2開口部655によって、バンプ電極80よりも圧電素子50側の空間は開放される。このため、圧電素子50が閉空間に収容されることがなく、閉空間による圧電素子50の変位阻害が抑制される。

0069

この第2開口部655は、第2壁部635の延びる方向における一部に設けられている。このため、この第2壁部635、及び第1壁部625によって、第2基板70の荷重を分散して支持することができる。

0070

なお、図8の例では、第1壁部625よりもバンプ電極80側に第1壁部及び第2壁部が設けられていない。ただし、いずれか一方の壁部が設けられていてもよい。この場合であっても、設けられていない壁部が第1開口部645として用いられるため、バンプ電極80よりも圧電素子50側の空間が開放され、接着剤61のガスによる不具合を防止することができる。

0071

<変形例6>
図3に示す液体吐出装置10では、スペーサ60において積層方向に平行な面が平面で形成されていたが、波形状の面であってもよいし、切込み等が設けられた面であってもよい。図9に示すヘッド206の例では、第1壁部626における直交方向に垂直な面、及び、第2壁部636における配列方向に垂直な面に、切込み66が設けられている。切込み66は、積層方向に直交する断面が三角形状であって、積層方向に延びている。

0072

この切込み66によって第1壁部626及び第2壁部636の各面の長さは平面の長さよりも長くなり、各面の面積が拡大する。このため、接着剤が第1壁部626及び第2壁部636の各面に拡がったり、切込み66に侵入して溜まったりして、スペーサ606と第1基板40とを接着する接着剤61がスペーサ606よりもバンプ電極80側と反対側(外側)に流れ出すことを低減することができる。よって、接着剤61が圧電素子50側に拡がることが抑制され、接着剤61及びこの接着剤61のガスにより圧電素子50の不具合を招くことが防止される。

0073

なお、図6の例では、切込み66の形状は断面であったが、円弧等の曲線であってもよい。また、図6の例では、切込み66はスペーサ606のバンプ電極80側の面(外面)に設けられたが、スペーサ606において圧電素子50側の第1壁部626に少なくとも設けられていればよい。例えば、切込み66が、スペーサ606においてバンプ電極80側と反対側の面(内面)に設けられていてもよい。

0074

<変形例7>
図3に示す液体吐出装置10では、スペーサ60において、圧電素子50とバンプ電極80との間に介在する第1壁部62(圧電素子側第1壁部62)の直交方向における寸法(幅)は、バンプ電極80よりも圧電素子50側と反対側(反対側第1壁部62)に配置された第1壁部62の幅と同じに形成されていた。ただし、これらの第1壁部62の幅は互いに異なっていてもよい。

0075

例えば、図10に示すヘッド207のように、スペーサ607の圧電素子側第1壁部627の幅を反対側第1壁部627の幅よりも広くしてもよい。これにより、圧電素子側第1壁部627と第1基板40との接着面積が反対側第1壁部627と第1基板40との接着面積よりも広くなる。このため、圧電素子側第1壁部627と第1基板40との間の接着剤61が、反対側第1壁部627と第1基板40との接着剤61よりも広がり難く、接着剤61が圧電素子50に付着することを抑制することができる。

0076

<変形例8>
図3に示す液体吐出装置10では、スペーサ60において、圧電素子50と個別バンプ電極80bとの間に介在する第1壁部62(個別バンプ電極側第1壁部62)の幅は、圧電素子50と共通バンプ電極80aとの間に介在する第1壁部62(共通バンプ電極側第1壁部62)の幅と同じに形成されていた。ただし、これらの第1壁部62の幅は互いに異なっていてもよい。

0077

例えば、図11に示すヘッド208のように、スペーサ608の個別バンプ電極側第1壁部628の幅を共通バンプ電極側第1壁部628の幅よりも広くしてもよい。この個別バンプ電極側第1壁部628と第1基板40との間には、複数の個別導体54が延びているため、これによりこの間に隙間が形成され、接着剤61がこの間から外側へ流れ出し易い。これに対して、第1基板40に対する個別バンプ電極側第1壁部628の接着面積が共通バンプ電極側第1壁部628の接着面積よりも広くなるため、接着剤61がこの間から広がり難く、接着剤61が圧電素子50に付着することを抑制することができる。

0078

<変形例9>
図3に示す液体吐出装置10では、各開口部64、65は、積層方向において第1基板40と第2基板70との間の全長と等しかったが、各開口部64、65がこの全長よりも短くてもよい。この場合、各開口部64、65の形成範囲においてスペーサ60が第2基板70から第1基板40側に延び、この先に開口部64、65が設けられる。このため、第1基板40と第2基板70との間において、第2基板70側にスペーサ60が設けられ、第1基板40側に各開口部64、65が設けられる。なお、この反対に、第1基板40と第2基板70との間において、第1基板40側にスペーサ60が設けられ、第2基板70側に各開口部64、65が設けられていてもよい。

0079

(実施の形態2)
実施の形態1の液体吐出装置10では、スペーサ60において圧電素子50とバンプ電極80との間に位置する部分以外の部分に設けられた第1開口部64によって、スペーサ60よりもバンプ電極80側の空間が開放されていた。これに対し、実施の形態2の液体吐出装置10では、図12に示すヘッド210のように、第2基板70(図2)に設けられた開口部(第3開口部73)によって、スペーサ610よりもバンプ電極80側の空間が開放されている。なお、わかり易くするために、図12では第2基板70の図示を省略している。

0080

具体的には、スペーサ610では、一対の第1壁部6210は、直交方向において、互いの間に、バンプ電極80を挟むように配置されている。一対の第2壁部6310は、配列方向において互いの間にバンプ電極80を挟み、直交方向において一対の第1壁部6210を繋ぐように配置されている。この第1壁部6210の端と第2壁部6310の端とは互いに接続されており、スペーサ610はバンプ電極80の周囲を取り囲むような矩形の枠形状である。この取り囲まれた空間(収容空間)内の第2基板70に第3開口部73が設けられている。

0081

第3開口部73は、第2基板70を積層方向に貫通し、収容空間とこれよりも外側の空間とを連通している。例えば、第2基板70には、積層方向に貫通する貫通電極が設けられたものがある。この場合、貫通電極と同時に第3開口部73を第2基板70に形成することにより、作業工程の増加を低減することができる。

0082

第3開口部73は、スペーサ610の収容空間においてバンプ電極80の周囲に設けられる。このように、第3開口部73がスペーサ610とバンプ電極80との間の第2基板70に配置することにより、第3開口部73がバンプ電極80と第2基板70の第2端子71(図2)との間に介在せず、これらの接続を阻害することがない。

0083

スペーサ610の矩形状の収容空間内において、1つ又は複数(例えば、4つ)の第3開口部73が設けられている。4つの第3開口部73は、スペーサ610内において、第1壁部6210と第2壁部6310とが接続する四隅にそれぞれ配置されている。

0084

このように、第3開口部73によって、スペーサ610による収容空間(スペーサ610よりもバンプ電極80側の空間)が開放され、接着剤61のガスが第3開口部73を介して収容空間から外側の空間へ流出する。このため、ガスによる収容空間の圧力上昇が低減され、圧力上昇によるバンプ電極80の接着不良等の不具合を防止することができる。また、ガスが圧電素子50側へ流れ込にみにくいため、ガスによる圧電素子50の劣化等の不具合を防止することができる。

0085

<変形例10>
図12に示す液体吐出装置10では、第3開口部73によって、スペーサ610よりもバンプ電極80側の空間が開放した。これに対して、図13に示すヘッド211のように、第3開口部731によって、スペーサ611よりも圧電素子50側の空間が開放してもよい。

0086

この場合、スペーサ611では、一対の第1壁部6211は、直交方向において互いの間に圧電素子50の列を挟み、一対の第2壁部6311は、配列方向において互いの間に圧電素子50の列を挟む。第1壁部6211の端と第2壁部6311の端とは互いに接続されており、スペーサ611は圧電素子50の列の周囲を取り囲む。この取り囲まれた空間(収容空間)において第2基板70に第3開口部731が設けられている。

0087

この第3開口部731によって、スペーサ611による収容空間(スペーサ611よりも圧電素子50側の空間)が開放され、接着剤61のガスが第3開口部731を介して収容空間から外側の空間へ流出する。このため、ガスによる収容空間の圧力上昇が低減され、圧力上昇による圧電素子50の変位阻害等の不具合を防止することができる。また、ガスが圧電素子50側へ流れ込みにくいため、ガスによる圧電素子50の劣化等の不具合を防止することができる。

0088

また、第1壁部6210よりもバンプ電極80側に第1壁部及び第2壁部が設けられておらず、この部分が第1開口部6411として用いられる。このため、この第1開口部6411により第1壁部6211よりもバンプ電極80の空間が開放されているため、圧力上昇によるバンプ電極80の剥がれ等の不具合が防がれる。

0089

<変形例11>
図12に示す液体吐出装置10では第3開口部73によってスペーサ610よりもバンプ電極80側の空間が開放し、変形例10では第3開口部731によってスペーサ611よりも圧電素子50側の空間が開放した。これに対して、図14に示すヘッド212のように、スペーサ612は、第1壁部6212及び第2壁部6312によってバンプ電極80及び圧電素子50の列の各周囲を取り囲む。そして、第3開口部73によってスペーサ612よりもバンプ電極80側の空間が開放され、第3開口部731によってスペーサ612よりも圧電素子50側の空間が開放されてもよい。

0090

<変形例12>
図12、並びに、変形例10及び11の液体吐出装置10では、第3開口部73、731は第2基板70に設けられていたが、第3開口部73、731は、第1基板40に設けられていてもよいし、第1基板40及び第2基板70の両方に設けられていてもよい。

0091

(その他の実施の形態)
上記全実施の形態では、スペーサ611と第1基板40とが接着剤61によって接着されていた。ただし、スペーサ611と第2基板70とが接着剤61によって接着されていてもよい。この場合、スペーサ611は第1基板40から第2基板70へ延びる。

0092

上記全実施の形態は、互いに相手を排除しない限り、互いに組み合わせてもよい。例えば、実施の形態1及び2及び変形例1〜4、6〜9のいずれかの液体吐出装置10において、変形例5のように互いの間に圧電素子50の列を挟む第2壁部635の延びる方向における一部に第2開口部655が設けられていてもよい。実施の形態1及2及び変形例1〜12のいずれかの液体吐出装置10において、変形例6のようにスペーサ606の面は波形状の面であっても切込み66が入った面であってもよい。実施の形態1及び2及び変形例1〜12のいずれかの液体吐出装置10において、変形例7のように圧電素子側第1壁部627の幅が反対側第1壁部627の幅よりも広くてもよい。実施の形態1及び2及び変形例1〜12のいずれかの液体吐出装置10において、変形例8のように個別バンプ電極側第1壁部628の幅が共通バンプ電極側第1壁部628の幅よりも広くてもよい。実施の形態1及び2及び変形例1〜11のいずれかの液体吐出装置10において、変形例9のように各開口部64、65は、積層方向において第1基板40と第2基板70との間の全長よりも短くてもよい。

0093

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施の形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できる。

0094

10 :液体吐出装置
21 :ノズル
30 :流路基板
31 :圧力室
40 :第1基板
41 :第1端子
41a :共通端子(第1端子)
41b :受電端子(第1端子)
50 :圧電素子
51 :共通電極
53 :個別電極
60、601〜612 :スペーサ
60a、602a、603a :第1スペーサ(スペーサ)
60b、602b、603b :第2スペーサ(スペーサ)
60c、602c、603c :第3スペーサ(スペーサ)
61 :接着剤
62、621〜628、6210、6211 :第1壁部
63、631〜633、635、636、6310、611 :第2壁部
64、641〜645、6411 :第1開口部(開口部)
65、655 :第2開口部(開口部)
70 :第2基板
71 :第2端子
71a :グランド端子(第2端子)
71b :給電端子(第2端子)
73、731 :第3開口部(開口部)
80 :バンプ電極
80a :共通バンプ電極(バンプ電極)
80b :個別バンプ電極(バンプ電極)

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