JP2008036848A - Method for manufacturing liquid conveyance device, method for manufacturing piezoelectric actuator, liquid conveyance device, and piezoelectric actuator - Google Patents

Method for manufacturing liquid conveyance device, method for manufacturing piezoelectric actuator, liquid conveyance device, and piezoelectric actuator Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology of forming a recessed section on a metallic diaphragm of a piezoelectric actuator by etching, the recessed section being adapted to lower the rigidity of the metallic diaphragm and reducing variation in the depths of the recessed sections. <P>SOLUTION: Each of the plurality of recessed sections 40, each being in a roughly circular plane is formed on the top face of the metallic diaphragm 30 at an area opposite to a pressurizing chamber 14 except an area in a center part (driving area) opposite to a discrete electrode 32 in a roughly whole area of the periphery section (follower area) by etching. Thus, each of the small recessed sections 40 is formed by etching so that it is possible to carry out the processing by precisely managing the depth (thickness) of each of the recessed sections 40, thereby reducing variation in the thickness of the diaphragm 30. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、液体移送装置の製造方法、圧電アクチュエータの製造方法、液体移送装置、及び、圧電アクチュエータに関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a liquid transfer device, a method for manufacturing a piezoelectric actuator, a liquid transfer device, and a piezoelectric actuator.

従来から、インクの液滴を噴射するインクジェットヘッドとして、インク流路内の液体に噴射圧力を付与する圧電式のアクチュエータを備えているものがある。例えば、特許文献１に記載のインクジェットヘッドは、圧力室を覆う振動板と、この振動板の上面の圧力室と対向する領域の中央部に配置された圧電素子（アクチュエータ）とを備えている。そして、電圧印加時における圧電素子の歪み変形を利用して振動板を変位させることにより、圧力室内の容積を変化させて、圧力室内のインクに圧力を付与するように構成されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, some inkjet heads that eject ink droplets include a piezoelectric actuator that applies ejection pressure to a liquid in an ink flow path. For example, the ink jet head described in Patent Document 1 includes a diaphragm that covers a pressure chamber, and a piezoelectric element (actuator) that is disposed in the center of a region facing the pressure chamber on the upper surface of the diaphragm. Then, the volume of the pressure chamber is changed by displacing the diaphragm using distortion deformation of the piezoelectric element during voltage application, thereby applying pressure to the ink in the pressure chamber.

さらに、従来から、振動板の一部に凹部を形成してその剛性を低下させることにより、振動板の変位量（即ち、圧力室の容積変化量）を増大させる試みが広く行われている。例えば、前述した特許文献１のインクジェットヘッドにおいては、振動板に、圧電素子と対向する領域（駆動領域）を取り囲むように溝（凹部）が形成されており、駆動領域の周りの領域（従動領域）における振動板の剛性を低下させることで、振動板の変位量がより大きくなるように構成されている。   Furthermore, conventionally, attempts have been widely made to increase the displacement amount of the diaphragm (that is, the volume change amount of the pressure chamber) by forming a recess in a part of the diaphragm and reducing its rigidity. For example, in the above-described inkjet head of Patent Document 1, a groove (concave portion) is formed in the diaphragm so as to surround a region (drive region) facing the piezoelectric element, and a region around the drive region (driven region) ) Is reduced so that the amount of displacement of the diaphragm is increased.

特開２００６−１０４０３８号公報（図１０、図１１）JP 2006-104038 A (FIGS. 10 and 11)

ところで、振動板が金属プレートである場合には、前述したような凹部をエッチングで形成することが多い。しかし、特許文献１のインクジェットヘッドにおいては、従動領域における振動板の剛性を低下させるための凹部は、圧電素子を取り囲むように環状に延びる溝であるが、このように連続的に延びる凹部をエッチングで形成する場合には、その長手方向に関して凹部の深さ（肉厚）にばらつきが生じやすい。このように、凹部の深さがばらつくと、複数の圧力室に関して振動板の変位量が異なってしまい、ひいては、複数のノズル間で液滴噴射特性がばらついて、印字品質が低下することになる。   By the way, when the vibration plate is a metal plate, the concave portion as described above is often formed by etching. However, in the ink jet head of Patent Document 1, the recess for reducing the rigidity of the diaphragm in the driven region is a groove extending in an annular shape so as to surround the piezoelectric element, but the recess extending continuously in this way is etched. In the case of forming with, the depth (thickness) of the recesses tends to vary in the longitudinal direction. As described above, when the depth of the concave portion varies, the displacement amount of the vibration plate differs with respect to the plurality of pressure chambers. As a result, the droplet ejection characteristics vary among the plurality of nozzles, and the print quality deteriorates. .

本発明の目的は、金属製の振動板にその剛性を低下させるための凹部をエッチングで形成するとともに、凹部の深さのばらつきを小さく抑制することが可能な技術を提供することである。   An object of the present invention is to provide a technique capable of forming a recess for reducing the rigidity of a metal diaphragm by etching and suppressing a variation in the depth of the recess.

第１の発明の液体移送装置の製造方法は、圧力室を含む液体流路を有する流路ユニットと、前記圧力室を覆うように前記流路ユニットの一表面に配置される金属製の振動板と、前記振動板の一方の面に配置される圧電層と、前記圧電層の一方の面の前記圧力室と対向する領域の一部に配置される第１電極と、前記圧電層の他方の面に前記第１電極と対向するように配置される第２電極とを有し、前記圧力室内の液体に圧力を付与する圧電アクチュエータとを備えた液体移送装置の製造方法であって、
前記振動板の前記一方の面の前記圧力室と対向する領域のうちの、前記第１電極と対向する駆動領域以外の領域である従動領域の少なくとも一部に、エッチングにより複数の凹部を形成する凹部形成工程を備えていることを特徴とするものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a liquid transfer device manufacturing method including a flow path unit having a liquid flow path including a pressure chamber, and a metal diaphragm disposed on one surface of the flow path unit so as to cover the pressure chamber. A piezoelectric layer disposed on one surface of the diaphragm, a first electrode disposed in a part of the region facing the pressure chamber on one surface of the piezoelectric layer, and the other of the piezoelectric layer A method of manufacturing a liquid transfer device having a second electrode disposed on a surface to face the first electrode, and a piezoelectric actuator that applies pressure to the liquid in the pressure chamber,
A plurality of recesses are formed by etching in at least a part of a driven region that is a region other than the drive region facing the first electrode in a region facing the pressure chamber on the one surface of the diaphragm. It has the recessed part formation process, It is characterized by the above-mentioned.

この液体移送装置の製造方法によれば、金属製の振動板の、第１電極と対向する駆動領域以外の領域である従動領域に複数の凹部を形成することにより、この従動領域における振動板の剛性を低下させて、振動板の変位量（即ち、圧力室の容積変化量）の増大、あるいは、所望の変位量を確保するために必要な駆動電圧の低減が可能になる。さらに、小さな凹部をエッチングでそれぞれ形成することで、個々の凹部の深さ（肉厚）を高精度に管理しながら加工することができることから、一方向に連続的に延びる溝や平面的に延びる底面積の大きい凹部と比べて、肉厚のばらつきを小さくすることができる。   According to this method for manufacturing a liquid transfer device, a plurality of recesses are formed in a driven region that is a region other than the drive region facing the first electrode of the metal diaphragm, whereby the diaphragm in the driven region is formed. By reducing the rigidity, it is possible to increase the amount of displacement of the diaphragm (that is, the amount of change in the volume of the pressure chamber), or to reduce the drive voltage necessary to ensure a desired amount of displacement. Furthermore, by forming small concave portions by etching, the depth (thickness) of the individual concave portions can be processed with high accuracy, so that grooves extending continuously in one direction or planarly extend. Compared with a recess having a large bottom area, the variation in thickness can be reduced.

第２の発明の液体移送装置の製造方法は、前記第１の発明において、前記凹部形成工程において、前記振動板の前記従動領域のほぼ全域に前記複数の凹部を形成することを特徴とするものである。このように、従動領域のほぼ全域に複数の凹部を形成することにより、より一層の振動板の変位量の増大、あるいは、駆動電圧の低減が可能となる。   The method for manufacturing a liquid transfer device according to a second aspect of the invention is characterized in that, in the first aspect of the invention, in the concave portion forming step, the plurality of concave portions are formed over substantially the entire driven region of the diaphragm. It is. In this way, by forming a plurality of recesses in almost the entire driven area, it is possible to further increase the displacement of the diaphragm or reduce the driving voltage.

第３の発明の液体移送装置の製造方法は、前記第１又は第２の発明において、前記凹部形成工程において、前記振動板の前記一方の面に、前記従動領域から前記圧力室の周縁を越えて外側の領域まではみ出すように、前記複数の凹部を形成することを特徴とするものである。このように、振動板の従動領域から圧力室の周縁を越えて外側の領域にも凹部を形成して、振動板の流路ユニットに接合される部分の剛性を低下させることにより、より一層の変位量の増大、あるいは、駆動電圧の低減が可能になる。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the method for manufacturing a liquid transfer device according to the first or second aspect, wherein, in the recess forming step, the one surface of the vibration plate extends from the driven region to the periphery of the pressure chamber. The plurality of recesses are formed so as to protrude to the outer region. In this way, a recess is formed in the outer region beyond the periphery of the pressure chamber from the driven region of the diaphragm, and the rigidity of the portion joined to the flow path unit of the diaphragm is reduced, thereby further increasing the rigidity. The displacement amount can be increased or the drive voltage can be reduced.

第４の発明の液体移送装置の製造方法は、前記第１〜第３の何れかの発明において、前記流路ユニットが、隔壁部により隔てられた複数の前記圧力室を有するものであり、前記凹部形成工程において、前記振動板の前記一方の面の、前記隔壁部と対向する領域にも、前記複数の凹部を形成することを特徴とするものである。このように、隔壁部と対向する領域にも凹部を形成して、この隔壁部に接合される部分の剛性を低下させることにより、隣接する圧力室間において振動板の変形が伝播すること（クロストーク）を防止できる。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the method for producing a liquid transfer device according to any one of the first to third aspects, wherein the flow path unit includes a plurality of pressure chambers separated by a partition wall. In the recess forming step, the plurality of recesses are also formed in a region of the one surface of the diaphragm facing the partition wall. Thus, by forming a recess also in the region facing the partition wall and reducing the rigidity of the portion joined to the partition wall, the deformation of the diaphragm propagates between adjacent pressure chambers (cross Talk) can be prevented.

第５の発明の液体移送装置の製造方法は、前記第１〜第４の何れかの発明において、前記凹部形成工程において、前記振動板の前記従動領域に、ほぼ円形の平面形状を有する前記凹部をエッチングにより形成することを特徴とするものである。このように、凹部をエッチングで円形に形成する場合には、個々の凹部の深さ（肉厚）をより精度よく管理することが可能になり、複数の凹部間における厚さのばらつきをより小さくすることができる。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the method for manufacturing a liquid transfer device according to any one of the first to fourth aspects, wherein in the concave portion forming step, the driven region of the diaphragm has a substantially circular planar shape. Is formed by etching. As described above, when the recesses are formed in a circular shape by etching, the depth (thickness) of each recess can be managed with higher accuracy, and the thickness variation among the plurality of recesses can be reduced. can do.

第６の発明の液体移送装置の製造方法は、前記第５の発明において、前記凹部形成工程において、ほぼ円形の前記凹部を所定の一方向に延びる複数の列に配列するとともに、隣接する前記凹部の列を、前記所定の一方向に関する凹部中心間距離の半分だけ前記所定の一方向に関してずらすことを特徴とするものである。この製造方法によれば、振動板の従動領域に多数の凹部を高密度に配置することが可能になり、従動領域の剛性を確実に低下させることができる。   In the method for manufacturing a liquid transfer device according to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the invention, in the recess forming step, the substantially circular recesses are arranged in a plurality of rows extending in a predetermined direction, and the adjacent recesses are arranged. Are shifted with respect to the predetermined direction by half the distance between the centers of the recesses with respect to the predetermined direction. According to this manufacturing method, it becomes possible to arrange a large number of concave portions in the driven area of the diaphragm with high density, and the rigidity of the driven area can be reliably reduced.

第７の発明の液体移送装置の製造方法は、前記第１〜第４の何れかの発明において、前記凹部形成工程において、前記振動板の前記従動領域に、ほぼ正多角形の平面形状を有する前記凹部をエッチングにより形成することを特徴とするものである。このように、凹部をエッチングで正多角形に形成する場合には、個々の凹部の深さ（肉厚）をより精度よく管理することが可能になり、複数の凹部間における厚さのばらつきをより小さくすることができる。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the method for manufacturing a liquid transfer device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the driven region of the diaphragm has a substantially regular polygonal planar shape in the recess forming step. The concave portion is formed by etching. As described above, when the recess is formed into a regular polygon by etching, the depth (thickness) of each recess can be managed with higher accuracy, and the thickness variation among the plurality of recesses can be reduced. It can be made smaller.

第８の発明の液体移送装置の製造方法は、前記第１〜第７の何れかの発明において、 前記第１電極は、前記圧電層の前記一方の面の、前記圧力室と対向する領域における前記圧力室の周縁から離れた中央部に配置されるものであり、前記振動板の前記駆動領域は、前記第１電極に対応して前記圧力室と対向する領域内における中央部に位置するとともに、前記従動領域は、前記圧力室と対向する領域内における前記中央部を取り囲む外周部に位置しており、前記凹部形成工程において、前記振動板の前記外周部に前記複数の凹部を形成することを特徴とするものである。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the method for manufacturing a liquid transfer device according to any one of the first to seventh aspects, wherein the first electrode is in a region of the one surface of the piezoelectric layer facing the pressure chamber. The driving region of the diaphragm is located at a central portion in a region facing the pressure chamber corresponding to the first electrode. The driven region is located in an outer peripheral portion surrounding the central portion in a region facing the pressure chamber, and in the concave portion forming step, the plurality of concave portions are formed in the outer peripheral portion of the diaphragm. It is characterized by.

このように、振動板の従動領域である、圧力室と対向する領域内における外周部に複数の凹部を形成して剛性を低下させることにより、振動板の圧力室と対向する領域内における駆動領域としての中央部の変位量を大きくする、あるいは、駆動電圧を低減することが可能となる。   In this way, the drive region in the region facing the pressure chamber of the diaphragm is formed by reducing the rigidity by forming a plurality of recesses in the outer peripheral portion in the region facing the pressure chamber, which is the driven region of the diaphragm. As a result, it is possible to increase the amount of displacement of the central portion or reduce the driving voltage.

第９の発明の液体移送装置の製造方法は、前記第８の発明において、前記圧力室は、一方向に長尺な平面形状を有するものであり、前記凹部形成工程において、前記振動板の前記従動領域のうち、少なくとも前記圧力室の短手方向における前記外周部に、前記複数の凹部を形成することを特徴とするものである。このように、振動板の従動領域のうち、長尺な圧力室の短手方向における外周部に特に凹部を形成して、この部分の剛性を低下させることにより、限られた数の凹部の形成でより大きな変位量を確保することができる。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the method for manufacturing a liquid transfer device according to the eighth aspect, wherein the pressure chamber has a planar shape that is long in one direction. In the driven region, the plurality of recesses are formed at least in the outer peripheral portion in the short direction of the pressure chamber. In this way, a limited number of recesses are formed by forming recesses in the outer peripheral portion in the short direction of the long pressure chamber in the driven region of the diaphragm and reducing the rigidity of this portion. Thus, a larger displacement amount can be secured.

第１０の発明の液体移送装置の製造方法は、前記圧電アクチュエータは、前記圧力室と対向する領域における中央部に配置された前記第１電極から、前記圧力室の周縁を越えて外側の領域まで引き出された端子部を有するものであり、前記凹部形成工程において、前記振動板の前記従動領域のうちの、前記端子部と対向する領域を除いた領域に前記複数の凹部を形成することを特徴とするものである。振動板の端子部と対向する領域にも凹部が形成されていると、圧電層の形成方法によってはこの振動板の凹部が配置された領域に対応して圧電層にも凹部が生じ、従動領域を跨ぐように配置される端子部に導通不良が生じる虞がある。そこで、本発明では、振動板の従動領域のうち、端子部と対向する領域を除いた領域に凹部を形成することにより、振動板の変位量増大、あるいは、駆動電圧の低減を実現しつつ、端子部における導通不良を回避することができる。   In the method for manufacturing a liquid transfer device according to a tenth aspect of the present invention, the piezoelectric actuator extends from the first electrode disposed in the center of the region facing the pressure chamber to an outer region beyond the periphery of the pressure chamber. In the step of forming the recess, the plurality of recesses are formed in a region excluding the region facing the terminal portion in the driven region of the diaphragm. It is what. If a concave portion is also formed in the region facing the terminal portion of the diaphragm, depending on the method of forming the piezoelectric layer, a concave portion is also formed in the piezoelectric layer corresponding to the region where the concave portion of the diaphragm is disposed, and the driven region There is a risk that poor conduction may occur in the terminal portion arranged so as to straddle the wire. Therefore, in the present invention, by forming a recess in a region excluding the region facing the terminal portion of the driven region of the diaphragm, the displacement amount of the diaphragm is increased, or the driving voltage is reduced, A conduction failure in the terminal portion can be avoided.

第１１の発明の液体移送装置の製造方法は、前記第１〜第７の何れかの発明において、前記第１電極は、前記圧電層の前記一方の面の、前記圧力室と対向する領域における前記圧力室の周縁に沿う外周部に配置されるものであり、前記振動板の前記駆動領域は、前記第１電極に対応して前記圧力室と対向する領域内における外周部に位置するとともに、前記従動領域は、前記圧力室と対向する領域内における前記外周部に取り囲まれる中央部に位置しており、前記凹部形成工程において、前記振動板の前記中央部に前記複数の凹部を形成することを特徴とするものである。   According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided the method for manufacturing a liquid transfer device according to any one of the first to seventh aspects, wherein the first electrode is in a region of the one surface of the piezoelectric layer facing the pressure chamber. The driving region of the diaphragm is located on the outer peripheral portion in the region facing the pressure chamber corresponding to the first electrode, and is disposed on the outer peripheral portion along the periphery of the pressure chamber. The driven region is located in a central portion surrounded by the outer peripheral portion in a region facing the pressure chamber, and in the concave portion forming step, the plurality of concave portions are formed in the central portion of the diaphragm. It is characterized by.

圧電層の一方の面において、第１電極が、圧力室と対向する領域における外周部に配置されている場合には、第１電極と第２電極の間に駆動電圧が印加されたときに、圧力室の周縁に沿う外周部と対向する領域において圧電層に歪みが生じる。そのため、駆動電圧を印加した時に圧力室の容積が増加することになり、液体に圧力を付与しないときには駆動電圧を印加する必要がない。このような構成の圧電アクチュエータに対しても、振動板の従動領域である、圧力室と対向する領域における中央部に複数の凹部を形成することにより、駆動領域の変位量増大、あるいは、駆動電圧の低減が可能となる。   When the first electrode is disposed on the outer peripheral portion in the region facing the pressure chamber on one surface of the piezoelectric layer, when a driving voltage is applied between the first electrode and the second electrode, Distortion occurs in the piezoelectric layer in a region facing the outer periphery along the periphery of the pressure chamber. Therefore, the volume of the pressure chamber increases when the driving voltage is applied, and it is not necessary to apply the driving voltage when no pressure is applied to the liquid. Even for a piezoelectric actuator having such a configuration, by forming a plurality of recesses in the central portion of the region facing the pressure chamber, which is the driven region of the diaphragm, the displacement amount of the driving region is increased, or the driving voltage is increased. Can be reduced.

第１２の発明の液体移送装置の製造方法は、前記第１〜第７の何れかの発明において、前記圧力室は、一方向に長尺な平面形状を有するものであり、前記第１電極は、前記圧電層の前記一方の面の、前記圧力室と対向する領域における前記圧力室の短手方向の一方側に配置されるものであり、前記振動板の前記駆動領域は、前記第１電極に対応して前記圧力室と対向する領域内における前記短手方向の一方側を占める領域に位置するとともに、前記従動領域は、前記圧力室と対向する領域内における前記短手方向の他方側を占める領域に位置しており、前記凹部形成工程において、前記振動板の前記短手方向の他方側を占める領域に前記複数の凹部を形成することを特徴とするものである。   The method for producing a liquid transfer device according to a twelfth aspect of the present invention is the method according to any one of the first to seventh aspects, wherein the pressure chamber has a planar shape that is long in one direction. The piezoelectric layer is disposed on one side in the short direction of the pressure chamber in a region facing the pressure chamber on the one surface of the piezoelectric layer, and the driving region of the diaphragm is the first electrode. Corresponding to the pressure chamber and in the region occupying one side in the short direction in the region facing the pressure chamber, and the driven region is located on the other side in the short direction in the region facing the pressure chamber. The plurality of recesses are formed in a region occupying the other side of the diaphragm in the lateral direction in the recess forming step.

圧電層の一方の面において、第１電極が、圧力室と対向する領域における圧力室の短手方向一方側に配置されている場合には、第１電極と第２電極の間に駆動電圧が印加されたときに、その短手方向一方側と対向する領域において圧電層に歪みが生じる。そのため、駆動電圧を印加した時に圧力室の容積が増加することになり、液体に圧力を付与しないときには駆動電圧を印加する必要がない。このような構成の圧電アクチュエータに対しても、振動板の従動領域である、圧力室と対向する領域における短手方向他方側を占める領域に複数の凹部を形成することにより、駆動領域の変位量増大、あるいは、駆動電圧の低減が可能となる。   When the first electrode is arranged on one side of the pressure chamber in the short side direction in the region facing the pressure chamber on one surface of the piezoelectric layer, a driving voltage is applied between the first electrode and the second electrode. When applied, the piezoelectric layer is distorted in a region facing one side in the short direction. Therefore, the volume of the pressure chamber increases when the driving voltage is applied, and it is not necessary to apply the driving voltage when no pressure is applied to the liquid. Even in the piezoelectric actuator having such a configuration, the displacement amount of the driving region is determined by forming a plurality of concave portions in the region occupying the other side in the short direction in the region facing the pressure chamber, which is the driven region of the diaphragm. It is possible to increase or decrease the driving voltage.

第１３の発明の液体移送装置の製造方法は、前記第１〜第１２の何れかの発明において、前記凹部形成工程後に、前記振動板の前記一方の面に圧電材料の粒子を堆積させて前記圧電層を形成する、圧電層形成工程を備えていることを特徴とするものである。この方法によれば、振動板の凹部が形成されている面に所望の厚さの圧電層を容易に形成することができる。   The method for producing a liquid transfer device according to a thirteenth aspect of the present invention is the method according to any one of the first to twelfth aspects, wherein the piezoelectric material particles are deposited on the one surface of the diaphragm after the recess forming step. A piezoelectric layer forming step of forming a piezoelectric layer is provided. According to this method, a piezoelectric layer having a desired thickness can be easily formed on the surface of the diaphragm where the recess is formed.

第１４の発明の液体移送装置の製造方法は、前記第１３の発明において、前記圧電層形成工程において、エアロゾルデポジション法、又は、化学蒸着法により、前記圧電層を形成することを特徴とするものである。この方法によれば、振動板の凹部に形成される圧電層の厚さをそれ以外の部分よりも薄くすることが可能になり、圧電層の従動領域の剛性も低下させることができる。   According to a fourteenth aspect of the present invention, in the thirteenth aspect of the invention, the piezoelectric layer is formed by an aerosol deposition method or a chemical vapor deposition method in the piezoelectric layer forming step. Is. According to this method, the thickness of the piezoelectric layer formed in the concave portion of the diaphragm can be made thinner than the other portions, and the rigidity of the driven region of the piezoelectric layer can be reduced.

第１５の発明の圧電アクチュエータの製造方法は、逃し部を有する支持部材の一表面に前記逃し部を覆うように配置される金属製の振動板と、前記振動板の一方の面に配置される圧電層と、前記圧電層の一方の面の前記逃し部と対向する領域の一部に配置される第１電極と、前記圧電層の他方の面に前記第１電極と対向するように配置される第２電極とを有する圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記振動板の前記一方の面の前記逃し部と対向する領域のうちの、前記第１電極と対向する駆動領域以外の領域である従動領域の少なくとも一部に、エッチングにより複数の凹部を形成する凹部形成工程を備えていることを特徴とするものである。 According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a piezoelectric actuator, comprising: a metal diaphragm disposed on one surface of a support member having a relief portion so as to cover the relief portion; and a first surface of the diaphragm. A piezoelectric layer, a first electrode disposed in a part of a region of the one surface of the piezoelectric layer facing the relief portion, and a second surface of the piezoelectric layer disposed to face the first electrode. A method of manufacturing a piezoelectric actuator having a second electrode comprising:
A plurality of recesses are formed by etching in at least a part of a driven region that is a region other than the driving region facing the first electrode in a region facing the relief portion on the one surface of the diaphragm. It has the recessed part formation process, It is characterized by the above-mentioned.

この圧電アクチュエータの製造方法によれば、金属製の振動板の、第１電極と対向する駆動領域以外の領域である従動領域に複数の凹部を形成することにより、この従動領域における振動板の剛性を低下させて、振動板の変位量の増大、あるいは、駆動電圧の低減が可能になる。さらに、複数の凹部をエッチングで形成することから、一方向に連続的に延びる溝や平面的に延びる底面積の大きい凹部と比べて、肉厚のばらつきを小さくすることができる。   According to this method of manufacturing a piezoelectric actuator, by forming a plurality of recesses in a driven region that is a region other than the driving region facing the first electrode of a metal diaphragm, the rigidity of the diaphragm in this driven region Can be reduced, and the displacement of the diaphragm can be increased or the drive voltage can be reduced. Further, since the plurality of recesses are formed by etching, the variation in thickness can be reduced as compared with a groove extending continuously in one direction or a recess extending in a plane and having a large bottom area.

第１６の発明の液体移送装置は、圧力室を含む液体流路を有する流路ユニットと、前記圧力室内の液体に圧力を付与する圧電アクチュエータとを備え、前記圧電アクチュエータは、前記複数の圧力室を覆うように前記流路ユニットの一表面に配置された金属製の振動板と、前記振動板の一方の面に配置された圧電層と、前記圧電層の一方の面の前記圧力室と対向する領域の一部に配置された第１電極と、前記圧電層の他方の面に前記第１電極と対向するように配置された第２電極と、を有し、
前記振動板の前記一方の面の前記圧力室と対向する領域のうちの、前記第１電極と対向する駆動領域以外の領域である従動領域の少なくとも一部に、複数の凹部が形成されていることを特徴とするものである。 A liquid transfer device according to a sixteenth aspect of the present invention includes a flow path unit having a liquid flow path including a pressure chamber, and a piezoelectric actuator that applies pressure to the liquid in the pressure chamber, and the piezoelectric actuator includes the plurality of pressure chambers. A metal diaphragm disposed on one surface of the flow path unit so as to cover the piezoelectric layer, a piezoelectric layer disposed on one surface of the diaphragm, and the pressure chamber on one surface of the piezoelectric layer facing the pressure chamber A first electrode disposed in a part of the region to be disposed, and a second electrode disposed on the other surface of the piezoelectric layer so as to face the first electrode,
A plurality of recesses are formed in at least a part of a driven region that is a region other than the driving region facing the first electrode in a region facing the pressure chamber on the one surface of the diaphragm. It is characterized by this.

この構成によれば、金属製の振動板の、第１電極と対向する駆動領域以外の領域である従動領域に複数の凹部が形成されて、この従動領域における振動板の剛性が低下していることから、振動板の変位量の増大、あるいは、駆動電圧の低減が可能になる。また、複数の凹部をエッチングで形成する場合には、一方向に連続的に延びる溝や平面的に延びる底面積の大きい凹部と比べて、肉厚のばらつきを小さくすることができる。   According to this configuration, the plurality of recesses are formed in the driven region that is a region other than the drive region facing the first electrode of the metal diaphragm, and the rigidity of the diaphragm in the driven region is reduced. Therefore, it is possible to increase the displacement amount of the diaphragm or reduce the driving voltage. In addition, when the plurality of recesses are formed by etching, the variation in thickness can be reduced as compared with a groove extending continuously in one direction or a recess extending in a planar manner and having a large bottom area.

第１７の発明の圧電アクチュエータは、逃し部を有する支持部材の一表面に前記逃し部を覆うように配置された金属製の振動板と、前記振動板の一方の面に配置された圧電層と、前記圧電層の一方の面の前記逃し部と対向する領域の一部に配置された第１電極と、前記圧電層の他方の面に前記第１電極と対向するように配置された第２電極と、を備え、
前記振動板の前記一方の面の前記逃し部に対向する領域のうちの、前記第１電極と対向する駆動領域以外の領域である従動領域の少なくとも一部に、複数の凹部が形成されていることを特徴とするものである。 According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided a piezoelectric actuator including a metal diaphragm disposed on one surface of a support member having a relief portion so as to cover the relief portion, and a piezoelectric layer disposed on one surface of the diaphragm. A first electrode disposed in a part of a region of the one surface of the piezoelectric layer facing the relief portion, and a second electrode disposed on the other surface of the piezoelectric layer so as to face the first electrode. An electrode,
A plurality of recesses are formed in at least a part of a driven region that is a region other than the driving region facing the first electrode in a region facing the escape portion on the one surface of the diaphragm. It is characterized by this.

この構成によれば、金属製の振動板の、第１電極と対向する駆動領域以外の領域である従動領域に複数の凹部が形成されて、この従動領域における振動板の剛性が低下していることから、振動板の変位量の増大、あるいは、駆動電圧の低減が可能になる。また、複数の凹部をエッチングで形成する場合には、一方向に連続的に延びる溝や平面的に延びる底面積の大きい凹部と比べて、肉厚のばらつきを小さくすることができる。   According to this configuration, the plurality of recesses are formed in the driven region that is a region other than the drive region facing the first electrode of the metal diaphragm, and the rigidity of the diaphragm in the driven region is reduced. Therefore, it is possible to increase the displacement amount of the diaphragm or reduce the driving voltage. In addition, when the plurality of recesses are formed by etching, the variation in thickness can be reduced as compared with a groove extending continuously in one direction or a recess extending in a planar manner and having a large bottom area.

本発明によれば、金属製の振動板の従動領域に複数の凹部を形成して、この従動領域における振動板の剛性を低下させることにより、振動板の変位量の増大、あるいは、駆動電圧の低減が可能になる。また、複数の凹部をエッチングで形成すれば、一方向に連続的に延びる溝や平面的に延びる底面積の大きい凹部と比べて、肉厚のばらつきを小さくすることができる。   According to the present invention, a plurality of concave portions are formed in the driven area of the metal diaphragm, and the rigidity of the diaphragm in the driven area is reduced, thereby increasing the displacement amount of the diaphragm or reducing the driving voltage. Reduction is possible. In addition, if a plurality of recesses are formed by etching, the variation in thickness can be reduced as compared to a groove extending continuously in one direction or a recess extending in a plane and having a large bottom area.

本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、インクに圧力を付与してノズルへ移送し、このノズルから記録用紙に対してインクの液滴を噴射して所望の画像や文字等を記録するインクジェットヘッド（液体移送装置）に本発明を適用した一例である。   Embodiments of the present invention will be described. In the present embodiment, an ink jet head (liquid transfer device) that applies pressure to ink and transports it to a nozzle and ejects ink droplets onto the recording paper from the nozzle to record a desired image, character, or the like. It is an example to which the present invention is applied.

まず、本実施形態のインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタについて簡単に説明する。図１に示すように、インクジェットプリンタ１００は、図１の左右方向に移動可能なキャリッジ２と、このキャリッジ２に設けられて記録用紙Ｐに対してインクを噴射するシリアル型のインクジェットヘッド１と、記録用紙Ｐを図１の前方へ搬送する搬送ローラ３などを備えている。インクジェットヘッド１は、キャリッジ２と一体的に左右方向（走査方向）へ移動して、その下面に配置されたノズル２０（図２〜図５参照）から記録用紙Ｐに対してインクを噴射して所望の文字や画像等を記録する。また、インクジェットヘッド１により画像等が記録された記録用紙Ｐは、搬送ローラ３により前方（紙送り方向）へ排出される。   First, an ink jet printer provided with the ink jet head of this embodiment will be briefly described. As shown in FIG. 1, an inkjet printer 100 includes a carriage 2 that can move in the left-right direction in FIG. 1, a serial type inkjet head 1 that is provided on the carriage 2 and that ejects ink onto recording paper P, A transport roller 3 for transporting the recording paper P forward in FIG. 1 is provided. The inkjet head 1 moves in the left-right direction (scanning direction) integrally with the carriage 2 and ejects ink onto the recording paper P from the nozzles 20 (see FIGS. 2 to 5) disposed on the lower surface thereof. Record desired characters and images. The recording paper P on which an image or the like is recorded by the inkjet head 1 is discharged forward (paper feeding direction) by the transport roller 3.

次に、インクジェットヘッド１について説明する。図２〜図５に示すように、インクジェットヘッド１は、ノズル２０及び圧力室１４を含むインク流路（液体流路）が形成された流路ユニット４と、圧力室１４内のインクに噴射圧力を付与する圧電アクチュエータ５とを備えている。   Next, the inkjet head 1 will be described. As shown in FIG. 2 to FIG. 5, the inkjet head 1 includes a flow path unit 4 in which an ink flow path (liquid flow path) including a nozzle 20 and a pressure chamber 14 is formed, and jetting pressure to ink in the pressure chamber 14. And a piezoelectric actuator 5 for imparting.

まず、流路ユニット４について説明する。図４、図５に示すように、流路ユニット４はキャビティプレート１０、ベースプレート１１、マニホールドプレート１２、及びノズルプレート１３を備えており、これら４枚のプレート１０〜１３が積層状態で接合されている。このうち、キャビティプレート１０、ベースプレート１１及びマニホールドプレート１２はステンレス鋼製の板であり、これら３枚のプレート１０〜１２に、後述するマニホールド１７や圧力室１４等のインク流路をエッチングにより容易に形成することができるようになっている。また、ノズルプレート１３は、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂材料により形成され、マニホールドプレート１２の下面に接着される。あるいは、このノズルプレート１３も、３枚のプレート１０〜１２と同様にステンレス鋼等の金属材料で形成されていてもよい。   First, the flow path unit 4 will be described. As shown in FIGS. 4 and 5, the flow path unit 4 includes a cavity plate 10, a base plate 11, a manifold plate 12, and a nozzle plate 13, and these four plates 10 to 13 are joined in a stacked state. Yes. Among these, the cavity plate 10, the base plate 11 and the manifold plate 12 are stainless steel plates, and ink flow paths such as a manifold 17 and a pressure chamber 14 described later can be easily etched in these three plates 10-12. It can be formed. The nozzle plate 13 is formed of, for example, a polymer synthetic resin material such as polyimide, and is bonded to the lower surface of the manifold plate 12. Or this nozzle plate 13 may be formed with metal materials, such as stainless steel, similarly to the three plates 10-12.

図２〜図５に示すように、４枚のプレート１０〜１３のうち、最も上方に位置するキャビティプレート１０には、平面に沿って配列された複数の圧力室１４がプレート１０を貫通する孔により形成され、複数の圧力室１４は隔壁部１０ａにより区画されている。そして、複数の圧力室１４は上下両側から後述の振動板３０及びベースプレート１１によりそれぞれ覆われている。また、複数の圧力室１４は、紙送り方向（図２の上下方向）に２列に配列されている。さらに、各圧力室１４は、平面視で走査方向（図２の左右方向）に長尺な、略楕円形状に形成されている。尚、このキャビティプレート１０は流路ユニット４の一部を構成するとともに、後述する圧電アクチュエータ５の振動板３０と接合されて、この振動板３０を下方から支持する支持部材も兼ねている。   As shown in FIGS. 2 to 5, among the four plates 10 to 13, the cavity plate 10 located at the uppermost position has holes through which a plurality of pressure chambers 14 arranged along a plane penetrate the plate 10. The plurality of pressure chambers 14 are partitioned by the partition wall 10a. The plurality of pressure chambers 14 are respectively covered with a diaphragm 30 and a base plate 11 described later from above and below. The plurality of pressure chambers 14 are arranged in two rows in the paper feeding direction (up and down direction in FIG. 2). Further, each pressure chamber 14 is formed in a substantially elliptical shape that is long in the scanning direction (left-right direction in FIG. 2) in plan view. The cavity plate 10 constitutes a part of the flow path unit 4, and also serves as a support member that is joined to a vibration plate 30 of the piezoelectric actuator 5 described later and supports the vibration plate 30 from below.

図３、図４に示すように、ベースプレート１１の、平面視で圧力室１４の両端部と重なる位置には、それぞれ連通孔１５，１６が形成されている。また、マニホールドプレート１２には、平面視で、２列に配列された圧力室１４の連通孔１５側の部分と重なるように、紙送り方向に延びる２つのマニホールド１７が形成されている。これら２つのマニホールド１７は、後述の振動板３０に形成されたインク供給口１８に連通しており、図示しないインクタンクからインク供給口１８を介してマニホールド１７へインクが供給される。さらに、マニホールドプレート１２の、平面視で複数の圧力室１４のマニホールド１７と反対側の端部と重なる位置には、それぞれ、複数の連通孔１６に連なる複数の連通孔１９も形成されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, communication holes 15 and 16 are formed at positions where the base plate 11 overlaps both end portions of the pressure chamber 14 in a plan view, respectively. The manifold plate 12 is formed with two manifolds 17 extending in the paper feeding direction so as to overlap with the communication hole 15 side portions of the pressure chambers 14 arranged in two rows in a plan view. These two manifolds 17 communicate with an ink supply port 18 formed in a vibration plate 30 described later, and ink is supplied to the manifold 17 from an ink tank (not shown) via the ink supply port 18. Furthermore, a plurality of communication holes 19 that are continuous with the plurality of communication holes 16 are also formed at positions where the manifold plate 12 overlaps the ends of the plurality of pressure chambers 14 opposite to the manifold 17 in plan view.

さらに、ノズルプレート１３の、平面視で複数の連通孔１９にそれぞれ重なる位置には、複数のノズル２０が形成されている。図２に示すように、複数のノズル２０は、紙送り方向に沿って２列に配列された複数の圧力室１４の、マニホールド１７と反対側の端部とそれぞれ重なるように配置されて、２列のノズル列を構成している。   Further, a plurality of nozzles 20 are formed at positions where the nozzle plate 13 respectively overlaps the plurality of communication holes 19 in plan view. As shown in FIG. 2, the plurality of nozzles 20 are arranged so as to overlap with the ends of the plurality of pressure chambers 14 arranged in two rows along the paper feeding direction on the opposite side to the manifold 17, respectively. The nozzle row of the row is configured.

そして、図４に示すように、マニホールド１７は連通孔１５を介して圧力室１４に連通し、さらに、圧力室１４は、連通孔１６，１９を介してノズル２０に連通している。このように、流路ユニット４内には、マニホールド１７から圧力室１４を経てノズル２０に至る個別インク流路２１が複数形成されている。   As shown in FIG. 4, the manifold 17 communicates with the pressure chamber 14 through the communication hole 15, and the pressure chamber 14 communicates with the nozzle 20 through the communication holes 16 and 19. As described above, a plurality of individual ink flow paths 21 extending from the manifold 17 to the nozzles 20 through the pressure chambers 14 are formed in the flow path unit 4.

次に、圧電アクチュエータ５について説明する。図２〜図５に示すように、圧電アクチュエータ５は、複数の圧力室１４（逃し部）を有するキャビティプレート１０（支持部材）の上面に配置された振動板３０と、この振動板３０の上面に複数の圧力室１４に跨って連続的に形成された圧電層３１と、この圧電層３１の上面に配置された複数の個別電極３２（第１電極）とを備えている。   Next, the piezoelectric actuator 5 will be described. As shown in FIGS. 2 to 5, the piezoelectric actuator 5 includes a vibration plate 30 disposed on an upper surface of a cavity plate 10 (support member) having a plurality of pressure chambers 14 (relief portions), and an upper surface of the vibration plate 30. The piezoelectric layer 31 continuously formed across the plurality of pressure chambers 14 and a plurality of individual electrodes 32 (first electrodes) disposed on the upper surface of the piezoelectric layer 31 are provided.

振動板３０は、平面視で略矩形状の金属板であり、例えば、ステンレス鋼等の鉄系合金、銅系合金、ニッケル系合金、あるいは、チタン系合金などからなる。この振動板３０は、キャビティプレート１０の上面に複数の圧力室１４を覆うように配設された状態で、複数の圧力室１４を囲うように配置された隔壁部１０ａに接合されている。また、金属製であり導電性を有する振動板３０の上面は、複数の個別電極３２との間で圧電層３１を挟み、この圧電層３１に厚み方向の電界を生じさせる共通電極（第２電極）を兼ねている。従って、振動板３０とは別に共通電極が不要であり、その分、圧電アクチュエータ５の構成が簡単になる。さらに、この共通電極としての振動板３０は常にグランド電位に保持されている。   The diaphragm 30 is a substantially rectangular metal plate in plan view, and is made of, for example, an iron-based alloy such as stainless steel, a copper-based alloy, a nickel-based alloy, or a titanium-based alloy. The vibration plate 30 is joined to a partition wall portion 10 a disposed so as to surround the plurality of pressure chambers 14 while being disposed on the upper surface of the cavity plate 10 so as to cover the plurality of pressure chambers 14. Further, the upper surface of the vibration plate 30 made of metal and having conductivity has a piezoelectric layer 31 sandwiched between a plurality of individual electrodes 32, and a common electrode (second electrode) that generates an electric field in the thickness direction on the piezoelectric layer 31. ). Therefore, a common electrode is not required separately from the diaphragm 30, and the configuration of the piezoelectric actuator 5 is simplified correspondingly. Further, the diaphragm 30 as the common electrode is always held at the ground potential.

振動板３０の上面には、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする、圧電材料からなる圧電層３１が形成されている。この圧電層３１は、複数の圧力室１４を覆うように連続的に形成されている。   On the upper surface of the vibration plate 30, a piezoelectric layer 31 made of a piezoelectric material mainly composed of lead zirconate titanate (PZT), which is a solid solution and is a ferroelectric substance, is formed of lead titanate and lead zirconate. Yes. The piezoelectric layer 31 is continuously formed so as to cover the plurality of pressure chambers 14.

圧電層３１の上面には、圧力室１４よりも一回り小さい略楕円形の平面形状を有する複数の個別電極３２が、複数の圧力室１４にそれぞれ対応して形成されている。これら個別電極３２は、対応する圧力室１４と対向する領域において、圧力室１４の周縁から離れた中央部にそれぞれ配置されている。また、個別電極３２は金、銅、銀、パラジウム、白金、あるいは、チタンなどの導電性材料からなる。   On the upper surface of the piezoelectric layer 31, a plurality of individual electrodes 32 having a substantially elliptical planar shape that is slightly smaller than the pressure chamber 14 are formed corresponding to the plurality of pressure chambers 14, respectively. These individual electrodes 32 are respectively arranged in the central portion away from the peripheral edge of the pressure chamber 14 in a region facing the corresponding pressure chamber 14. The individual electrode 32 is made of a conductive material such as gold, copper, silver, palladium, platinum, or titanium.

さらに、２列に配列された複数の個別電極３２の連通孔１５側（図２の左右方向外側）の端部からは、それぞれ複数の端子部３５が、圧力室１４の周縁を越えて外側の領域まで引き出されている。また、複数の端子部３５には、図示しないフレキシブルプリント配線板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）等の可撓性を有する配線部材の接点が接合され、複数の個別電極３２は、配線部材及び複数の端子部３５を介してドライバＩＣ（図示省略）とそれぞれ電気的に接続されている。そして、圧電アクチュエータ５の駆動時には、ドライバＩＣから、インクを噴射させる所望のノズル２０に対応する個別電極３２に対して所定の駆動電圧が印加されるようになっている。   Further, a plurality of terminal portions 35 extend from the ends of the plurality of individual electrodes 32 arranged in two rows on the side of the communication hole 15 (outside in the left-right direction in FIG. 2) beyond the periphery of the pressure chamber 14. It is pulled out to the area. In addition, contacts of a flexible wiring member such as a flexible printed circuit (FPC) (not shown) are joined to the plurality of terminal portions 35, and the plurality of individual electrodes 32 include the wiring member and the plurality of terminals. Each is electrically connected to a driver IC (not shown) via a terminal portion 35. When the piezoelectric actuator 5 is driven, a predetermined drive voltage is applied from the driver IC to the individual electrode 32 corresponding to the desired nozzle 20 that ejects ink.

ところで、振動板３０の上面の圧力室１４と対向する領域は、個別電極３２と対向し、圧力室１４の周縁から離れた中央部の領域（駆動領域）と、この駆動領域を取り囲む外周部の環状領域（従動領域）とに分けられる。そして、本実施形態の圧電アクチュエータ５においては、図２〜図５に示すように、振動板３０の従動領域のほぼ全域に、ほぼ円形の平面形状を有する複数の凹部４０が形成されている。但し、図３に示すように、従動領域の端子部３５と対向する領域には凹部４０は形成されていない。さらに、複数の凹部４０は、インクジェットヘッド１の走査方向（図３の左右方向）と紙送り方向（図３の上下方向）の２方向に沿ってそれぞれほぼ等間隔空けて配列されている。このように、振動板３０の従動領域のほぼ全域に複数の凹部４０が形成されることによって、従動領域における振動板３０の剛性が駆動領域と比べて低下している。尚、図３に示すように、複数の凹部４０は、振動板３０の従動領域から圧力室１４の周縁を越えて外側の領域（キャビティプレート１０の隔壁部１０ａと接合されている領域）まではみ出して形成されている。   By the way, the region facing the pressure chamber 14 on the upper surface of the diaphragm 30 is opposed to the individual electrode 32, and is a central region (driving region) away from the peripheral edge of the pressure chamber 14 and an outer peripheral portion surrounding the driving region. It is divided into an annular region (driven region). In the piezoelectric actuator 5 of the present embodiment, as shown in FIGS. 2 to 5, a plurality of concave portions 40 having a substantially circular planar shape are formed in almost the entire driven region of the diaphragm 30. However, as shown in FIG. 3, the recessed part 40 is not formed in the area | region facing the terminal part 35 of a driven area. Further, the plurality of recesses 40 are arranged at substantially equal intervals along two directions of the inkjet head 1 in the scanning direction (left-right direction in FIG. 3) and the paper feeding direction (up-down direction in FIG. 3). As described above, the plurality of recesses 40 are formed in almost the entire driven area of the diaphragm 30, so that the rigidity of the diaphragm 30 in the driven area is lower than that in the driving area. As shown in FIG. 3, the plurality of recesses 40 protrude from the driven region of the diaphragm 30 to the outer region (region joined to the partition wall 10 a of the cavity plate 10) beyond the peripheral edge of the pressure chamber 14. Is formed.

さらに、振動板３０の上面に配置された圧電層３１の従動領域（圧力室１４の周縁部と対向する領域）には、振動板３０の複数の凹部４０にそれぞれ対応して複数の凹部４１が形成されている。尚、後の製造工程の説明において詳述するが、圧電層３１の凹部４１における肉厚は、凹部４１以外の領域における肉厚よりも薄くなっており、そのため、振動板３０と同様に、従動領域における圧電層３１の剛性も低下している。また、前述したように、振動板３０の従動領域のうち、端子部３５と対向する領域には凹部４０が形成されていないことから、圧電層３１の端子部３５と対向する領域には凹部４１が形成されていない。そのため、圧電層３１の凹部４１の表面に端子部３５が形成されることによって、従動領域を跨ぐ端子部３５に導通不良が生じてしまうのを回避できる。   Further, in the driven region of the piezoelectric layer 31 disposed on the upper surface of the diaphragm 30 (region facing the peripheral edge of the pressure chamber 14), a plurality of recesses 41 corresponding to the plurality of recesses 40 of the diaphragm 30, respectively. Is formed. As will be described in detail later in the description of the manufacturing process, the thickness of the concave portion 41 of the piezoelectric layer 31 is thinner than the thickness of the region other than the concave portion 41. The rigidity of the piezoelectric layer 31 in the region is also reduced. Further, as described above, since the concave portion 40 is not formed in the region facing the terminal portion 35 in the driven region of the diaphragm 30, the concave portion 41 is not formed in the region facing the terminal portion 35 of the piezoelectric layer 31. Is not formed. For this reason, the formation of the terminal portion 35 on the surface of the concave portion 41 of the piezoelectric layer 31 can prevent a conduction failure from occurring in the terminal portion 35 straddling the driven region.

次に、インク噴射時における圧電アクチュエータ５の作用について説明する。複数の個別電極３２に対してドライバＩＣから選択的に駆動電圧が印加されると、駆動電圧が印加された圧電層３１上側の個別電極３２と、グランド電位に保持されている圧電層３１下側の共通電極としての振動板３０の電位が互いに異なった状態となることから、個別電極３２と振動板３０の間に挟まれた、駆動領域の圧電層３１に厚み方向の電界が生じる。そして、圧電層３１の分極方向と電界の方向とが同じ場合には、圧電層３１はその分極方向である厚み方向に伸びて水平方向に収縮し、この圧電層３１の収縮変形に伴って、振動板３０の圧力室１４と対向する領域が圧力室１４側に変位して、振動板３０が圧力室１４側に凸となるように変形する。このとき、圧力室１４の容積が減少することからその内部のインクに圧力が付与され、圧力室１４に連通するノズル２０からインクの液滴が噴射される。   Next, the operation of the piezoelectric actuator 5 during ink ejection will be described. When a driving voltage is selectively applied from the driver IC to the plurality of individual electrodes 32, the individual electrodes 32 on the upper side of the piezoelectric layer 31 to which the driving voltage is applied and the lower side of the piezoelectric layer 31 held at the ground potential. Since the potentials of the diaphragm 30 serving as the common electrode are different from each other, an electric field in the thickness direction is generated in the piezoelectric layer 31 in the drive region sandwiched between the individual electrode 32 and the diaphragm 30. When the polarization direction of the piezoelectric layer 31 and the direction of the electric field are the same, the piezoelectric layer 31 extends in the thickness direction, which is the polarization direction, and contracts in the horizontal direction. A region of the diaphragm 30 facing the pressure chamber 14 is displaced toward the pressure chamber 14, and the diaphragm 30 is deformed so as to be convex toward the pressure chamber 14. At this time, since the volume of the pressure chamber 14 is reduced, pressure is applied to the ink inside the pressure chamber 14, and ink droplets are ejected from the nozzle 20 communicating with the pressure chamber 14.

ここで、前述したように、振動板３０の従動領域のほぼ全域に複数の凹部４０が形成されて、従動領域における剛性が駆動領域と比べて低下している。そのため、振動板３０の圧力室１４と対向する領域全体がより変形しやすくなり、振動板３０の変位量の増大（圧力室１４の容積変化量の増大）、あるいは、所望の変位量を確保するために必要な駆動電圧の低減が可能となる。   Here, as described above, a plurality of recesses 40 are formed in almost the entire area of the driven area of the diaphragm 30, and the rigidity in the driven area is lower than that of the driving area. Therefore, the entire region of the diaphragm 30 facing the pressure chamber 14 is more easily deformed, and the displacement amount of the diaphragm 30 is increased (the volume change amount of the pressure chamber 14 is increased) or a desired displacement amount is ensured. Therefore, it is possible to reduce the driving voltage necessary for this.

続いて、本実施形態のインクジェットヘッド１の製造方法について、主に図６を参照して説明する。
まず、図６（ａ）に示すように、流路ユニット４を構成するプレート１０〜１３のうち、キャビティプレート１０、ベースプレート１１、及び、マニホールドプレート１２の３枚の金属プレートに、圧力室１４やマニホールド１７等のインク流路を構成する孔をエッチングにより形成する。 Next, a method for manufacturing the inkjet head 1 of the present embodiment will be described mainly with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 6A, among the plates 10 to 13 constituting the flow path unit 4, the cavity plate 10, the base plate 11, and the manifold plate 12 are combined with the pressure chamber 14 and Holes constituting the ink flow path such as the manifold 17 are formed by etching.

一方、金属製の振動板３０の上面の、圧力室１４の周縁部と対向する従動領域（圧力室１４の中央部と対向する駆動領域を取り囲む外周部）のほぼ全域（但し、個別電極３２の端子部３５が配置される領域を除く）に、ほぼ円形の平面形状を有する複数の凹部４０をエッチングにより形成する（凹部形成工程）。ここで、複数の凹部４０は、振動板３０の従動領域から圧力室１４の周縁を越えて外側まではみ出すように形成する（図３参照）。   On the other hand, on the upper surface of the metal diaphragm 30, almost the entire area of the driven region (the outer peripheral portion surrounding the driving region facing the central portion of the pressure chamber 14) facing the peripheral portion of the pressure chamber 14 (however, the individual electrode 32 A plurality of concave portions 40 having a substantially circular planar shape are formed by etching (excluding the region where the terminal portion 35 is disposed) (recess forming step). Here, the plurality of recesses 40 are formed so as to protrude from the driven region of the diaphragm 30 to the outside beyond the peripheral edge of the pressure chamber 14 (see FIG. 3).

一方向に連続的に延びる長い溝や平面的に延びる底面積の大きい凹部をエッチングで形成する場合には、溝の長さ方向や凹部の底面の方向に関して部分的な深さ（肉厚）のばらつきが発生しやすい。しかし、本実施形態では、エッチングで小さな凹部４０を多数形成することから、個々の凹部４０の深さ（即ち、底部の肉厚）を高い精度で管理して凹部４０の加工を行うことが可能であり、振動板３０の肉厚のばらつきを極力抑えることができる。また、特に、凹部４０を円形に形成する場合には、中心から径方向外側に向けて腐食がほぼ均一に進行することから、凹部４０の深さをより精度よく管理することができ、複数の凹部４０間における肉厚のばらつきをさらに小さくすることができる。   When a long groove extending continuously in one direction or a recess having a large bottom area extending in a plane is formed by etching, a partial depth (thickness) in the length direction of the groove or the direction of the bottom surface of the recess is required. Variations are likely to occur. However, in this embodiment, since a large number of small concave portions 40 are formed by etching, the depth of each concave portion 40 (that is, the thickness of the bottom portion) can be managed with high accuracy and the concave portions 40 can be processed. Thus, variations in the thickness of the diaphragm 30 can be suppressed as much as possible. In particular, when the recess 40 is formed in a circular shape, the corrosion progresses almost uniformly from the center toward the outer side in the radial direction, so that the depth of the recess 40 can be managed more accurately, and a plurality of The variation in thickness between the recesses 40 can be further reduced.

そして、図６（ａ）に示すように、流路ユニット４を構成するプレート１０〜１３のうちの、３枚の金属プレート（キャビティプレート１０、ベースプレート１１、及び、マニホールドプレート１２）と、振動板３０の、４枚のプレートを積層してから、接着剤あるいは金属拡散接合により接合する（接合工程）。   6A, three metal plates (cavity plate 10, base plate 11, and manifold plate 12) among the plates 10 to 13 constituting the flow path unit 4, and the vibration plate After the four plates of 30 are laminated, they are bonded by an adhesive or metal diffusion bonding (bonding step).

尚、前述の凹部形成工程において複数の凹部４０が形成された後の振動板３０は、凹部４０の部分で特に強度が低下して折れやすくなっている。しかし、振動板３０の表面に圧電層３１を形成する前に、接合工程において振動板３０を流路ユニット４の最上層のキャビティプレート１０に接合することから、振動板３０が流路ユニット４（キャビティプレート１０）により補強されて折れにくくなり、次述の圧電層形成工程における振動板３０の取り扱いが容易になる。   It should be noted that the diaphragm 30 after the plurality of recesses 40 are formed in the above-described recess forming step has a particularly low strength at the recesses 40 and is easily broken. However, before the piezoelectric layer 31 is formed on the surface of the vibration plate 30, the vibration plate 30 is bonded to the uppermost cavity plate 10 of the flow path unit 4 in the bonding step. The cavity plate 10) is reinforced by the cavity plate 10 and is not easily broken, so that the diaphragm 30 can be easily handled in the piezoelectric layer forming process described below.

次に、振動板３０の上面に圧電層３１を形成する（圧電層形成工程）。ここで、本実施形態の圧電層形成工程においては、化学蒸着（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）法や、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法）等により、図６（ｂ）に示すように、圧電材料（ＰＺＴ）の粒子を振動板３０の表面に堆積させることにより圧電層３１を形成する。このとき、振動板３０の従動領域に形成された凹部４０の表面に圧電材料の粒子が堆積することにより、圧電層３１の上面にもほぼ円形の平面形状を有する凹部４１が形成されることになる。   Next, the piezoelectric layer 31 is formed on the upper surface of the vibration plate 30 (piezoelectric layer forming step). Here, in the piezoelectric layer forming process of the present embodiment, as shown in FIG. 6B, a piezoelectric material (chemical vapor deposition (CVD) method, an aerosol deposition method (AD method), or the like is used. The piezoelectric layer 31 is formed by depositing PZT) particles on the surface of the vibration plate 30. At this time, by depositing particles of the piezoelectric material on the surface of the recess 40 formed in the driven region of the vibration plate 30, the recess 41 having a substantially circular planar shape is also formed on the upper surface of the piezoelectric layer 31. Become.

ここで、ＣＶＤ法を用いて圧電層３１を形成する場合の一例として、例えば、原料を有機溶媒に溶解させて気化させ、被処理面上で気相反応を生じさせることにより薄膜を形成する有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ）法を用いた場合について説明する。原料としては、例えば、鉛ビス（ジピバロイルメタナート）（Ｐｂ（ＤＰＭ）２）、ジルコニウムテトラキス（ジピバロイルメタナート）（Ｚｒ（ＤＰＭ）４）、チタン（ジイソプロポキシジピバロイルメタナート）（Ｔｉ（ｉＰｒＯ）２（ＤＰＭ）２）などを用いることができる（例えば、特開２００４−７９６９５公報参照）。そして、振動板３０を６００℃程度に加熱すると、振動板３０の表面において前述の原料間で気相反応が生じ、振動板３０の表面にＰＺＴの圧電層３１が形成される。ここで、図７に示すように、振動板３０に形成された凹部４０の内部空間には、凹部４０が形成されていない振動板３０の表面と比較して原料ガスが供給されにくい。従って、凹部４０の表面では圧電層３１の形成速度が遅くなるため、凹部４０における圧電層３１の厚さＴｃが他の水平領域における圧電層３１の厚さＴａと比べて薄くなる。 Here, as an example of forming the piezoelectric layer 31 using the CVD method, for example, an organic material that forms a thin film by dissolving a raw material in an organic solvent and vaporizing it to cause a gas phase reaction on the surface to be processed. The case where the metal chemical vapor deposition (MOCVD) method is used will be described. Examples of raw materials include lead bis (dipivaloylmethanate) (Pb (DPM) 2 ), zirconium tetrakis (dipivaloylmethanate) (Zr (DPM) 4 ), titanium (diisopropoxydipivalo Ilmethanate) (Ti (iPrO) 2 (DPM) 2 ) or the like can be used (see, for example, JP-A-2004-79695). When the vibration plate 30 is heated to about 600 ° C., a gas phase reaction occurs between the aforementioned raw materials on the surface of the vibration plate 30, and a PZT piezoelectric layer 31 is formed on the surface of the vibration plate 30. Here, as shown in FIG. 7, the source gas is less likely to be supplied to the internal space of the recess 40 formed in the diaphragm 30 compared to the surface of the diaphragm 30 where the recess 40 is not formed. Accordingly, since the formation speed of the piezoelectric layer 31 is slow on the surface of the recess 40, the thickness Tc of the piezoelectric layer 31 in the recess 40 is thinner than the thickness Ta of the piezoelectric layer 31 in other horizontal regions.

また、超微粒子材料を被処理面に高速で衝突させて堆積させるＡＤ法を用いて圧電層３１を形成する場合では、振動板３０の凹部４０の内面では成膜に寄与しない微粉体の跳ね返りの割合が大きくなるために、この凹部４０の内面においては、振動板３０の他の表面と比較して粒子が堆積しにくくなり、やはり、凹部４０における圧電層３１の厚さＴｃが他の水平領域における圧電層３１の厚さＴａと比べて薄くなる。   Further, when the piezoelectric layer 31 is formed by using the AD method in which the ultrafine particle material collides and accumulates on the surface to be processed at a high speed, the inner surface of the concave portion 40 of the vibration plate 30 rebounds fine powder that does not contribute to film formation. Since the ratio increases, particles are less likely to deposit on the inner surface of the concave portion 40 as compared with the other surface of the diaphragm 30, and the thickness Tc of the piezoelectric layer 31 in the concave portion 40 is also different from other horizontal regions. The thickness is smaller than the thickness Ta of the piezoelectric layer 31 in FIG.

このように、ＣＶＤ法やＡＤ法を用いることにより、凹部４０の表面の圧電層３１（凹部４１の底部厚さ）を、それ以外の領域の圧電層３１よりも薄く形成することができるため、従動領域における振動板３０と圧電層３１の剛性が共に低下することになる。
尚、振動板３０と圧電層３１との間に、チタン、白金、クロム等からなる中間層を、スパッタ法や蒸着法等により形成してもよい。 Thus, by using the CVD method or the AD method, the piezoelectric layer 31 on the surface of the recess 40 (the bottom thickness of the recess 41) can be formed thinner than the piezoelectric layer 31 in other regions. Both the rigidity of the vibration plate 30 and the piezoelectric layer 31 in the driven region are reduced.
An intermediate layer made of titanium, platinum, chromium, or the like may be formed between the diaphragm 30 and the piezoelectric layer 31 by a sputtering method, a vapor deposition method, or the like.

以上のようにして、振動板３０の上面に圧電層３１を形成した後に、圧電層３１に十分な圧電特性を確保させるためのアニール処理を行い、その後に、図６（ｃ）に示すように、圧電層３１の上面の、複数の圧力室１４の中央部とそれぞれ重なる領域に複数の個別電極３２を形成するとともに、圧電層３１の従動領域のうちの凹部４１が形成されていない領域に複数の個別電極３２から圧力室１４の周縁を越えて外側まで延びる複数の端子部３５（図３参照）を形成する。ここで、複数の個別電極３２と複数の端子部３５は、スクリーン印刷法、蒸着法、あるいは、スパッタ法等を用いて形成する。最後に、合成樹脂製のノズルプレート１３をマニホールドプレート１２の下面に接着剤等により接合して、インクジェットヘッド１の製造を完了する。   As described above, after the piezoelectric layer 31 is formed on the upper surface of the vibration plate 30, an annealing process is performed to ensure sufficient piezoelectric characteristics in the piezoelectric layer 31, and thereafter, as shown in FIG. A plurality of individual electrodes 32 are formed on the upper surface of the piezoelectric layer 31 in regions overlapping with the central portions of the plurality of pressure chambers 14, and a plurality of regions in the driven region of the piezoelectric layer 31 where the recess 41 is not formed. A plurality of terminal portions 35 (see FIG. 3) extending from the individual electrodes 32 to the outside beyond the peripheral edge of the pressure chamber 14 are formed. Here, the plurality of individual electrodes 32 and the plurality of terminal portions 35 are formed using a screen printing method, a vapor deposition method, a sputtering method, or the like. Finally, the nozzle plate 13 made of synthetic resin is joined to the lower surface of the manifold plate 12 with an adhesive or the like to complete the manufacture of the inkjet head 1.

尚、以上説明したインクジェットヘッド１の製造工程において、複数の凹部４０が形成された振動板３０を、流路ユニット４の一部を構成するキャビティプレート１０に接合してから、流路ユニット４を構成する他の金属プレート（ベースプレート１１及びマニホールドプレート１２）をキャビティプレート１０と接合してもよい。また、ノズルプレート１３がステンレス鋼等からなる金属プレートである場合には、振動板３０、キャビティプレート１０、ベースプレート１１、マニホールドプレート１２、及び、ノズルプレート１３の５枚の金属プレートを金属拡散接合により一度に接合してもよい。さらには、流路ユニット４（または、流路ユニット４のうちのキャビティプレート１０）と振動板３０とを接合してから、振動板３０の上面に複数の凹部４０を形成するようにしてもよい。また、振動板３０に、凹部４０、圧電層３１及び個別電極３２をそれぞれ形成した後に、振動板３０とキャビティプレート１０とを接着剤等で接合してもよい。   In the manufacturing process of the ink jet head 1 described above, the diaphragm 30 formed with the plurality of recesses 40 is joined to the cavity plate 10 constituting a part of the flow path unit 4, and then the flow path unit 4 is changed. Other metal plates (base plate 11 and manifold plate 12) to be configured may be joined to the cavity plate 10. When the nozzle plate 13 is a metal plate made of stainless steel or the like, the five metal plates of the vibration plate 30, the cavity plate 10, the base plate 11, the manifold plate 12, and the nozzle plate 13 are joined by metal diffusion bonding. You may join at once. Furthermore, after the flow path unit 4 (or the cavity plate 10 of the flow path unit 4) and the vibration plate 30 are joined, the plurality of recesses 40 may be formed on the upper surface of the vibration plate 30. . Further, after the concave portion 40, the piezoelectric layer 31, and the individual electrode 32 are formed on the vibration plate 30, the vibration plate 30 and the cavity plate 10 may be bonded with an adhesive or the like.

以上説明したインクジェットヘッド１及びその製造方法によれば、次のような効果が得られる。
個別電極３２と対向する駆動領域を取り囲む、振動板３０の従動領域に複数の凹部４０を形成することにより、この従動領域における振動板３０の剛性を低下させて、振動板３０の変位量（即ち、圧力室１４の容積変化量）の増大、あるいは、所望の変位量を確保するために必要な駆動電圧の低減が可能になる。さらに、ほぼ円形の平面形状を有する複数の凹部４０をエッチングにより離散的に形成することによって、一方向に連続的に延びる溝や平面的に延びる底面積の大きい凹部など、従来の連続的に延びる凹部をエッチングで形成する場合と比べて、凹部４０が形成される部分の肉厚のばらつきを小さくすることができる。これにより、複数の圧力室１４間で振動板３０の変位量が異なってしまうのが防止され、複数のノズル２０間における液滴噴射特性のばらつきが抑えられて、印字品質が向上する。 According to the inkjet head 1 and the manufacturing method thereof described above, the following effects can be obtained.
By forming a plurality of recesses 40 in the driven region of the diaphragm 30 that surrounds the drive region facing the individual electrode 32, the rigidity of the diaphragm 30 in this driven region is reduced, and the displacement amount of the diaphragm 30 (that is, , The volume change amount of the pressure chamber 14) can be increased, or the drive voltage necessary for securing a desired displacement amount can be reduced. Furthermore, by forming a plurality of concave portions 40 having a substantially circular planar shape by etching discretely, conventional continuous extensions such as a groove extending continuously in one direction and a concave portion having a large bottom area extending in a plane are provided. Compared with the case where the concave portion is formed by etching, the variation in the thickness of the portion where the concave portion 40 is formed can be reduced. This prevents the displacement amount of the diaphragm 30 from being different between the plurality of pressure chambers 14, thereby suppressing variations in the droplet ejection characteristics between the plurality of nozzles 20 and improving the print quality.

また、複数の凹部４０を、振動板３０の従動領域から圧力室１４の周縁を越えて外側まではみ出すように形成するため、振動板３０の隔壁部１０ａと接合される部分の剛性も低下して、振動板３０が隔壁部１０ａから受ける拘束力が小さくなることから、振動板３０のより一層の変位量の増大、あるいは、駆動電圧の低減が可能になる。   Further, since the plurality of concave portions 40 are formed so as to protrude from the driven region of the diaphragm 30 beyond the periphery of the pressure chamber 14 to the outside, the rigidity of the portion joined to the partition wall portion 10a of the diaphragm 30 is also reduced. Since the restraining force that the diaphragm 30 receives from the partition wall portion 10a is reduced, the displacement amount of the diaphragm 30 can be further increased or the driving voltage can be reduced.

また、振動板３０の上面に圧電材料の粒子を堆積させて圧電層３１を形成することから、振動板３０の凹部４０が形成されている上面に、所望の厚さの圧電層３１を容易に形成することができる。さらに、ＣＶＤ法やＡＤ法により圧電層３１を形成する場合には、凹部４０の表面の圧電層３１をそれ以外の領域と比べて薄く形成することができる。つまり、圧電層３１の従動領域の剛性も低下することになり、振動板３０の変位量増大効果、あるいは、駆動電圧の低減効果がさらに一層高くなる。   Further, since the piezoelectric layer 31 is formed by depositing particles of the piezoelectric material on the upper surface of the vibration plate 30, the piezoelectric layer 31 having a desired thickness can be easily formed on the upper surface of the vibration plate 30 where the recess 40 is formed. Can be formed. Further, when the piezoelectric layer 31 is formed by the CVD method or the AD method, the piezoelectric layer 31 on the surface of the recess 40 can be formed thinner than the other regions. That is, the rigidity of the driven region of the piezoelectric layer 31 is also reduced, and the effect of increasing the displacement amount of the diaphragm 30 or the effect of reducing the drive voltage is further increased.

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, modified embodiments in which various modifications are made to the embodiment will be described. However, components having the same configuration as in the above embodiment are given the same reference numerals and description thereof is omitted as appropriate.

１］振動板の従動領域のほぼ全域に凹部を形成する必要は必ずしもなく、従動領域の一部にのみ凹部を形成してもよい。例えば、図８に示すように、振動板３０Ａ（圧電層３１Ａ）の従動領域のうちの、圧力室１４の短手方向における外周部にのみ複数の凹部４０（凹部４１）を形成してもよい（変更形態１）。このように、振動板３０Ａ（圧電層３１Ａ）の従動領域のうちの圧力室１４の短手方向における外周部の剛性を特に低下させることにより、限られた数の凹部４０の形成で、振動板３０Ａを効果的に変形させることができ、大きな変位量を確保することができる。   1] It is not always necessary to form a recess in almost the entire driven area of the diaphragm, and the recess may be formed only in a part of the driven area. For example, as shown in FIG. 8, a plurality of concave portions 40 (concave portions 41) may be formed only in the outer peripheral portion in the short direction of the pressure chamber 14 in the driven region of the vibration plate 30A (piezoelectric layer 31A). (Modification 1). In this way, by reducing the rigidity of the outer peripheral portion in the short direction of the pressure chamber 14 in the driven region of the diaphragm 30A (piezoelectric layer 31A), the diaphragm can be formed by forming a limited number of recesses 40. 30A can be effectively deformed, and a large amount of displacement can be secured.

２］図９に示すように、振動板３０Ｂ（圧電層３１Ｂ）の従動領域だけでなく、隔壁部１０ａと対向する領域にも複数の凹部４０（凹部４１）を形成してもよい（変更形態２）。この場合には、振動板３０Ｂ（圧電層３１Ｂ）の隔壁部１０ａに接合される部分の剛性が低下することによってこの部分が変形しやすくなる。これにより、振動板３０Ｂの圧力室１４上の振動が隔壁部１０ａに接合される部分に伝わると、この部分においてもわずかな変形（凹部４０の開口が拡縮する変形）が生じることで、振動が吸収される。よって、この隔壁部１０ａを挟んで隣接する圧力室１４間において振動板３０Ｂの振動が伝播しにくくなるため、クロストークの発生を防止して印字品質を向上させることができる。   2] As shown in FIG. 9, a plurality of concave portions 40 (concave portions 41) may be formed not only in the driven region of the diaphragm 30B (piezoelectric layer 31B) but also in the region facing the partition wall portion 10a (modified form). 2). In this case, the rigidity of the portion joined to the partition wall 10a of the vibration plate 30B (piezoelectric layer 31B) is reduced, so that this portion is easily deformed. Thereby, when the vibration on the pressure chamber 14 of the diaphragm 30B is transmitted to the portion joined to the partition wall portion 10a, a slight deformation (deformation in which the opening of the concave portion 40 expands / contracts) also occurs in this portion. Absorbed. Therefore, the vibration of the diaphragm 30B is difficult to propagate between the pressure chambers 14 adjacent to each other with the partition wall portion 10a interposed therebetween, so that the occurrence of crosstalk can be prevented and the printing quality can be improved.

３］従動領域に形成する複数の凹部は、前記実施形態の円形形状のものである必要は特になく、一方向に極端に長い形状や、面方向に連続的に延びる形状でなければ、種々の形状のものを採用することができる。但し、複数の凹部間の肉厚のばらつきをできるだけ小さく抑えるために、腐食を面方向に関してほぼ均一に進行させて、個々の凹部の深さをより精度よく管理できる形状が好ましい。例えば、図１０に示すように、振動板３０Ｃ（圧電層３１Ｃ）の従動領域に、ほぼ正方形の平面形状を有する複数の凹部４０Ｃ（４１Ｃ）を形成してもよい（変更形態３）。また、凹部が、正三角形や正五角形など、正方形以外の正多角形の平面形状を有するものであってもよい。   3] The plurality of recesses formed in the driven region are not particularly required to have the circular shape of the above-described embodiment, and may be various as long as the shape is not extremely long in one direction or continuously extending in the surface direction. Shapes can be used. However, in order to keep the variation in thickness between the plurality of recesses as small as possible, a shape that allows the depth of the individual recesses to be managed with higher accuracy by allowing corrosion to proceed substantially uniformly in the plane direction is preferable. For example, as shown in FIG. 10, a plurality of concave portions 40C (41C) having a substantially square planar shape may be formed in the driven region of the diaphragm 30C (piezoelectric layer 31C) (Modification 3). Further, the concave portion may have a regular polygonal planar shape other than a square, such as a regular triangle or a regular pentagon.

４］振動板の従動領域における剛性を確実に低下させるために、複数の凹部は、従動領域において可能な限り密に配置されていることが好ましい。例えば、凹部の形状がほぼ円形である場合には、前記実施形態で示した凹部４０の配列（図３参照）でもかなり密な配置が可能であるが、さらに、図１１に示すように、振動板３０Ｄ（圧電層３１Ｄ）の複数の凹部４０（凹部４１）を一方向（インクジェットヘッドの走査方向）に延びる複数の列に配列するとともに、隣接する凹部４０（凹部４１）の列同士を、凹部４０のほぼ半径分（配列方向に関する凹部４０の中心間距離Ｄの半分）だけ配列方向に関してずらしてもよい（変更形態４）。この場合には、複数の凹部４０（凹部４１）をより一層高密度に配置することが可能となる。   4] In order to reliably reduce the rigidity in the driven area of the diaphragm, it is preferable that the plurality of recesses be arranged as densely as possible in the driven area. For example, when the shape of the recesses is substantially circular, the arrangement of the recesses 40 (see FIG. 3) shown in the above embodiment can be arranged quite densely. However, as shown in FIG. The plurality of concave portions 40 (concave portions 41) of the plate 30D (piezoelectric layer 31D) are arranged in a plurality of rows extending in one direction (scanning direction of the ink jet head), and the adjacent concave portions 40 (concave portions 41) are arranged as concave portions. It may be shifted with respect to the arrangement direction by approximately 40 radii (half the center-to-center distance D of the recesses 40 with respect to the arrangement direction) (Modification 4). In this case, it becomes possible to arrange the plurality of recesses 40 (recesses 41) at a higher density.

５］前記実施形態では、個別電極（即ち、振動板の駆動領域）が圧力室の中央部と対向する領域に配置されているが、本発明を適用可能な形態はこのような形態に限られない。即ち、個別電極（駆動領域）が、圧力室と対向する領域のどの部分に配置されているかには関係なく、圧力室と対向する領域の駆動領域を除く従動領域に複数の凹部を形成することによって、振動板の変位量増大、あるいは、駆動電圧低減という同様の効果を得られる。   5] In the above-described embodiment, the individual electrode (that is, the driving region of the diaphragm) is disposed in a region facing the central portion of the pressure chamber. However, the form to which the present invention can be applied is limited to such a form. Absent. That is, a plurality of recesses are formed in the driven area excluding the drive area in the area facing the pressure chamber, regardless of where the individual electrode (drive area) is located in the area facing the pressure chamber. Thus, the same effect of increasing the displacement of the diaphragm or reducing the driving voltage can be obtained.

例えば、図１２に示すように、個別電極３２Ｅ（駆動領域）が、圧力室１４と対向する領域のうちの、圧力室１４の周縁に沿う外周部に配置されている場合に本発明を適用してもよい。この場合、個別電極３２Ｅと共通電極としての振動板３０Ｅとの間に駆動電圧が印加されたときに、圧力室１４の周縁に沿う外周部と対向する領域において圧電層３１Ｅに歪みが生じる。そのため、駆動電圧の印加時に圧力室１４の容積が増加することになり、適切なタイミングで電圧印加を解除することにより圧力室１４の容積を元に戻して容積を減少させる、引き打ちを行うことができる。また、この構成では、インクに圧力を付与しない状態では個別電極３２Ｅに駆動電圧を印加する必要がないため、前記実施形態の構成よりも省電力が期待できる。このような構成の圧電アクチュエータに対しても、振動板３０Ｅの従動領域である、圧力室１４と対向する領域であって駆動領域に取り囲まれる中央部に複数の凹部４０（凹部４１）を形成することにより、駆動領域における振動板３０Ｅの変位量増大、あるいは、駆動電圧の低減が可能となる（変更形態５）。   For example, as shown in FIG. 12, the present invention is applied to the case where the individual electrode 32E (drive region) is disposed on the outer peripheral portion along the periphery of the pressure chamber 14 in the region facing the pressure chamber 14. May be. In this case, when a driving voltage is applied between the individual electrode 32E and the diaphragm 30E as a common electrode, distortion occurs in the piezoelectric layer 31E in a region facing the outer peripheral portion along the periphery of the pressure chamber 14. Therefore, the volume of the pressure chamber 14 is increased when the drive voltage is applied, and the volume is reduced by releasing the voltage application at an appropriate timing to reduce the volume. Can do. Further, in this configuration, since it is not necessary to apply a driving voltage to the individual electrode 32E in a state where no pressure is applied to the ink, power saving can be expected as compared with the configuration of the above embodiment. Also for the piezoelectric actuator having such a configuration, a plurality of concave portions 40 (concave portions 41) are formed in a central portion surrounded by the driving region, which is a region facing the pressure chamber 14, which is a driven region of the vibration plate 30E. Thus, the displacement amount of the diaphragm 30E in the drive region can be increased, or the drive voltage can be reduced (Modification 5).

また、図１３に示すように、個別電極３２Ｆ（駆動領域）が、圧力室１４の短手方向一方側部分（図１３の上半部）に配置されている場合に本発明を適用してもよい。この場合には、個別電極３２Ｆと共通電極としての振動板３０Ｆとの間に駆動電圧が印加されたときに、圧力室１４と対向する領域における短手方向一方側と対向する領域において圧電層３１Ｆに歪みが生じる。そのため、駆動電圧の印加時に圧力室１４の容積が増加することになり、前述した変更形態５と同様に引き打ちを行うことができる。また、インクに圧力を付与しない状態では個別電極３２Ｅに駆動電圧を印加する必要がないため、前記実施形態の構成よりも省電力が期待できる。このような構成の圧電アクチュエータに対しても、振動板３０Ｆの従動領域である、圧力室１４と対向する領域における短手方向他方側を占める領域（図１３の下半部）に複数の凹部４０（凹部４１）を形成することにより、駆動領域における振動板３０Ｆの変位量増大、あるいは、駆動電圧の低減が可能となる（変更形態６）。   Further, as shown in FIG. 13, even when the individual electrode 32 </ b> F (driving region) is disposed in one side portion of the pressure chamber 14 in the short direction (upper half portion in FIG. 13), the present invention is applied. Good. In this case, when a driving voltage is applied between the individual electrode 32F and the diaphragm 30F as a common electrode, the piezoelectric layer 31F in a region facing one side in the short direction in the region facing the pressure chamber 14. Distortion occurs. For this reason, the volume of the pressure chamber 14 is increased when the drive voltage is applied, and striking can be performed in the same manner as in the modified embodiment 5 described above. In addition, since it is not necessary to apply a driving voltage to the individual electrode 32E in a state where no pressure is applied to the ink, power saving can be expected as compared with the configuration of the above embodiment. Also for the piezoelectric actuator having such a configuration, a plurality of recesses 40 are formed in a region (lower half portion in FIG. 13) occupying the other side in the short direction in a region facing the pressure chamber 14, which is a driven region of the diaphragm 30 </ b> F. By forming the (concave portion 41), it is possible to increase the amount of displacement of the diaphragm 30F in the drive region or to reduce the drive voltage (Modification 6).

６］圧電層をＣＶＤ法やＡＤ法等の圧電材料の粒子を振動板に堆積させる方法で形成する必要は必ずしもなく、ＰＺＴ等の圧電材料からなるグリーンシートを焼成して得られた圧電シートを、凹部が形成された後の振動板の上面に接着することにより、圧電層を形成してもよい（変更形態７）。尚、この場合には、前記実施形態とは異なり、図１４に示すように、圧電シートからなる圧電層３１Ｇには、振動板３０の凹部４０と対応する凹部４１が形成されないことから、振動板３０の端子部３５と対向する領域に凹部４０を形成しても、端子部３５に導通不良は生じにくい。   6] It is not always necessary to form the piezoelectric layer by a method of depositing piezoelectric material particles such as a CVD method or an AD method on the diaphragm, and a piezoelectric sheet obtained by firing a green sheet made of a piezoelectric material such as PZT is used. The piezoelectric layer may be formed by adhering to the upper surface of the vibration plate after the recess is formed (Modification 7). In this case, unlike the above embodiment, as shown in FIG. 14, the piezoelectric layer 31G made of a piezoelectric sheet is not formed with the concave portion 41 corresponding to the concave portion 40 of the diaphragm 30, so that the diaphragm Even if the recess 40 is formed in a region facing the 30 terminal portions 35, poor conduction is unlikely to occur in the terminal portions 35.

７］前記実施形態では、金属製の振動板が、個別電極との間で圧電層３１に厚み方向の電界を生じさせる共通電極（第２電極）を兼ねているが、図１５に示すように、振動板３０とは別に、共通電極３４が圧電層３１の下面（振動板３０側の面）に設けられていてもよい（変更形態８）。但し、この場合には、金属製の振動板３０と共通電極３４とを絶縁する絶縁層５０が必要である。この絶縁層５０は、例えば、ポリイミド等の合成樹脂材料、あるいは、アルミナやジルコニア等のセラミックス材料により形成することができる。   7] In the above embodiment, the metal diaphragm also serves as a common electrode (second electrode) for generating an electric field in the thickness direction in the piezoelectric layer 31 between the individual electrodes, but as shown in FIG. In addition to the diaphragm 30, the common electrode 34 may be provided on the lower surface (surface on the diaphragm 30 side) of the piezoelectric layer 31 (Modification 8). However, in this case, the insulating layer 50 that insulates the metallic diaphragm 30 and the common electrode 34 is necessary. The insulating layer 50 can be formed of, for example, a synthetic resin material such as polyimide, or a ceramic material such as alumina or zirconia.

また、特に図示はしないが、圧電層の下面（振動板側）に個別電極が配置され、圧電層の上面（振動板と反対側）に共通電極が配置されていてもよい。この場合も、金属製の振動板と個別電極とを絶縁層により絶縁する必要がある。   Although not shown in particular, the individual electrodes may be disposed on the lower surface (diaphragm side) of the piezoelectric layer, and the common electrode may be disposed on the upper surface (opposite side of the diaphragm) of the piezoelectric layer. Also in this case, it is necessary to insulate the metal diaphragm and the individual electrodes with an insulating layer.

８］前記実施形態の圧電アクチュエータにおいては、圧電層が振動板の上面（圧力室と反対側の面）に配置されているが、圧電層が振動板の下面（圧力室側の面）に配置されて、圧電層が流路ユニットのキャビティプレートに接合された圧電アクチュエータに対しても本発明を適用することが可能である。   8] In the piezoelectric actuator of the above-described embodiment, the piezoelectric layer is disposed on the upper surface (the surface opposite to the pressure chamber) of the diaphragm, but the piezoelectric layer is disposed on the lower surface (the surface on the pressure chamber side) of the diaphragm. Thus, the present invention can also be applied to a piezoelectric actuator in which the piezoelectric layer is bonded to the cavity plate of the flow path unit.

９］圧電層は、振動板の一方の面に連続的に形成されている必要は必ずしもなく、複数の圧力室と対向する領域に離散的に配置されていてもよい。   9] The piezoelectric layers are not necessarily formed continuously on one surface of the diaphragm, and may be discretely arranged in a region facing the plurality of pressure chambers.

以上説明した実施形態及びその変更形態は、ノズルからインクを噴射するインクジェットヘッドに本発明を適用した一例であるが、本発明を適用可能な対象はこのようなインクジェットヘッドに限られない。例えば、導電ペーストを噴射して基板上に微細な配線パターンを形成したり、あるいは、有機発光体を基板に噴射して高精細ディスプレイを形成したり、さらには、光学樹脂を基板に噴射して光導波路等の微小電子デバイスを形成するための、種々の液滴噴射装置に本発明を適用できる。   The above-described embodiment and its modifications are examples in which the present invention is applied to an inkjet head that ejects ink from nozzles. However, targets to which the present invention can be applied are not limited to such an inkjet head. For example, a conductive paste is sprayed to form a fine wiring pattern on the substrate, an organic light emitter is sprayed to the substrate to form a high-definition display, and an optical resin is sprayed to the substrate. The present invention can be applied to various droplet ejecting apparatuses for forming microelectronic devices such as optical waveguides.

また、液滴噴射装置だけでなく、マイクロ総合分析システム（μＴＡＳ）内部で薬液や生化学溶液等の液体を移送する液体移送装置、マイクロ化学システム内部で溶媒や化学溶液等の液体を移送する液体移送装置等、インク以外の液体を移送する液体移送装置にも本発明を適用することもできる。   In addition to liquid droplet ejection devices, liquid transfer devices that transfer liquids such as chemicals and biochemical solutions inside the micro total analysis system (μTAS), and liquids that transfer liquids such as solvents and chemical solutions inside the microchemical system The present invention can also be applied to a liquid transfer device that transfers a liquid other than ink, such as a transfer device.

さらに、本発明を適用可能な圧電アクチュエータは、インクジェットヘッド等の液体移送装置用の圧電アクチュエータに限られるものではない。即ち、逃し部を有する支持部材に接合されるものであって、逃し部における振動板の変位を利用して対象物を駆動するものであれば、液体移送以外の用途に使用される圧電アクチュエータにも本発明を適用できる。   Furthermore, the piezoelectric actuator to which the present invention can be applied is not limited to a piezoelectric actuator for a liquid transfer device such as an inkjet head. That is, as long as it is joined to a support member having a relief portion and drives an object using the displacement of the diaphragm in the relief portion, the piezoelectric actuator used for applications other than liquid transfer can be used. The present invention can also be applied.

本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an inkjet printer according to an embodiment of the present invention. インクジェットヘッドの平面図である。It is a top view of an inkjet head. 図２のインクジェットヘッドの一部拡大平面図である。FIG. 3 is a partially enlarged plan view of the inkjet head of FIG. 2. 図３のIV-IV線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3. 図３のV-V線断面図である。It is the VV sectional view taken on the line of FIG. インクジェットヘッドの製造工程を示す図であり、（ａ）は凹部形成工程及び接合工程、（ｂ）は圧電層形成工程、（ｃ）は個別電極形成工程及びノズルプレートの接合工程をそれぞれ示す。It is a figure which shows the manufacturing process of an inkjet head, (a) shows a recessed part formation process and a joining process, (b) shows a piezoelectric layer formation process, (c) shows the individual electrode formation process and the joining process of a nozzle plate, respectively. ＣＶＤ法による圧電層形成工程の説明図である。It is explanatory drawing of the piezoelectric layer formation process by CVD method. 変更形態１のインクジェットヘッドの一部拡大平面図である。6 is a partially enlarged plan view of an ink jet head according to a first modification. FIG. 変更形態２のインクジェットヘッドの一部拡大平面図である。10 is a partially enlarged plan view of an inkjet head according to a modified embodiment 2. FIG. 変更形態３のインクジェットヘッドの一部拡大平面図である。FIG. 6 is a partially enlarged plan view of an ink jet head according to a third modification. 変更形態４のインクジェットヘッドの一部拡大平面図である。10 is a partially enlarged plan view of an inkjet head according to a modified embodiment 4. FIG. 変更形態５のインクジェットヘッドの一部拡大平面図である。10 is a partially enlarged plan view of an inkjet head according to a modified embodiment 5. FIG. 変更形態６のインクジェットヘッドの一部拡大平面図である。10 is a partially enlarged plan view of an ink jet head according to a modified embodiment 6. FIG. 変更形態７のインクジェットヘッドの図５相当の断面図である。It is sectional drawing equivalent to FIG. 5 of the inkjet head of the modified form 7. 変更形態８のインクジェットヘッドの図５相当の断面図である。6 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 5 of an inkjet head according to a modified embodiment 8. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１ インクジェットヘッド
４ 流路ユニット
５ 圧電アクチュエータ
１０ キャビティプレート（支持部材）
１０ａ 隔壁部
１４ 圧力室
３０、３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ 振動板
３１、３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅ，３１Ｆ，３１Ｇ 圧電層
３２，３２Ｅ，３２Ｆ 個別電極（第１電極）
３４ 共通電極（第２電極）
３５ 端子部
４０，４０Ｃ 凹部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inkjet head 4 Flow path unit 5 Piezoelectric actuator 10 Cavity plate (support member)
10a Partition 14 Pressure chamber 30, 30A, 30B, 30C, 30D, 30E, 30F Diaphragms 31, 31A, 31B, 31C, 31D, 31E, 31F, 31G Piezoelectric layers 32, 32E, 32F Individual electrodes (first electrodes)
34 Common electrode (second electrode)
35 Terminal 40, 40C Recess

Claims (17)

圧力室を含む液体流路を有する流路ユニットと、
前記圧力室を覆うように前記流路ユニットの一表面に配置される金属製の振動板と、前記振動板の一方の面に配置される圧電層と、前記圧電層の一方の面の前記圧力室と対向する領域の一部に配置される第１電極と、前記圧電層の他方の面に前記第１電極と対向するように配置される第２電極とを有し、前記圧力室内の液体に圧力を付与する圧電アクチュエータと、
を備えた液体移送装置の製造方法であって、
前記振動板の前記一方の面の前記圧力室と対向する領域のうちの、前記第１電極と対向する駆動領域以外の領域である従動領域の少なくとも一部に、エッチングにより複数の凹部を形成する凹部形成工程を備えていることを特徴とする液体移送装置の製造方法。 A flow path unit having a liquid flow path including a pressure chamber;
A metal diaphragm disposed on one surface of the flow path unit so as to cover the pressure chamber, a piezoelectric layer disposed on one surface of the diaphragm, and the pressure on one surface of the piezoelectric layer A first electrode disposed in a part of a region facing the chamber, and a second electrode disposed on the other surface of the piezoelectric layer so as to face the first electrode, and the liquid in the pressure chamber A piezoelectric actuator that applies pressure to
A method of manufacturing a liquid transfer device comprising:
A plurality of recesses are formed by etching in at least a part of a driven region that is a region other than the driving region facing the first electrode in a region facing the pressure chamber on the one surface of the diaphragm. A method for manufacturing a liquid transfer device, comprising a recess forming step. 前記凹部形成工程において、前記振動板の前記従動領域のほぼ全域に前記複数の凹部を形成することを特徴とする請求項１に記載の液体移送装置の製造方法。   2. The method of manufacturing a liquid transfer device according to claim 1, wherein in the recess forming step, the plurality of recesses are formed in substantially the entire driven area of the diaphragm. 前記凹部形成工程において、前記振動板の前記一方の面に、前記従動領域から前記圧力室の周縁を越えて外側の領域まではみ出すように、前記複数の凹部を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の液体移送装置の製造方法。   The plurality of recesses are formed on the one surface of the diaphragm so as to protrude from the driven region beyond the periphery of the pressure chamber to an outer region in the recess forming step. A method for manufacturing the liquid transfer device according to 1 or 2. 前記流路ユニットが、隔壁部により隔てられた複数の前記圧力室を有するものであり、
前記凹部形成工程において、前記振動板の前記一方の面の、前記隔壁部と対向する領域にも、前記複数の凹部を形成することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の液体移送装置の製造方法。 The flow path unit has a plurality of the pressure chambers separated by a partition wall,
4. The liquid according to claim 1, wherein in the recess forming step, the plurality of recesses are also formed in a region of the one surface of the diaphragm facing the partition wall. Manufacturing method of transfer device. 前記凹部形成工程において、前記振動板の前記従動領域に、ほぼ円形の平面形状を有する前記凹部をエッチングにより形成することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の液体移送装置の製造方法。   5. The liquid transfer device according to claim 1, wherein, in the recess forming step, the recess having a substantially circular planar shape is formed by etching in the driven region of the diaphragm. Method. 前記凹部形成工程において、ほぼ円形の前記凹部を所定の一方向に延びる複数の列に配列するとともに、隣接する前記凹部の列を、前記所定の一方向に関する凹部中心間距離の半分だけ前記所定の一方向に関してずらすことを特徴とする請求項５に記載の液体移送装置の製造方法。   In the recess forming step, the substantially circular recesses are arranged in a plurality of rows extending in a predetermined direction, and adjacent rows of the recesses are set to the predetermined distance by a half of the center distance between the recesses in the predetermined direction. 6. The method for manufacturing a liquid transfer device according to claim 5, wherein the liquid transfer device is shifted in one direction. 前記凹部形成工程において、前記振動板の前記従動領域に、ほぼ正多角形の平面形状を有する前記凹部をエッチングにより形成することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の液体移送装置の製造方法。   5. The liquid transfer device according to claim 1, wherein in the recess forming step, the recess having a substantially regular polygonal planar shape is formed by etching in the driven region of the diaphragm. Manufacturing method. 前記第１電極は、前記圧電層の前記一方の面の、前記圧力室と対向する領域における前記圧力室の周縁から離れた中央部に配置されるものであり、
前記振動板の前記駆動領域は、前記第１電極に対応して前記圧力室と対向する領域内における中央部に位置するとともに、前記従動領域は、前記圧力室と対向する領域内における前記中央部を取り囲む外周部に位置しており、
前記凹部形成工程において、前記振動板の前記外周部に前記複数の凹部を形成することを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の液体移送装置の製造方法。 The first electrode is disposed in a central portion of the one surface of the piezoelectric layer that is separated from a peripheral edge of the pressure chamber in a region facing the pressure chamber,
The drive region of the diaphragm is located at a central portion in a region facing the pressure chamber corresponding to the first electrode, and the driven region is the central portion in a region facing the pressure chamber. Is located on the outer periphery surrounding
The method for manufacturing a liquid transfer device according to claim 1, wherein, in the recess forming step, the plurality of recesses are formed in the outer peripheral portion of the diaphragm. 前記圧力室は、一方向に長尺な平面形状を有するものであり、
前記凹部形成工程において、前記振動板の前記従動領域のうち、少なくとも前記圧力室の短手方向における前記外周部に、前記複数の凹部を形成することを特徴とする請求項８の何れかに記載の液体移送装置の製造方法。 The pressure chamber has a long planar shape in one direction,
The said recessed part formation process WHEREIN: These recessed parts are formed in the said outer peripheral part in the transversal direction of the said pressure chamber at least among the said follower area | regions of the said diaphragm. Manufacturing method of liquid transfer device 前記圧電アクチュエータは、前記圧力室と対向する領域における中央部に配置された前記第１電極から、前記圧力室の周縁を越えて外側の領域まで引き出された端子部を有するものであり、
前記凹部形成工程において、前記振動板の前記従動領域のうちの、前記端子部と対向する領域を除いた領域に前記複数の凹部を形成することを特徴とする請求項８又は９に記載の液体移送装置の製造方法。 The piezoelectric actuator has a terminal portion that is led out from the first electrode disposed in a central portion in a region facing the pressure chamber to an outer region beyond a peripheral edge of the pressure chamber,
10. The liquid according to claim 8, wherein, in the recess forming step, the plurality of recesses are formed in a region excluding a region facing the terminal portion in the driven region of the diaphragm. Manufacturing method of transfer device. 前記第１電極は、前記圧電層の前記一方の面の、前記圧力室と対向する領域における前記圧力室の周縁に沿う外周部に配置されるものであり、
前記振動板の前記駆動領域は、前記第１電極に対応して前記圧力室と対向する領域内における外周部に位置するとともに、前記従動領域は、前記圧力室と対向する領域内における前記外周部に取り囲まれる中央部に位置しており、
前記凹部形成工程において、前記振動板の前記中央部に前記複数の凹部を形成することを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の液体移送装置の製造方法。 The first electrode is disposed on an outer peripheral portion along a peripheral edge of the pressure chamber in a region facing the pressure chamber on the one surface of the piezoelectric layer,
The drive region of the diaphragm is located on an outer peripheral portion in a region facing the pressure chamber corresponding to the first electrode, and the driven region is the outer peripheral portion in a region facing the pressure chamber. It is located in the center surrounded by
The method for manufacturing a liquid transfer device according to claim 1, wherein, in the recess forming step, the plurality of recesses are formed in the central portion of the diaphragm. 前記圧力室は、一方向に長尺な平面形状を有するものであり、
前記第１電極は、前記圧電層の前記一方の面の、前記圧力室と対向する領域における前記圧力室の短手方向の一方側に配置されるものであり、
前記振動板の前記駆動領域は、前記第１電極に対応して前記圧力室と対向する領域内における前記短手方向の一方側を占める領域に位置するとともに、前記従動領域は、前記圧力室と対向する領域内における前記短手方向の他方側を占める領域に位置しており、
前記凹部形成工程において、前記振動板の前記短手方向の他方側を占める領域に前記複数の凹部を形成することを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の液体移送装置の製造方法。 The pressure chamber has a long planar shape in one direction,
The first electrode is disposed on one side of the short side direction of the pressure chamber in a region facing the pressure chamber of the one surface of the piezoelectric layer,
The drive region of the diaphragm is located in a region occupying one side in the short direction in a region facing the pressure chamber corresponding to the first electrode, and the driven region includes the pressure chamber and It is located in a region that occupies the other side of the short direction in the opposing region,
The method for manufacturing a liquid transfer device according to claim 1, wherein, in the recess forming step, the plurality of recesses are formed in a region occupying the other side of the diaphragm in the short side direction. . 前記凹部形成工程後に、前記振動板の前記一方の面に圧電材料の粒子を堆積させて前記圧電層を形成する、圧電層形成工程を備えていることを特徴とする請求項１〜１２の何れかに記載の液体移送装置の製造方法。   13. The piezoelectric layer forming step of forming a piezoelectric layer by depositing particles of a piezoelectric material on the one surface of the diaphragm after the concave portion forming step. A method for producing the liquid transfer device according to claim 1. 前記圧電層形成工程において、エアロゾルデポジション法、又は、化学蒸着法により、前記圧電層を形成することを特徴とする請求項１３に記載の液体移送装置の製造方法。   14. The method of manufacturing a liquid transfer device according to claim 13, wherein in the piezoelectric layer forming step, the piezoelectric layer is formed by an aerosol deposition method or a chemical vapor deposition method. 逃し部を有する支持部材の一表面に前記逃し部を覆うように配置される金属製の振動板と、前記振動板の一方の面に配置される圧電層と、前記圧電層の一方の面の前記逃し部と対向する領域の一部に配置される第１電極と、前記圧電層の他方の面に前記第１電極と対向するように配置される第２電極とを有する圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記振動板の前記一方の面の前記逃し部と対向する領域のうちの、前記第１電極と対向する駆動領域以外の領域である従動領域の少なくとも一部に、エッチングにより複数の凹部を形成する凹部形成工程を備えていることを特徴とする圧電アクチュエータの製造方法。 A metal diaphragm disposed on one surface of a support member having a relief portion so as to cover the relief portion, a piezoelectric layer disposed on one surface of the diaphragm, and one surface of the piezoelectric layer A method for manufacturing a piezoelectric actuator, comprising: a first electrode disposed in a part of a region facing the relief portion; and a second electrode disposed on the other surface of the piezoelectric layer so as to face the first electrode. Because
A plurality of recesses are formed by etching in at least a part of a driven region that is a region other than the driving region facing the first electrode in a region facing the relief portion on the one surface of the diaphragm. A method for manufacturing a piezoelectric actuator comprising a recess forming step. 圧力室を含む液体流路を有する流路ユニットと、前記圧力室内の液体に圧力を付与する圧電アクチュエータとを備え、
前記圧電アクチュエータは、
前記複数の圧力室を覆うように前記流路ユニットの一表面に配置された金属製の振動板と、
前記振動板の一方の面に配置された圧電層と、
前記圧電層の一方の面の前記圧力室と対向する領域の一部に配置された第１電極と、
前記圧電層の他方の面に前記第１電極と対向するように配置された第２電極と、
を有し、
前記振動板の前記一方の面の前記圧力室と対向する領域のうちの、前記第１電極と対向する駆動領域以外の領域である従動領域の少なくとも一部に、複数の凹部が形成されていることを特徴とする液体移送装置。 A flow path unit having a liquid flow path including a pressure chamber, and a piezoelectric actuator that applies pressure to the liquid in the pressure chamber,
The piezoelectric actuator is
A metal diaphragm disposed on one surface of the flow path unit so as to cover the plurality of pressure chambers;
A piezoelectric layer disposed on one surface of the diaphragm;
A first electrode disposed in a part of a region facing the pressure chamber on one surface of the piezoelectric layer;
A second electrode disposed on the other surface of the piezoelectric layer so as to face the first electrode;
Have
A plurality of recesses are formed in at least a part of a driven region that is a region other than the driving region facing the first electrode in a region facing the pressure chamber on the one surface of the diaphragm. A liquid transfer device. 逃し部を有する支持部材の一表面に前記逃し部を覆うように配置された金属製の振動板と、
前記振動板の一方の面に配置された圧電層と、
前記圧電層の一方の面の前記逃し部と対向する領域の一部に配置された第１電極と、
前記圧電層の他方の面に前記第１電極と対向するように配置された第２電極と、
を備え、
前記振動板の前記一方の面の前記逃し部に対向する領域のうちの、前記第１電極と対向する駆動領域以外の領域である従動領域の少なくとも一部に、複数の凹部が形成されていることを特徴とする圧電アクチュエータ。 A metal diaphragm disposed on one surface of the support member having a relief portion so as to cover the relief portion;
A piezoelectric layer disposed on one surface of the diaphragm;
A first electrode disposed in a part of a region facing the escape portion on one surface of the piezoelectric layer;
A second electrode disposed on the other surface of the piezoelectric layer so as to face the first electrode;
With
A plurality of recesses are formed in at least a part of a driven region that is a region other than the driving region facing the first electrode in a region facing the escape portion on the one surface of the diaphragm. A piezoelectric actuator characterized by that.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016201425A (en) * 2015-04-08 2016-12-01 キヤノン株式会社 Imaging apparatus and camera

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