JP4857640B2 - Liquid transfer device - Google Patents

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Description

本発明は、液体を移送する液体移送装置に関する。   The present invention relates to a liquid transfer apparatus for transferring a liquid.

記録用紙等にインク（液体）を吐出（移送）するインクジェットヘッド（液体移送装置）としては、例えば、インク滴を吐出するノズル（液体流出口）とこのノズルに連通する圧力室とを備えた流路ユニットと、圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与する手段とを備えているものがある。吐出エネルギーを付与する手段としては、圧力室の容積を変化させることにより圧力室に圧力を付加する圧電式のアクチュエータユニットを有する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この圧電式のアクチュエータユニットは、複数の圧力室（加圧室）に跨る圧電層（圧電膜）と、複数の圧力室にそれぞれ対向する位置に設けられた複数の個別電極（上部電極）と、複数の個別電極との間で圧電層を挟み込むと共に導電性を有する振動板とを含んでいる。そして、個別電極と共通電極として作用する振動板との間に所定の駆動電圧が印加されると、その個別電極と振動板との間に挟まれた圧電層の一部が、電界の作用によって収縮する。このとき、収縮した圧電層の一部とこれに対向する振動板との間で歪みが生じ、アクチュエータユニット全体が変形する。これにより、対応する圧力室の容積が変化して圧力室に圧力（吐出圧）が付与される。   As an ink jet head (liquid transfer device) that discharges (transfers) ink (liquid) onto recording paper or the like, for example, a flow provided with a nozzle (liquid outlet) for discharging ink droplets and a pressure chamber communicating with the nozzle. Some include a path unit and means for imparting ejection energy to the ink in the pressure chamber. As a means for applying discharge energy, a technique having a piezoelectric actuator unit that applies pressure to a pressure chamber by changing the volume of the pressure chamber is known (for example, see Patent Document 1). The piezoelectric actuator unit includes a piezoelectric layer (piezoelectric film) straddling a plurality of pressure chambers (pressure chambers), a plurality of individual electrodes (upper electrodes) provided at positions facing the plurality of pressure chambers, A piezoelectric layer is sandwiched between a plurality of individual electrodes and a conductive diaphragm is included. When a predetermined drive voltage is applied between the individual electrode and the diaphragm acting as the common electrode, a part of the piezoelectric layer sandwiched between the individual electrode and the diaphragm is caused by the action of the electric field. Shrink. At this time, distortion occurs between a part of the contracted piezoelectric layer and the diaphragm facing the piezoelectric layer, and the entire actuator unit is deformed. Thereby, the volume of a corresponding pressure chamber changes and a pressure (discharge pressure) is given to a pressure chamber.

特開平１１−３３４０６１号公報（図１）Japanese Patent Laid-Open No. 11-334061 (FIG. 1)

上述のアクチュエータユニットは、1つの圧力室に圧力を付与するために、当該圧力室と対向する領域のみを変形させるものであるが、このとき、その変形が隣接する他の圧力室と対向する領域まで伝播する、いわゆるクロストークが発生する。クロストークが発生すると、隣接する他の圧力室に不要な圧力が付与され、他の圧力室に係るノズルからのインク吐出性能が乱れる。   In order to apply pressure to one pressure chamber, the above-described actuator unit deforms only the region facing the pressure chamber. At this time, the region facing the other pressure chamber is adjacent to the deformation. So-called crosstalk that propagates up to When crosstalk occurs, unnecessary pressure is applied to other adjacent pressure chambers, and ink ejection performance from the nozzles related to the other pressure chambers is disturbed.

本発明の主な目的は、クロストークを抑制することができる液体移送装置を提供することである。   A main object of the present invention is to provide a liquid transfer device capable of suppressing crosstalk.

課題を解決するための手段及び効果Means and effects for solving the problems

本発明の液体移送装置は、圧力室を経て液体流出口に至る個別液体流路が複数形成されたものであって、複数の前記圧力室が所定の面において開口するように形成され、且つ、隣接する前記圧力室同士が第１の隔壁によって隔てられた流路ユニットを備えている。また、複数の前記圧力室内の液体に吐出圧を付与するものであって、第１の振動板、前記第１の振動板に積層された第１の圧電層、及び、前記第１の圧電層の一方の表面に形成された複数の第１の個別電極を有しており、前記複数の第１の個別電極が前記複数の圧力室と夫々対向するように前記第１の隔壁に固定されることによって複数の前記圧力室を閉塞する第１のアクチュエータユニットと、前記第１の隔壁と共に前記第１のアクチュエータユニットを挟み込むものであって、前記第１の隔壁に対向するように前記第１のアクチュエータユニット上に固定された第２の隔壁と、第２の振動板、前記第２の振動板に積層された第２の圧電層、及び、前記第２の圧電層の一方の表面に形成された複数の第２の個別電極を有しており、前記複数の第２の個別電極が前記複数の圧力室と夫々対向するように前記第２の隔壁に固定される第２のアクチュエータユニットと、前記第１のアクチュエータユニットにおける前記複数の圧力室の中央部に対向する複数の領域と、前記第２のアクチュエータユニットにおける前記複数の圧力室の中央部に対向する複数の領域とに固定されることによって、これらを連結する複数の連結部とを備えている。
The liquid transfer device of the present invention is formed with a plurality of individual liquid flow paths that reach the liquid outlet through the pressure chamber, the plurality of pressure chambers are formed to open on a predetermined surface, and Adjacent pressure chambers are provided with a flow path unit separated by a first partition. Also, a discharge pressure is applied to a plurality of liquids in the pressure chamber, and the first diaphragm, the first piezoelectric layer laminated on the first diaphragm, and the first piezoelectric layer A plurality of first individual electrodes formed on one surface of the first wall, and the plurality of first individual electrodes are fixed to the first partition so as to face the plurality of pressure chambers, respectively. A first actuator unit that closes the plurality of pressure chambers, and sandwiches the first actuator unit together with the first partition, and the first actuator unit is opposed to the first partition. Formed on one surface of a second partition fixed on the actuator unit, a second diaphragm, a second piezoelectric layer stacked on the second diaphragm, and the second piezoelectric layer. A plurality of second individual electrodes, A second actuator unit which is the second individual electrodes are fixed to the second partition wall such that people face the plurality of pressure chambers and husband, facing the central portion of the plurality of pressure chambers in said first actuator unit And a plurality of connecting portions that connect the plurality of regions to each other by being fixed to a plurality of regions facing the central portion of the plurality of pressure chambers in the second actuator unit .

本発明によると、第１の個別電極及び第２の個別電極の電位を制御することによって、第１のアクチュエータユニットと第２のアクチュエータユニットとを同じように変形させることができる。このとき、例えば、第１及び第２のアクチュエータユニットをともに圧力室に向かって凸となるように変形させると、これに伴って第１及び第２のアクチュエータユニットの第２の隔壁に固定された部分も、元の姿勢から傾斜した状態となるように変形しようとする。しかし、第２の隔壁が自身が容易に変形されないため、第１及び第２のアクチュエータユニットの第２の隔壁に固定された部分は、第２の隔壁によって拘束されることとなり、第１及び第２のアクチュエータユニットを凸状に変形させる前の元の状態に維持される。これにより、第１及び第２のアクチュエータユニットの第２の隔壁に固定された領域が変形しにくくなり、隣接する他の圧力室に対向する領域に対するクロストークが抑制される。また、連結部によって、第２のアクチュエータユニットの変形に伴って発生する力が、第１のアクチュエータユニットに伝達されるため、圧力室に付与する圧力を大きくすることができる。
According to the present invention, the first actuator unit and the second actuator unit can be similarly deformed by controlling the potentials of the first individual electrode and the second individual electrode. At this time, for example, when both the first and second actuator units are deformed so as to protrude toward the pressure chamber, the first and second actuator units are fixed to the second partition walls of the first and second actuator units. The part also tries to be deformed so as to be inclined from the original posture. However, since the second partition is not easily deformed, the portion fixed to the second partition of the first and second actuator units is restrained by the second partition, and the first and second The original state before the two actuator units are deformed into a convex shape is maintained. Thereby, the region fixed to the second partition wall of the first and second actuator units is not easily deformed, and crosstalk with respect to the region facing the other adjacent pressure chamber is suppressed. Further, since the force generated with the deformation of the second actuator unit is transmitted to the first actuator unit by the connecting portion, the pressure applied to the pressure chamber can be increased.

本発明においては、前記第１のアクチュエータユニットと前記第２のアクチュエータユニットとが、同一の変形特性を有し、且つ、同一の駆動信号が付与されるものであることが好ましい。これによると、第１のアクチュエータユニットと第２のアクチュエータユニットとを同じように変形させることができるため、これらの制御が容易になる。   In the present invention, it is preferable that the first actuator unit and the second actuator unit have the same deformation characteristics and are given the same drive signal. According to this, since the first actuator unit and the second actuator unit can be deformed in the same manner, these controls are facilitated.

また、本発明においては、前記第１のアクチュエータユニットと前記第２のアクチュエータユニットとは、同一の形状と寸法とを有するものであることがより好ましい。これによると、第１のアクチュエータユニットと第２のアクチュエータユニットの変形特性が同一になると共に液体移送装置をローコストなものにすることができる。   In the present invention, it is more preferable that the first actuator unit and the second actuator unit have the same shape and dimensions. According to this, the deformation characteristics of the first actuator unit and the second actuator unit are the same, and the liquid transfer device can be made low-cost.

加えて、本発明においては、前記第２の隔壁と前記連結部とが連続した一つの層として形成されていることが好ましい。これによると、第２の隔壁及び連結部を容易に形成することができる。   In addition, in the present invention, it is preferable that the second partition and the connecting portion are formed as one continuous layer. According to this, a 2nd partition and a connection part can be formed easily.

また、本発明においては、前記第１のアクチュエータユニットと前記第２のアクチュエータユニットとの間に形成された空間に、前記第２の隔壁及び前記連結部と同じ材料からなり且つ前記第１の振動板の厚さ方向に延在した複数の貫通孔が形成された中間部材が、前記第２の隔壁及び前記連結部と一体として形成されていてもよい。これによると、第２の隔壁及び連結部を含む層の強度を高くすることができる。これにより、製造過程において当該層のハンドリングが容易になり、液体移送装置の製造コストを低減することができる。
In the present invention, a space formed between the first actuator unit and the second actuator unit is made of the same material as the second partition wall and the connecting portion, and the first vibration An intermediate member in which a plurality of through holes extending in the thickness direction of the plate is formed may be formed integrally with the second partition wall and the connecting portion . According to this, the strength of the layer including the second partition wall and the connecting portion can be increased. Thereby, handling of the said layer becomes easy in a manufacture process, and the manufacturing cost of a liquid transfer apparatus can be reduced.

または、前記第１のアクチュエータユニットと前記第２のアクチュエータユニットとの間に形成された空間に、前記第２の隔壁及び前記連結部よりも弾性率の小さい弾性材料が充填されてもよい。これによると、第１及び第２のアクチュエータユニットを含む積層体の強度を高くすることができる。   Alternatively, a space formed between the first actuator unit and the second actuator unit may be filled with an elastic material having a smaller elastic modulus than the second partition wall and the connecting portion. According to this, the strength of the laminate including the first and second actuator units can be increased.

本発明においては、前記第１のアクチュエータユニットが、前記第１の圧電層を挟んで前記複数の第１の個別電極と対向する第１の共通電極をさらに有しており、前記第２のアクチュエータユニットが、前記第２の圧電層を挟んで前記複数の第２の個別電極と対向する第２の共通電極をさらに有していてもよい。これによると、第１及び第２の振動板を、導電性を有さない部材で形成することができる。   In the present invention, the first actuator unit further includes a first common electrode facing the plurality of first individual electrodes with the first piezoelectric layer interposed therebetween, and the second actuator The unit may further include a second common electrode facing the plurality of second individual electrodes with the second piezoelectric layer interposed therebetween. According to this, the 1st and 2nd diaphragm can be formed with the member which does not have electroconductivity.

または、本発明においては、前記第１の振動板及び前記第２の振動板が導電性を有していてもよい。これによると、第１及び第２の振動板が共通電極を兼ねるため、第１及び第２のアクチュエータユニットの部品点数を少なくすることができる。これによって、液体移送装置をローコストなものにすることができる。   Alternatively, in the present invention, the first diaphragm and the second diaphragm may have conductivity. According to this, since the first and second diaphragms also serve as the common electrode, the number of parts of the first and second actuator units can be reduced. Thereby, the liquid transfer device can be made low-cost.

さらに、本発明においては、前記第１の振動板が前記流路ユニットと前記第１の圧電層との間に挟まれていると共に、前記第２の振動板が複数の前記第２の隔壁と前記第２の圧電層との間に挟まれており、前記第１及び第２の個別電極が、前記圧力室の中央部と対向していてもよい。これによると、第１及び第２の個別電極の電位を第１及び第２の振動板（又は第１及び第２の共通電極）とはそれぞれ異なる電位になるように制御することによって、圧力室に対向する領域において、第１及び第２のアクチュエータユニットを圧力室に向かって凸となるように変形させることができる。   Further, in the present invention, the first diaphragm is sandwiched between the flow path unit and the first piezoelectric layer, and the second diaphragm is a plurality of the second partition walls. It may be sandwiched between the second piezoelectric layer, and the first and second individual electrodes may face the central portion of the pressure chamber. According to this, the pressure chamber is controlled by controlling the potentials of the first and second individual electrodes to be different from the potentials of the first and second diaphragms (or the first and second common electrodes). In the region facing the first and second actuator units, the first and second actuator units can be deformed so as to protrude toward the pressure chamber.

または、本発明においては、前記第１の振動板が前記流路ユニットと前記第１の圧電層との間に挟まれていると共に、前記第２の振動板が複数の前記第２の隔壁と前記第２の圧電層との間に挟まれており、前記第１及び第２の個別電極が、前記圧力室の中央部以外の前記圧力室と対向する領域である前記圧力室の周縁部だけと対向していてもよい。これによると、第１及び第２の個別電極の電位を第１及び第２の振動板（又は第１及び第２の共通電極）とはそれぞれ異なる電位になるように制御することによって、圧力室に対向する領域において、第１及び第２のアクチュエータユニットを圧力室の反対側に向かって凸となるように変形させることができる。これにより、インク吐出時において圧力室内に負の圧力を発生させた後に正の圧力を発生させる場合には、インク吐出時においてのみ第１及び第２の個別電極の電位を第１及び第２の振動板（又は第１及び第２の共通電極）に電位を付与すればよく、消費電力を小さくすることができる。
Alternatively, in the present invention, the first diaphragm is sandwiched between the flow path unit and the first piezoelectric layer, and the second diaphragm is a plurality of the second partition walls. It is sandwiched between the second piezoelectric layer, and the first and second individual electrodes are only the peripheral portion of the pressure chamber which is a region facing the pressure chamber other than the central portion of the pressure chamber. May be opposed to each other. According to this, the pressure chamber is controlled by controlling the potentials of the first and second individual electrodes to be different from the potentials of the first and second diaphragms (or the first and second common electrodes). In the region facing the first and second actuator units, the first and second actuator units can be deformed so as to protrude toward the opposite side of the pressure chamber. Thus, when a positive pressure is generated after a negative pressure is generated in the pressure chamber at the time of ink discharge, the potentials of the first and second individual electrodes are set only at the time of ink discharge. What is necessary is just to give an electric potential to a diaphragm (or 1st and 2nd common electrode), and power consumption can be made small.

或いは、本発明においては、前記第１の振動板が前記流路ユニットと前記第１の圧電層との間に挟まれていると共に、前記第２の圧電層が複数の前記第２の隔壁と前記第２の振動板との間に挟まれており、前記第１の個別電極が前記圧力室の中央部以外の前記圧力室と対向する領域である前記圧力室の周縁部だけと対向していると共に、前記第２の個別電極が前記圧力室の中央部と対向していてもよい。これによると、第１及び第２の個別電極の電位を第１及び第２の振動板（又は第１及び第２の共通電極）とはそれぞれ異なる電位になるように制御することによって、圧力室に対向する領域において、第１及び第２のアクチュエータユニットを圧力室に向かって凹となるように変形させることができる。
Alternatively, in the present invention, the first diaphragm is sandwiched between the flow path unit and the first piezoelectric layer, and the second piezoelectric layer includes a plurality of the second partition walls. It is sandwiched between the second diaphragm, and the first individual electrode is opposed to only the peripheral portion of the pressure chamber, which is a region facing the pressure chamber other than the central portion of the pressure chamber. In addition, the second individual electrode may face the central portion of the pressure chamber. According to this, the pressure chamber is controlled by controlling the potentials of the first and second individual electrodes to be different from the potentials of the first and second diaphragms (or the first and second common electrodes). In the region facing the first and second actuator units, the first and second actuator units can be deformed so as to be concave toward the pressure chamber.

さらには、本発明においては、前記第１の振動板が前記流路ユニットと前記第１の圧電層との間に挟まれていると共に、前記第２の圧電層が複数の前記第２の隔壁と前記第２の振動板との間に挟まれており、前記第１の個別電極が前記圧力室の中央部と対向していると共に、前記第２の個別電極が前記圧力室の中央部以外の前記圧力室と対向する領域である前記圧力室の周縁部だけと対向していてもよい。これによると、第１及び第２の個別電極の電位を第１及び第２の振動板（又は第１及び第２の共通電極）とはそれぞれ異なる電位になるように制御することによって、圧力室に対向する領域において、第１及び第２のアクチュエータユニットを圧力室に向かって凸となるように変形させることができる。 Further, in the present invention, the first diaphragm is sandwiched between the flow path unit and the first piezoelectric layer, and the second piezoelectric layer includes a plurality of the second partition walls. And the second diaphragm, the first individual electrode is opposed to the central portion of the pressure chamber, and the second individual electrode is other than the central portion of the pressure chamber. The pressure chamber may be opposed to only the peripheral portion of the pressure chamber, which is a region facing the pressure chamber. According to this, the pressure chamber is controlled by controlling the potentials of the first and second individual electrodes to be different from the potentials of the first and second diaphragms (or the first and second common electrodes). In the region facing the first and second actuator units, the first and second actuator units can be deformed so as to protrude toward the pressure chamber.

本発明においては、前記連結部が導電性を有しており、前記第１の個別電極及び前記第２の個別電極が前記連結部に接触していることが好ましい。これによると、第１の個別電極と第２の個別電極とを容易に電気的に接続することができる。   In this invention, it is preferable that the said connection part has electroconductivity and the said 1st separate electrode and the said 2nd separate electrode are contacting the said connection part. According to this, the first individual electrode and the second individual electrode can be easily electrically connected.

本発明の好適な一実施形態について説明する。本実施形態は、液体移送装置として、ノズルからインクを吐出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。まず、インクジェットヘッド１を備えたインクジェットプリンタについて図１を参照しつつ簡単に説明する。図１は、インクジェットプリンタの概略構成図である。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５と、このキャリッジ５に設けられて記録用紙Ｐに対してインク滴を吐出するシリアル式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６等を備えている。インクジェットヘッド１は、キャリッジ５と一体的に左右方向（走査方向）へ移動して、その下面のインク吐出面に形成されたノズル２０（図２〜図４参照）の出射口（液体流出口）から記録用紙Ｐに対してインク滴を吐出する。そして、インクジェットヘッド１により記録された記録用紙Ｐは、搬送ローラ６により前方（紙送り方向）へ排出される。   A preferred embodiment of the present invention will be described. This embodiment is an example in which the present invention is applied to an inkjet head that ejects ink from nozzles as a liquid transfer device. First, an ink jet printer provided with an ink jet head 1 will be briefly described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an inkjet printer. As shown in FIG. 1, an inkjet printer 100 includes a carriage 5 that can move in the left-right direction in FIG. 1, and a serial inkjet head 1 that is provided on the carriage 5 and discharges ink droplets onto a recording paper P. Further, a transport roller 6 for transporting the recording paper P forward in FIG. 1 is provided. The ink jet head 1 moves in the left-right direction (scanning direction) integrally with the carriage 5, and the outlet (liquid outlet) of the nozzle 20 (see FIGS. 2 to 4) formed on the ink discharge surface on the lower surface thereof. Ink droplets are ejected from the recording paper P. Then, the recording paper P recorded by the inkjet head 1 is discharged forward (paper feeding direction) by the transport roller 6.

次に、インクジェットヘッド１について図２〜図４を参照しつつ説明する。図２は、インクジェットヘッド１の平面図である。図３は、図２に示すIII−III線の断面図である。図４は、図２に示すIV−IV線の断面図である。図２〜図４に示すように、インクジェットヘッド１は、内部にインク流路が形成された流路ユニット２と、この流路ユニット２の上面に配置された圧電アクチュエータユニット３とを有する。   Next, the inkjet head 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a plan view of the inkjet head 1. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III shown in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV shown in FIG. As shown in FIGS. 2 to 4, the inkjet head 1 includes a flow path unit 2 in which an ink flow path is formed and a piezoelectric actuator unit 3 disposed on the upper surface of the flow path unit 2.

まず、流路ユニット２について図５をさらに参照しつつ説明する。図５は、図４に示すV−V線の断面図であり、流路ユニット２の部分拡大平面図である。図２〜図５に示すように、流路ユニット２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は略矩形のステンレス鋼製の板である。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等のインク流路がエッチングにより形成されている。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の下面に接着されている。なお、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 2 will be described with further reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line V-V shown in FIG. 4 and is a partially enlarged plan view of the flow path unit 2. As shown in FIGS. 2 to 5, the flow path unit 2 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. . Among these, the cavity plate 10, the base plate 11, and the manifold plate 12 are substantially rectangular stainless steel plates. Ink flow paths such as a manifold 17 and a pressure chamber 14 described later are formed in these three plates 10 to 12 by etching. 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. The nozzle plate 13 may also be formed of a metal material such as stainless steel, like the three plates 10 to 12.

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が形成されており、これら複数の圧力室１４は、キャビティプレート１０の上面（所定の面）において、圧電アクチュエータユニット３（図３、図４の上方）に向かって開口している。また、各圧力室１４は、平面視で走査方向（図２、図５の左右方向）に長い、略楕円形状に形成されている。これら複数の圧力室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。紙送り方向に隣接している圧力室１４同士は、隔壁（第１の隔壁）１０ａによって隔てられている。圧力室１４は、ともに円形の平面形状を有するインク流入口１４ａとインク流出口１４ｂとを有し、これらインク流入口１４ａ及びインク流出口１４ｂが圧力室１４の長手方向両端部に夫々配置されている。   A plurality of pressure chambers 14 arranged along a plane are formed in the cavity plate 10, and the plurality of pressure chambers 14 are formed on the upper surface (predetermined surface) of the cavity plate 10 with the piezoelectric actuator unit 3 (see FIG. 3 and the upper side of FIG. Each pressure chamber 14 is formed in a substantially elliptical shape that is long in the scanning direction (left-right direction in FIGS. 2 and 5) in plan view. The plurality of pressure chambers 14 are arranged in two rows in the paper feeding direction (vertical direction in FIG. 2). The pressure chambers 14 adjacent to each other in the paper feeding direction are separated by a partition wall (first partition wall) 10a. The pressure chamber 14 includes an ink inlet 14 a and an ink outlet 14 b both having a circular planar shape, and the ink inlet 14 a and the ink outlet 14 b are disposed at both ends in the longitudinal direction of the pressure chamber 14. Yes.

ベースプレート１１の、平面視で圧力室１４の両端部（インク流入口１４ａ及びインク流出口１４ｂ）と重なる位置には、夫々連通孔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、紙送り方向（図２の上下方向）に延びるマニホールド１７が形成されている。マニホールド１７は、平面視で、左側に配列された圧力室１４の左半分、及び、右側に配列された圧力室１４の右半分と夫々重なるように配置されている。そして、このマニホールド１７は、インクジェットヘッド１の一端（図２の下方端）近傍に形成されたインク供給口１８と連通しており、インクタンク（図示省略）からインク供給口１８を介してインクが供給される。また、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、夫々、複数の連通孔１６に連なる複数の連通孔１９が形成されている。さらに、ノズルプレート１３の、平面視で複数の連通孔１９に夫々重なる位置には、複数のノズル２０が夫々形成されている。これらのノズル２０は、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂の基板にエキシマレーザー加工を施すことにより形成される。   Communication holes 15 and 16 are formed at positions where the base plate 11 overlaps both ends (ink inlet 14a and ink outlet 14b) of the pressure chamber 14 in plan view. The manifold plate 12 is formed with a manifold 17 extending in the paper feeding direction (vertical direction in FIG. 2). The manifold 17 is disposed so as to overlap the left half of the pressure chambers 14 arranged on the left side and the right half of the pressure chambers 14 arranged on the right side in plan view. The manifold 17 communicates with an ink supply port 18 formed in the vicinity of one end (the lower end in FIG. 2) of the inkjet head 1, and ink is supplied from an ink tank (not shown) through the ink supply port 18. Supplied. A plurality of communication holes 19 are formed in the manifold plate 12 so as to overlap with the ends of the pressure chambers 14 opposite to the manifolds 17 in plan view. Further, a plurality of nozzles 20 are respectively formed at positions where the nozzle plate 13 overlaps the plurality of communication holes 19 in a plan view. These nozzles 20 are formed by, for example, excimer laser processing on a polymer synthetic resin substrate such as polyimide.

そして、図３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のインク流入口１４ａに連通し、さらに、圧力室１４のインク流出口１４ｂ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２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が形成されている。   As shown in FIG. 3, the manifold 17 communicates with the ink inlet 14 a of the pressure chamber 14 through the communication hole 15, and the ink outlet 14 b of the pressure chamber 14 passes through the communication holes 16 and 19. It communicates with the nozzle 20. In this way, the individual ink flow path 21 extending from the manifold 17 to the nozzle 20 through the pressure chamber 14 is formed in the flow path unit 2.

次に、圧電アクチュエータユニット３について説明する。圧電アクチュエータユニット３は、各圧力室１４内のインクに吐出圧を付与するものであり、図２〜図４に示すように、複数の圧力室１４に跨るように流路ユニット２の全面に形成されている。また、圧電アクチュエータユニット３は、下側アクチュエータユニット（第１のアクチュエータユニット）３ａと、上側アクチュエータユニット（第２のアクチュエータユニット）３ｂと、下側アクチュエータユニット３ａと上側アクチュエータユニット３ｂとに挟持されている中間層（第２の隔壁と連結部とが連続した一つの層）３ｃとを有する。   Next, the piezoelectric actuator unit 3 will be described. The piezoelectric actuator unit 3 applies discharge pressure to the ink in each pressure chamber 14 and is formed on the entire surface of the flow path unit 2 so as to straddle a plurality of pressure chambers 14 as shown in FIGS. Has been. The piezoelectric actuator unit 3 is sandwiched between a lower actuator unit (first actuator unit) 3a, an upper actuator unit (second actuator unit) 3b, a lower actuator unit 3a, and an upper actuator unit 3b. Intermediate layer (one layer in which the second partition wall and the connecting portion are continuous) 3c.

図６は、図４に示すVI−VI線の断面図であり、下側アクチュエータユニット３ａの部分拡大平面図である。図２〜図４及び図６に示すように、下側アクチュエータユニット３ａは、流路ユニット２の上面に配置された振動板（第１の振動板）３０ａと、この振動板３０ａの上方に積層された圧電層（第１の圧電層）３１ａと、この圧電層３１ａの上面（一方の表面：振動板３０ａと反対側の面）において、複数の圧力室１４に夫々対応して形成された複数の個別電極（第１の個別電極）３２ａと、振動板３０ａと圧電層３１ａとの間に配置されており、複数の個別電極３２ａと共に圧電層３１ａを挟持する共通電極３３ａとを備えている。   6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI shown in FIG. 4, and is a partially enlarged plan view of the lower actuator unit 3a. As shown in FIGS. 2 to 4 and 6, the lower actuator unit 3 a is laminated on a diaphragm (first diaphragm) 30 a disposed on the upper surface of the flow path unit 2 and above the diaphragm 30 a. A plurality of piezoelectric layers (first piezoelectric layers) 31a formed on the upper surface (one surface: the surface opposite to the vibration plate 30a) of the piezoelectric layer 31a corresponding to the plurality of pressure chambers 14, respectively. Individual electrodes (first individual electrodes) 32a and a common electrode 33a which is disposed between the diaphragm 30a and the piezoelectric layer 31a and sandwiches the piezoelectric layer 31a together with the plurality of individual electrodes 32a.

振動板３０ａ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）からなる平面視で略矩形状の板であり、複数の圧力室１４を覆うようにキャビティプレート１０に接合されている。このとき、振動板３０ａがキャビティプレート１０の隔壁１０ａに固定されると共に圧力室１４を閉塞する。   The diaphragm 30 a is a solid solution of lead titanate and lead zirconate and is a substantially rectangular plate made of a ferroelectric substance, lead zirconate titanate (PZT), and covers the plurality of pressure chambers 14. In this way, the cavity plate 10 is joined. At this time, the diaphragm 30 a is fixed to the partition wall 10 a of the cavity plate 10 and closes the pressure chamber 14.

圧電層３１ａは、振動板３０ａと同様にＰＺＴからなる平面視で略矩形状の板であり、振動板３０ａの上面において、複数の圧力室１４を全面的に覆うように形成されている。なお、振動板３０ａ及び圧電層３１ａは、例えば、圧電材料の粒子を基材の一表面に噴射して堆積させるエアロゾルデポジション法（ＡＤ法）により形成することができる。または、スパッタ法、ＣＶＤ（化学蒸着）法、ゾル・ゲル法、水熱合成法等の、他の既知の方法で形成することもできる。あるいは、ＰＺＴのグリーンシートを焼成することにより生成された圧電シートを所定の大きさに切断し、この切断された圧電シートを貼り付けることにより形成してもよい。   The piezoelectric layer 31a is a substantially rectangular plate made of PZT in the same manner as the vibration plate 30a, and is formed on the upper surface of the vibration plate 30a so as to cover the plurality of pressure chambers 14 entirely. The vibration plate 30a and the piezoelectric layer 31a can be formed by, for example, an aerosol deposition method (AD method) in which particles of a piezoelectric material are deposited on one surface of a substrate. Alternatively, it can be formed by other known methods such as sputtering, CVD (chemical vapor deposition), sol / gel, hydrothermal synthesis, and the like. Alternatively, a piezoelectric sheet generated by firing a PZT green sheet may be cut into a predetermined size, and the cut piezoelectric sheet may be attached.

個別電極３２ａは、圧電層３１ａの上面において、圧力室１４の中央部と対向するように走査方向に延在した楕円形状を有する薄膜電極である。個別電極３２ａは、導電性材料（例えば、金、銅、銀、パラジウム、白金、あるいは、チタン等）で形成されている。さらに、各個別電極３２ａの一端部からは、端子部３５ａが走査方向（図６の左右方向）に延びている。各端子部３５ａには、上側アクチュエータユニット３ｂ及び中間層３ｃを厚さ方向に貫通する内部配線３ｄの下端部が接合されている。なお、個別電極３２ａ及び端子部３５ａは、スクリーン印刷、スパッタ法、あるいは、蒸着法等により形成することができる。   The individual electrode 32a is a thin film electrode having an elliptical shape extending in the scanning direction so as to face the central portion of the pressure chamber 14 on the upper surface of the piezoelectric layer 31a. The individual electrode 32a is formed of a conductive material (for example, gold, copper, silver, palladium, platinum, or titanium). Furthermore, a terminal portion 35a extends in the scanning direction (left-right direction in FIG. 6) from one end portion of each individual electrode 32a. Each terminal portion 35a is joined to the lower end portion of the internal wiring 3d that penetrates the upper actuator unit 3b and the intermediate layer 3c in the thickness direction. The individual electrodes 32a and the terminal portions 35a can be formed by screen printing, sputtering, vapor deposition, or the like.

共通電極３３ａは、振動板３０ａと圧電層３１ａとの間において、複数の個別電極３２ａと対向するように延在した略矩形状を有する薄膜電極であり、複数の個別電極３２ａとの間で圧電層３１ａを挟持している。また、共通電極３３ａは、個別電極３２ａと同様に導電性材料で形成されており、常にグランド電位に保持された状態となっている。   The common electrode 33a is a thin-film electrode having a substantially rectangular shape extending between the diaphragm 30a and the piezoelectric layer 31a so as to face the plurality of individual electrodes 32a. The common electrode 33a is piezoelectric between the plurality of individual electrodes 32a. The layer 31a is sandwiched. The common electrode 33a is formed of a conductive material like the individual electrode 32a, and is always kept at the ground potential.

図７は、図４に示すVII−VII線の断面図であり、中間層３ｃの部分拡大平面図である。図２〜図４及び図７に示すように、中間層３ｃは、ＰＺＴからなる平面視で略矩形状の板であり、下側アクチュエータユニット３ａの上面と上側アクチュエータユニット３ｂの下面とに挟持されるように固定されている。また、中間層３ｃには、各圧力室１４と対向する領域において、走査方向に延在すると共に紙送り方向に隣接する２つの楕円孔３４ａが形成されている。各圧力室１４と対向する２つの楕円孔３４ａ同士の間が各圧力室１４の中央部のみと対向する連結部３４ｂとなっている。連結部３４ｂは、下側アクチュエータユニット３ａ上面における各圧力室１４の中央部と対向する領域と、上側アクチュエータユニット３ｂ下面における各圧力室１４の中央部と対向する領域とに固定されることによって、これらを連結している。また、紙送り方向に隣接する圧力室１４同士の間の領域と対向する領域が隔壁３４ｃとなっている。つまり、隔壁３４ｃは、キャビティプレート１０の隔壁１０ａと対向するように下側アクチュエータユニット３ａの上面及び上側アクチュエータユニット３ｂの下面に固定されている。言い換えれば、隔壁３４ｃは、隔壁１０ａと共に下側アクチュエータユニット３ａを挟み込んでいる。   7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII shown in FIG. 4, and is a partially enlarged plan view of the intermediate layer 3c. As shown in FIGS. 2 to 4 and 7, the intermediate layer 3c is a substantially rectangular plate made of PZT in a plan view, and is sandwiched between the upper surface of the lower actuator unit 3a and the lower surface of the upper actuator unit 3b. So that it is fixed. In the intermediate layer 3 c, two elliptical holes 34 a that extend in the scanning direction and are adjacent to each other in the paper feeding direction are formed in a region facing each pressure chamber 14. Between the two elliptical holes 34a facing each pressure chamber 14 is a connecting portion 34b facing only the central portion of each pressure chamber 14. The connecting portion 34b is fixed to a region facing the central portion of each pressure chamber 14 on the upper surface of the lower actuator unit 3a and a region facing the central portion of each pressure chamber 14 on the lower surface of the upper actuator unit 3b. These are connected. Further, a region facing the region between the pressure chambers 14 adjacent to each other in the paper feeding direction is a partition wall 34c. That is, the partition wall 34c is fixed to the upper surface of the lower actuator unit 3a and the lower surface of the upper actuator unit 3b so as to face the partition wall 10a of the cavity plate 10. In other words, the partition wall 34c sandwiches the lower actuator unit 3a together with the partition wall 10a.

図２〜図４に示すように、上側アクチュエータユニット３ｂは、中間層３ｃの上面に配置された振動板（第２の振動板）３０ｂと、この振動板３０ｂの上方に積層された圧電層（第２の圧電層）３１ｂと、この圧電層３１ｂの上面（一方の表面：振動板３０ｂと反対側の面）において、複数の圧力室１４に夫々対応して形成された複数の個別電極（第２の個別電極）３２ｂと、振動板３０ｂと圧電層３１ｂとの間に配置されており、複数の個別電極３２ｂと共に圧電層３１ｂを挟持する共通電極３３ｂとを備えている。   As shown in FIGS. 2 to 4, the upper actuator unit 3b includes a diaphragm (second diaphragm) 30b disposed on the upper surface of the intermediate layer 3c, and a piezoelectric layer (above the diaphragm 30b). A second piezoelectric layer (31b) and a plurality of individual electrodes (first electrodes) formed respectively corresponding to the plurality of pressure chambers 14 on the upper surface (one surface: the surface opposite to the vibration plate 30b) of the piezoelectric layer 31b. 2 individual electrodes) 32b and a common electrode 33b which is disposed between the diaphragm 30b and the piezoelectric layer 31b and sandwiches the piezoelectric layer 31b together with the plurality of individual electrodes 32b.

振動板３０ｂは、振動板３０ａと同様にＰＺＴからなる平面視で略矩形状の板であり、複数の圧力室１４を覆うように中間層３ｃの上方の面に接合されている。   The diaphragm 30b is a substantially rectangular plate made of PZT in the same manner as the diaphragm 30a, and is joined to the upper surface of the intermediate layer 3c so as to cover the plurality of pressure chambers 14.

圧電層３１ｂは、圧電層３１ａと同様にＰＺＴからなる平面視で略矩形状の板であり、振動板３０ｂの上面において、複数の圧力室１４を全面的に覆うように形成されている。   The piezoelectric layer 31b is a substantially rectangular plate made of PZT in the same manner as the piezoelectric layer 31a, and is formed so as to cover the plurality of pressure chambers 14 entirely on the upper surface of the vibration plate 30b.

個別電極３２ｂは、圧電層３１ｂの上面において、圧力室１４の中央部と対向するように走査方向に延在した楕円形状を有する薄膜電極である。つまり、個別電極３２ｂは個別電極３２ａと同一形状を有している。また、個別電極３２ｂは、導電性材料で形成されている。さらに、各個別電極３２ｂの一端部からは、端子部３５ｂが走査方向（図２の左右方向）に延びている。そして、これら複数の端子部３５ｂには、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（図示省略）を介して、ドライバＩＣ（図示せず）が接続されている。このドライバＩＣから複数の端子部３５ａを介して複数の個別電極３２ｂに対して選択的に駆動電位が付与される。また、各端子部３５ｂには、その下端部が対向する端子部３５ａに接合された内部配線３ｄの上端部が接合されている。これにより、個別電極３２ｂとこれに対向する個別電極３２ａとが電気的に接続されている。したがって、同じ圧力室１４に対向する個別電極３２ａ、３２ｂには常に同じ駆動電位が付与される。このとき、個別電極３２ａ、３２ｂとグランド電位に保持されている共通電極３３ａ、３３ｂとの間にはそれぞれ同じ駆動電圧が印加される。なお、個別電極３２ｂ及び端子部３５ｂは、スクリーン印刷、スパッタ法、あるいは、蒸着法等により形成することができる。   The individual electrode 32b is a thin film electrode having an elliptical shape extending in the scanning direction so as to face the central portion of the pressure chamber 14 on the upper surface of the piezoelectric layer 31b. That is, the individual electrode 32b has the same shape as the individual electrode 32a. The individual electrode 32b is made of a conductive material. Furthermore, the terminal part 35b is extended in the scanning direction (left-right direction of FIG. 2) from the one end part of each individual electrode 32b. A driver IC (not shown) is connected to the plurality of terminal portions 35b via a flexible wiring member (not shown) such as a flexible printed circuit (FPC). Yes. A drive potential is selectively applied from the driver IC to the plurality of individual electrodes 32b through the plurality of terminal portions 35a. Moreover, the upper end part of the internal wiring 3d joined to the terminal part 35a which the lower end part opposes to each terminal part 35b is joined. Thereby, the individual electrode 32b and the individual electrode 32a opposite to this are electrically connected. Therefore, the same drive potential is always applied to the individual electrodes 32 a and 32 b facing the same pressure chamber 14. At this time, the same drive voltage is applied between the individual electrodes 32a and 32b and the common electrodes 33a and 33b held at the ground potential. The individual electrodes 32b and the terminal portions 35b can be formed by screen printing, sputtering, vapor deposition, or the like.

図８は、図４に示すVIII−VIII線の断面図であり、共通電極３３ｂの部分拡大平面図である。図２〜図４及び図８に示すように、共通電極３３ｂは、振動板３０ｂと圧電層３１ｂとの間において、複数の個別電極３２ｂと対向するように延在した略矩形状を有する薄膜電極であり、複数の個別電極３２ｂとの間で圧電層３１ｂを挟持している。共通電極３３ｂにおける端子部３５ｂの延在方向の端部と対向する領域には、内部配線３ｄが通過する孔３６が形成されている。また、共通電極３３ｂは、個別電極３２ｂと同様に導電性材料で形成されており、共通電極３３ａと共に常にグランド電位に保持された状態となっている。   8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII shown in FIG. 4 and is a partially enlarged plan view of the common electrode 33b. As shown in FIGS. 2 to 4 and 8, the common electrode 33b is a thin film electrode having a substantially rectangular shape extending so as to face the plurality of individual electrodes 32b between the diaphragm 30b and the piezoelectric layer 31b. The piezoelectric layer 31b is sandwiched between the plurality of individual electrodes 32b. A hole 36 through which the internal wiring 3d passes is formed in a region of the common electrode 33b facing the end portion in the extending direction of the terminal portion 35b. The common electrode 33b is formed of a conductive material like the individual electrode 32b, and is always kept at the ground potential together with the common electrode 33a.

このように、下側アクチュエータユニット３ａ及び上側アクチュエータユニット３ｂは実質的に同一構造（同一の形状及び寸法）を有しているため、駆動電圧が印加されたときの変形特性が同じになる。   Thus, since the lower actuator unit 3a and the upper actuator unit 3b have substantially the same structure (the same shape and size), the deformation characteristics when the drive voltage is applied are the same.

次に、インク吐出時における圧電アクチュエータユニット３の作用について図９を参照しつつ説明する。図９は、インク吐出時におけるインクジェットヘッド１の断面図である。複数の個別電極３２ａ、３２ｂに対してドライバＩＣから選択的に駆動電位が付与されると、駆動電位が付与された圧電層３１ａ、３１ｂ上側の個別電極３２ａ、３２ｂとグランド電位に保持されている圧電層３１ａ、３１ｂ下側の共通電極３３ａ、３３ｂとの間に所定の駆動電圧が印加される。これにより、個別電極３２ａ、３２ｂと共通電極３３ａ、３３ｂとの間に挟まれた、圧電層３１ａ、３１ｂの圧力室１４の中央部に対向する領域にその厚み方向の電界が生じる。このとき、圧電層３１ａ、３１ｂの圧力室１４の中央部に対向する領域が自発的に変形する活性領域となり、この活性領域がその分極方向である厚み方向に伸びて、分極方向と直交する方向である圧電層３１ａ、３１ｂの面と平行な方向に収縮する。一方、振動板３０ａ、３０ｂは、電界が生じないため非活性領域となる。   Next, the operation of the piezoelectric actuator unit 3 during ink ejection will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view of the inkjet head 1 during ink ejection. When a drive potential is selectively applied from the driver IC to the plurality of individual electrodes 32a and 32b, the individual electrodes 32a and 32b above the piezoelectric layers 31a and 31b to which the drive potential is applied are held at the ground potential. A predetermined driving voltage is applied between the common electrodes 33a and 33b below the piezoelectric layers 31a and 31b. As a result, an electric field in the thickness direction is generated in a region facing the central portion of the pressure chamber 14 of the piezoelectric layers 31a and 31b sandwiched between the individual electrodes 32a and 32b and the common electrodes 33a and 33b. At this time, a region facing the central portion of the pressure chamber 14 of the piezoelectric layers 31a and 31b becomes an active region that spontaneously deforms, and the active region extends in the thickness direction that is the polarization direction and is orthogonal to the polarization direction. It shrinks in a direction parallel to the surfaces of the piezoelectric layers 31a and 31b. On the other hand, the diaphragms 30a and 30b are inactive regions because no electric field is generated.

このため、圧力室１４の中央部に対向する領域において、圧電層３１ａ、３１ｂと振動板３０ａ、３０ｂとの間で分極方向に直交する方向に関する歪みの差が生じ、振動板３０ａ、３０ｂが圧力室１４と対向する領域の中央を頂点として圧力室１４に向かって凸となるように変形する（ユニモルフ変形）。すると、圧力室１４内の容積が減少して、圧力室１４内に正の圧力波が発生する。圧力室１４内に発生した正の圧力波はノズル２０に向かって個別インク流路２１内を伝播し、ノズル２０からインク滴が吐出される。   For this reason, in the region facing the central portion of the pressure chamber 14, a difference in distortion occurs in the direction orthogonal to the polarization direction between the piezoelectric layers 31a and 31b and the diaphragms 30a and 30b, and the diaphragms 30a and 30b are pressurized. It is deformed so as to be convex toward the pressure chamber 14 with the center of the region facing the chamber 14 as an apex (unimorph deformation). Then, the volume in the pressure chamber 14 decreases, and a positive pressure wave is generated in the pressure chamber 14. A positive pressure wave generated in the pressure chamber 14 propagates in the individual ink flow path 21 toward the nozzle 20, and an ink droplet is ejected from the nozzle 20.

このとき、圧電アクチュエータユニット３においては、下側アクチュエータユニット３ａと上側アクチュエータユニット３ｂとが同じ変形特性を有しているため、下側アクチュエータユニット３ａと上側アクチュエータユニット３ｂとが同じように圧力室１４に向かって凸となるように変形する。そして、中間層３ｃにおける圧力室１４と対向する領域には、楕円孔３４ａ内の空間（他の領域より弾性率が低い領域）が位置しているため、下側アクチュエータユニット３ａ及び上側アクチュエータユニット３ｂの変形効率が損なわれにくい。さらに、楕円孔３４ａにより、中間層３ｃにおける圧力室１４と対向する領域の変位が隔壁３４ｃに伝播しにくくなっている。   At this time, in the piezoelectric actuator unit 3, since the lower actuator unit 3a and the upper actuator unit 3b have the same deformation characteristics, the lower actuator unit 3a and the upper actuator unit 3b have the same pressure chamber 14 as well. Deforms so that it becomes convex toward. Since the space in the elliptical hole 34a (region having a lower elastic modulus than other regions) is located in the region facing the pressure chamber 14 in the intermediate layer 3c, the lower actuator unit 3a and the upper actuator unit 3b. The deformation efficiency is difficult to be impaired. Furthermore, the elliptic hole 34a makes it difficult for the displacement of the region facing the pressure chamber 14 in the intermediate layer 3c to propagate to the partition wall 34c.

ここで、本実施形態において、クロストークの発生が抑えられる理由について、図１０〜図１２を参照しつつ説明する。図１０は、各アクチュエータユニット３ａ、３ｂがキャビティプレート１０の隔壁１０ａと中間層３ｃの隔壁３４ｃとに接合されず、これらによる拘束が全くない状態において、個別電極３２ａ、３２ｂに駆動電位を付与したときの、各アクチュエータユニット３ａ、３ｂの変形状態を示した比較例のモデルである。図１１は、下側アクチュエータユニット３ａが隔壁１０ａに接合されず、各アクチュエータユニット３ａ、３ｂに接合される隔壁３４ｃがゴム等の弾性率が非常に低い材料で形成されている場合において、個別電極３２ａ、３２ｂに駆動電位を付与したときの各アクチュエータユニット３ａ、３ｂの変形状態を示した比較例のモデルである。図１２は、下側アクチュエータユニット３ａが隔壁１０ａに接合されず、各アクチュエータユニット３ａ、３ｂに接合される隔壁３４ｃがセラミックスや金属材料等の弾性率が非常に高い材料で形成されている場合において、個別電極３２ａ、３２ｂに駆動電位を付与したときの各アクチュエータユニット３ａ、３ｂの変形状態を示した本実施形態のモデルである。なお、これらのモデルにおいては、図示しない他の部材による物理的な影響は無視している。   Here, the reason why the occurrence of crosstalk is suppressed in the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 10 shows that the actuator units 3a and 3b are not bonded to the partition wall 10a of the cavity plate 10 and the partition wall 34c of the intermediate layer 3c, and a driving potential is applied to the individual electrodes 32a and 32b in a state where there is no restriction by these. It is a model of the comparative example which showed the deformation | transformation state of each actuator unit 3a, 3b. FIG. 11 shows the case where the lower actuator unit 3a is not joined to the partition wall 10a and the partition wall 34c joined to each actuator unit 3a, 3b is formed of a material having a very low elastic modulus such as rubber. It is the model of the comparative example which showed the deformation | transformation state of each actuator unit 3a, 3b when a drive potential is provided to 32a, 32b. FIG. 12 shows the case where the lower actuator unit 3a is not joined to the partition wall 10a and the partition wall 34c joined to each actuator unit 3a, 3b is formed of a material having a very high elastic modulus such as ceramics or a metal material. This is a model of this embodiment showing the deformation state of each actuator unit 3a, 3b when a drive potential is applied to the individual electrodes 32a, 32b. In these models, physical influences by other members (not shown) are ignored.

図１０に示すモデルによれば、各アクチュエータユニット３ａ、３ｂがともに圧力室１４方向に凸となるように変形すると、それに伴って隔壁３４ｃと接合される領域は傾斜した状態となるように変形する。図１１に示すモデルによれば、各アクチュエータユニット３ａ、３ｂがともに圧力室１４方向に凸となるように変形すると、それに伴って隔壁３４ｃと接合される領域は傾斜した状態に変形しようとする。このとき、隔壁３４ｃは弾性率が非常に低い材料で形成されているため、各アクチュエータユニット３ａ、３ｂの隔壁３４ｃとの接合領域の変形に伴って、図示されるように略平行四辺形状に変形する。すなわち、各アクチュエータユニット３ａ、３ｂの隔壁３４ｃとの接合領域は、隔壁３４ｃによって拘束されることなく、傾斜した状態に変形する。そして、この各アクチュエータユニット３ａ、３ｂの隔壁３４ｃとの接合領域における変形は、隣接する圧力室１４に伝播しクロストーク発生の原因となる。   According to the model shown in FIG. 10, when each actuator unit 3a, 3b is deformed so as to protrude toward the pressure chamber 14, the region joined to the partition wall 34c is deformed so as to be inclined. . According to the model shown in FIG. 11, when each actuator unit 3a, 3b is deformed so as to protrude toward the pressure chamber 14, the region joined to the partition wall 34c tends to be deformed in an inclined state. At this time, since the partition wall 34c is formed of a material having a very low elastic modulus, it deforms into a substantially parallelogram shape as illustrated in accordance with the deformation of the joint region between the actuator units 3a and 3b and the partition wall 34c. To do. That is, the joint region of each actuator unit 3a, 3b with the partition wall 34c is deformed into an inclined state without being constrained by the partition wall 34c. And the deformation | transformation in the junction area | region with the partition 34c of each actuator unit 3a, 3b propagates to the adjacent pressure chamber 14, and causes a crosstalk.

これらのモデルに対し、図１２に示す本実施形態のモデルによれば、図１１に示すモデルと同様に、各アクチュエータユニット３ａ、３ｂがともに圧力室１４方向に凸となるように変形すると、それに伴って隔壁３４ｃと接合される領域は傾斜した状態に変形しようとする。しかし、隔壁３４ｃは弾性率が非常に高い材料で形成されていて変形し難く矩形状に維持されるため、各アクチュエータユニット３ａ、３ｂの隔壁３４ｃとの接合領域は、隔壁３４ｃによって拘束されることとなり、キャビティプレート１０の面方向とほぼ平行な状態に維持される。したがって、本実施形態においては、各アクチュエータユニット３ａ、３ｂの変形が隣接する圧力室１４にまで伝播しにくくなり、クロストークが抑制されるのである。   In contrast to these models, according to the model of the present embodiment shown in FIG. 12, when the actuator units 3a and 3b are both deformed so as to protrude toward the pressure chamber 14, as in the model shown in FIG. Accordingly, the region joined to the partition wall 34c tends to be deformed into an inclined state. However, since the partition wall 34c is formed of a material having a very high elastic modulus and is not easily deformed and is maintained in a rectangular shape, the junction region of each actuator unit 3a, 3b with the partition wall 34c is constrained by the partition wall 34c. Thus, the surface of the cavity plate 10 is maintained substantially parallel to the surface direction. Therefore, in this embodiment, the deformation of each actuator unit 3a, 3b is difficult to propagate to the adjacent pressure chamber 14, and crosstalk is suppressed.

以上説明したインクジェットヘッド１によると、インク吐出時において、圧電アクチュエータユニット３が変形したとき、下側アクチュエータユニット３ａ及び上側アクチュエータユニット３ｂにおける、圧力室１４に対応する２つの隔壁３４ｃと対向する領域が変形しなくなるため、下側アクチュエータユニット３ａ及び上側アクチュエータユニット３ｂにおける隣接する他の圧力室１４に対向する領域に対するクロストークが抑制される。   According to the inkjet head 1 described above, when the piezoelectric actuator unit 3 is deformed during ink ejection, the regions facing the two partition walls 34c corresponding to the pressure chambers 14 in the lower actuator unit 3a and the upper actuator unit 3b are formed. Since the deformation does not occur, crosstalk with respect to the region facing the other adjacent pressure chambers 14 in the lower actuator unit 3a and the upper actuator unit 3b is suppressed.

また、下側アクチュエータユニット３ａ及び上側アクチュエータユニット３ｂが同一の変形特性を有すると共に、個別電極３２ａと個別電極３２ｂとが内部配線３ｄを介して電気的に接続されて同一の駆動電位が付与されるため、下側アクチュエータユニット３ａ及び上側アクチュエータユニット３ｂを同じように変形させる制御が容易となる。   In addition, the lower actuator unit 3a and the upper actuator unit 3b have the same deformation characteristics, and the individual electrodes 32a and the individual electrodes 32b are electrically connected via the internal wiring 3d to be given the same drive potential. Therefore, it becomes easy to control to deform the lower actuator unit 3a and the upper actuator unit 3b in the same manner.

さらに、下側アクチュエータユニット３ａと上側アクチュエータユニット３ｂとが実質的に同一構造を有しているため、下側アクチュエータユニット３ａと上側アクチュエータユニット３ｂとの変形特性を容易に同一にすることができる。また、下側アクチュエータユニット３ａと上側アクチュエータユニット３ｂとを同一の部品として形成できるため、インクジェットヘッド１をローコストなものにすることができる。   Furthermore, since the lower actuator unit 3a and the upper actuator unit 3b have substantially the same structure, the deformation characteristics of the lower actuator unit 3a and the upper actuator unit 3b can be easily made the same. Moreover, since the lower actuator unit 3a and the upper actuator unit 3b can be formed as the same component, the inkjet head 1 can be made low-cost.

加えて、中間層３ｃの連結部３４ｂが、下側アクチュエータユニット３ａ上面における各圧力室１４の中央部と対向する領域と、上側アクチュエータユニット３ｂ下面における各圧力室１４の中央部と対向する領域とに固定されることによって、これらを連結しているため、上側アクチュエータユニット３ｂの変形に伴って発生する力が、下側アクチュエータユニット３ａに伝達されて、圧力室１４に付与する圧力が大きくなる。   In addition, the connecting portion 34b of the intermediate layer 3c has a region facing the central portion of each pressure chamber 14 on the upper surface of the lower actuator unit 3a, and a region facing the central portion of each pressure chamber 14 on the lower surface of the upper actuator unit 3b. Since these are connected to each other, the force generated with the deformation of the upper actuator unit 3b is transmitted to the lower actuator unit 3a, and the pressure applied to the pressure chamber 14 is increased.

また、中間層３ｃにおいて隔壁３４ｃと連結部３４ｂとが連続した一つの層となっているため、隔壁３４ｃと連結部３４ｂとを容易に形成することができる。   Further, since the partition wall 34c and the connecting portion 34b are one continuous layer in the intermediate layer 3c, the partition wall 34c and the connecting portion 34b can be easily formed.

さらに、下側アクチュエータユニット３ａ及び上側アクチュエータユニット３ｂが共通電極３３ａ、３３ｂを有しているため、振動板３０ａ、３０ｂを、導電性を有さないＰＺＴで形成することができる。なお、これら振動板は導電性を有さない他の部材で形成されていてもよい。   Furthermore, since the lower actuator unit 3a and the upper actuator unit 3b have the common electrodes 33a and 33b, the diaphragms 30a and 30b can be formed of PZT having no conductivity. These diaphragms may be formed of other members that do not have conductivity.

次に、本実施形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。但し、上述した実施形態とほぼ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 examples in which various changes are made to the present embodiment will be described. However, components having substantially the same configuration as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted as appropriate.

＜第１変形例＞
図１３は、本実施形態の第１変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大平面図である。図１４は、図１３に示すXIV−XIV線の断面図である。図１３及び図１４に示すように、圧電アクチュエータユニット１０３は、下側アクチュエータユニット１０３ａと、上側アクチュエータユニット１０３ｂと、中間層３ｃとを有する。下側アクチュエータユニット１０３ａは、振動板３０ａと、圧電層３１ａと、この圧電層３１ａの上面において、複数の圧力室１４に夫々対応して形成された複数の個別電極１３２ａと、共通電極３３ａとを備えている。上側アクチュエータユニット１０３ｂは、振動板３０ｂと、圧電層３１ｂと、この圧電層３１ｂの上面において、複数の圧力室１４に夫々対応して形成された複数の個別電極１３２ｂと、共通電極３３ｂとを備えている。互いに対向する個別電極１３２ａと個別電極１３２ｂとが内部配線３ｄを介して電気的に接続されている（図３参照）。 <First Modification>
FIG. 13 is a partially enlarged plan view of an inkjet head according to a first modification of the present embodiment. 14 is a cross-sectional view taken along line XIV-XIV shown in FIG. As shown in FIGS. 13 and 14, the piezoelectric actuator unit 103 includes a lower actuator unit 103a, an upper actuator unit 103b, and an intermediate layer 3c. The lower actuator unit 103a includes a diaphragm 30a, a piezoelectric layer 31a, a plurality of individual electrodes 132a formed on the upper surface of the piezoelectric layer 31a so as to correspond to the plurality of pressure chambers 14, and a common electrode 33a. I have. The upper actuator unit 103b includes a diaphragm 30b, a piezoelectric layer 31b, a plurality of individual electrodes 132b formed on the upper surface of the piezoelectric layer 31b so as to correspond to the plurality of pressure chambers 14, and a common electrode 33b. ing. The individual electrode 132a and the individual electrode 132b facing each other are electrically connected through the internal wiring 3d (see FIG. 3).

個別電極１３２ａ及び個別電極１３２ｂは同一形状を有する薄膜電極である。なお、図１３においては、個別電極１３２ｂのみが表れているが、個別電極１３２ａが表れる下側アクチュエータユニット１０３ａの部分拡大平面図も実質的に同じである。個別電極１３２ａ、１３２ｂは、平面視において、圧力室１４のインク流出口１４ｂを避けつつ圧力室１４の中央部以外の領域である周縁部に沿ったＣ字形状を有している。さらに、各個別電極１３２ａ、１３２ｂの一端部からは、端子部３５ａ、３５ｂが走査方向（図１３の左右方向）に延びている。   The individual electrode 132a and the individual electrode 132b are thin film electrodes having the same shape. In FIG. 13, only the individual electrode 132b appears, but the partially enlarged plan view of the lower actuator unit 103a where the individual electrode 132a appears is substantially the same. The individual electrodes 132a and 132b have a C-shape along a peripheral edge which is a region other than the central portion of the pressure chamber 14 while avoiding the ink outlet 14b of the pressure chamber 14 in plan view. Furthermore, terminal portions 35a and 35b extend in the scanning direction (left and right direction in FIG. 13) from one end of each individual electrode 132a and 132b.

次に、インク吐出時における圧電アクチュエータユニット１０３の作用について図１５を参照しつつ説明する。図１５は、インク吐出時におけるインクジェットヘッド１０１の断面図である。複数の個別電極１３２ａ、１３２ｂに対してドライバＩＣから選択的に駆動電位が付与されると、駆動電位が付与された圧電層３１ａ、３１ｂ上側の個別電極１３２ａ、１３２ｂとグランド電位に保持されている圧電層３１ａ、３１ｂ下側の共通電極３３ａ、３３ｂとの間に所定の駆動電圧が印加される。これにより、個別電極１３２ａ、１３２ｂと共通電極３３ａ、３３ｂとの間に挟まれた、圧電層３１ａ、３１ｂにおける圧力室１４の中央部以外の領域である周縁部と対向する領域にその厚み方向の電界が生じる。このとき、圧電層３１ａ、３１ｂにおける圧力室１４の周縁部と対向する領域が自発的に変形する活性領域となり、この活性領域がその分極方向である厚み方向に伸びて、分極方向と直交する方向である圧電層３１ａ、３１ｂの面と平行な方向に収縮する。一方、振動板３０ａ、３０ｂは、電界が生じないため非活性領域となる。   Next, the operation of the piezoelectric actuator unit 103 during ink ejection will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a cross-sectional view of the inkjet head 101 during ink ejection. When a driving potential is selectively applied from the driver IC to the plurality of individual electrodes 132a and 132b, the individual electrodes 132a and 132b above the piezoelectric layers 31a and 31b to which the driving potential is applied are held at the ground potential. A predetermined driving voltage is applied between the common electrodes 33a and 33b below the piezoelectric layers 31a and 31b. As a result, the thickness direction of the piezoelectric layer 31a, 31b, which is sandwiched between the individual electrodes 132a, 132b and the common electrode 33a, 33b, is opposed to the peripheral portion that is a region other than the central portion of the pressure chamber 14. An electric field is generated. At this time, a region facing the peripheral edge of the pressure chamber 14 in the piezoelectric layers 31a and 31b becomes an active region that spontaneously deforms, and the active region extends in the thickness direction that is the polarization direction and is orthogonal to the polarization direction. It shrinks in a direction parallel to the surfaces of the piezoelectric layers 31a and 31b. On the other hand, the diaphragms 30a and 30b are inactive regions because no electric field is generated.

このため、圧力室１４の周縁部と対向する領域において、圧電層３１ａ、３１ｂと振動板３０ａ、３０ｂとの間で分極方向に直交する方向に関する歪みの差が生じ、振動板３０ａ、３０ｂが圧力室１４の周縁部に対向する領域の中央を頂点として圧力室１４に向かって凸となるように変形しようとする（ユニモルフ変形）。このとき、振動板３０ａ、３０ｂの圧力室１４の短手方向外側に対向する領域がキャビティプレート１０の隔壁１０ａ及び中間層３ｃの隔壁３４ｃに拘束されているため、振動板３０ａ、３０ｂにおける圧力室１４の周縁部と対向する領域の内側端部が圧力室１４の反対側に向かって反り上がる。これにより、振動板３０ａ、３０ｂが圧力室１４と対向する領域の中央を頂点として圧力室１４の反対側に向かって凸となるように変形する。すると、圧力室１４内の容積が増大して、圧力室１４内に負の圧力波が発生する。   For this reason, in the region facing the peripheral edge of the pressure chamber 14, there is a difference in distortion in the direction perpendicular to the polarization direction between the piezoelectric layers 31a, 31b and the diaphragms 30a, 30b, and the diaphragms 30a, 30b An attempt is made to deform so as to be convex toward the pressure chamber 14 with the center of the region facing the peripheral edge of the chamber 14 as a vertex (unimorph deformation). At this time, since the region of the diaphragms 30a and 30b facing the outer side in the short direction of the pressure chamber 14 is constrained by the partition wall 10a of the cavity plate 10 and the partition wall 34c of the intermediate layer 3c, the pressure chambers in the diaphragms 30a and 30b. The inner end of the region facing the peripheral edge of 14 warps toward the opposite side of the pressure chamber 14. As a result, the diaphragms 30 a and 30 b are deformed so as to be convex toward the opposite side of the pressure chamber 14 with the center of the area facing the pressure chamber 14 as the apex. Then, the volume in the pressure chamber 14 increases, and a negative pressure wave is generated in the pressure chamber 14.

従来から知られているように、この圧力室１４の容積増大に伴う負の圧力波が圧力室１４の長手方向に片道伝播する時間が経過したときに、圧力室１４内の圧力は正に転じる。そこで、ドライバＩＣは、この圧力室１４内の圧力が正に転じるタイミングで、このドライバＩＣによる個別電極１３２ａ、１３２ｂへの駆動電位の付与を停止する。すると、個別電極１３２ａ、１３２ｂの電位がグランド電位になり、振動板３０ａ、３０ｂが元の形状に戻って圧力室１４内の容積が減少するが、このとき、前述の正に転じた圧力室１４の圧力波と、振動板３０ａ、３０ｂの復元に伴って生じた正の圧力波とが合成されるため、圧力室１４内のインクに大きな正の圧力が付与されて、個別インク流路２１内を伝播し、ノズル２０からインク滴が吐出される。したがって、低い駆動電圧でインクに高い圧力を付与することが可能になり、圧電アクチュエータユニット１０３の駆動効率が高くなる。また、インク滴を吐出するタイミングにおいてのみ個別電極１３２ａ、１３２ｂに駆動電位を付与して圧電層３１ａ、３１ｂに電界を作用させるため、圧電層３１ａ、３１ｂに分極劣化が生じにくく、耐久性に優れる。さらに、待機時においてはほとんど電力を消費しないため、消費電力を小さくすることができる。   As is conventionally known, when the negative pressure wave accompanying the volume increase of the pressure chamber 14 propagates in one direction in the longitudinal direction of the pressure chamber 14, the pressure in the pressure chamber 14 turns positive. . Therefore, the driver IC stops applying the driving potential to the individual electrodes 132a and 132b at the timing when the pressure in the pressure chamber 14 turns positive. Then, the potentials of the individual electrodes 132a and 132b become the ground potential, the diaphragms 30a and 30b return to their original shapes, and the volume in the pressure chamber 14 decreases, but at this time, the pressure chamber 14 turned positive as described above. And the positive pressure wave generated by the restoration of the diaphragms 30a and 30b are combined, so that a large positive pressure is applied to the ink in the pressure chamber 14 and the inside of the individual ink channel 21 Ink droplets are ejected from the nozzle 20. Therefore, it is possible to apply a high pressure to the ink with a low driving voltage, and the driving efficiency of the piezoelectric actuator unit 103 is increased. In addition, since the drive potential is applied to the individual electrodes 132a and 132b and the electric field is applied to the piezoelectric layers 31a and 31b only at the timing of ejecting the ink droplets, the piezoelectric layers 31a and 31b are less likely to undergo polarization deterioration and have excellent durability. . Furthermore, since power is hardly consumed during standby, power consumption can be reduced.

＜第２変形例＞
図１６は、本実施形態の第２変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。図１６に示すように、圧電アクチュエータユニット２０３は、下側アクチュエータユニット３ａと、上側アクチュエータユニット２０３ｂと、中間層３ｃとを有する。上側アクチュエータユニット２０３ｂは、中間層３ｃの上面に配置された圧電層２３１ｂと、この圧電層２３１ｂの上方に積層された振動板２３０ｂと、圧電層２３１ｂの下面において、複数の圧力室１４に夫々対応して形成された複数の個別電極２３２ｂと、圧電層２３１ｂの上面に配置されており、複数の個別電極２３２ｂと共に圧電層２３１ｂを挟持する共通電極２３３ｂとを備えている。個別電極２３２ｂは、上述した第１変形例の個別電極１３２ｂと実質的に同じ形状を有する薄膜電極であり、平面視において、圧力室１４のインク流出口１４ｂを避けつつ圧力室１４の中央部以外の領域である周縁部に沿ったＣ字形状を有している（図１３参照）。そして、同じ圧力室１４に対向する個別電極３２ａと個別電極２３２ｂとが図示しない内部配線を介して電気的に接続されている。共通電極２３３ｂは、上述した共通電極３３ｂと実質的に同じ形状を有する薄膜電極であり、共通電極３３ａと共に常にグランド電位に保持された状態となっている。 <Second Modification>
FIG. 16 is a partial enlarged cross-sectional view of an ink jet head according to a second modification of the present embodiment. As shown in FIG. 16, the piezoelectric actuator unit 203 includes a lower actuator unit 3a, an upper actuator unit 203b, and an intermediate layer 3c. The upper actuator unit 203b corresponds to the plurality of pressure chambers 14 on the piezoelectric layer 231b disposed on the upper surface of the intermediate layer 3c, the diaphragm 230b stacked above the piezoelectric layer 231b, and the lower surface of the piezoelectric layer 231b. And a plurality of individual electrodes 232b formed on the upper surface of the piezoelectric layer 231b and a common electrode 233b sandwiching the piezoelectric layer 231b together with the plurality of individual electrodes 232b. The individual electrode 232b is a thin film electrode having substantially the same shape as the individual electrode 132b of the first modification described above, and other than the central portion of the pressure chamber 14 while avoiding the ink outlet 14b of the pressure chamber 14 in plan view. It has a C-shape along the peripheral edge, which is a region (see FIG. 13). The individual electrode 32a and the individual electrode 232b facing the same pressure chamber 14 are electrically connected via an internal wiring (not shown). The common electrode 233b is a thin film electrode having substantially the same shape as the above-described common electrode 33b, and is always kept at the ground potential together with the common electrode 33a.

次に、インク吐出時における圧電アクチュエータユニット２０３の作用について説明する。複数の個別電極３２ａ、２３２ｂに対してドライバＩＣから選択的に駆動電位が付与されると、下側アクチュエータユニット３ａにおいては、駆動電位が付与された圧電層３１ａ上側の個別電極３２ａとグランド電位に保持されている圧電層３１ａ下側の共通電極３３ａとの間に所定の駆動電圧が印加される。そして、上述したように、振動板３０ａが圧力室１４に対向する領域の中央を頂点として圧力室１４に向かって凸となるように変形する。   Next, the operation of the piezoelectric actuator unit 203 during ink ejection will be described. When a driving potential is selectively applied from the driver IC to the plurality of individual electrodes 32a and 232b, the lower actuator unit 3a is connected to the individual electrode 32a on the upper side of the piezoelectric layer 31a to which the driving potential is applied and the ground potential. A predetermined drive voltage is applied between the held common electrode 33a below the piezoelectric layer 31a. Then, as described above, the diaphragm 30a is deformed so as to be convex toward the pressure chamber 14 with the center of the region facing the pressure chamber 14 as a vertex.

上側アクチュエータユニット２０３ｂにおいては、駆動電位が付与された圧電層２３１ｂ下側の個別電極２３２ｂとグランド電位に保持されている圧電層２３１ｂ上側の共通電極２３３ｂとの間に所定の駆動電圧が印加される。これにより、個別電極１３２ｂと共通電極２３３ｂとの間に挟まれた、圧電層２３１ｂにおける圧力室１４の中央部以外の領域である周縁部に対向する領域にその厚み方向の電界が生じる。このとき、圧電層２３１ｂにおける圧力室１４の周縁部に対向する領域が自発的に変形する活性領域となり、この活性領域がその分極方向である厚み方向に伸びて、分極方向と直交する方向である圧電層２３１ｂの面と平行な方向に収縮する。一方、振動板２３０ｂは、電界が生じないため非活性領域となる。   In the upper actuator unit 203b, a predetermined driving voltage is applied between the individual electrode 232b below the piezoelectric layer 231b to which the driving potential is applied and the common electrode 233b above the piezoelectric layer 231b held at the ground potential. . Thereby, the electric field of the thickness direction arises in the area | region which opposes the peripheral part which is the area | regions other than the center part of the pressure chamber 14 in the piezoelectric layer 231b pinched | interposed between the individual electrode 132b and the common electrode 233b. At this time, the region facing the peripheral edge of the pressure chamber 14 in the piezoelectric layer 231b becomes an active region that spontaneously deforms, and this active region extends in the thickness direction, which is the polarization direction, and is a direction orthogonal to the polarization direction. Shrink in a direction parallel to the surface of the piezoelectric layer 231b. On the other hand, the diaphragm 230b becomes an inactive region because no electric field is generated.

このため、圧力室１４の周縁部と対向する領域において、圧電層２３１ｂと振動板２３０ｂとの間で分極方向に直交する方向に関する歪みの差が生じ、振動板２３０ｂが圧力室１４の周縁部に対向する領域の中央を頂点として圧力室１４の反対側に向かって凸となるように変形しようとする（ユニモルフ変形）。このとき、振動板２３０ｂの圧力室１４の短手方向外側に対向する領域が中間層３ｃの隔壁３４ｃに拘束されているため、振動板２３０ｂにおける圧力室１４の周縁部に対向する領域の内側の端部が圧力室１４に向かって反り上がる。これにより、振動板２３０ｂが圧力室１４と対向する領域の中央を頂点として圧力室１４に向かって凸となるように変形する。このように、インク吐出時においては、下側アクチュエータユニット３ａ及び上側アクチュエータユニット２０３ｂが共に圧力室１４に向かって凸となるように変形する。なお、本変形例においては、下側アクチュエータユニット３ａと上側アクチュエータユニット２０３ｂとの構成が逆になっていてもよい。   For this reason, in the region facing the peripheral portion of the pressure chamber 14, a difference in distortion occurs in the direction perpendicular to the polarization direction between the piezoelectric layer 231 b and the vibration plate 230 b, and the vibration plate 230 b is formed in the peripheral portion of the pressure chamber 14. It tries to deform | transform so that it may become convex toward the opposite side of the pressure chamber 14 by making the center of the area | region which opposes into a vertex (unimorph deformation). At this time, since the region facing the outer side in the short direction of the pressure chamber 14 of the diaphragm 230b is constrained by the partition wall 34c of the intermediate layer 3c, the region on the inner side of the region facing the peripheral portion of the pressure chamber 14 in the diaphragm 230b. The end warps toward the pressure chamber 14. Thereby, the diaphragm 230b is deformed so as to be convex toward the pressure chamber 14 with the center of the region facing the pressure chamber 14 as an apex. Thus, at the time of ink ejection, the lower actuator unit 3a and the upper actuator unit 203b are both deformed so as to protrude toward the pressure chamber 14. In this modification, the configurations of the lower actuator unit 3a and the upper actuator unit 203b may be reversed.

＜第３変形例＞
図１７は、本実施形態の第３変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。図１７に示すように、圧電アクチュエータユニット３０３は、下側アクチュエータユニット１０３ａ（第１変形例：図１３及び図１４参照）と、上側アクチュエータユニット３０３ｂと、中間層３ｃとを有する。上側アクチュエータユニット３０３ｂは、中間層３ｃの上面に配置された圧電層３３１ｂと、圧電層３３１ｂの上方に積層された振動板３３０ｂと、この圧電層３３１ｂの下面において、複数の圧力室１４に夫々対応して形成された複数の個別電極３３２ｂと、圧電層３３１ｂの上面に配置されており、複数の個別電極３３２ｂと共に圧電層３３１ｂを挟持する共通電極３３３ｂとを備えている。個別電極３３２ｂは、上述した個別電極３２ｂと実質的に同じ形状を有する薄膜電極であり、平面視において、圧力室１４の中央部と対向するように走査方向に延在した楕円形状を有する（図６参照）。同じ圧力室１４に対向する個別電極１３２ａと個別電極３３２ｂとが図示しない内部配線を介して電気的に接続されている。共通電極３３３ｂは、上述した共通電極３３ｂと実質的に同じ形状を有する薄膜電極であり、共通電極３３ａと共に常にグランド電位に保持された状態となっている。 <Third Modification>
FIG. 17 is a partial enlarged cross-sectional view of an ink jet head according to a third modification of the present embodiment. As shown in FIG. 17, the piezoelectric actuator unit 303 includes a lower actuator unit 103a (first modification: see FIGS. 13 and 14), an upper actuator unit 303b, and an intermediate layer 3c. The upper actuator unit 303b corresponds to the plurality of pressure chambers 14 on the piezoelectric layer 331b disposed on the upper surface of the intermediate layer 3c, the vibration plate 330b stacked above the piezoelectric layer 331b, and the lower surface of the piezoelectric layer 331b. A plurality of individual electrodes 332b formed in this manner and a common electrode 333b that is disposed on the upper surface of the piezoelectric layer 331b and sandwiches the piezoelectric layer 331b together with the plurality of individual electrodes 332b. The individual electrode 332b is a thin film electrode having substantially the same shape as the individual electrode 32b described above, and has an elliptical shape extending in the scanning direction so as to face the central portion of the pressure chamber 14 in plan view (see FIG. 6). The individual electrode 132a and the individual electrode 332b facing the same pressure chamber 14 are electrically connected via an internal wiring (not shown). The common electrode 333b is a thin film electrode having substantially the same shape as the above-described common electrode 33b, and is always held at the ground potential together with the common electrode 33a.

次に、インク吐出時における圧電アクチュエータユニット３０３の作用について説明する。複数の個別電極１３２ａ、３３２ｂに対してドライバＩＣから選択的に駆動電位が付与されると、下側アクチュエータユニット１０３ａにおいては、駆動電位が付与された圧電層３１ａ上側の個別電極１３２ａとグランド電位に保持されている圧電層３１ａ下側の共通電極３３ａとの間に所定の駆動電圧が印加される。そして、上述したように、振動板３０ａが圧力室１４と対向する領域の中央を頂点として圧力室１４の反対側に向かって凸となるように変形する。   Next, the operation of the piezoelectric actuator unit 303 during ink ejection will be described. When a drive potential is selectively applied from the driver IC to the plurality of individual electrodes 132a and 332b, the lower actuator unit 103a is connected to the individual electrode 132a on the upper side of the piezoelectric layer 31a to which the drive potential is applied and the ground potential. A predetermined drive voltage is applied between the held common electrode 33a below the piezoelectric layer 31a. Then, as described above, the diaphragm 30 a is deformed so as to be convex toward the opposite side of the pressure chamber 14 with the center of the region facing the pressure chamber 14 as a vertex.

上側アクチュエータユニット３０３ｂにおいては、駆動電位が付与された圧電層３３１ｂ下側の個別電極３３２ｂとグランド電位に保持されている圧電層３３１ｂ上側の共通電極３３３ｂとの間に所定の駆動電圧が印加される。これにより、個別電極３３２ｂと共通電極３３３ｂとの間に挟まれた、圧電層３３１ｂにおける圧力室１４の中央部に対向する領域にその厚み方向の電界が生じる。このとき、圧電層３３１ｂにおける圧力室１４の中央部に対向する領域が自発的に変形する活性領域となり、この活性領域がその分極方向である厚み方向に伸びて、分極方向と直交する方向である圧電層３３１ｂの面と平行な方向に収縮する。一方、振動板３３０ｂは、電界が生じないため非活性領域となる。このため、圧電層３３１ｂと振動板３３０ｂとの間で分極方向に直交する方向に関する歪みの差が生じ、振動板３３０ｂが圧力室１４と対向する領域の中央を頂点として圧力室１４の反対側に向かって凸となるように変形する（ユニモルフ変形）。このように、インク吐出時においては、下側アクチュエータユニット１０３ａ及び上側アクチュエータユニット３０３ｂが共に圧力室１４に向かって凸となるように変形する。なお、本変形例においては、下側アクチュエータユニット１０３ａと上側アクチュエータユニット３０３ｂとの構成が逆になっていてもよい。   In the upper actuator unit 303b, a predetermined driving voltage is applied between the individual electrode 332b below the piezoelectric layer 331b to which the driving potential is applied and the common electrode 333b above the piezoelectric layer 331b held at the ground potential. . As a result, an electric field in the thickness direction is generated in a region facing the central portion of the pressure chamber 14 in the piezoelectric layer 331b sandwiched between the individual electrode 332b and the common electrode 333b. At this time, the region facing the central portion of the pressure chamber 14 in the piezoelectric layer 331b becomes an active region that spontaneously deforms, and this active region extends in the thickness direction, which is the polarization direction, and is a direction orthogonal to the polarization direction. Shrink in a direction parallel to the surface of the piezoelectric layer 331b. On the other hand, the diaphragm 330b becomes an inactive region because no electric field is generated. For this reason, a strain difference occurs in the direction orthogonal to the polarization direction between the piezoelectric layer 331b and the vibration plate 330b, and the vibration plate 330b is located on the opposite side of the pressure chamber 14 with the center of the region facing the pressure chamber 14 as a vertex. Deforms so that it becomes convex (unimorph deformation). Thus, at the time of ink ejection, both the lower actuator unit 103a and the upper actuator unit 303b are deformed so as to protrude toward the pressure chamber 14. In this modification, the configurations of the lower actuator unit 103a and the upper actuator unit 303b may be reversed.

＜第４変形例＞
図１８は、本実施形態の第４変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。図１８に示すように、圧電アクチュエータユニット４０３は、下側アクチュエータユニット４０３ａと、上側アクチュエータユニット４０３ｂと、中間層３ｃとを有する。下側アクチュエータユニット４０３ａは、流路ユニット２の上面に配置された導電性を有する振動板４３０ａと、この振動板４３０ａの上方に積層された圧電層３１ａと、複数の個別電極３２ａとを備えている。つまり、振動板４３０ａと複数の個別電極３２ａとで圧電層３１ａを挟持している。上側アクチュエータユニット４０３ｂは、中間層３ｃの上面に配置された導電性を有する振動板４３０ｂと、この振動板４３０ｂの上方に積層された圧電層３１ｂと、複数の個別電極３２ｂとを備えている。つまり、振動板４３０ｂと複数の個別電極３２ｂとで圧電層３１ｂを挟持している。このように、圧電アクチュエータユニット４０３においては、振動板４３０ａ、４３０ｂが共通電極を兼ねる構成となっており、これらが常にグランド電位が保持された状態となっている。 <Fourth Modification>
FIG. 18 is a partial enlarged cross-sectional view of an ink jet head according to a fourth modification of the present embodiment. As shown in FIG. 18, the piezoelectric actuator unit 403 includes a lower actuator unit 403a, an upper actuator unit 403b, and an intermediate layer 3c. The lower actuator unit 403a includes a conductive vibration plate 430a disposed on the upper surface of the flow path unit 2, a piezoelectric layer 31a stacked above the vibration plate 430a, and a plurality of individual electrodes 32a. Yes. That is, the piezoelectric layer 31a is sandwiched between the diaphragm 430a and the plurality of individual electrodes 32a. The upper actuator unit 403b includes a conductive diaphragm 430b disposed on the upper surface of the intermediate layer 3c, a piezoelectric layer 31b stacked above the diaphragm 430b, and a plurality of individual electrodes 32b. That is, the piezoelectric layer 31b is sandwiched between the diaphragm 430b and the plurality of individual electrodes 32b. As described above, in the piezoelectric actuator unit 403, the diaphragms 430a and 430b also serve as a common electrode, and these are always in a state in which the ground potential is maintained.

これによると、下側アクチュエータユニット４０３ａ及び上側アクチュエータユニット４０３ｂの部品点数を少なくすることができる。これによって、インクジェットヘッドをローコストなものにすることができる。   According to this, the number of parts of the lower actuator unit 403a and the upper actuator unit 403b can be reduced. Thereby, the inkjet head can be made low-cost.

＜第５変形例＞
図１９は、本実施形態の第５変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。図１９に示すように、圧電アクチュエータユニット５０３は、下側アクチュエータユニット４０３ａ（第４変形例）と、上側アクチュエータユニット５０３ｂと、下側アクチュエータユニット４０３ａと上側アクチュエータユニット５０３ｂとの間に固定された中間層５０３ｃとを有する。上側アクチュエータユニット５０３ｂは、中間層５０３ｃの上面に配置された圧電層５３１ｂと、この圧電層５３１ｂの上方に積層された振動板５３０ｂと、この圧電層５３１ｂの下面において、複数の圧力室１４に夫々対応して形成された複数の個別電極５３２ｂとを備えている。個別電極５３２ｂは、上述した第１変形例の個別電極１３２ｂと実質的に同じ形状を有する薄膜電極であり、平面視において、圧力室１４のインク流出口１４ｂを避けつつ圧力室１４の中央部以外の領域である周縁部に沿ったＣ字形状を有している（図１３参照）。そして、振動板５３０ｂと複数の個別電極５３２ｂとで圧電層５３１ｂを挟持している。このように、圧電アクチュエータユニット５０３においては、振動板４３０ａ、５３０ｂが共通電極を兼ねる構成となっており、これらが常にグランド電位が保持された状態となっている。 <Fifth Modification>
FIG. 19 is a partial enlarged cross-sectional view of an ink jet head according to a fifth modification of the present embodiment. As shown in FIG. 19, the piezoelectric actuator unit 503 includes a lower actuator unit 403a (fourth modification), an upper actuator unit 503b, and an intermediate fixed between the lower actuator unit 403a and the upper actuator unit 503b. A layer 503c. The upper actuator unit 503b includes a piezoelectric layer 531b disposed on the upper surface of the intermediate layer 503c, a vibration plate 530b stacked above the piezoelectric layer 531b, and a plurality of pressure chambers 14 on the lower surface of the piezoelectric layer 531b. And a plurality of individual electrodes 532b formed correspondingly. The individual electrode 532b is a thin film electrode having substantially the same shape as the individual electrode 132b of the first modification described above, and other than the central portion of the pressure chamber 14 while avoiding the ink outlet 14b of the pressure chamber 14 in plan view. It has a C-shape along the peripheral edge, which is a region (see FIG. 13). The piezoelectric layer 531b is sandwiched between the diaphragm 530b and the plurality of individual electrodes 532b. As described above, in the piezoelectric actuator unit 503, the diaphragms 430a and 530b also serve as a common electrode, and these are always in a state where the ground potential is maintained.

また、中間層５０３ｃは、上述の中間層３ｃと同一の形状を有している。そして、中間層５０３ｃの連結部５３４ｂが導電性を有している。連結部５３４ｂの下面が個別電極３２ａと接触しており、連結部５３４ｂの上面が個別電極５３２ｂと接触している。したがって、同じ圧力室１４に対向する個別電極３２ａと個別電極５３２ｂとが連結部５３４ｂを介して電気的に接続されている。   The intermediate layer 503c has the same shape as the above-described intermediate layer 3c. And the connection part 534b of the intermediate | middle layer 503c has electroconductivity. The lower surface of the connecting portion 534b is in contact with the individual electrode 32a, and the upper surface of the connecting portion 534b is in contact with the individual electrode 532b. Therefore, the individual electrode 32a and the individual electrode 532b facing the same pressure chamber 14 are electrically connected via the connecting portion 534b.

これによると、圧電アクチュエータユニット５０３内に、同じ圧力室１４に対向する個別電極３２ａと個別電極５３２ｂとを容易に電気的に接続することができる。これによって、同じ圧力室１４に対向する個別電極３２ａと個別電極５３２ｂとを容易に電気的に接続するための内部配線を形成する必要がなくなり、インクジェットヘッドをローコストなものにすることができる。   Accordingly, the individual electrode 32 a and the individual electrode 532 b facing the same pressure chamber 14 can be easily electrically connected in the piezoelectric actuator unit 503. As a result, it is not necessary to form an internal wiring for easily electrically connecting the individual electrode 32a and the individual electrode 532b facing the same pressure chamber 14, and the inkjet head can be made low-cost.

＜第６変形例＞
図２０は、本実施形態の第６変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。図２０に示すように、圧電アクチュエータユニット６０３は、下側アクチュエータユニット３ａと、上側アクチュエータユニット３ｂと、下側アクチュエータユニット３ａと上側アクチュエータユニット３ｂとの間に固定された中間層６０３ｃとを有する。中間層６０３ｃは、上述した中間層３ｃと実質的に同じ形状を有している。すなわち、中間層６０３ｃは、ＰＺＴからなる平面視で略矩形状の板であり、各圧力室１４と対向する領域において、走査方向に延在すると共に紙送り方向に隣接する２つの楕円領域（中間部材）６３４ａ（中間層３ｃの楕円孔３４ａに相当）が形成されている。各圧力室１４と対向する２つの楕円領域６３４ａ同士の間が各圧力室１４の中央部のみと対向する連結部３４ｂとなっている。また、紙送り方向に隣接する圧力室１４同士の間の領域と対向する領域が隔壁３４ｃとなっている（図７参照）。つまり、楕円領域６３４ａ、連結部３４ｂ及び隔壁３４ｃが同じ材料で形成されている。 <Sixth Modification>
FIG. 20 is a partial enlarged cross-sectional view of an ink jet head according to a sixth modification of the present embodiment. As shown in FIG. 20, the piezoelectric actuator unit 603 includes a lower actuator unit 3a, an upper actuator unit 3b, and an intermediate layer 603c fixed between the lower actuator unit 3a and the upper actuator unit 3b. The intermediate layer 603c has substantially the same shape as the above-described intermediate layer 3c. That is, the intermediate layer 603c is a substantially rectangular plate made of PZT in a plan view, and extends in the scanning direction and adjacent to the paper feed direction in the area facing each pressure chamber 14 (intermediate area). Member) 634a (corresponding to the elliptical hole 34a of the intermediate layer 3c) is formed. Between the two elliptical regions 634 a facing each pressure chamber 14 is a connecting portion 34 b facing only the central portion of each pressure chamber 14. Moreover, the area | region which opposes the area | region between the pressure chambers 14 adjacent in a paper feeding direction becomes the partition 34c (refer FIG. 7). That is, the elliptical region 634a, the connecting portion 34b, and the partition wall 34c are formed of the same material.

楕円領域６３４ａには、その厚さ方向（振動板３０ａ、３０ｂの厚さ方向）に延在した多数の貫通孔が形成されている。このため、楕円領域６３４ａは、中間層６０３ｃの他の領域と比較して弾性率が小さくなっている。   A large number of through holes extending in the thickness direction (thickness direction of the diaphragms 30a and 30b) are formed in the elliptical region 634a. For this reason, the elliptical region 634a has a smaller elastic modulus than other regions of the intermediate layer 603c.

これによると、楕円領域６３４ａの全てが貫通孔となっている場合と比較して中間層６０３ｃの強度が高くなる。このため、製造過程において中間層６０３ｃのハンドリングが容易になり、インクジェットヘッド６０１の製造コストを低減することができる。   According to this, the strength of the intermediate layer 603c is higher than in the case where all of the elliptical region 634a is a through hole. For this reason, handling of the intermediate layer 603c is facilitated in the manufacturing process, and the manufacturing cost of the inkjet head 601 can be reduced.

＜第７変形例＞
図２１は、本実施形態の第７変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。図２１に示すように、圧電アクチュエータユニット７０３は、下側アクチュエータユニット３ａと、上側アクチュエータユニット３ｂと、中間層３ｃとを有する。中間層３ｃの楕円孔３４ａ内には、中間層３ｃよりも弾性率の小さいエポキシ樹脂７０３ｅが充填されている。なお、楕円孔３４ａ内には、エポキシ樹脂以外の他の弾性材料を充填してもよい。 <Seventh Modification>
FIG. 21 is a partial enlarged cross-sectional view of an ink jet head according to a seventh modification of the present embodiment. As shown in FIG. 21, the piezoelectric actuator unit 703 includes a lower actuator unit 3a, an upper actuator unit 3b, and an intermediate layer 3c. An epoxy resin 703e having a smaller elastic modulus than that of the intermediate layer 3c is filled in the elliptical hole 34a of the intermediate layer 3c. The elliptical hole 34a may be filled with an elastic material other than the epoxy resin.

これによると、楕円孔３４ａ内にエポキシ樹脂７０３ｅが充填されることによって、圧電アクチュエータユニット７０３全体の強度を高くすることができる。   According to this, the strength of the entire piezoelectric actuator unit 703 can be increased by filling the elliptical hole 34a with the epoxy resin 703e.

以上、本発明の好適な一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、上述の実施形態においては、下側アクチュエータユニット３ａと上側アクチュエータユニット３ｂとが同一の変形特性を有すると共に、下側アクチュエータユニット３ａと上側アクチュエータユニット３ｂとに同一の駆動電圧が印加される構成であるが、下側アクチュエータユニットと上側アクチュエータユニットとの変形特性が異なっていてもよいし、下側アクチュエータユニットと上側アクチュエータユニットとに異なる駆動電圧が印加される構成でもよい。   The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various design changes can be made as long as they are described in the claims. For example, in the above-described embodiment, the lower actuator unit 3a and the upper actuator unit 3b have the same deformation characteristics, and the same drive voltage is applied to the lower actuator unit 3a and the upper actuator unit 3b. However, the deformation characteristics of the lower actuator unit and the upper actuator unit may be different, or different driving voltages may be applied to the lower actuator unit and the upper actuator unit.

また、上述の実施形態においては、下側アクチュエータユニット３ａと上側アクチュエータユニット３ｂとが同一の寸法と形状とを有する構成であるが、両者の変形特性が同じであれば、下側アクチュエータユニットと上側アクチュエータユニットとが同一の寸法と形状とを有さなくてもよい。   In the above-described embodiment, the lower actuator unit 3a and the upper actuator unit 3b have the same dimensions and shape. However, if the deformation characteristics of both are the same, the lower actuator unit 3a and the upper actuator unit 3b have the same dimensions and shape. The actuator unit may not have the same size and shape.

加えて、上述の実施形態においては、中間層３ｃが連結部３４ｂ及び隔壁３４ｃを含むことによって、連結部３４ｂ及び隔壁３４ｃが連続した一つの層として形成される構成であるが、連結部３４ｂと隔壁３４ｃとは個別に形成されてもよい。また、連結部３４ｂが形成されていなくてもよい。   In addition, in the above-described embodiment, the intermediate layer 3c includes the connecting portion 34b and the partition wall 34c, so that the connecting portion 34b and the partition wall 34c are formed as one continuous layer. The partition wall 34c may be formed separately. Moreover, the connection part 34b does not need to be formed.

また、上述の実施形態においては、圧力室１４の平面形状が、楕円形状となっているが、圧力室は任意の平面形状を有していてよい。例えば、圧力室が円形状、菱形形状、矩形形状などの平面形状を有していてもよい。   In the above-described embodiment, the planar shape of the pressure chamber 14 is an elliptical shape, but the pressure chamber may have an arbitrary planar shape. For example, the pressure chamber may have a planar shape such as a circular shape, a diamond shape, or a rectangular shape.

さらに、上述の実施の形態においては、下側アクチュエータユニット３ａ及び上側アクチュエータユニット３ｂが、圧力室１４の中央部と対向する領域のみ自発的に変形する構成であり、下側アクチュエータユニット１０３ａ及び上側アクチュエータユニット１０３ｂが、圧力室１４の周縁部と対向する領域のみが自発的に変形する構成であるが、下側アクチュエータユニットと上側アクチュエータユニットとが同じように変形可能であれば各アクチュエータユニットの構成は任意のものであってよい。例えば、圧電層の一方の面に圧力室の中央部のみと対向する個別電極が配置され、他方の面に圧力室の周縁部のみと対向する個別電極が配置され、さらに圧電層の両面に各個別電極との間で圧電層を挟み込むように共通電極が配置された構成であってもよい。これによると、圧力室の中央部と対向する領域及び圧力室の周縁部と対向する領域がそれぞれ自発的に変位可能となり、効率よく圧力室に圧力を付与することができる。   Furthermore, in the above-described embodiment, the lower actuator unit 3a and the upper actuator unit 3b are configured to spontaneously deform only in a region facing the central portion of the pressure chamber 14, and the lower actuator unit 103a and the upper actuator unit The unit 103b has a configuration in which only the region facing the peripheral edge of the pressure chamber 14 is spontaneously deformed. However, if the lower actuator unit and the upper actuator unit can be similarly deformed, the configuration of each actuator unit is as follows. It can be arbitrary. For example, an individual electrode facing only the central portion of the pressure chamber is disposed on one surface of the piezoelectric layer, an individual electrode facing only the peripheral portion of the pressure chamber is disposed on the other surface, and each electrode is disposed on both surfaces of the piezoelectric layer. The common electrode may be arranged so that the piezoelectric layer is sandwiched between the individual electrodes. According to this, the region facing the central portion of the pressure chamber and the region facing the peripheral portion of the pressure chamber can be displaced spontaneously, and pressure can be efficiently applied to the pressure chamber.

上述した実施の形態では、インクを排出するインクジェットヘッドに本発明を適用した例が示されているが、薬液や科学溶液等の液体を排出する液体排出装置など、インク以外の導電性の液体を排出する装置、及び、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、インク以外の導電性の液体を移送する装置に対して本発明を適用することが可能である。   In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to an inkjet head that discharges ink is shown. However, a conductive liquid other than ink, such as a liquid discharge device that discharges a liquid such as a chemical solution or a scientific solution, is used. A device for discharging, a liquid transfer device for transferring a liquid such as a chemical solution or a biochemical solution inside the micro total analysis system (μTAS), a liquid transfer device for transferring a liquid such as a solvent or a chemical solution inside the micro chemical system, etc. The present invention can be applied to an apparatus for transferring a conductive liquid other than ink.

本発明の一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. 図１に示すインクジェットヘッドの平面図である。It is a top view of the inkjet head shown in FIG. 図２に示すIII-III線の断面図である。It is sectional drawing of the III-III line | wire shown in FIG. 図２に示すIV-IV線の断面図である。It is sectional drawing of the IV-IV line shown in FIG. 図４に示すV-V線の断面図である。It is sectional drawing of the VV line shown in FIG. 図４に示すVI-VI線の断面図である。It is sectional drawing of the VI-VI line shown in FIG. 図４に示すVII-VII線の断面図である。It is sectional drawing of the VII-VII line shown in FIG. 図４に示すVIII-VIII線の断面図である。It is sectional drawing of the VIII-VIII line shown in FIG. 図１に示すインクジェットヘッドのインク吐出時における断面図である。It is sectional drawing at the time of the ink discharge of the inkjet head shown in FIG. クロストークの発生が抑えられる理由を説明するための比較例のモデルを示す図である。It is a figure which shows the model of the comparative example for demonstrating the reason which generation | occurrence | production of crosstalk is suppressed. クロストークの発生が抑えられる理由を説明するための比較例のモデルを示す図である。It is a figure which shows the model of the comparative example for demonstrating the reason which generation | occurrence | production of crosstalk is suppressed. クロストークの発生が抑えられる理由を説明するための本実施形態のモデルを示す図である。It is a figure which shows the model of this embodiment for demonstrating the reason that generation | occurrence | production of crosstalk is suppressed. 第１変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the ink jet head concerning the 1st modification. 図１３に示すXIV-XIV線の断面図である。It is sectional drawing of the XIV-XIV line | wire shown in FIG. 図１３に示すインクジェットヘッドのインク吐出時における断面図である。It is sectional drawing at the time of the ink discharge of the inkjet head shown in FIG. 第２変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the ink jet head concerning the 2nd modification. 第３変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the ink jet head concerning the 3rd modification. 第４変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the ink jet head concerning the 4th modification. 第５変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the ink jet head concerning the 5th modification. 第６変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the ink jet head concerning the 6th modification. 第７変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the ink jet head concerning the 7th modification.

符号の説明Explanation of symbols

１ インクジェットヘッド
２ 流路ユニット
３ 圧電アクチュエータユニット
３ａ 下側アクチュエータユニット
３ｂ 上側アクチュエータユニット
３ｃ 中間層
１０ キャビティプレート
１０ａ 隔壁
１４ 圧力室
２０ ノズル
２１ 個別インク流路
３０ａ、３０ｂ 振動板
３１ａ、３１ｂ 圧電層
３２ａ、３２ｂ 個別電極
３３ａ、３３ｂ 共通電極
３４ｂ 連結部
３４ｃ 隔壁
１００ インクジェットプリンタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inkjet head 2 Flow path unit 3 Piezoelectric actuator unit 3a Lower actuator unit 3b Upper actuator unit 3c Intermediate layer 10 Cavity plate 10a Partition wall 14 Pressure chamber 20 Nozzle 21 Individual ink flow path 30a, 30b Vibration plates 31a, 31b Piezoelectric layer 32a, 32b Individual electrode 33a, 33b Common electrode 34b Connecting portion 34c Partition 100 Inkjet printer

Claims (13)

圧力室を経て液体流出口に至る個別液体流路が複数形成されたものであって、複数の前記圧力室が所定の面において開口するように形成され、且つ、隣接する前記圧力室同士が第１の隔壁によって隔てられた流路ユニットと、
複数の前記圧力室内の液体に吐出圧を付与するものであって、第１の振動板、前記第１の振動板に積層された第１の圧電層、及び、前記第１の圧電層の一方の表面に形成された複数の第１の個別電極を有しており、前記複数の第１の個別電極が前記複数の圧力室と夫々対向するように前記第１の隔壁に固定されることによって複数の前記圧力室を閉塞する第１のアクチュエータユニットと、
前記第１の隔壁と共に前記第１のアクチュエータユニットを挟み込むものであって、前記第１の隔壁に対向するように前記第１のアクチュエータユニット上に固定された第２の隔壁と、
第２の振動板、前記第２の振動板に積層された第２の圧電層、及び、前記第２の圧電層の一方の表面に形成された複数の第２の個別電極を有しており、前記複数の第２の個別電極が前記複数の圧力室と夫々対向するように前記第２の隔壁に固定される第２のアクチュエータユニットと、
前記第１のアクチュエータユニットにおける前記複数の圧力室の中央部に対向する複数の領域と、前記第２のアクチュエータユニットにおける前記複数の圧力室の中央部に対向する複数の領域とに固定されることによって、これらを連結する複数の連結部とを備えていることを特徴とする液体移送装置。 A plurality of individual liquid flow paths that reach the liquid outlet through the pressure chambers are formed, the plurality of pressure chambers are formed so as to open on a predetermined surface, and the adjacent pressure chambers are connected to each other. A flow path unit separated by one partition;
One of a first diaphragm, a first piezoelectric layer laminated on the first diaphragm, and one of the first piezoelectric layers, which applies a discharge pressure to a plurality of liquids in the pressure chamber A plurality of first individual electrodes formed on the surface of the first partition electrode, and the plurality of first individual electrodes are fixed to the first partition so as to face the plurality of pressure chambers, respectively. A first actuator unit that closes the plurality of pressure chambers;
A second partition that sandwiches the first actuator unit together with the first partition, and is fixed on the first actuator unit so as to face the first partition;
A second diaphragm; a second piezoelectric layer stacked on the second diaphragm; and a plurality of second individual electrodes formed on one surface of the second piezoelectric layer. A second actuator unit fixed to the second partition so that the plurality of second individual electrodes respectively face the plurality of pressure chambers ;
The first actuator unit is fixed to a plurality of regions facing the central portion of the plurality of pressure chambers, and a plurality of regions facing the central portion of the plurality of pressure chambers in the second actuator unit. And a plurality of connecting portions for connecting them . 前記第１のアクチュエータユニットと前記第２のアクチュエータユニットとは、同一の変形特性を有し、且つ、同一の駆動信号が付与されるものであることを特徴とする請求項１に記載の液体移送装置。   2. The liquid transfer according to claim 1, wherein the first actuator unit and the second actuator unit have the same deformation characteristics and are given the same drive signal. apparatus. 前記第２の隔壁と前記連結部とが連続した一つの層として形成されてい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。 Liquid transfer device according to claim 1 or 2, characterized in that said second partition wall and the connecting portion is formed as a single continuous layer. 前記第１のアクチュエータユニットと前記第２のアクチュエータユニットとの間に形成された空間に、前記第２の隔壁及び前記連結部と同じ材料からなり且つ前記第１の振動板の厚さ方向に延在した複数の貫通孔が形成された中間部材が、前記第２の隔壁及び前記連結部と一体として形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体移送装置。 A space formed between the first actuator unit and the second actuator unit is made of the same material as the second partition wall and the connecting portion and extends in the thickness direction of the first diaphragm. The liquid transfer according to any one of claims 1 to 3, wherein the existing intermediate member in which a plurality of through holes are formed is formed integrally with the second partition wall and the connecting portion. apparatus. 前記第１のアクチュエータユニットと前記第２のアクチュエータユニットとの間に形成された空間に、前記第２の隔壁及び前記連結部よりも弾性率の小さい弾性材料が充填されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体移送装置。 A space formed between the first actuator unit and the second actuator unit is filled with an elastic material having an elastic modulus smaller than that of the second partition wall and the connecting portion. The liquid transfer apparatus of any one of Claims 1-4 . 前記第１のアクチュエータユニットが、前記第１の圧電層を挟んで前記複数の第１の個別電極と対向する第１の共通電極をさらに有しており、
前記第２のアクチュエータユニットが、前記第２の圧電層を挟んで前記複数の第２の個別電極と対向する第２の共通電極をさらに有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液体移送装置。 The first actuator unit further includes a first common electrode facing the plurality of first individual electrodes across the first piezoelectric layer;
Said second actuator unit, according to claim 1 to 5, characterized in that it has a second common electrode facing the plurality of second individual electrodes sandwiching the second piezoelectric layer further The liquid transfer device according to any one of the above. 前記第１の振動板及び前記第２の振動板が導電性を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液体移送装置。 Liquid transfer device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that said first diaphragm and said second diaphragm is conductive. 前記第１の振動板が前記流路ユニットと前記第１の圧電層との間に挟まれていると共に、前記第２の振動板が複数の前記第２の隔壁と前記第２の圧電層との間に挟まれており、
前記第１及び第２の個別電極が、前記圧力室の中央部と対向していることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液体移送装置。 The first diaphragm is sandwiched between the flow path unit and the first piezoelectric layer, and the second diaphragm comprises a plurality of the second partition walls and the second piezoelectric layer. Sandwiched between
Wherein the first and second individual electrodes, liquid transporting apparatus according to any one of claims 1 to 7, characterized in that is opposed to the central portion of the pressure chamber. 前記第１の振動板が前記流路ユニットと前記第１の圧電層との間に挟まれていると共に、前記第２の振動板が複数の前記第２の隔壁と前記第２の圧電層との間に挟まれており、
前記第１及び第２の個別電極が、前記圧力室の中央部以外の前記圧力室と対向する領域である前記圧力室の周縁部だけと対向していることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液体移送装置。 The first diaphragm is sandwiched between the flow path unit and the first piezoelectric layer, and the second diaphragm comprises a plurality of the second partition walls and the second piezoelectric layer. Sandwiched between
Claim 1-7 wherein the first and second individual electrodes, characterized in that it faces only the peripheral portion of the pressure chamber is a region facing the pressure chamber other than the central portion of the pressure chamber The liquid transfer device according to any one of the above. 前記第１の振動板が前記流路ユニットと前記第１の圧電層との間に挟まれていると共に、前記第２の圧電層が複数の前記第２の隔壁と前記第２の振動板との間に挟まれており、
前記第１の個別電極が前記圧力室の中央部以外の前記圧力室と対向する領域である前記圧力室の周縁部だけと対向していると共に、前記第２の個別電極が前記圧力室の中央部と対向していることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液体移送装置。 The first diaphragm is sandwiched between the flow path unit and the first piezoelectric layer, and the second piezoelectric layer includes a plurality of the second partition walls and the second diaphragm. Sandwiched between
The first individual electrode is opposed to only the peripheral edge of the pressure chamber, which is a region facing the pressure chamber other than the central portion of the pressure chamber, and the second individual electrode is disposed at the center of the pressure chamber. liquid transfer device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it is part facing. 前記第１の振動板が前記流路ユニットと前記第１の圧電層との間に挟まれていると共に、前記第２の圧電層が複数の前記第２の隔壁と前記第２の振動板との間に挟まれており、
前記第１の個別電極が前記圧力室の中央部と対向していると共に、前記第２の個別電極が前記圧力室の中央部以外の前記圧力室と対向する領域である前記圧力室の周縁部だけと対向していることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液体移送装置。 The first diaphragm is sandwiched between the flow path unit and the first piezoelectric layer, and the second piezoelectric layer includes a plurality of the second partition walls and the second diaphragm. Sandwiched between
The peripheral portion of the pressure chamber, wherein the first individual electrode is opposed to the central portion of the pressure chamber, and the second individual electrode is a region facing the pressure chamber other than the central portion of the pressure chamber. The liquid transfer device according to any one of claims 1 to 7 , wherein the liquid transfer device is opposed to only. 前記連結部が導電性を有しており、
前記第１の個別電極及び前記第２の個別電極が前記連結部に接触していることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の液体移送装置。 The connecting portion has electrical conductivity;
Liquid transfer device according to claim 1 0 or 1 1, characterized in that the first individual electrodes and the second individual electrodes is in contact with the connecting portion. 前記第１のアクチュエータユニットと前記第２のアクチュエータユニットとは、同一の形状と寸法とを有するものであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の液体移送装置。
Wherein the first actuator unit and the second actuator unit, a liquid transporting apparatus according to any one of claims 1-9, characterized in that those having the same shape and dimensions.
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