JP5012625B2 - 液体移送装置及び圧電アクチュエータ - Google Patents
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Description
以下、本発明の好適な第1実施形態について説明する。
次に、本発明に係る第2実施形態について説明する。ただし、第2実施形態は、インクジェットヘッドの構造が第1実施形態と異なるだけであるので、以下では、この部分についての説明を行い、第1実施形態と同様の構成については、適宜その説明を省略する。
10 圧力室
31 流路ユニット
32 圧電アクチュエータ
41 振動板
42 圧電層
43 個別電極
44 補助電極
45 共通電極
46 接続部
47 配線
50 ドライバIC
61 振動板
71 電極
72 電極
84 電極
94 電極
100 制御装置
203 インクジェットヘッド
210 圧力室
241 振動板
242〜244圧電層
245〜248 電極
261、262 圧電層
263、264 電極
Claims (10)
- 圧力室を含む液体を移送するための液体移送流路が形成された流路ユニットと、
前記圧力室内の液体に圧力を付与する圧電アクチュエータと、
その圧電アクチュエータに電圧を印加する電圧印加手段と、
その電圧印加手段を制御する制御手段とを備えた液体移送装置であって、
前記圧電アクチュエータは、
前記圧力室を覆うように前記流路ユニットに接合された振動板と、
前記振動板の前記圧力室と反対側に配置された1又は複数の圧電層と、
前記1又は複数の圧電層のいずれかの面に配置されており、少なくとも前記圧力室と対向する第1電極と、
前記1又は複数の圧電層のいずれかの面のうち、前記第1電極が配置されているのとは異なる面に、前記第1電極と対向する領域を占めるように配置された第2電極と、
前記1又は複数の圧電層のいずれかの面に、前記振動板と前記1又は複数の圧電層との積層方向から見て、少なくとも前記第1電極を挟む位置に配置された第3電極と、
前記1又は複数の圧電層のいずれかの面のうち、前記第3電極が配置されているのとは異なる面における、前記第3電極と対向する領域に配置された第4電極と、を有するとともに、
前記振動板と前記1又は複数の圧電層とが同じ圧電材料からなるものであり、
前記流路ユニットは、その少なくとも前記振動板と接合されている部分が、前記振動板、及び、前記1又は複数の圧電層よりも線膨張係数が大きい材料からなるものであり、
前記電圧印加手段は、前記第1電極と前記第2電極との間、及び、前記第3電極と前記第4電極との間に電圧を印加するものであり、
前記制御手段は、前記第1電極と前記第2電極との間に印加する電圧を変化させて前記振動板及び前記圧電層の前記圧力室と対向する部分を変形させることによって前記圧力室内の液体に圧力を付与する圧力付与動作が行われるとともに、少なくとも前記圧力付与動作が行われている間は、前記第3電極と前記第4電極との間に所定の一定電圧が印加され続けるように前記電圧印加手段を制御することを特徴とする液体移送装置。 - 圧力室を含む液体を移送するための液体移送流路が形成された流路ユニットと、
前記圧力室内の液体に圧力を付与する圧電アクチュエータと、
その圧電アクチュエータに電圧を印加する電圧印加手段と、
その電圧印加手段を制御する制御手段とを備えた液体移送装置であって、
前記圧電アクチュエータは、
前記圧力室を覆うように前記流路ユニットに接合された振動板と、
前記振動板の前記圧力室と反対側に配置された1又は複数の圧電層と、
前記1又は複数の圧電層のいずれかの面に配置されており、少なくとも前記圧力室と対向する第1電極と、
前記1又は複数の圧電層のいずれかの面のうち、前記第1電極が配置されているのとは異なる面に、前記第1電極と対向する領域を占めるように配置された第2電極と、
前記1又は複数の圧電層のいずれかの面に、前記振動板と前記1又は複数の圧電層との積層方向から見て、少なくとも前記第1電極を挟む位置に配置された第3電極と、
前記1又は複数の圧電層のいずれかの面のうち、前記第3電極が配置されているのとは異なる面における、前記第3電極と対向する領域に配置された第4電極と、を有するとともに、
前記振動板は、前記圧電層よりも線膨張係数が大きい材料から構成されるものであり、
前記電圧印加手段は、前記第1電極と前記第2電極との間、及び、前記第3電極と前記第4電極との間に電圧を印加するものであり、
前記制御手段は、前記第1電極と前記第2電極との間に印加する電圧を変化させて前記振動板及び前記圧電層の前記圧力室と対向する部分を変形させることによって前記圧力室内の液体に圧力を付与する圧力付与動作が行われるとともに、少なくとも前記圧力付与動作が行われている間は、前記第3電極と前記第4電極との間に所定の一定電圧が印加され続けるように前記電圧印加手段を制御することを特徴とする液体移送装置。 - 前記圧力室を複数備えているとともに、これら複数の圧力室に対応して前記第1電極、前記第2電極、前記第3電極及び前記第4電極を複数備えており、
前記第3電極同士及び前記第4電極同士の少なくともいずれか一方が、前記圧電層上で互いに接続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。 - 前記振動板と前記1又は複数の圧電層との積層方向から見て、前記第3電極が前記第1電極を取り囲むように配置されているとともに、前記第4電極が前記第2電極を取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の液体移送装置。
- 前記制御手段は、前記液体移送流路において液体の移送を行うことを指示する液体移送指令の入力に応じて、前記第3電極と前記第4電極との間に前記一定電圧が印加され始めるように前記電圧印加手段を制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の液体移送装置。
- 前記第1電極と前記第3電極とが、前記1又は複数の圧電層の同じ面に配置されているとともに、
前記第2電極と前記第4電極とが、前記1又は複数の圧電層の同じ面に配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の液体移送装置。 - 前記電圧印加手段は、前記第1電極と前記第3電極、及び、前記第2電極と第4電極のいずれか一方を、常に所定の基準電位に保持するとともに他方の電位を変化させることによって、前記第1電極と前記第2電極との間、及び、前記第3電極と前記第4電極との間に電圧を印加するように構成されており、
前記第1電極と前記第3電極、及び、前記第2電極と前記第4電極の前記一方が、前記圧電層上で互いに接続されていることを特徴とする請求項6に記載の液体移送装置。 - 複数の圧電層を備えており、これら複数の圧電層には、
前記振動板の前記圧力室と反対側に配置された下部圧電層と、
前記下部圧電層の前記圧力室と反対側に配置された中間圧電層と、
前記中間圧電層の前記圧力室と反対側に配置された上部圧電層とが含まれており、
前記第1電極が、前記中間圧電層と前記上部圧電層との間に、前記圧力室の中央部と対向するように配置されており、
前記第2電極が、前記上部圧電層の前記中間圧電層と反対側に、前記第1電極と対向するとともに、前記複数の圧電層の面方向と平行な所定の一方向の両側に、前記第1電極よりも外側まで延びており、
前記第3電極が、前記下部圧電層と前記中間圧電層との間に、前記第2電極における、前記第1電極よりも外側に延びた部分と対向するように配置されており、
前記第4電極が、前記下部圧電層の前記中間圧電層と反対側に、前記第3電極と対向するように配置されており、
前記制御手段は、前記第1電極及び前記第4電極が所定の第1電位に保持され、前記第3電極が前記第1電位とは異なる所定の第2電位に保持された状態で、前記第2電極の電位が、前記第1電位と前記第2電位との間で切り替わることによって前記圧力付与動作が行われるように、前記第1電極、前記第2電極、前記第3電極及び前記第4電極の電位を制御す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。 - 複数の圧電層を備えており、前記第3電極及び前記第4電極が、これら複数の圧電層のうちの少なくとも一部の表面に、その積層方向に沿って交互に配置されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の液体移送装置。
- 変形可能に構成された変形可能部を有する振動板と、
前記振動板の一表面に配置された1又は複数の圧電層と、
前記1又は複数の圧電層のいずれかの面に配置されており、少なくとも前記変形可能部と対向する第1電極と、
前記1又は複数の圧電層のいずれかの面のうち、前記第1電極が配置されているのとは異なる面に、前記第1電極と対向する領域を占めるように配置された第2電極と、
前記1又は複数の圧電層のいずれかの面に、前記振動板と前記1又は複数の圧電層との積層方向から見て、少なくとも前記第1電極を挟む位置に配置された第3電極と、
前記1又は複数の圧電層のいずれかの面のうち、前記第3電極が配置されているのとは異なる面における、前記第3電極と対向する領域に配置された第4電極と、を有するとともに、
前記振動板は、前記1又は複数の圧電層よりも線膨張係数が大きい材料から構成されるものであり、
前記第1電極と前記第2電極との間に印加する電圧を変化させて前記振動板及び前記圧電層の前記変形可能部と対向する部分を変形させる圧力付与動作が行われるとともに、少なくとも前記圧力付与動作が行われている間は、前記第3電極と前記第4電極との間に所定の一定電圧が印加され続けることを特徴とする圧電アクチュエータ。
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