(57)【要約】【課題】圧電素子基板又は対向基板に対して圧力をかけることなく、圧電素子基板と対向基板との間に圧電素子の変位を妨げない適切な寸法の隙間を形成できる圧電デバイスを提供する。【解決手段】圧電デバイス５０は、第１駆動信号及び第２駆動信号の印加に応じて変位する少なくとも一つの圧電素子５１が配設されている圧電素子基板５３と、圧電素子基板５３と対向して配置され、各駆動信号を圧電素子基板５３に伝送する対向基板５２と、圧電素子基板５３と対向基板５２との間において圧電素子５１の各駆動信号の印加に応じた変位が可能な隙間を形成する隙間形成部材５４とを備える。そして隙間形成部材５４は、第１温度で溶融する第１金属部材５４ａと、第１温度よりも低い第２温度で溶融する第２金属部材５４ｂとを含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号の印加に応じて変位する少なくとも一つの圧電素子が配設されている圧電素子基板と、
前記圧電素子基板と対向して配置され、前記駆動信号を前記圧電素子基板に伝送する対向基板と、
前記圧電素子基板と前記対向基板との間において前記圧電素子の前記駆動信号の印加に応じた変位が可能な隙間を形成する隙間形成部材と、を備え、
前記隙間形成部材は、
第１温度で溶融する第１金属部材と、前記第１温度よりも低い第２温度で溶融する第２金属部材とを含むことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
前記隙間形成部材により前記圧電素子を囲むように形成された前記隙間によって、前記圧電素子基板と前記対向基板との間に、前記圧電素子を封止する封止空間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項３】
前記隙間形成部材は、前記駆動信号を、前記対向基板から前記圧電素子基板に電気的に伝達する信号伝達部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記圧電素子基板には、前記駆動信号を前記圧電素子に伝送して印加する金属製の信号印加線が形成され、
前記隙間形成部材は、前記第１金属部材が前記信号印加線と接合されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記信号印加線は、前記隙間形成部材が有する前記第１金属部材と同一の金属で形成されていることを特徴とする請求項４に記載の圧電デバイス。
【請求項６】
前記対向基板には、前記駆動信号が伝送される金属製の信号送信線が形成され、
前記隙間形成部材は、前記第１金属部材が前記信号送信線と接合されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
【請求項７】
前記信号送信線は、前記隙間形成部材が有する前記第１金属部材と同一の金属で形成されていることを特徴とする請求項６に記載の圧電デバイス。
【請求項８】
前記隙間形成部材は、前記第１金属部材が銅であり、前記第２金属部材が少なくとも錫を含む金属であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を噴射する液体噴射ヘッドに備えられる圧電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置（例えばインクジェット式のプリンター）には、少なくとも一つの圧電素子をアクチュエーターとして有する圧電デバイスを備える液体噴射ヘッドが取り付けられたものがある。すなわち、圧電デバイスは、ノズルと連通する液体流路に設けられた圧力室の一部を構成する板状部材と、その板状部材に積層状態で配設された圧電素子とを有する圧電素子基板を備える。そして、圧電デバイスは、圧電素子に対して駆動信号（電圧信号）が印加されることで圧電素子が電歪効果によって変位（収縮又は伸長）し、所謂バイメタルの原理によって板状部材を湾曲させる。この板状部材の湾曲によって圧力室内の液体に圧力が加わりノズルから液体が噴射される。そして、噴射された液体が媒体（例えば用紙）に付着することによって媒体に文字や画像を形成（印刷）する。
【０００３】
このような圧電デバイスでは、圧電素子が安定して変位するために、印加される駆動信号によって発生する圧電素子内の電界が、圧電素子に対して所定の電歪効果を発生させる電界である必要がある。このため、従来、例えば圧電素子内において湿気によるリーク電流の発生による電界の減少が起こらないように、圧電素子を大気から遮断するように封止する封止構造を備えた圧電デバイスがある。
【０００４】
例えば、振動板（板状部材）に配設された圧電素子を覆うと共に、覆った状態で圧電素子の周囲に複数のバンプが設けられたドライバーＩＣ（対向基板）を振動板に対向して配置する。そして、振動板（板状部材）においてバンプと対向する位置に設けられた接続端子に、対向配置したドライバーＩＣのバンプを接続すると共に、接続したバンプ間に樹脂製の封止材を充填することによって、圧電素子を封止する封止構造を備えた圧電デバイス（圧電アクチュエーター）がある（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−５１００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の圧電デバイスでは、ドライバーＩＣのバンプと振動板の接続端子とを接続する場合、バンプと接続端子との間に異方性導電材を介在させ、ドライバーＩＣを振動板に押し付けることによって異方性導電材を押し潰しながら、振動板側を加熱することが行われる。このため、振動板に対してバンプから局所的に大きな圧力が作用し、振動板を変形させることが起こり得る。また、このときの異方性導電材の押し潰れ具合のばらつきによって、ドライバーＩＣと振動板との間において適切な寸法の隙間を形成することが難しいという課題がある。
【０００７】
なお、このような課題は、駆動信号の印加に応じて変位する少なくとも一つの圧電素子が実装されている圧電素子基板と、圧電素子基板と対向して配置され、駆動信号を圧電素子基板に伝送する対向基板とを備える圧電デバイスにおいて、概ね共通したものとなっている。
【０００８】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧電素子基板又は対向基板に対して圧力をかけることなく、圧電素子基板と対向基板との間に圧電素子の変位を妨げない適切な寸法の隙間を形成できる圧電デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する圧電デバイスは、駆動信号の印加に応じて変位する少なくとも一つの圧電素子が配設されている圧電素子基板と、前記圧電素子基板と対向して配置され、前記駆動信号を前記圧電素子基板に伝送する対向基板と、前記圧電素子基板と前記対向基板との間において前記圧電素子の前記駆動信号の印加に応じた変位が可能な隙間を形成する隙間形成部材と、を備え、前記隙間形成部材は、第１温度で溶融する第１金属部材と、前記第１温度よりも低い第２温度で溶融する第２金属部材とを含む。
【００１０】
この構成によれば、圧電素子基板と対向基板との間に隙間形成部材を配置した状態において第１温度よりも低い第２温度で加熱すると、圧電素子基板と対向基板との間が溶融した第２金属部材で接合されると共に、その隙間が、溶融しない第１金属部材によって形成される。従って、圧電素子基板又は対向基板に対して圧力をかけることなく、圧電素子基板と対向基板との間に圧電素子の変位を妨げない適切な寸法の隙間を形成できる。
【００１１】
上記圧電デバイスにおいては、前記隙間形成部材により前記圧電素子を囲むように形成された前記隙間によって、前記圧電素子基板と前記対向基板との間に、前記圧電素子を封止する封止空間が形成されていることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、隙間形成部材が形成する封止空間において圧電素子が変位するので、圧電素子の変位に対する障害が抑制され、圧電素子の変位に伴う劣化が抑制される。
上記圧電デバイスにおいて、前記隙間形成部材は、前記駆動信号を、前記対向基板から前記圧電素子基板に電気的に伝達する信号伝達部材であることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、圧電素子基板と対向基板との間の隙間を形成する隙間形成部材が、駆動信号を対向基板から圧電素子基板へ伝達する信号伝達部材を兼ねるので、対向基板と圧電素子基板との間を電気的に接続する部材の増加を抑制できる。
【００１４】
上記圧電デバイスにおいて、前記圧電素子基板には、前記駆動信号を前記圧電素子に伝送して印加する金属製の信号印加線が形成され、前記隙間形成部材は、前記第１金属部材が前記信号印加線と接合されていることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、金属同士の接合によって隙間形成部材が有する第１金属部材を圧電素子基板と容易に接合させることができる。
上記圧電デバイスにおいて、前記信号印加線は、前記隙間形成部材が有する前記第１金属部材と同一の金属で形成されていることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、信号印加線の形成時に、圧電素子基板と接合された隙間形成部材の第１金属部材を形成できる。
上記圧電デバイスにおいて、前記対向基板には、前記駆動信号が伝送される金属製の信号送信線が形成され、前記隙間形成部材は、前記第１金属部材が前記信号送信線と接合されていることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、金属同士の接合によって隙間形成部材が有する第１金属部材を対向基板と容易に接合させることができる。
上記圧電デバイスにおいて、前記信号送信線は、前記隙間形成部材が有する前記第１金属部材と同一の金属で形成されていることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、信号送信線の形成時に、対向基板と接合された隙間形成部材の第１金属部材を形成できる。
上記圧電デバイスにおいて、前記隙間形成部材は、前記第１金属部材が銅であり、前記第２金属部材が少なくとも錫を含む金属であることが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、圧電素子基板と対向基板との間が、溶融する錫を含む金属（はんだ）で接合されると共に、その隙間が溶融しない銅によって形成されるので、圧電素子基板又は対向基板に対して圧力をかけることなく、圧電素子基板と対向基板との間に圧電素子の変位を妨げない適切な寸法の隙間を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】液体噴射装置の第１実施形態の構成を模式的に示す斜視図。
【図２】液体噴射装置に取り付けられた液体噴射ヘッドを示す平面図。
【図３】圧電デバイスが備えられた液体噴射ヘッドの構成を示す図であって、図２における３−３線矢視断面図。
【図４】圧電デバイスを構成する圧電素子基板を示す平面図。
【図５】圧電デバイスを構成する対向基板が、圧電素子基板と接合される前の圧電デバイスを示す断面図。
【図６】圧電素子基板と対向基板が隙間形成部材を介して接合された圧電デバイスを示す断面図。
【図７】液体噴射装置の第２実施形態について、圧電素子を封止する封止空間を形成する隙間形成部材の接合領域が設けられた圧電素子基板を示す平面図。
【図８】封止空間を形成する隙間形成部材が設けられた対向基板が、圧電素子基板と接合される前の圧電デバイスを示す断面図。
【図９】圧電素子基板と対向基板とが封止空間を形成する隙間形成部材を介して接合された圧電デバイスを示す断面図。
【図１０】変形例の液体噴射装置について、封止空間を形成する隙間形成部材が設けられた圧電素子基板が、対向基板と接合される前の圧電デバイスを示す断面図。
【図１１】変形例の液体噴射装置について、隙間形成部材が設けられた圧電素子基板と対向基板とが、隙間形成部材を介して接合された圧電デバイスを示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１実施形態）
以下、圧電デバイスの第１実施形態について、図を参照して説明する。
図１に示すように、液体噴射装置１１は、媒体の一例である用紙Ｐに、液体噴射ヘッド２３から液体の一例であるインクを噴射して印刷（記録）を行うインクジェット式のプリンターである。本実施形態では、用紙Ｐに印刷を行う際に液体噴射ヘッド２３と対向する位置において用紙Ｐが一方向に搬送される。この用紙Ｐが搬送される方向を搬送方向Ｙとし、この搬送方向Ｙと交差（好ましくは、直交）する用紙Ｐの幅方向に沿う一方向を走査方向Ｘとする。すなわち、本実施形態の走査方向Ｘ及び搬送方向Ｙは、互いに交差（好ましくは、直交）する方向であって、下方となる重力方向Ｚといずれも交差（好ましくは、直交）する方向である。
【００２２】
液体噴射装置１１は、略矩形箱状をなすフレーム１２内の下部に、走査方向Ｘを長手方向として媒体支持台１３が延設されると共に、フレーム１２の下部には紙送りモーター１４が設けられている。そして、この紙送りモーター１４の駆動を通じて搬送機構（図示略）によって、用紙Ｐが媒体支持台１３上を通過するように搬送方向Ｙに搬送される。
【００２３】
この媒体支持台１３上を搬送される用紙Ｐに対して、搬送方向Ｙと交差する方向に移動可能なキャリッジ２１が備えられている。また、フレーム１２内における媒体支持台１３の上方には、該媒体支持台１３の長手方向である走査方向Ｘに沿って軸線を有するガイド軸１５及び走査方向Ｘに沿って平坦面が所定幅で細長く延在するガイド板１６が架設されている。
【００２４】
ガイド軸１５は、円柱又は円筒状の軸であり、キャリッジ２１の搬送方向Ｙ側とは逆側においてキャリッジ２１を走査方向Ｘに貫通するように形成された支持孔に挿通されている。ガイド板１６は、キャリッジ２１の搬送方向Ｙ側において突出するように形成された突出部２１ａを下方から支持するように配設されている。従って、キャリッジ２１は、このガイド軸１５とガイド板１６とに支持されながら案内され、用紙Ｐの印刷面上を走査方向Ｘに沿って往復移動可能である。
【００２５】
フレーム１２においてガイド軸１５の両端の近傍にあたる位置には、駆動プーリー１７ａと従動プーリー１７ｂとがそれぞれ回転自在に支持されている。駆動プーリー１７ａにはキャリッジモーター１８の出力軸が連結されると共に、駆動プーリー１７ａと従動プーリー１７ｂとの間には一部がキャリッジ２１に連結された無端状のタイミングベルト１７が巻き掛けられている。従って、キャリッジモーター１８を駆動することによって、タイミングベルト１７を介してキャリッジ２１がガイド軸１５及びガイド板１６に案内されながら走査方向Ｘに沿って往復移動する。
【００２６】
この往復移動するキャリッジ２１において、用紙Ｐに対してインクを吐出して印刷を行う液体噴射ヘッド２３がその重力方向Ｚ側に取り付けられている。また、キャリッジ２１には、液体噴射ヘッド２３へ供給するインクを収容したインクカートリッジ２２が装着される。本実施形態では、４種類のインク（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの４色のインク）がそれぞれ収容された４つのインクカートリッジ２２がキャリッジ２１に装着される。
【００２７】
液体噴射装置１１には、液体噴射ヘッド２３からインクを噴射させるための制御信号を生成する信号生成回路を収納した収納部１９がフレーム１２に備えられる。この収納部１９に収容された信号生成回路と、液体噴射ヘッド２３との間を電気的に接続する接続ケーブル２５が配設されている。本実施形態では、４つのヘッドユニット２４のそれぞれに対応した制御信号が接続ケーブル２５を介して液体噴射ヘッド２３に伝送される。
【００２８】
図２に示すように、液体噴射ヘッド２３には、インクを噴射する複数のノズルＮが搬送方向Ｙに列状（ここでは２列の状態であり、ノズル列Ｎａ，Ｎｂと称する場合がある。）に並んで設けられたヘッドユニット２４が、４つのインクカートリッジ２２のそれぞれに対応して、走査方向Ｘに４つ配列されている。本実施形態では、インクを噴射する４つのヘッドユニット２４は同じ構成を有している。従って、ここではその一つのヘッドユニット２４について、図３及び図４を参照して説明する。
【００２９】
図３に示すように、ヘッドユニット２４は、インクの流路を形成する流路ユニット３０と、ヘッドユニット２４からインクを噴射させる圧電デバイス５０とが、互いに積層された状態でヘッドケース２６に取り付けられている。なお、ここでは、各部材の積層方向は鉛直方向（重力方向Ｚ）に沿う上下方向とされている。
【００３０】
流路ユニット３０は、下側の重力方向Ｚ側から順に、複数のノズルＮが形成されたノズル板３１と、流路基板３２と、圧力室基板３３と、振動板３４とを備え、これらが積層状態で互いに固定された構造体である。このような構造体である流路ユニット３０には、ノズルＮに連通するノズル連通室４１と、ノズル連通室４１に連通する圧力室４２と、圧力室４２に連通する液体供給路４３と、液体供給路４３に連通する共通液室４４とが形成されている。このうち、ノズル連通室４１、圧力室４２及び液体供給路４３は各ノズルＮに対応して形成され、共通液室４４は１つのヘッドユニット２４において複数のノズルＮに対して同じ種類のインクが供給されるように全てのノズルＮに渡って連続(連通)するように形成されている。
【００３１】
この流路ユニット３０の上側に圧電デバイス５０が積層されている。圧電デバイス５０は、下側の重力方向Ｚ側から順に、複数の圧電素子５１が配設された振動板３４と、この振動板３４に対向して配置された対向基板５２とを有している。すなわち、本実施形態では、振動板３４は、圧電素子５１が配設されることによって、流路ユニット３０の一部（圧力室４２）を構成すると共に圧電デバイス５０を構成する。従って、ここでは、圧電素子５１が配設された振動板３４を圧電素子基板５３と呼称する。
【００３２】
本実施形態の振動板３４は、弾性的に振動可能な平板状の部材である。この振動板３４には、各圧力室４２に対応して、圧力室４２とは反対側の板面に圧電素子５１が配設されている。圧電素子５１は電圧が印加されることによって駆動（伸縮）する圧電体５５と、この圧電体５５を挟むように、上下方向におけるその両側に、信号印加線として、第１電極５６と第２電極５７とが設けられている。第１電極５６は、各圧力室４２（各ノズルＮ）に対応して圧電体５５に形成された個別の電極であり、第２電極５７は、振動板３４の板面上に形成された電極であって、複数の圧力室４２（複数のノズルＮ）に対応して配設された複数の圧電素子５１に共通する電極である。図４に示すとおり、第１電極５６は、圧電素子基板５３の紙面左側においてノズル列Ｎａの各ノズルＮに対応するように搬送方向Ｙに並べられた第１電極５６の群と、圧電素子基板５３の紙面右側においてノズル列Ｎｂの各ノズルＮに対応するように搬送方向Ｙに並べられた第１電極５６の群とを含む。紙面左側の第１電極５６の群における各第１電極５６の左端部には、圧電素子基板５３の外周に向かって張り出した張出部５６ａが形成されている。紙面右側の第１電極５６の群における各第１電極５６の右端部には、圧電素子基板５３の外周に向かって張り出した張出部５６ａが形成されている。
【００３３】
図３に示すように、本実施形態では、圧電素子５１を駆動する第１駆動信号として第１電極５６にはノズルＮから吐出するインクの吐出量に応じた出力電圧が印加され、第２電極５７には電圧を一定に保持する第２駆動信号として一定の電圧である定電圧が印加される。これらの電圧が各駆動信号として印加されることによって、圧電体５５において、主として第１電極５６と第２電極５７とによって挟まれた部分が、印加される出力電圧と定電圧との差分電圧に応じて振動板３４の板面に沿って収縮（又は伸長）することで振動板３４を湾曲させる。この振動板３４の湾曲によって振動板３４が上下方向に変位することによって、圧力室４２内のインクが圧縮され、ノズルＮからインクが噴射する。こうして圧電素子５１はアクチュエーターとして機能する。
【００３４】
一方、ヘッドケース２６は、合成樹脂製の箱体状部材であり、その内部には流路ユニット３０における共通液室４４にインクを導入する液体導入路２７が形成されている。この液体導入路２７は、共通液室４４と共に、流路ユニット３０に複数並設された圧力室４２に共通なインクが貯留される空間である。本実施形態では、２列に並設された圧力室４２の列に対応して液体導入路２７が２つ形成されている。また、２つの液体導入路２７の走査方向Ｘの間には、ヘッドケース２６の下面側からヘッドケース２６の上下方向における途中まで、直方体状に窪んだ凹空間２８が形成されている。この凹空間２８内に、流路ユニット３０上に積層された圧電デバイス５０が収容されている。なお、図３に示すように、凹空間２８には、圧電デバイス５０及び圧力室基板３３が収容されている。
【００３５】
次に、圧電素子基板５３と対向基板５２との接合構造について図３〜図６を用いて説明する。
図３に示すように、圧電デバイス５０は、圧電素子基板５３と、その圧電素子基板５３と対向して配置された対向基板５２とを、所定の寸法の隙間を有して接合する隙間形成部材５４を有している。すなわち、隙間形成部材５４は複数設けられ、圧電素子基板５３と対向基板５２との間において、上下方向へ変位する振動板３４が対向基板５２と接触しない寸法の隙間を形成する。
【００３６】
さらに、隙間形成部材５４は、圧電素子５１を駆動させるための第１駆動信号及び第２駆動信号を、対向基板５２から圧電素子基板５３に電気的に伝達する信号伝達部材である。すなわち、圧電素子基板５３と対向して配置された対向基板５２には、その圧電素子基板５３側とは反対側の上側に、制御信号に基づいて第１駆動信号及び第２駆動信号を出力する駆動ＩＣ５８が配置されている。そして、駆動ＩＣ５８から出力された各駆動信号は、対向基板５２に貫通形成された接続配線５２ａを介して上面側から下面側に配設された複数の信号送信線５２ｂにそれぞれ電気的に伝送される。こうして信号送信線５２ｂに伝送された各駆動信号は、複数の隙間形成部材５４によって、各圧電素子５１に形成された第１電極５６と第２電極５７とに電気的に伝達される。なお、本実施形態の接続配線５２ａ及び信号送信線５２ｂは、銅により形成されている。
【００３７】
図３及び図４に示すように、第１駆動信号を伝達する信号伝達部材である複数の隙間形成部材５４は、略円柱状の形状を有し、圧電素子基板５３に形成されたそれぞれの第１電極５６に対して１つの接続点（図４の黒丸印）で接続される。図４に示すとおり、第１駆動信号を伝達する隙間形成部材５４は、第１電極５６の張出部５６ａに接続される。一方、第２駆動信号を伝達する信号伝達部材である複数の隙間形成部材５４は、略円柱状の形状を有し、圧電素子基板５３に形成された第２電極５７に対してノズル列Ｎａとノズル列Ｎｂとの間において複数の接続点（図４の黒丸印）で接続される。この隙間形成部材５４の接続によって、対向基板５２と圧電素子基板５３との間に、振動板３４が対向基板５２と接触しない寸法の隙間が形成される。なお、図４では圧電体５５は省略されている。
【００３８】
次に、隙間形成部材５４の接続構造について説明する。
図５に示すように、各隙間形成部材５４は、対向基板５２から圧電素子基板５３に向けて突出している。すなわち、本実施形態では、各隙間形成部材５４は、信号送信線５２ｂ上において、所定の突出高さで略円柱状に形成された第１金属部材５４ａと、第１金属部材５４ａの先端において略半球状に形成された第２金属部材５４ｂとを含む。そして、第１金属部材５４ａは、対向基板５２の信号送信線５２ｂと電気的に接合されている。第１金属部材５４ａは第１温度Ｔ１で溶融し、第２金属部材５４ｂは第１温度Ｔ１よりも低い第２温度Ｔ２で溶融する。本実施形態では、第１金属部材５４ａは、信号送信線５２ｂと同一の金属で形成されている。すなわち、本実施形態の第１金属部材５４ａは銅であり、例えば周知のエッチング法やアディティブ法などによって、信号送信線５２ｂの形成時に信号送信線５２ｂと一体に形成されている。また本実施形態の第２金属部材５４ｂは少なくとも錫を含む金属（例えば半田）である。なお、第２金属部材５４ｂが溶融する第２温度Ｔ２が、第１金属部材５４ａが溶融する第１温度Ｔ１よりも低い関係を維持できれば、第１金属部材５４ａ及び第２金属部材５４ｂは銅や半田以外の金属材料であってもよい。また第１金属部材５４ａの材料は、対向基板５２の信号送信線５２ｂの材料と異なってもよい。
【００３９】
図５に示すように、第１駆動信号を伝達する隙間形成部材５４が第１電極５６の張出部５６ａに接触し、第２駆動信号を伝達する複数の隙間形成部材５４が第２電極５７に接触するように圧電素子基板５３に対して対向基板５２が対向して配置される。この状態においては、圧電素子基板５３及び対向基板５２の温度は、第２温度Ｔ２未満であるため、第２金属部材５４ｂは溶融していない。
【００４０】
次に、図６に示すように、隙間形成部材５４が第１電極５６の張出部５６ａ及び第２電極５７に接触する状態で、圧電素子基板５３及び対向基板５２が第２温度Ｔ２以上かつ第１温度Ｔ１未満の温度によって加熱される。これにより、図６に示すように、各隙間形成部材５４において、第２金属部材５４ｂが溶融する一方、第１金属部材５４ａが溶融しない。そして圧電素子基板５３及び対向基板５２の加熱が停止されることによって、各隙間形成部材５４において、第２金属部材５４ｂが冷えて固化する。これにより、圧電素子基板５３と対向基板５２とが接合される。
【００４１】
なお、図４において二点鎖線で示すように、圧電素子基板５３及び対向基板５２が接合された後、第１駆動信号を伝達する複数の隙間形成部材５４間を樹脂製の封止材５９により埋めてもよい。これにより、圧電素子基板５３、対向基板５２、第１駆動信号を伝達する複数の隙間形成部材５４及び封止材５９によって囲まれた空間（図４では内側の二点鎖線により囲まれた空間）が圧電素子５１を封止する封止空間ＳＣを形成する。
【００４２】
本実施形態の作用について図６を用いて説明する。
圧電素子基板５３と対向基板５２との間に複数の隙間形成部材５４が配置された状態において、第２温度Ｔ２以上かつ第１温度Ｔ１未満の温度で圧電素子基板５３及び対向基板５２を加熱すると、隙間形成部材５４の第２金属部材５４ｂが溶融する一方、第１金属部材５４ａが溶融しない。このとき、溶融した第２金属部材５４ｂは、圧力をかけることなく、対向基板５２および駆動ＩＣ５８などの自重によりつぶれて第１金属部材５４ａと第１電極５６又は第２電極５７との間から外に押し出される。その結果、第１金属部材５４ａと第１電極５６又は第２電極５７との間に残る第２金属部材５４ｂの厚さは、第１金属部材５４ａの突出高さに対して相対的に小さい寸法となる。このため、圧電素子基板５３と対向基板５２との間の隙間は、ほぼ第１金属部材５４ａの突出高さである上下方向の寸法となる。換言すれば、第１金属部材５４ａの上下方向の寸法を圧電素子５１の変位を妨げない大きさに設定することにより、圧電素子基板５３と対向基板５２との間の隙間が圧電素子５１の変位を妨げない適切な寸法となる。
【００４３】
また、例えば、第１電極５６の張出部５６ａにおいて、溶融して第１金属部材５４ａの円柱側面の周囲に押し出された第２金属部材５４ｂは、その表面張力によって、原理的に第１金属部材５４ａを張出部５６ａの中心に位置させる作用、所謂セルフアライメント作用を生じさせる。
【００４４】
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）圧電デバイス５０は、圧電素子基板５３と対向基板５２との間において圧電素子５１の第１駆動信号及び第２駆動信号の印加に応じた変位が可能な隙間を形成する隙間形成部材５４を備える。これにより、圧電素子基板５３と対向基板５２との接合は、圧電素子基板５３又は対向基板５２に対して圧力をかけることなく、圧電素子基板５３と対向基板５２との間の隙間を圧電素子５１の変位を妨げない適切な寸法とすることができる。加えて、第２金属部材５４ｂが半田であるため、半田が溶融したときの表面張力によるセルフアライメントによって、搬送方向Ｙ及び走査方向Ｘにおける圧電素子基板５３と対向基板５２との位置ずれを抑制できる。
【００４５】
ところで、圧電素子基板５３と対向基板５２とを加圧せずに接合する方法として、隙間形成部材５４に代えて、半田ボール（図示略）によって圧電素子基板５３と対向基板５２とを接合する方法が考えられる。
【００４６】
しかし、半田ボールはその全てが溶融してしまうため、圧電素子基板５３と対向基板５２との間の隙間が圧電素子５１の変位を妨げない適切な寸法とならない場合がある。この問題に対して、半田ボールを大きくすることによって圧電素子基板５３と対向基板５２との間の隙間が圧電素子５１の変位を妨げない適切な寸法とすることができるが、半田ボールが溶融したときに搬送方向Ｙ及び走査方向Ｘに広がる範囲が大きくなり、第１電極５６を搬送方向Ｙに狭ピッチで配置することができない。
【００４７】
その点、本実施形態の隙間形成部材５４は、上述のように第２金属部材５４ｂが溶融する一方、第１金属部材５４ａが溶融しないことによって圧電素子基板５３と対向基板５２との間の隙間を確保するため、半田ボールに比べ、第２金属部材５４ｂの量（半田の量）を少なくすることができる。従って、第１電極５６を搬送方向Ｙに狭ピッチで配置することができる。
【００４８】
（２）隙間形成部材５４及び封止材５９によって圧電素子基板５３と対向基板５２との間に封止空間ＳＣが形成され、その封止空間ＳＣにおいて圧電素子５１が変位するので、圧電素子５１の変位に対する障害が抑制され、圧電素子５１の変位に伴う劣化が抑制される。
【００４９】
（３）圧電素子基板５３と対向基板５２との間の隙間を形成する隙間形成部材５４が、各駆動信号を対向基板５２から圧電素子基板５３へ伝達することを兼ねるので、対向基板５２と圧電素子基板５３との間を電気的に接続する部材の増加を抑制できる。
【００５０】
（４）隙間形成部材５４の第１金属部材５４ａが対向基板５２の信号送信線５２ｂと接合されている。このため、金属同士の接合によって隙間形成部材５４が有する第１金属部材５４ａを対向基板５２と容易に接合させることができる。
【００５１】
（５）対向基板５２の信号送信線５２ｂと隙間形成部材５４の第１金属部材５４ａとが同一の金属で形成されているので、信号送信線５２ｂの形成時に、対向基板５２と接合された第１金属部材５４ａを形成できる。
【００５２】
（６）隙間形成部材５４の第１金属部材５４ａが銅であり、第２金属部材５４ｂが少なくとも錫を含む金属（半田）であるので、圧電素子基板５３と対向基板５２との間の隙間が、溶融する錫を含む金属（半田）で接合されると共に、その隙間が溶融しない銅によって形成される。このため、圧電素子基板５３又は対向基板５２に対して圧力をかけることなく、圧電素子基板５３と対向基板５２との間に圧電素子５１の変位を妨げない適切な寸法の隙間を形成できる。
【００５３】
（第２実施形態）
図７〜図９を用いて、第２実施形態の圧電デバイス５０について説明する。本実施形態の圧電デバイス５０は、第１実施形態の圧電デバイス５０と比較して、第１電極５６の位置と、第２電極５７の位置及び形状とが異なる。これに伴い、本実施形態の圧電デバイス５０は、対向基板５２における第１駆動信号を伝達する隙間形成部材５４の位置と、対向基板５２における第２駆動信号を伝達する隙間形成部材５４の位置及び形状とが異なる。
【００５４】
図７に示すように、紙面左側の第１電極５６の群における各第１電極５６の張出部５６ａは、圧電素子基板５３における搬送方向Ｙに沿った中心線Ｌを跨ぐように圧電素子基板５３の内側となる紙面右側に張り出している。また紙面右側の第１電極５６の群における各第１電極５６の張出部５６ａは、圧電素子基板５３の中心線Ｌを跨ぐように圧電素子基板５３の内側となる紙面左側に張り出している。
【００５５】
第２電極５７は、紙面左側の第１電極５６の群と電気的に接続する電極部５７ａと、紙面右側の第１電極５６の群と電気的に接続する電極部５７ｂと、第１電極５６の全てを外側から取り囲む環状の外周電極部５７ｃとを含む。電極部５７ａ及び電極部５７ｂにおける搬送方向Ｙの両端部では、電極部５７ａ、電極部５７ｂ及び外周電極部５７ｃが互いに連続している。紙面左側の第１電極５６の群における各第１電極５６の張出部５６ａ及び紙面右側の第１電極５６の群における各第１電極５６の張出部５６ａは、電極部５７ａと電極部５７ｂとの走査方向Ｘの間に配置されている。
【００５６】
図８に示すように、隙間形成部材５４は、対向基板５２から圧電素子基板５３に向けて突出している。すなわち、第１駆動信号を伝達する複数の隙間形成部材５４は、対向基板５２の走査方向Ｘの中央に設けられ、第１実施形態の隙間形成部材５４と同様に、所定の突出高さを有する略円柱状の第１金属部材５４ａと、半球状の第２金属部材５４ｂとを含む。一方、第２駆動信号を伝達する隙間形成部材５４は、外周電極部５７ｃに沿った環状の第１金属部材５４ｃと、第１金属部材５４ｃの先端面の全周に亘って形成される第２金属部材５４ｄとを含む。なお、第２駆動信号を伝達する隙間形成部材５４の第１金属部材５４ｃは、図７において二点鎖線により示している。また図７に示すように、第１駆動信号を伝達する複数の隙間形成部材５４は、第１電極５６の張出部５６ａと中心線Ｌとの交点を接続点（図７の黒丸印）として第１電極５６に接続される。第２駆動信号を伝達する隙間形成部材５４は、外周電極部５７ｃと接続される。
【００５７】
次に、隙間形成部材５４の接続構造について説明する。
図８に示すように、第１駆動信号を伝達する複数の隙間形成部材５４が第１電極５６の張出部５６ａのそれぞれに接触し、第２駆動信号を伝達する隙間形成部材５４が第２電極５７の外周電極部５７ｃに接触するように圧電素子基板５３に対して対向基板５２が対向して配置される。
【００５８】
次に、図９に示すように、隙間形成部材５４が第１電極５６の張出部５６ａ及び第２電極５７（外周電極部５７ｃ）に接触する状態で、第２金属部材５４ｂ，５４ｄが溶融する第２温度Ｔ２以上かつ第１金属部材５４ａ，５４ｃが溶融する第１温度Ｔ１未満の温度によって圧電素子基板５３及び対向基板５２が加熱される。これにより、図９に示すように、第２金属部材５４ｂ，５４ｄが溶融する一方、第１金属部材５４ａ，５４ｃが溶融しない。そして圧電素子基板５３及び対向基板５２の加熱が停止されることによって、第２金属部材５４ｂ，５４ｄが冷えて固化する。これにより、圧電素子基板５３と対向基板５２とが接合される。このように、第２駆動信号を伝達する隙間形成部材５４が第１電極５６を外側から取り囲むことによって、この隙間形成部材５４により囲まれた空間は封止空間ＳＣとなる。
【００５９】
このとき、溶融した第２金属部材５４ｂ，５４ｄは、圧力をかけることなく、対向基板５２および駆動ＩＣ５８などの自重によりつぶれて第１金属部材５４ａと第１電極５６又は第１金属部材５４ｃと第２電極５７（外周電極５７ｃ）との間から外に押し出される。その結果、第１金属部材５４ａと第１電極５６又は第１金属部材５４ｃと第２電極５７との間に残る第２金属部材５４ｂ又は第２金属部材５４ｄの厚さは、第１金属部材５４ａ、５４ｃの突出高さに対して相対的に小さい寸法となる。このため、圧電素子基板５３と対向基板５２との間の隙間は、ほぼ第１金属部材５４ａ、５４ｃの突出高さである上下方向の寸法となる。換言すれば、第１金属部材５４ａ、５４ｃの上下方向の寸法を圧電素子５１の変位を妨げない大きさに設定することにより、圧電素子基板５３と対向基板５２との間の隙間が圧電素子５１の変位を妨げない適切な寸法となる。
【００６０】
本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
（７）隙間形成部材５４が封止空間ＳＣを形成するため、第１実施形態の封止材５９を省略できる。このため、圧電素子基板５３と対向基板５２との間の封止空間ＳＣを容易に形成できる。
【００６１】
（変形例）
なお、上記各実施形態は以下に示す変形例のように変更してもよい。また、上記各実施形態と各変形例とは、任意に組み合わせることができる。
【００６２】
・上記各実施形態において、隙間形成部材５４（第１金属部材５４ａ）は、必ずしも信号送信線５２ｂの形成時に信号送信線５２ｂと一体に形成されなくてもよい。例えば、隙間形成部材５４として周知の銅ピラーを採用し、この銅ピラーを信号送信線５２ｂの形成後に信号送信線５２ｂ上に形成してもよい。
【００６３】
・上記第１実施形態において、封止材５９を省略してもよい。
・上記第２実施形態において、第２駆動信号を伝達する隙間形成部材５４の第２金属部材５４ｄは、第１金属部材５４ｃの周方向に間隔を置いて複数形成されてもよい。
【００６４】
・上記第１実施形態において、図１０に示すように、隙間形成部材５４は対向基板５２側ではなく、圧電素子基板５３側、すなわち、信号印加線である各第１電極５６及び第２電極５７のそれぞれに形成されてもよい。この場合は、隙間形成部材５４の第１金属部材５４ａは、各第１電極５６及び第２電極５７に接合され、各第１電極５６及び第２電極５７上から対向基板５２に向けて突出している。第１金属部材５４ａは、各第１電極５６の材料及び第２電極５７の材料と同一の金属で形成されることが好ましい。第２金属部材５４ｂは、第１金属部材５４ａの先端（対向基板５２側）に設けられている。そして図１１に示すように、第２金属部材５４ｂのそれぞれが対向基板５２の信号送信線５２ｂのそれぞれに接触した状態で圧電素子基板５３に対して対向基板５２が配置される。そして第２金属部材５４ｂが溶融する第２温度Ｔ２以上、かつ第１金属部材５４ａが溶融する第１温度Ｔ１未満の温度で圧電素子基板５３及び対向基板５２が加熱されることによって、図１１に示すように、第２金属部材５４ｂが溶融する一方、第１金属部材５４ａが溶融しない。このため、上記第１実施形態と同様に、第１金属部材５４ａによって圧電素子基板５３と対向基板５２との間に圧電素子５１の変位を妨げない適切な寸法の隙間を確保しつつ、圧電素子基板５３及び対向基板５２が隙間形成部材５４を介して接合される。
【００６５】
この構成によれば、隙間形成部材５４の第１金属部材５４ａが第１電極５６及び第２電極５７と接合されるため、金属同士の接合によって隙間形成部材５４が有する第１金属部材５４ａを圧電素子基板５３と容易に接合させることができる。また、第１電極５６及び第２電極５７と第１金属部材５４ａとが同一の金属で形成されることによって、第１電極５６及び第２電極５７の形成時に、圧電素子基板５３と接合された隙間形成部材５４の第１金属部材５４ａを形成できる。なお、上記第２実施形態についても同様に、対向基板５２に形成された隙間形成部材５４に代えて、各第１電極５６及び第２電極５７のそれぞれに隙間形成部材５４が形成されてもよい。
【００６６】
・図１０及び図１１に示す変形例において、隙間形成部材５４（第１金属部材５４ａ）は、必ずしも第１電極５６及び第２電極５７と一体に形成されなくてもよい。例えば、隙間形成部材５４として周知の銅ピラーを採用し、この銅ピラーを第１電極５６及び第２電極５７の形成後に第１電極５６及び第２電極５７上に形成してもよい。
【００６７】
・上記各実施形態において、隙間形成部材５４が圧電素子基板５３と対向基板５２とを電気的に接続しなくてもよい。すなわち隙間形成部材５４とは別に圧電素子基板５３の第１電極５６及び第２電極５７と対向基板５２の信号送信線５２ｂとを電気的に接続するバンプが形成されてもよい。
【００６８】
・上記各実施形態において、インクはインクカートリッジ２２からではなく、例えばフレーム１２の外側に備えられたインクタンク（図示略）から供給されてもよい。
・上記各実施形態の液体噴射装置１１は、例えば、長尺の媒体の一例である用紙Ｐに印刷（記録）を行うラージフォーマットのプリンターであってもよい。この場合、液体噴射装置１１は、用紙Ｐはロール状に巻かれた状態から巻き解かれて媒体支持台１３上に搬送されるようにしてもよい。
【００６９】
・上記各実施形態において、液体噴射装置１１は、液体噴射ヘッド２３がキャリッジ２１に備えられず、用紙Ｐの幅全体と対応した長尺状の固定されたヘッドユニット２４を備える、所謂フルラインタイプのプリンターであってもよい。この場合のヘッドユニット２４に設けられた複数のノズルＮは、走査方向Ｘにおいて用紙Ｐの幅全体に亘るように配列される。
【００７０】
・上記各実施形態において、印刷に用いられる液体は、インク以外の流体（液体や、機能材料の粒子が液体に分散又は混合されてなる液状体、ゲルのような流状体、流体として流して吐出できる固体を含むもの）であってもよい。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材（画素材料）などの材料を分散又は溶解のかたちで含む液状体を吐出して印刷（記録）を行う構成にしてもよい。
【００７１】
・上記各実施形態において、液体噴射装置１１は、ゲル（例えば物理ゲル）などの流状体を吐出する流状体吐出装置、トナーなどの粉体（粉粒体）を例とする固体を吐出する粉粒体吐出装置（例えばトナージェット式記録装置）であってもよい。なお、本明細書において「流体」とは、気体のみからなる流体を含まない概念であり、流体には、例えば液体（無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）などを含む）、液状体、流状体、粉粒体（粒体及び粉体を含む）などが含まれる。
【００７２】
・上記各実施形態において、液体噴射装置１１は、インクなどの流体を吐出することで印刷（記録）を行うプリンターに限らない。圧電デバイス５０を有していれば、例えばレーザープリンター、ＬＥＤプリンター、熱転写プリンター（昇華型プリンターを含む）などのノンインパクトプリンターでもよいし、ドットインパクトプリンターなどのインパクトプリンターでもよい。
【００７３】
・上記各実施形態において、媒体は用紙Ｐに限らず、プラスチックフィルムや薄い板材などでもよいし、捺染装置などに用いられる布帛であってもよい。
【符号の説明】
【００７４】
３０…流路ユニット、３１…ノズル板、３２…流路基板、３３…圧力室基板、３４…振動板、５０…圧電デバイス、５１…圧電素子、５２…対向基板、５２ｂ…信号送信線、５３…圧電素子基板、５４…隙間形成部材（信号伝達部材）、５４ａ…第１金属部材、５４ｂ…第２金属部材、５４ｃ…第１金属部材、５４ｄ…第２金属部材、５５…圧電体、５６…信号印加線の一例である第１電極、５６ａ…張出部、５７…信号印加線の一例である第２電極、ＳＣ…封止空間、Ｔ１…第１温度、Ｔ２…第２温度、Ｎ…ノズル、Ｎａ，Ｎｂ…ノズル列。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2017121701.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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