特許ウォッチ

公開番号2025161475
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-24
出願番号2024064685
出願日2024-04-12
発明の名称圧電振動板およびダイヤフラムポンプとそれらの製造方法ならびに液体吐出装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H10N 30/073 20230101AFI20251017BHJP()
要約【課題】圧電素子の電極にリードを接続する際の熱エネルギーが、圧電素子の他の電極と金属板とを接着する接着材に及ぼす影響を抑えることができる圧電振動板を提供する。
【解決手段】圧電振動板1が、圧電素子2と、圧電素子2が積層されている金属板3と、を含む。圧電素子2の両面2a,2bにそれぞれ電極6a,6bが設けられている。圧電素子2の一方の面2aに設けられた電極6aが金属板3に接着されている。圧電素子2の他方の面2bに設けられた電極6bにリード8bが接続されている。圧電素子2の一方の面2aに設けられた電極6aは、平面視において、他方の面2bの電極6bとリード8bとの接続部分に重なる位置を含む領域では、耐熱性接着材4によって金属板3に接着されており、当該領域以外の部分の少なくとも一部では、導電性接着材5によって金属板3に接着されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
圧電素子と、前記圧電素子が積層されている金属板と、を含み、
前記圧電素子の両面にそれぞれ電極が設けられており、
前記圧電素子の一方の面に設けられた前記電極が前記金属板に接着されており、
前記圧電素子の他方の面に設けられた前記電極にリードが接続されており、
前記圧電素子の前記一方の面に設けられた前記電極は、平面視において、前記他方の面の前記電極と前記リードとの接続部分に重なる位置を含む領域では、耐熱性接着材によって前記金属板に接着されており、当該領域以外の部分の少なくとも一部では、導電性接着材によって前記金属板に接着されていることを特徴とする圧電振動板。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記耐熱性接着材は非導電性である、請求項１に記載の圧電振動板。
【請求項３】
前記耐熱性接着材は少なくとも２００℃の温度に対する耐熱性を有する、請求項１に記載の圧電振動板。
【請求項４】
前記耐熱性接着材は多角形状または円形状の平面形状を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の圧電振動板。
【請求項５】
前記耐熱性接着材はリング状の平面形状を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の圧電振動板。
【請求項６】
平面視においてリング状の前記耐熱性接着材の内側に前記導電性接着材が配置されている、請求項５に記載の圧電振動板。
【請求項７】
圧電素子と、前記圧電素子が積層されている金属板と、を含み、
前記圧電素子の両面にそれぞれ電極が設けられており、
前記圧電素子の一方の面に設けられた前記電極が前記金属板に接着されており、
前記圧電素子の他方の面に設けられた前記電極にリードが接続されており、
前記金属板には、平面視において前記他方の面の前記電極と前記リードとの接続部分に重なる位置を含む領域に開口が設けられており、
前記圧電素子の前記一方の面に設けられた前記電極は、平面視において前記開口に対向する位置では当該開口の内部の接着材によって前記金属板に接着されており、前記開口に対向する位置以外の部分の少なくとも一部では、導電性接着材によって前記金属板に接着されていることを特徴とする圧電振動板。
【請求項８】
前記金属板は、平面視において前記開口の内部にリブを有しており、前記リブは、前記圧電素子の前記他方の面に設けられた前記電極と前記リードとの接続部分と対向している、請求項７に記載の圧電振動板。
【請求項９】
前記開口の内部の前記接着材は、前記導電性接着材とは異なる接着材である、請求項７または８に記載の圧電振動板。
【請求項１０】
前記圧電素子の前記他方の面に設けられた前記電極と前記リードとははんだ付けにより接続されている、請求項１，２，３，７，８のいずれか１項に記載の圧電振動板。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動板およびダイヤフラムポンプとそれらの製造方法ならびに液体吐出装置に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
マイクロポンプ等の作動源として用いられる圧電振動板は、両面にそれぞれ電極が設けられている圧電素子と、圧電素子の一方の面の電極が接合されている金属板と、を含む。電極から圧電素子に電力を供給すると圧電素子と金属板とが一体的に振動する。通常、圧電素子の他方の面の電極には、電力を供給するためのリードがはんだ付け等によって接続されている。しかし、はんだ付け等による接続の際の熱エネルギーが圧電素子にダメージを与える可能性がある。そこで、特許文献１に記載された発明では、圧電素子の、リードが接続される電極と反対側の電極の、平面視において接続部分と重なる位置に、切り欠き部が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０００－１６５９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように電極に切り欠き部を形成することにより、はんだ付け等による接続時の熱エネルギーにより圧電素子にクラックが発生した場合の両電極のマイグレーションやショートを抑制できる。しかし、特許文献１の構成でも、接続時の熱エネルギーが、圧電素子の一方の面の電極と金属板とを接着している接着材にダメージを与え、接着強度が低下することは抑えられない。圧電素子の一方の面の電極と金属板との接着強度が低下すると、金属板にはんだ付けされたリードに引っ張り力が加わった際にリードが剥がれ易くなる。
【０００５】
本発明の目的は、圧電素子の電極にリードを接続する際の熱エネルギーが、圧電素子の他の電極と金属板とを接着する接着材に及ぼす影響を抑えることができる圧電振動板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の圧電振動板は、圧電素子と、前記圧電素子が積層されている金属板と、を含み、前記圧電素子の両面にそれぞれ電極が設けられており、前記圧電素子の一方の面に設けられた前記電極が前記金属板に接着されており、前記圧電素子の他方の面に設けられた前記電極にリードが接続されており、前記圧電素子の前記一方の面に設けられた前記電極は、平面視において、前記他方の面の前記電極と前記リードとの接続部分に重なる位置を含む領域では、耐熱性接着材によって前記金属板に接着されており、当該領域以外の部分の少なくとも一部では、導電性接着材によって前記金属板に接着されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の圧電振動板によると、圧電素子の電極にリードを接続する際の熱エネルギーが、圧電素子の他の電極と金属板とを接着する接着材に及ぼす影響を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の第１の実施形態の圧電振動板を示す平面図および断面図である。
図１に示す圧電振動板の圧電素子を示す平面図および断面図である。
図１に示す圧電振動板の、接着材が塗布された金属板を示す平面図および断面図である。
図１に示す圧電振動板の圧電素子と金属板とが接合された状態を示す平面図および断面図である。
本発明の第２の実施形態の圧電振動板を示す平面図および断面図である。
図５に示す圧電振動板の、接着材が塗布された金属板を示す平面図および断面図である。
本発明の第３の実施形態の圧電振動板を示す平面図および断面図である。
図７に示す圧電振動板の、接着材が塗布された金属板を示す平面図および断面図である。
図７に示す圧電振動板の圧電素子と金属板とが接合された状態を示す平面図および断面図である。
図７に示す圧電振動板のはんだ付け状態を示す平面図および断面図である。
図７に示す圧電振動板にダイヤフラムを取り付けた状態を示す平面図および断面図である。
本発明の第４の実施形態の圧電振動板を示す平面図および断面図である。
図１２に示す圧電振動板の、接着材が塗布された金属板を示す平面図および断面図である。
図１２に示す圧電振動板の圧電素子と金属板とが接合された状態を示す平面図および断面図である。
図１２に示す圧電振動板のはんだ付け状態を示す平面図および断面図である。
図１２に示す圧電振動板にダイヤフラムを取り付けた状態を示す平面図および断面図である。
本発明に係るダイヤフラムポンプの斜視図および断面図である。
図１７に示すダイヤフラムポンプの分解斜視図である。
本発明に係る液体吐出装置の構成例を示す概略斜視図である。
図１９に示す液体吐出装置の液体吐出ヘッドの斜視図である。
液体吐出装置全体の循環経路を模式的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
＜第１の実施形態＞
図１（Ａ）は本発明の第１の実施形態の圧電振動板１を示す平面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ－Ａ線断面図である。図２（Ａ）は両面に電極６ａ，６ｂが設けられた圧電素子２を示す平面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＡ－Ａ線断面図である。図３（Ａ）は２種類の接着材４，５が塗布された金属板３を示す平面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＡ－Ａ線断面図である。図４（Ａ）は圧電素子２と金属板３とが接合された状態を示す平面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＡ－Ａ線断面図である。本実施形態の圧電振動板１は、圧電素子２と、圧電素子２が積層されている金属板３と、を含む。圧電素子２は例えば圧電セラミックからなり、両面２ａ，２ｂにそれぞれ銀ペースト等の導電性ペーストからなる電極６ａ，６ｂが設けられている。圧電素子２の一方の面（裏面）２ａに設けられた電極６ａおよびその周囲の面２ａが金属板３に接着されている。金属板３と、圧電素子２の他方の面（表面）２ｂに設けられた電極６ｂとに、それぞれはんだ７ａ，７ｂによってリード８ａ，８ｂが接続されている。はんだ付けは、はんだごて１２（図１０，１５参照）またはレーザー等を用いて行われる。
【００１０】
圧電素子２の一方の面２ａに設けられた電極６ａは、平面視において、他方の面２ｂに設けられた電極６ｂとリード８ｂとの接続部分に重なる位置を含む領域では、耐熱性接着材４によって金属板３に接着されている。そして、当該領域以外の部分では、導電性接着材５によって電極６ａが金属板３に接着されている。本明細書では、平面視とは、板状の部材等の主面に対して直交する方向に見る状態のことを指す。導電性接着材５の一例は、体積抵抗率が６×１０
-3
Ω・ｃｍの熱硬化型導電性アクリル接着材である。耐熱性接着材４は一般的に非導電性であり、導電性接着材５よりも耐熱性に優れており、少なくとも２００℃の温度に対する耐熱性を有することが好ましい。一例としては、耐熱性接着材４は２００℃耐熱のエポキシ系接着材である。本実施形態において他方の面（表面）２ｂに設けられた電極６ｂとリード８ｂとを接続するはんだ７ｂの平面形状は直径が約３ｍｍの略円形状である。耐熱性接着材４の平面形状（耐熱性接着材４が塗布される領域の平面形状）は、１辺がはんだ７ｂの平面形状の直径の１．５倍である４．５ｍｍ×４．５ｍｍの略正方形状である。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許