JP2001162796A - 圧電式インクジェットプリンタヘッドの圧電アクチュエータ及びその製造方法 - Google Patents
圧電式インクジェットプリンタヘッドの圧電アクチュエータ及びその製造方法Info
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- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/03—Specific materials used
Abstract
(57)【要約】
【課題】 クロストークが少なく、インク室と反対方向
への積層圧電素子の変形を拘束することが可能で、組立
てが簡略で製造コストが低い圧電式インクジェットプリ
ンタヘッドの圧電アクチュエータを提供すること。 【解決手段】 アクチュエータ３は、キャビティ３０
と、活性層３８と、拘束層７０とから構成され、キャビ
ティ３０は、インクチャンネル３２が設けられ、底面に
オリフィス３７をそれぞれ備える。活性層３８は、電極
パターンが形成されたピエゾ素子で、インクチャンネル
３２に貯留されたインクをオリフィス３７から噴射させ
る。活性層３８のさらに上方に活性層３８と一体に形成
され、活性層３８の駆動変形を規制する拘束層７０は、
セラミックス層７１が積層されて形成され、活性層３８
の上側への駆動変形を規制して効率を高め消費電流の低
減を図るとともに、アクチュエータ３全体の剛性を高め
てクロストークを防止する。
への積層圧電素子の変形を拘束することが可能で、組立
てが簡略で製造コストが低い圧電式インクジェットプリ
ンタヘッドの圧電アクチュエータを提供すること。 【解決手段】 アクチュエータ３は、キャビティ３０
と、活性層３８と、拘束層７０とから構成され、キャビ
ティ３０は、インクチャンネル３２が設けられ、底面に
オリフィス３７をそれぞれ備える。活性層３８は、電極
パターンが形成されたピエゾ素子で、インクチャンネル
３２に貯留されたインクをオリフィス３７から噴射させ
る。活性層３８のさらに上方に活性層３８と一体に形成
され、活性層３８の駆動変形を規制する拘束層７０は、
セラミックス層７１が積層されて形成され、活性層３８
の上側への駆動変形を規制して効率を高め消費電流の低
減を図るとともに、アクチュエータ３全体の剛性を高め
てクロストークを防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電式インクジェ
ットプリンタヘッドの圧電アクチュエータ及びその製造
方法に関する。
ットプリンタヘッドの圧電アクチュエータ及びその製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェットプリンタに用いられるイ
ンクジェットプリンタヘッドにおいて、キャビティのイ
ンク室に隣接して設けられた圧電素子を用いて、この圧
電素子に電圧を印加することでインク室の容積を小さく
してインクをオリフィスから噴射させて印刷をする圧電
式インクジェットプリンタヘッドが知られている。ここ
で図１１は、従来の圧電式インクジェットプリンタヘッ
ドを示す図である。例えば、本願出願人が、特開平４−
３４１８５１号公報において提案した圧電式インクジェ
ットプリンタヘッドでは、図１１に示すように、圧電セ
ラミックス層４０と内部負電極層４２、内部正電極層４
４ａ，４４ｂ，４４ｃとを交互に積層して圧電アクチュ
エータを形成し、且つ内部正電極層４４ａ〜４４ｃを複
数の噴射装置９０ａ，９０ｂ，９０ｃに対応するように
分割し、圧電アクチュエータを複数の噴射装置９０ａ，
９０ｂ，９０ｃに跨って設けてあるものである。このよ
うな構成の圧電式インクジェットプリンタヘッドでは、
部品点数が少ない上に、簡単な構造であり、高解像度化
も電極パターンの変更により簡単であり、また積層圧電
アクチュエータであることで駆動電圧が低減され、さら
に変形拘束部材８０を別途接着することによりインク室
とは反対方向への積層圧電アクチュエータの変形を拘束
したので、アクチュエータの変形が有効にインク室側へ
向けられ低電圧でも駆動できるものである。また、積層
圧電アクチュエータの変則的な変形から、隣のインク室
を変形させることから生じるクロストークを低減させ、
Ｓ／Ｎ比を向上させることもできた。
ンクジェットプリンタヘッドにおいて、キャビティのイ
ンク室に隣接して設けられた圧電素子を用いて、この圧
電素子に電圧を印加することでインク室の容積を小さく
してインクをオリフィスから噴射させて印刷をする圧電
式インクジェットプリンタヘッドが知られている。ここ
で図１１は、従来の圧電式インクジェットプリンタヘッ
ドを示す図である。例えば、本願出願人が、特開平４−
３４１８５１号公報において提案した圧電式インクジェ
ットプリンタヘッドでは、図１１に示すように、圧電セ
ラミックス層４０と内部負電極層４２、内部正電極層４
４ａ，４４ｂ，４４ｃとを交互に積層して圧電アクチュ
エータを形成し、且つ内部正電極層４４ａ〜４４ｃを複
数の噴射装置９０ａ，９０ｂ，９０ｃに対応するように
分割し、圧電アクチュエータを複数の噴射装置９０ａ，
９０ｂ，９０ｃに跨って設けてあるものである。このよ
うな構成の圧電式インクジェットプリンタヘッドでは、
部品点数が少ない上に、簡単な構造であり、高解像度化
も電極パターンの変更により簡単であり、また積層圧電
アクチュエータであることで駆動電圧が低減され、さら
に変形拘束部材８０を別途接着することによりインク室
とは反対方向への積層圧電アクチュエータの変形を拘束
したので、アクチュエータの変形が有効にインク室側へ
向けられ低電圧でも駆動できるものである。また、積層
圧電アクチュエータの変則的な変形から、隣のインク室
を変形させることから生じるクロストークを低減させ、
Ｓ／Ｎ比を向上させることもできた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この圧
電式インクジェットプリンタヘッドでは、シート状の圧
電セラミックス層４０と内部電極層４２，４４ａ〜４２
ｃとを交互に積層してプレスして焼成し、焼成後、別途
接着剤等を用いて変形拘束部材８０を接着して製造して
いた。そのため、工程が複雑になって工数が増加し、製
造コストが上昇するという問題があった。
電式インクジェットプリンタヘッドでは、シート状の圧
電セラミックス層４０と内部電極層４２，４４ａ〜４２
ｃとを交互に積層してプレスして焼成し、焼成後、別途
接着剤等を用いて変形拘束部材８０を接着して製造して
いた。そのため、工程が複雑になって工数が増加し、製
造コストが上昇するという問題があった。
【０００４】この発明は上記課題を解決するものであ
り、クロストークが少なく、且つインク室とは反対方向
への積層圧電素子の変形を拘束することが可能で、さら
に組立てが簡略で製造コストを低く抑えることができる
圧電式インクジェットプリンタヘッドの圧電アクチュエ
ータ及びその製造方法を提供することを目的とする。
り、クロストークが少なく、且つインク室とは反対方向
への積層圧電素子の変形を拘束することが可能で、さら
に組立てが簡略で製造コストを低く抑えることができる
圧電式インクジェットプリンタヘッドの圧電アクチュエ
ータ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１に係る発明の圧電式インクジェットプリン
タヘッドの圧電アクチュエータでは、インクを噴射する
複数の噴射ノズルを備えた圧電式インクジェットプリン
タヘッドのインク室に面するように配置され、表面に電
極パターンが形成された圧電材料からなるシート状の部
材が１又は複数枚積層され、伸縮作用により前記インク
室内の容積を変化させることが可能な活性層と、当該活
性層の前記インク室と対向する面とは反対の面に配置さ
れ、前記活性層と一体に形成可能な材料からなるシート
状の部材が１又は複数枚積層され、前記活性層の駆動変
形を規制する拘束層とを備え、前記活性層と前記拘束層
とは一体に焼成されて形成されたことを特徴とする。
に、請求項１に係る発明の圧電式インクジェットプリン
タヘッドの圧電アクチュエータでは、インクを噴射する
複数の噴射ノズルを備えた圧電式インクジェットプリン
タヘッドのインク室に面するように配置され、表面に電
極パターンが形成された圧電材料からなるシート状の部
材が１又は複数枚積層され、伸縮作用により前記インク
室内の容積を変化させることが可能な活性層と、当該活
性層の前記インク室と対向する面とは反対の面に配置さ
れ、前記活性層と一体に形成可能な材料からなるシート
状の部材が１又は複数枚積層され、前記活性層の駆動変
形を規制する拘束層とを備え、前記活性層と前記拘束層
とは一体に焼成されて形成されたことを特徴とする。
【０００６】この構成に係る圧電式インクジェットプリ
ンタヘッドの圧電アクチュエータでは、活性層の駆動変
形を、活性層のインク室とは反対側に一体に形成され活
性層を規制する拘束層とを備え、活性層の変形を効率的
にインク室の容積変化に用いることができるのでインク
の噴射性能を良好にしつつ消費電力を小さくすることが
できるとともに、積層面と平行な方向の変形を防止して
隣接するインク室の容積変化を抑えクロストークを防止
することができる。さらに、活性層と拘束層とは一体に
焼成されて形成されるので、別途変形拘束部材を接着剤
等により貼着する場合に比べて工数が減って製造工程が
簡略化され、製造コストを低減させることができるとと
もに、その強度を高めることができる。
ンタヘッドの圧電アクチュエータでは、活性層の駆動変
形を、活性層のインク室とは反対側に一体に形成され活
性層を規制する拘束層とを備え、活性層の変形を効率的
にインク室の容積変化に用いることができるのでインク
の噴射性能を良好にしつつ消費電力を小さくすることが
できるとともに、積層面と平行な方向の変形を防止して
隣接するインク室の容積変化を抑えクロストークを防止
することができる。さらに、活性層と拘束層とは一体に
焼成されて形成されるので、別途変形拘束部材を接着剤
等により貼着する場合に比べて工数が減って製造工程が
簡略化され、製造コストを低減させることができるとと
もに、その強度を高めることができる。
【０００７】請求項２に係る発明の圧電式インクジェッ
トプリンタヘッドの圧電アクチュエータでは、請求項１
に記載の圧電式インクジェットプリンタヘッドの圧電ア
クチュエータの構成に加え、前記拘束層は、前記活性層
と同じ材料から構成されていることを特徴とする。
トプリンタヘッドの圧電アクチュエータでは、請求項１
に記載の圧電式インクジェットプリンタヘッドの圧電ア
クチュエータの構成に加え、前記拘束層は、前記活性層
と同じ材料から構成されていることを特徴とする。
【０００８】この構成に係る圧電式インクジェットプリ
ンタヘッドの圧電アクチュエータでは、拘束層が活性層
と同じ材料から構成されているので、活性層を構成する
部材をそのまま拘束層を構成する部材に流用でき、製造
を簡略化し製造コストを低減することができる。さら
に、同一の材料であれば一体に焼成した場合の馴染みが
よく、且つ歪み等が生じにくく、高い精度を実現でき
る。
ンタヘッドの圧電アクチュエータでは、拘束層が活性層
と同じ材料から構成されているので、活性層を構成する
部材をそのまま拘束層を構成する部材に流用でき、製造
を簡略化し製造コストを低減することができる。さら
に、同一の材料であれば一体に焼成した場合の馴染みが
よく、且つ歪み等が生じにくく、高い精度を実現でき
る。
【０００９】請求項３に係る発明の圧電式インクジェッ
トプリンタヘッドの圧電アクチュエータでは、請求項１
又は請求項２に記載の圧電式インクジェットプリンタヘ
ッドの圧電アクチュエータの構成に加え、前記拘束層
は、駆動変形に寄与しないダミー電極が形成されたこと
を特徴とする。
トプリンタヘッドの圧電アクチュエータでは、請求項１
又は請求項２に記載の圧電式インクジェットプリンタヘ
ッドの圧電アクチュエータの構成に加え、前記拘束層
は、駆動変形に寄与しないダミー電極が形成されたこと
を特徴とする。
【００１０】この構成に係る圧電式インクジェットプリ
ンタヘッドの圧電アクチュエータでは、拘束層に、駆動
変形に寄与しないダミー電極が形成されているため、活
性層と拘束層とを一体に焼成する場合に、活性層と拘束
層とを積層した厚み方向における収縮率の差が均一化さ
れ、活性層と拘束層の収縮率の差から生じる反りやうね
りを防止して高い平面性を維持することができる。その
ため、キャビティに対しても密着して接着でき高い精度
を達成できる。
ンタヘッドの圧電アクチュエータでは、拘束層に、駆動
変形に寄与しないダミー電極が形成されているため、活
性層と拘束層とを一体に焼成する場合に、活性層と拘束
層とを積層した厚み方向における収縮率の差が均一化さ
れ、活性層と拘束層の収縮率の差から生じる反りやうね
りを防止して高い平面性を維持することができる。その
ため、キャビティに対しても密着して接着でき高い精度
を達成できる。
【００１１】請求項４に係る発明の圧電式インクジェッ
トプリンタヘッドの圧電アクチュエータでは、請求項３
に記載の圧電式インクジェットプリンタヘッドの圧電ア
クチュエータの構成に加え、前記拘束層は、前記ダミー
電極が前記活性層の電極に電気的に接続されたことを特
徴とする。
トプリンタヘッドの圧電アクチュエータでは、請求項３
に記載の圧電式インクジェットプリンタヘッドの圧電ア
クチュエータの構成に加え、前記拘束層は、前記ダミー
電極が前記活性層の電極に電気的に接続されたことを特
徴とする。
【００１２】この構成に係る圧電式インクジェットプリ
ンタヘッドの圧電アクチュエータでは、拘束層に形成さ
れたダミー電極が活性層の電極に電気的に接続されてい
るため、誘電体であるセラミックス等を介して活性層に
設けられた電極と対面するように設けられた拘束層のダ
ミー電極との間において、活性層の電極との間で電位差
が解消でき、静電容量を生じさせることがない。従っ
て、無駄な電力を消費することもない。
ンタヘッドの圧電アクチュエータでは、拘束層に形成さ
れたダミー電極が活性層の電極に電気的に接続されてい
るため、誘電体であるセラミックス等を介して活性層に
設けられた電極と対面するように設けられた拘束層のダ
ミー電極との間において、活性層の電極との間で電位差
が解消でき、静電容量を生じさせることがない。従っ
て、無駄な電力を消費することもない。
【００１３】請求項５に係る発明の圧電式インクジェッ
トプリンタヘッドの圧電アクチュエータでは、請求項３
又は請求項４に記載の圧電式インクジェットプリンタヘ
ッドの圧電アクチュエータの構成に加え、前記電極及び
前記ダミー電極は、前記活性層及び前記拘束層全体にお
いて、厚み方向に略対称に構成されたことを特徴とす
る。
トプリンタヘッドの圧電アクチュエータでは、請求項３
又は請求項４に記載の圧電式インクジェットプリンタヘ
ッドの圧電アクチュエータの構成に加え、前記電極及び
前記ダミー電極は、前記活性層及び前記拘束層全体にお
いて、厚み方向に略対称に構成されたことを特徴とす
る。
【００１４】この構成に係る圧電式インクジェットプリ
ンタヘッドの圧電アクチュエータでは、電極及びダミー
電極が、活性層と拘束層とにおいて、積層される厚み方
向に略対称に構成されているため、活性層及び拘束層全
体を一体に焼成する場合に、活性層と拘束層とを積層し
た厚み方向における収縮率の差が略同一になり、活性層
と拘束層の収縮率の差から生じる反りやうねりを防止し
てさらに高い平面性を維持することができる。そのため
キャビティに対しても密着して接着でき高い精度を達成
できる。
ンタヘッドの圧電アクチュエータでは、電極及びダミー
電極が、活性層と拘束層とにおいて、積層される厚み方
向に略対称に構成されているため、活性層及び拘束層全
体を一体に焼成する場合に、活性層と拘束層とを積層し
た厚み方向における収縮率の差が略同一になり、活性層
と拘束層の収縮率の差から生じる反りやうねりを防止し
てさらに高い平面性を維持することができる。そのため
キャビティに対しても密着して接着でき高い精度を達成
できる。
【００１５】請求項６に係る発明の圧電式インクジェッ
トプリンタヘッドの圧電アクチュエータの製造方法で
は、インクを噴射する複数の噴射ノズルを備えた圧電式
インクジェットプリンタヘッドのインク室に面するよう
に配置され、表面に電極パターンが形成されたシート状
の焼成可能な圧電材料が１又は複数枚積層され、伸縮作
用により前記インク室内の容積を変化させることが可能
な活性層と、当該活性層の前記インク室と対向する面と
は反対の面に配置され、前記活性層と一体に焼成可能な
シート状の圧電材料が１又は複数枚積層され、前記活性
層の駆動変形を規制する拘束層とを備えた圧電式インク
ジェットプリンタヘッドの圧電アクチュエータの製造方
法において、前記活性層と前記拘束層とを焼成して一体
に形成することを特徴とする。
トプリンタヘッドの圧電アクチュエータの製造方法で
は、インクを噴射する複数の噴射ノズルを備えた圧電式
インクジェットプリンタヘッドのインク室に面するよう
に配置され、表面に電極パターンが形成されたシート状
の焼成可能な圧電材料が１又は複数枚積層され、伸縮作
用により前記インク室内の容積を変化させることが可能
な活性層と、当該活性層の前記インク室と対向する面と
は反対の面に配置され、前記活性層と一体に焼成可能な
シート状の圧電材料が１又は複数枚積層され、前記活性
層の駆動変形を規制する拘束層とを備えた圧電式インク
ジェットプリンタヘッドの圧電アクチュエータの製造方
法において、前記活性層と前記拘束層とを焼成して一体
に形成することを特徴とする。
【００１６】この構成に係る圧電式インクジェットプリ
ンタヘッドの圧電アクチュエータの製造方法では、イン
ク室とは反対側に活性層を規制する拘束層とを焼成によ
り形成するので、活性層の変形を効率的にインク室の容
積変化に用いることができ、インクの噴射性能を良好に
しつつ消費電力を小さくすることができるとともに、積
層面と平行な方向の変形を防止して隣接するインク室の
容積変化を抑えクロストークを防止することができる。
特に、活性層と拘束層とを一体に焼成して形成するの
で、別途変形拘束部材を接着剤等により貼着する場合に
比べて工数が減るため製造工程を簡略化でき、製造コス
トを低減させることができるとともに、その強度を高め
ることができる。
ンタヘッドの圧電アクチュエータの製造方法では、イン
ク室とは反対側に活性層を規制する拘束層とを焼成によ
り形成するので、活性層の変形を効率的にインク室の容
積変化に用いることができ、インクの噴射性能を良好に
しつつ消費電力を小さくすることができるとともに、積
層面と平行な方向の変形を防止して隣接するインク室の
容積変化を抑えクロストークを防止することができる。
特に、活性層と拘束層とを一体に焼成して形成するの
で、別途変形拘束部材を接着剤等により貼着する場合に
比べて工数が減るため製造工程を簡略化でき、製造コス
トを低減させることができるとともに、その強度を高め
ることができる。
【００１７】請求項７に係る発明の圧電式インクジェッ
トプリンタヘッドの圧電アクチュエータでは、請求項１
又は請求項２に記載の圧電式インクジェットプリンタヘ
ッドの圧電アクチュエータの構成に加え、前記拘束層
は、駆動変形に寄与しないダミー電極が形成された層と
当該ダミー電極が形成されていない層とから構成された
ことを特徴とする。
トプリンタヘッドの圧電アクチュエータでは、請求項１
又は請求項２に記載の圧電式インクジェットプリンタヘ
ッドの圧電アクチュエータの構成に加え、前記拘束層
は、駆動変形に寄与しないダミー電極が形成された層と
当該ダミー電極が形成されていない層とから構成された
ことを特徴とする。
【００１８】この構成に係る圧電式インクジェットプリ
ンタヘッドの圧電アクチュエータでは、請求項１又は請
求項２に記載の圧電式インクジェットプリンタヘッドの
圧電アクチュエータの作用に加え、拘束層に、駆動変形
に寄与しないダミー電極が形成された層と当該ダミー電
極が形成されていない層とが形成されているため、活性
層と拘束層とを一体に焼成する場合に、活性層と拘束層
とを積層した厚み方向における収縮率の差がバランス良
く均一化され、活性層と拘束層の収縮率の差から生じる
反りやうねりを防止して高い平面性を維持することがで
きる。
ンタヘッドの圧電アクチュエータでは、請求項１又は請
求項２に記載の圧電式インクジェットプリンタヘッドの
圧電アクチュエータの作用に加え、拘束層に、駆動変形
に寄与しないダミー電極が形成された層と当該ダミー電
極が形成されていない層とが形成されているため、活性
層と拘束層とを一体に焼成する場合に、活性層と拘束層
とを積層した厚み方向における収縮率の差がバランス良
く均一化され、活性層と拘束層の収縮率の差から生じる
反りやうねりを防止して高い平面性を維持することがで
きる。
【００１９】請求項８に係る発明の圧電式インクジェッ
トプリンタヘッドの圧電アクチュエータでは、請求項７
に記載の圧電式インクジェットプリンタヘッドの圧電ア
クチュエータの構成に加え、前記拘束層は、駆動変形に
寄与しないダミー電極が形成された層の上に当該ダミー
電極が形成されていない層が積層されて構成されたこと
を特徴とする。
トプリンタヘッドの圧電アクチュエータでは、請求項７
に記載の圧電式インクジェットプリンタヘッドの圧電ア
クチュエータの構成に加え、前記拘束層は、駆動変形に
寄与しないダミー電極が形成された層の上に当該ダミー
電極が形成されていない層が積層されて構成されたこと
を特徴とする。
【００２０】この構成に係る圧電式インクジェットプリ
ンタヘッドの圧電アクチュエータでは、請求項７に記載
の圧電式インクジェットプリンタヘッドの圧電アクチュ
エータの作用に加え、拘束層に、駆動変形に寄与しない
ダミー電極が形成された層の上に当該ダミー電極が形成
されていない層が積層されて構成されているため、活性
層と拘束層とを一体に焼成する際に、活性層上の電極パ
ターンが拡散してしまうのをダミー電極によって抑える
ことができるとともに、収縮率の差がバランス良く均一
化され反りを防止して高い平面性を維持することができ
る。
ンタヘッドの圧電アクチュエータでは、請求項７に記載
の圧電式インクジェットプリンタヘッドの圧電アクチュ
エータの作用に加え、拘束層に、駆動変形に寄与しない
ダミー電極が形成された層の上に当該ダミー電極が形成
されていない層が積層されて構成されているため、活性
層と拘束層とを一体に焼成する際に、活性層上の電極パ
ターンが拡散してしまうのをダミー電極によって抑える
ことができるとともに、収縮率の差がバランス良く均一
化され反りを防止して高い平面性を維持することができ
る。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る圧電式インク
ジェットプリンタヘッドの圧電アクチュエータを、図１
〜図６を参照して詳細に説明する。なお、説明の都合
上、従来例と同一部位あるいは均等部位には同一符号を
付け、その説明を省略する。
ジェットプリンタヘッドの圧電アクチュエータを、図１
〜図６を参照して詳細に説明する。なお、説明の都合
上、従来例と同一部位あるいは均等部位には同一符号を
付け、その説明を省略する。
【００２２】図６は、インクジェットプリンタ１の要部
を示す図である。プラテン１０は、用紙１１の搬送方向
と直交して水平に設けられる。このプラテン１０は、軸
１２を備えフレーム１３に回転可能に軸支されており、
モータ１４により、駆動ギヤ列を介して駆動される。プ
ラテン１０に対向した位置には、圧電式インクジェット
プリンタヘッド１５が設けられている。
を示す図である。プラテン１０は、用紙１１の搬送方向
と直交して水平に設けられる。このプラテン１０は、軸
１２を備えフレーム１３に回転可能に軸支されており、
モータ１４により、駆動ギヤ列を介して駆動される。プ
ラテン１０に対向した位置には、圧電式インクジェット
プリンタヘッド１５が設けられている。
【００２３】この圧電式インクジェットプリンタヘッド
１５は、インク供給装置１６とともにキャリッジ１８上
に配置されている。キャリッジ１８は、プラテン１０の
軸１２の軸線に平行に配設された２本のガイドロッド２
０ａ，２０ｂ（以下まとめてガイドロッド２０という）
に摺動可能に支持されると共に、一対の従動プーリ２
１、駆動プーリ２２に巻き掛けられたタイミングベルト
２４に結合されている。そして、駆動プーリ２２がモー
タ２３によって駆動され、タイミングベルト２４が所定
方向に送られる。そのため、キャリッジ１８は、ガイド
ロッド２０に案内されながら、タイミングベルト２４に
駆動され、プラテン１０に圧電式インクジェットプリン
タヘッド１５を対面させた状態でプラテン１０に沿って
移動される。
１５は、インク供給装置１６とともにキャリッジ１８上
に配置されている。キャリッジ１８は、プラテン１０の
軸１２の軸線に平行に配設された２本のガイドロッド２
０ａ，２０ｂ（以下まとめてガイドロッド２０という）
に摺動可能に支持されると共に、一対の従動プーリ２
１、駆動プーリ２２に巻き掛けられたタイミングベルト
２４に結合されている。そして、駆動プーリ２２がモー
タ２３によって駆動され、タイミングベルト２４が所定
方向に送られる。そのため、キャリッジ１８は、ガイド
ロッド２０に案内されながら、タイミングベルト２４に
駆動され、プラテン１０に圧電式インクジェットプリン
タヘッド１５を対面させた状態でプラテン１０に沿って
移動される。
【００２４】図１は、圧電式インクジェットプリンタヘ
ッド１５の要部断面図である。このヘッド１５は、キャ
ビティ３０と、活性層３８及び拘束層７０からなる圧電
アクチュエータ３とから構成される。キャビティ３０に
は、インク室として機能する上方が開放された空間であ
るインクチャンネル３２ａ，３２ｂ，３２ｃ（以下特に
区別しない場合はインクチャンネル３２という。）が設
けられ、その底面にはインクを噴射するオリフィス３７
ａ，３７ｂ，３７ｃ（以下特に区別しない場合はオリフ
ィス３７という。）をそれぞれ備える。
ッド１５の要部断面図である。このヘッド１５は、キャ
ビティ３０と、活性層３８及び拘束層７０からなる圧電
アクチュエータ３とから構成される。キャビティ３０に
は、インク室として機能する上方が開放された空間であ
るインクチャンネル３２ａ，３２ｂ，３２ｃ（以下特に
区別しない場合はインクチャンネル３２という。）が設
けられ、その底面にはインクを噴射するオリフィス３７
ａ，３７ｂ，３７ｃ（以下特に区別しない場合はオリフ
ィス３７という。）をそれぞれ備える。
【００２５】このキャビティ３０の上方に設けられた活
性層３８は、表面に電極パターンが形成された圧電セラ
ミックス層４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４０ｅ，
４０ｆ（以下特に区別しない場合は圧電セラミックス層
４０という。）が積層されて形成され、活性層３８の電
歪効果によりインクチャンネル３２の容積を変化させ
て、インクチャンネル３２に貯留されたインクをオリフ
ィス３７から噴射させる。そして活性層３８のさらに上
方に活性層３８と一体に形成された拘束層７０は、セラ
ミックス層７１ａ，７１ｂ，７１ｃ（以下特に区別しな
い場合はセラミックス層７１という。）が積層されて形
成され、活性層３８の上側への駆動変形を規制するとと
もに、アクチュエータ３全体の剛性を高めてクロストー
クを防止する。
性層３８は、表面に電極パターンが形成された圧電セラ
ミックス層４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４０ｅ，
４０ｆ（以下特に区別しない場合は圧電セラミックス層
４０という。）が積層されて形成され、活性層３８の電
歪効果によりインクチャンネル３２の容積を変化させ
て、インクチャンネル３２に貯留されたインクをオリフ
ィス３７から噴射させる。そして活性層３８のさらに上
方に活性層３８と一体に形成された拘束層７０は、セラ
ミックス層７１ａ，７１ｂ，７１ｃ（以下特に区別しな
い場合はセラミックス層７１という。）が積層されて形
成され、活性層３８の上側への駆動変形を規制するとと
もに、アクチュエータ３全体の剛性を高めてクロストー
クを防止する。
【００２６】図４は、活性層３８及び拘束層７０の構造
を示す分解斜視図である。また、図５は、ヘッド１５の
構造を示す分解斜視図である。以下、各構成を詳細に説
明する。
を示す分解斜視図である。また、図５は、ヘッド１５の
構造を示す分解斜視図である。以下、各構成を詳細に説
明する。
【００２７】キャビティ３０は、図５に示すように全体
が直方体に形成されたチャンネル本体３４内部に、内部
の幅がおよそ２５０μｍで、高さ６０μｍである３つの
インク室であるインクチャンネル３２ａ，３２ｂ，３２
ｃが平行に配列される。従って、チャンネル本体３４の
水平断面は、「目」の字形に構成される。チャンネル本
体３４の底部には、インクを噴射するための各インクチ
ャンネル３２ａ〜３２ｃに対応したノズル孔であるオリ
フィス３７を有するオリフィスプレート３６が蓋状に配
置される。そして、チャンネル本体３４とオリフィスプ
レート３６は、鉄系の材料で構成され、接着により一体
化される。なお、セラミックス等により焼成して一体成
型したり、あるいはアルミナ系の材料等を用いインジェ
クションにより一体に形成してもよい。また、各インク
チャンネル３２ａ〜３２ｃは、インク供給装置１６（図
６参照）から連通された図示しない供給路によりインク
の供給を受け、常時インクが充填される。
が直方体に形成されたチャンネル本体３４内部に、内部
の幅がおよそ２５０μｍで、高さ６０μｍである３つの
インク室であるインクチャンネル３２ａ，３２ｂ，３２
ｃが平行に配列される。従って、チャンネル本体３４の
水平断面は、「目」の字形に構成される。チャンネル本
体３４の底部には、インクを噴射するための各インクチ
ャンネル３２ａ〜３２ｃに対応したノズル孔であるオリ
フィス３７を有するオリフィスプレート３６が蓋状に配
置される。そして、チャンネル本体３４とオリフィスプ
レート３６は、鉄系の材料で構成され、接着により一体
化される。なお、セラミックス等により焼成して一体成
型したり、あるいはアルミナ系の材料等を用いインジェ
クションにより一体に形成してもよい。また、各インク
チャンネル３２ａ〜３２ｃは、インク供給装置１６（図
６参照）から連通された図示しない供給路によりインク
の供給を受け、常時インクが充填される。
【００２８】そして、インクチャンネル３２に貯留され
たインクは所定の負圧がかかるように設定され、そのた
めインクはオリフィス３７において表面張力により外部
に向かって凹のメニスカスを形成する。従って、通常は
オリフィス３７からインクが漏出しないが、内圧が高ま
った場合のみ、インクがオリフィス３７より噴射され
る。なお、インクチャンネル３２の内圧が高まった場合
にインク供給装置１６のインクが逆流しないように図示
しない逆止弁が供給路に設けられている。また、本実施
の形態のように、インクチャンネル３２内にオリフィス
３７が設けられるもの以外にも、インクチャンネル３２
からさらにインクの導出路を設けてオリフィス３７を配
置し、噴射方向等を調節したり、インクチャンネル３２
の底部以外にオリフィス３７を配置するようにしてもよ
い。
たインクは所定の負圧がかかるように設定され、そのた
めインクはオリフィス３７において表面張力により外部
に向かって凹のメニスカスを形成する。従って、通常は
オリフィス３７からインクが漏出しないが、内圧が高ま
った場合のみ、インクがオリフィス３７より噴射され
る。なお、インクチャンネル３２の内圧が高まった場合
にインク供給装置１６のインクが逆流しないように図示
しない逆止弁が供給路に設けられている。また、本実施
の形態のように、インクチャンネル３２内にオリフィス
３７が設けられるもの以外にも、インクチャンネル３２
からさらにインクの導出路を設けてオリフィス３７を配
置し、噴射方向等を調節したり、インクチャンネル３２
の底部以外にオリフィス３７を配置するようにしてもよ
い。
【００２９】活性層３８は、図４に示すように、内部負
電極層４２又は内部正電極層４４ａ，４４ｂ，４４ｃ
（以下特に区別しない場合は内部正電極層４４とい
う。）を備えた複数の圧電セラミックス層４０ａ〜４０
ｆから構成される。
電極層４２又は内部正電極層４４ａ，４４ｂ，４４ｃ
（以下特に区別しない場合は内部正電極層４４とい
う。）を備えた複数の圧電セラミックス層４０ａ〜４０
ｆから構成される。
【００３０】圧電セラミックス層４０は、電歪効果を有
する圧電セラミックスの薄板状シートから構成される。
圧電セラミックス層４０ａ，４０ｃ，４０ｅの上面に
は、圧電セラミックス層４０の周縁端部を除いて全体を
覆う内部負電極層４２と、この電極を外部と電気的に接
続するための電極取り出し部４３が後述するように形成
される。同様に、圧電セラミックス層４０ａ，４０ｃ，
４０ｅの上面には、図５に示すインクチャンネル３２ａ
〜３２ｃに対して１対１で対応するように平行に配列さ
れ且つ図１における幅方向がおよそ１２０μｍである３
本の帯状の内部正電極層４４ａ，４４ｂ，４４ｃと、こ
の電極をそれぞれ外部と電気的に接続するための電極取
り出し部４５ａ，４５ｂ，４５ｃが形成される。内部負
電極層４２と内部正電極層４４ａ〜４４ｃは、Ａｇ−Ｐ
ｄ系の金属材料からなり、厚さが約２μｍである。そし
てこれらの２種類の電極パターンが印刷された圧電セラ
ミックス層４０が交互に複数枚積層される。
する圧電セラミックスの薄板状シートから構成される。
圧電セラミックス層４０ａ，４０ｃ，４０ｅの上面に
は、圧電セラミックス層４０の周縁端部を除いて全体を
覆う内部負電極層４２と、この電極を外部と電気的に接
続するための電極取り出し部４３が後述するように形成
される。同様に、圧電セラミックス層４０ａ，４０ｃ，
４０ｅの上面には、図５に示すインクチャンネル３２ａ
〜３２ｃに対して１対１で対応するように平行に配列さ
れ且つ図１における幅方向がおよそ１２０μｍである３
本の帯状の内部正電極層４４ａ，４４ｂ，４４ｃと、こ
の電極をそれぞれ外部と電気的に接続するための電極取
り出し部４５ａ，４５ｂ，４５ｃが形成される。内部負
電極層４２と内部正電極層４４ａ〜４４ｃは、Ａｇ−Ｐ
ｄ系の金属材料からなり、厚さが約２μｍである。そし
てこれらの２種類の電極パターンが印刷された圧電セラ
ミックス層４０が交互に複数枚積層される。
【００３１】従って、このように積層された各圧電セラ
ミックス層４０は、図１に示すように内部負電極層４２
と内部正電極層４４ａ〜４４ｃとに挟まれて位置する。
また、内部正電極層４４ａ〜４４ｃは帯状に形成されて
いるため、各圧電セラミックス層４０内において、図１
上部にその範囲を示すように、内部負電極層４２と内部
正電極層４４ａ〜４４ｃとに挟まれ、その幅が約１２０
μｍである圧電活性部４６ａ，４６ｂ，４６ｃと、内部
負電極層４２、内部正電極層４４ａ〜４４ｃに挟まれて
いない圧電不活性部４８が形成される。つまり、圧電セ
ラミックス層４０の中で正極及び負極間に電圧を印加さ
れた場合に電界が生じ電歪効果により垂直方向に変形す
る部分と、電圧を印加しても電界が生じない変形しない
部分ができることになる。そして、活性層３８は、圧電
活性部４６ａ〜４６ｃが、キャビティ３０のインクチャ
ンネル３２ａ，３２ｂ，３２ｃに対応する位置になるよ
うにチャンネル本体３４が固着されている。
ミックス層４０は、図１に示すように内部負電極層４２
と内部正電極層４４ａ〜４４ｃとに挟まれて位置する。
また、内部正電極層４４ａ〜４４ｃは帯状に形成されて
いるため、各圧電セラミックス層４０内において、図１
上部にその範囲を示すように、内部負電極層４２と内部
正電極層４４ａ〜４４ｃとに挟まれ、その幅が約１２０
μｍである圧電活性部４６ａ，４６ｂ，４６ｃと、内部
負電極層４２、内部正電極層４４ａ〜４４ｃに挟まれて
いない圧電不活性部４８が形成される。つまり、圧電セ
ラミックス層４０の中で正極及び負極間に電圧を印加さ
れた場合に電界が生じ電歪効果により垂直方向に変形す
る部分と、電圧を印加しても電界が生じない変形しない
部分ができることになる。そして、活性層３８は、圧電
活性部４６ａ〜４６ｃが、キャビティ３０のインクチャ
ンネル３２ａ，３２ｂ，３２ｃに対応する位置になるよ
うにチャンネル本体３４が固着されている。
【００３２】拘束層７０は、セラミックス層７１ａ，７
１ｂ，７１ｃから構成される。セラミックス層７１は、
活性層３８の圧電セラミックス層４０と同一の構成、材
料、大きさである。さらに、拘束層７０のセラミックス
層７１ａ，７１ｃは、活性層３８の圧電セラミックス層
４０ｂ，４０ｄ，４０ｆの内部正電極層４４ａ，４４
ｂ，４４ｃ及び電極取り出し部４５ａ，４５ｂ，４５ｃ
と同一構成のダミー正電極７３ａ，７３ｂ，７３ｃ及び
図２に示す電極取り出し部７５ａ，７５ｂ，７５ｃを備
える。また、拘束層７０のセラミックス層７１ｂは、活
性層３８の圧電セラミックス層４０ａ，４０ｃ，４０ｅ
の内部負電極層４２及び電極取り出し部４３と同一構成
のダミー負電極７２及び図２に示す電極取り出し部７４
を備える。ここで、上記のように電極等が印刷された圧
電セラミックス層４０，セラミックス層７１となるグリ
ーンシート５０，５１は共通部品として共用することも
できる。但し、アクチュエータ３を形成した後には、そ
の配置された位置と、後述するような電気的な配線が異
なり、その機能が異なるため、その名称が異なるもので
ある。
１ｂ，７１ｃから構成される。セラミックス層７１は、
活性層３８の圧電セラミックス層４０と同一の構成、材
料、大きさである。さらに、拘束層７０のセラミックス
層７１ａ，７１ｃは、活性層３８の圧電セラミックス層
４０ｂ，４０ｄ，４０ｆの内部正電極層４４ａ，４４
ｂ，４４ｃ及び電極取り出し部４５ａ，４５ｂ，４５ｃ
と同一構成のダミー正電極７３ａ，７３ｂ，７３ｃ及び
図２に示す電極取り出し部７５ａ，７５ｂ，７５ｃを備
える。また、拘束層７０のセラミックス層７１ｂは、活
性層３８の圧電セラミックス層４０ａ，４０ｃ，４０ｅ
の内部負電極層４２及び電極取り出し部４３と同一構成
のダミー負電極７２及び図２に示す電極取り出し部７４
を備える。ここで、上記のように電極等が印刷された圧
電セラミックス層４０，セラミックス層７１となるグリ
ーンシート５０，５１は共通部品として共用することも
できる。但し、アクチュエータ３を形成した後には、そ
の配置された位置と、後述するような電気的な配線が異
なり、その機能が異なるため、その名称が異なるもので
ある。
【００３３】活性層３８及び拘束層７０は、以下の製造
方法によって製造される。まず、強誘電性を有するチタ
ン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ（ＰｂＴｉＯ３・ＰｂＺｒＯ
３））系のセラミックス粉末、バインダ、溶剤を混合し
て粘度１０，０００〜３０，０００ＣＰＳに調整した混
合液を調製し、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）
等のプラスチックフィルム上に広げて乾燥させ９枚のグ
リーンシートを形成する。このグリーンシートの厚さは
およそ２２．５〜２８μｍである。さらに、この内の５
枚のグリーンシート５０は、シート上の内部正電極層４
４ａ，４４ｂ，４４ｃ及び電極取り出し部４５ａ，４５
ｂ，４５ｃ又はダミー正電極７３ａ，７３ｂ，７３ｃ及
び電極取り出し部７５ａ，７５ｂ，７５ｃとなる部分に
金属材料をスクリーン印刷する。同様に、残り４枚のグ
リーンシート５１上には内部負電極層４２及び電極取り
出し部４３又はダミー負電極７２及び電極取り出し部７
４となる部分に金属材料を印刷する。
方法によって製造される。まず、強誘電性を有するチタ
ン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ（ＰｂＴｉＯ３・ＰｂＺｒＯ
３））系のセラミックス粉末、バインダ、溶剤を混合し
て粘度１０，０００〜３０，０００ＣＰＳに調整した混
合液を調製し、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）
等のプラスチックフィルム上に広げて乾燥させ９枚のグ
リーンシートを形成する。このグリーンシートの厚さは
およそ２２．５〜２８μｍである。さらに、この内の５
枚のグリーンシート５０は、シート上の内部正電極層４
４ａ，４４ｂ，４４ｃ及び電極取り出し部４５ａ，４５
ｂ，４５ｃ又はダミー正電極７３ａ，７３ｂ，７３ｃ及
び電極取り出し部７５ａ，７５ｂ，７５ｃとなる部分に
金属材料をスクリーン印刷する。同様に、残り４枚のグ
リーンシート５１上には内部負電極層４２及び電極取り
出し部４３又はダミー負電極７２及び電極取り出し部７
４となる部分に金属材料を印刷する。
【００３４】そして、この２種類のグリーンシート５
０，５１のうちグリーンシート５０を一番下に、交互に
９枚積層する。このようにグリーンシート５０，５１を
積層すると、グリーンシート５０が上下の端になるよう
に配置される。結局、活性層と拘束層として、名称は異
なるが全く同じ構成のグリーンシート５０を５枚と、グ
リーンシート５１を４枚の合計９枚を交互に積層するこ
とになる。そして、まだこの段階では、活性層３８と拘
束層７０の区別はない。
０，５１のうちグリーンシート５０を一番下に、交互に
９枚積層する。このようにグリーンシート５０，５１を
積層すると、グリーンシート５０が上下の端になるよう
に配置される。結局、活性層と拘束層として、名称は異
なるが全く同じ構成のグリーンシート５０を５枚と、グ
リーンシート５１を４枚の合計９枚を交互に積層するこ
とになる。そして、まだこの段階では、活性層３８と拘
束層７０の区別はない。
【００３５】次にこのように構成された９枚のグリーン
シート５０，５１を重ねて、全体を加熱プレスし、脱脂
した後に、焼結して、活性層３８及び拘束層７０が一体
となった圧電セラミックスのブロックを得る。
シート５０，５１を重ねて、全体を加熱プレスし、脱脂
した後に、焼結して、活性層３８及び拘束層７０が一体
となった圧電セラミックスのブロックを得る。
【００３６】このグリーンシート５０，５１を積層した
ブロックを焼成する場合について説明する。アクチュエ
ータ３は、既述のように活性層３８と拘束層７０とから
構成されるが、活性層３８には電極が必須の構成であ
る。一方、拘束層７０には、機能的には電極を設ける必
要がない。しかしながら、このグリーンシート５０，５
１を積層したブロックを焼成する場合、圧電セラミック
スと電極を構成する金属材料では焼成した場合の収縮率
が異なる。僅かでも収縮率が異なると、焼成後に活性層
３８が反ったり、あるいは波打ったりしてその平面性が
損なわれる。活性層３８の平面性が損なわれると、キャ
ビティ３０に密着して接着する場合に、密着度が下が
り、インクチャンネル３２からのインクの漏出を生じた
りして不良製品を生じたり、あるいは活性層３８の再研
磨が必要になり工数が増加し生産コストが上昇したり、
充填剤により充填をすることで強度が低下する等の問題
が生じる。
ブロックを焼成する場合について説明する。アクチュエ
ータ３は、既述のように活性層３８と拘束層７０とから
構成されるが、活性層３８には電極が必須の構成であ
る。一方、拘束層７０には、機能的には電極を設ける必
要がない。しかしながら、このグリーンシート５０，５
１を積層したブロックを焼成する場合、圧電セラミック
スと電極を構成する金属材料では焼成した場合の収縮率
が異なる。僅かでも収縮率が異なると、焼成後に活性層
３８が反ったり、あるいは波打ったりしてその平面性が
損なわれる。活性層３８の平面性が損なわれると、キャ
ビティ３０に密着して接着する場合に、密着度が下が
り、インクチャンネル３２からのインクの漏出を生じた
りして不良製品を生じたり、あるいは活性層３８の再研
磨が必要になり工数が増加し生産コストが上昇したり、
充填剤により充填をすることで強度が低下する等の問題
が生じる。
【００３７】そこで、アクチュエータ３においては、上
述のように、拘束層７０を活性層３８と同じ圧電セラミ
ックス材料から構成することで、活性層３８と拘束層７
０のセラミックスの焼成時の収縮率を同一にしている。
その上で、拘束層７０は、活性層３８の圧電セラミック
ス層４０に設けられた内部負電極層４２、電極取り出し
部４３、内部正電極層４４ａ，４４ｂ，４４ｃ、電極取
り出し部４５ａ，４５ｂ，４５ｃ（以下電極と略す。）
と同じものを、圧電セラミックス層７０の駆動変形に寄
与しないダミー負電極７２、電極取り出し部７４、ダミ
ー正電極７３ａ，７３ｂ，７３ｃ、電極取り出し部７５
ａ，７５ｂ，７５ｃ（以下ダミー電極と略す。）が形成
されている。このため、活性層３８も拘束層７０も全く
同じ構成であるので、焼成時の収縮率を同一のものとす
ることができる。さらに、活性層３８と拘束層７０を合
わせた全体において、電極及びダミー電極の配列を、厚
み方向（積層方向）に対称に構成することで全体の収縮
率を対称にし、焼成時の反りを生じないように構成して
いる。
述のように、拘束層７０を活性層３８と同じ圧電セラミ
ックス材料から構成することで、活性層３８と拘束層７
０のセラミックスの焼成時の収縮率を同一にしている。
その上で、拘束層７０は、活性層３８の圧電セラミック
ス層４０に設けられた内部負電極層４２、電極取り出し
部４３、内部正電極層４４ａ，４４ｂ，４４ｃ、電極取
り出し部４５ａ，４５ｂ，４５ｃ（以下電極と略す。）
と同じものを、圧電セラミックス層７０の駆動変形に寄
与しないダミー負電極７２、電極取り出し部７４、ダミ
ー正電極７３ａ，７３ｂ，７３ｃ、電極取り出し部７５
ａ，７５ｂ，７５ｃ（以下ダミー電極と略す。）が形成
されている。このため、活性層３８も拘束層７０も全く
同じ構成であるので、焼成時の収縮率を同一のものとす
ることができる。さらに、活性層３８と拘束層７０を合
わせた全体において、電極及びダミー電極の配列を、厚
み方向（積層方向）に対称に構成することで全体の収縮
率を対称にし、焼成時の反りを生じないように構成して
いる。
【００３８】ここで、図２は、アクチュエータ３の電気
的な接続を示す模式図である。以下アクチュエータ３の
電気的な接続について説明する。図２に示すように、ア
クチュエータ３には、圧電セラミックス層４０ａ，４０
ｃ，４０ｅの電極取り出し部４３と、セラミックス層７
１ｂの電極取り出し部７４とを電気的に接続するための
導電性の金属材料からなる外部負電極５２ａが配置され
るとともに、セラミックス層７１ａ，７１ｃの電極取り
出し部７５ａ，７５ｂ，７５ｃのそれぞれを電気的に接
続するための導電性の金属板からなる外部負電極５２ｂ
が配置され、更に外部負電極５２ａと外部負電極５２ｂ
とが電気的に接続される。従って、セラミックス層７１
ａ，７１ｂ，７１ｃ，４０ａ，４０ｃ，４０ｅの各電極
又はダミー電極は、同じ電位になる。
的な接続を示す模式図である。以下アクチュエータ３の
電気的な接続について説明する。図２に示すように、ア
クチュエータ３には、圧電セラミックス層４０ａ，４０
ｃ，４０ｅの電極取り出し部４３と、セラミックス層７
１ｂの電極取り出し部７４とを電気的に接続するための
導電性の金属材料からなる外部負電極５２ａが配置され
るとともに、セラミックス層７１ａ，７１ｃの電極取り
出し部７５ａ，７５ｂ，７５ｃのそれぞれを電気的に接
続するための導電性の金属板からなる外部負電極５２ｂ
が配置され、更に外部負電極５２ａと外部負電極５２ｂ
とが電気的に接続される。従って、セラミックス層７１
ａ，７１ｂ，７１ｃ，４０ａ，４０ｃ，４０ｅの各電極
又はダミー電極は、同じ電位になる。
【００３９】一方、圧電セラミックス層４０ｂ，４０
ｄ，４０ｆのそれぞれの電極取り出し部４５ａ，４５
ａ，４５ａ同士を電気的に接続するための導電性の金属
材料からなる外部正電極５４ａが配置される。同様に、
圧電セラミックス層４０ｂ，４０ｄ，４０ｆのそれぞれ
の電極取り出し部４５ｂ，４５ｂ，４５ｂ同士を電気的
に接続するための導電性の金属材料からなる外部正電極
５４ｂが配置され、圧電セラミックス層４０ｂ，４０
ｄ，４０ｆのそれぞれの電極取り出し部４５ｃ，４５
ｃ，４５ｃ同士を電気的に接続するための導電性の金属
材料からなる外部正電極５４ｃが配置される。なお、こ
れらの外部電極は、活性層３８及び拘束層７０の側面に
金属材料が直接印刷又は塗布されて形成されるが、別途
金属板で電極を形成し当接させて接続するようにしても
よいし、またワイヤをハンダ付けして接続する等種々の
構成が可能である。
ｄ，４０ｆのそれぞれの電極取り出し部４５ａ，４５
ａ，４５ａ同士を電気的に接続するための導電性の金属
材料からなる外部正電極５４ａが配置される。同様に、
圧電セラミックス層４０ｂ，４０ｄ，４０ｆのそれぞれ
の電極取り出し部４５ｂ，４５ｂ，４５ｂ同士を電気的
に接続するための導電性の金属材料からなる外部正電極
５４ｂが配置され、圧電セラミックス層４０ｂ，４０
ｄ，４０ｆのそれぞれの電極取り出し部４５ｃ，４５
ｃ，４５ｃ同士を電気的に接続するための導電性の金属
材料からなる外部正電極５４ｃが配置される。なお、こ
れらの外部電極は、活性層３８及び拘束層７０の側面に
金属材料が直接印刷又は塗布されて形成されるが、別途
金属板で電極を形成し当接させて接続するようにしても
よいし、またワイヤをハンダ付けして接続する等種々の
構成が可能である。
【００４０】ここで、ダミー電極については、拘束層７
０のセラミックス層７１の駆動変形には寄与しないの
で、駆動電圧を印加する必要がない。しかしながら、ダ
ミー電極を電気的に極性を持たない絶縁状態にしておい
ても、活性層３８の最上層の内部負電極層４２との間で
電位差が生じ、静電容量を発生することがある。この電
流は小さいのでセラミックス層７１の駆動変形に寄与す
るものではないが、電力損失をもたらすので、特に電源
に電池を用いた場合に使用時間が短くなるという不利益
がある。そこで、拘束層７０においてダミー電極が活性
層３８に形成された内部負電極層４２に電気的に接続し
ている。そうすれば、拘束層７０のダミー電極と活性層
３８の最上層の内部負電極層４２との間に電位差が生じ
ず、不要な静電容量の発生を防ぐことができるものであ
る。
０のセラミックス層７１の駆動変形には寄与しないの
で、駆動電圧を印加する必要がない。しかしながら、ダ
ミー電極を電気的に極性を持たない絶縁状態にしておい
ても、活性層３８の最上層の内部負電極層４２との間で
電位差が生じ、静電容量を発生することがある。この電
流は小さいのでセラミックス層７１の駆動変形に寄与す
るものではないが、電力損失をもたらすので、特に電源
に電池を用いた場合に使用時間が短くなるという不利益
がある。そこで、拘束層７０においてダミー電極が活性
層３８に形成された内部負電極層４２に電気的に接続し
ている。そうすれば、拘束層７０のダミー電極と活性層
３８の最上層の内部負電極層４２との間に電位差が生じ
ず、不要な静電容量の発生を防ぐことができるものであ
る。
【００４１】上記のように構成されたアクチュエータの
ブロックを１３０℃程度のシリコンオイル等の絶縁オイ
ルが満たされた図示しないオイルバスの中に浸し、その
外部負電極５２と外部正電極５４ａ〜５４ｃとの間に
２．５ｋｖ／ｍｍ程度の電界を印加し、活性層３８の各
圧電セラミックス層４０に分極処理を施す。
ブロックを１３０℃程度のシリコンオイル等の絶縁オイ
ルが満たされた図示しないオイルバスの中に浸し、その
外部負電極５２と外部正電極５４ａ〜５４ｃとの間に
２．５ｋｖ／ｍｍ程度の電界を印加し、活性層３８の各
圧電セラミックス層４０に分極処理を施す。
【００４２】また、図２に示すように外部負電極５２ａ
は、図示しないコードでアースされてグランド電位とさ
れる。また、外部正電極５４ａは、開閉スイッチ６２ａ
を介し駆動電源の正極に図示しないコードで接続され
る。同様に、外部正電極５４ｂは、開閉スイッチ６２ｂ
を介し駆動電源６０の正極に図示しないコードで接続さ
れる。そして外部正電極５４ｃは、開閉スイッチ６２ｃ
を介し駆動電源６０の正極に図示しないコードで接続さ
れる。なお、駆動電源６０の負極はアースされている。
この各スイッチ６２ａ〜６２ｃが図示しないコントロー
ラによって閉じられることにより、駆動電源６０から所
定の圧電活性部４６ａ〜４６ｃに位置する内部負電極層
４２と内部正電極層４４間に駆動電圧が印加されるよう
に構成される。
は、図示しないコードでアースされてグランド電位とさ
れる。また、外部正電極５４ａは、開閉スイッチ６２ａ
を介し駆動電源の正極に図示しないコードで接続され
る。同様に、外部正電極５４ｂは、開閉スイッチ６２ｂ
を介し駆動電源６０の正極に図示しないコードで接続さ
れる。そして外部正電極５４ｃは、開閉スイッチ６２ｃ
を介し駆動電源６０の正極に図示しないコードで接続さ
れる。なお、駆動電源６０の負極はアースされている。
この各スイッチ６２ａ〜６２ｃが図示しないコントロー
ラによって閉じられることにより、駆動電源６０から所
定の圧電活性部４６ａ〜４６ｃに位置する内部負電極層
４２と内部正電極層４４間に駆動電圧が印加されるよう
に構成される。
【００４３】このようにして得られた活性層３８と、拘
束層７０が一体になったブロックと、キャビティ３０を
図５に示すように組み付けることによりヘッド１５が構
成される。
束層７０が一体になったブロックと、キャビティ３０を
図５に示すように組み付けることによりヘッド１５が構
成される。
【００４４】ここで、アクチュエータ３の変形例につい
て説明する。図７は、アクチュエータ３の変形例である
アクチュエータ２０３を示す図である。なお、アクチュ
エータ３と同一の構成の部材については同一の符号を付
し、その説明を省略する。以下の変形例についても同様
である。アクチュエータ２０３は、アクチュエータ３と
同様、活性層２３８、拘束層２７０から形成される。こ
の活性層２３８は、４層の圧電セラミックス層４０から
構成される。また、拘束層２７０は、ダミー負電極７２
を有するセラミックス層７１のみが５層積層されて構成
され、各ダミー負電極７２は、それぞれがアース電極に
アースされている。アクチュエータ３の活性層３８が図
１に示すように、６層の圧電セラミックス層４０から構
成されるのに対して、アクチュエータ２０３の活性層２
３８は４層の圧電セラミックス層４０から構成されるこ
とで異なる。また、アクチュエータ３を構成する拘束層
７０が図４に示すように、グリーンシート５０とグリー
ンシート５１を交互に３層積層して焼成されたものであ
るのに対して、アクチュエータ２０３の拘束層２７０で
は、グリーンシート５１のみを５層積層し焼成されて図
７に示すセラミックス層７１とダミー電極７２とが形成
されることで異なる。アクチュエータ２０３に示すよう
に、活性層２３８や拘束層２７０として積層される圧電
セラミックス層４０，セラミックス層７１の数は、各種
の条件により変更可能である。また、ダミー電極として
配設される電極の焼成時の収縮率が、反りを防止する一
定範囲内にあれば、拘束層７０をグリーンシート５１の
みで構成することも可能である。
て説明する。図７は、アクチュエータ３の変形例である
アクチュエータ２０３を示す図である。なお、アクチュ
エータ３と同一の構成の部材については同一の符号を付
し、その説明を省略する。以下の変形例についても同様
である。アクチュエータ２０３は、アクチュエータ３と
同様、活性層２３８、拘束層２７０から形成される。こ
の活性層２３８は、４層の圧電セラミックス層４０から
構成される。また、拘束層２７０は、ダミー負電極７２
を有するセラミックス層７１のみが５層積層されて構成
され、各ダミー負電極７２は、それぞれがアース電極に
アースされている。アクチュエータ３の活性層３８が図
１に示すように、６層の圧電セラミックス層４０から構
成されるのに対して、アクチュエータ２０３の活性層２
３８は４層の圧電セラミックス層４０から構成されるこ
とで異なる。また、アクチュエータ３を構成する拘束層
７０が図４に示すように、グリーンシート５０とグリー
ンシート５１を交互に３層積層して焼成されたものであ
るのに対して、アクチュエータ２０３の拘束層２７０で
は、グリーンシート５１のみを５層積層し焼成されて図
７に示すセラミックス層７１とダミー電極７２とが形成
されることで異なる。アクチュエータ２０３に示すよう
に、活性層２３８や拘束層２７０として積層される圧電
セラミックス層４０，セラミックス層７１の数は、各種
の条件により変更可能である。また、ダミー電極として
配設される電極の焼成時の収縮率が、反りを防止する一
定範囲内にあれば、拘束層７０をグリーンシート５１の
みで構成することも可能である。
【００４５】次に、アクチュエータ３の別の変形例につ
いて説明する。図８は、アクチュエータ３の別の変形例
であるアクチュエータ３０３を示す図である。アクチュ
エータ３０３は、アクチュエータ２０３と同様活性層３
３８が４層の圧電セラミックス層４０から構成される。
また、拘束層３７０は、ダミー正電極７３ａ，７３ｂ，
７３ｃを備えたグリーンシート５０のみが５層積層され
焼成されて構成され、それぞれがアース電極にアースさ
れている。前述のアクチュエータ２０３と同様、ダミー
正電極の焼成時の収縮率が、反りを防止する一定範囲内
にあれば、拘束層３７０をグリーンシート５０のみを用
いて構成することも可能である。
いて説明する。図８は、アクチュエータ３の別の変形例
であるアクチュエータ３０３を示す図である。アクチュ
エータ３０３は、アクチュエータ２０３と同様活性層３
３８が４層の圧電セラミックス層４０から構成される。
また、拘束層３７０は、ダミー正電極７３ａ，７３ｂ，
７３ｃを備えたグリーンシート５０のみが５層積層され
焼成されて構成され、それぞれがアース電極にアースさ
れている。前述のアクチュエータ２０３と同様、ダミー
正電極の焼成時の収縮率が、反りを防止する一定範囲内
にあれば、拘束層３７０をグリーンシート５０のみを用
いて構成することも可能である。
【００４６】アクチュエータ３のさらに別の変形例につ
いて説明する。図９は、アクチュエータ３のさらに別の
変形例であるアクチュエータ４０３を示す図である。ア
クチュエータ４０３は、アクチュエータ３と同様に、活
性層４３８と拘束層４７０を備えるが、活性層４３８が
アクチュエータ２０３，３０３と同じように４層の圧電
セラミックス層４０から構成されることがアクチュエー
タ３と異なる。また、アクチュエータ３を構成する拘束
層７０が図４に示すように、グリーンシート５０とグリ
ーンシート５１を交互に３層積層し焼成したものである
のに対して、アクチュエータ４０３の拘束層４７０は、
グリーンシート５０と５１を４層積層し、その下部に、
電極を備えてないグリーンシート（圧電セラミックス層
４７１を構成する）を積層し焼成したことで異なる。つ
まり、活性層４３８及び拘束層４７０全体で積層方向で
ある上下方向が対称の構成であれば、ダミー電極を備え
ない圧電セラミックス４７１により拘束層４７０を構成
しても、収縮率の差から焼成時に反りを生じることがな
い。
いて説明する。図９は、アクチュエータ３のさらに別の
変形例であるアクチュエータ４０３を示す図である。ア
クチュエータ４０３は、アクチュエータ３と同様に、活
性層４３８と拘束層４７０を備えるが、活性層４３８が
アクチュエータ２０３，３０３と同じように４層の圧電
セラミックス層４０から構成されることがアクチュエー
タ３と異なる。また、アクチュエータ３を構成する拘束
層７０が図４に示すように、グリーンシート５０とグリ
ーンシート５１を交互に３層積層し焼成したものである
のに対して、アクチュエータ４０３の拘束層４７０は、
グリーンシート５０と５１を４層積層し、その下部に、
電極を備えてないグリーンシート（圧電セラミックス層
４７１を構成する）を積層し焼成したことで異なる。つ
まり、活性層４３８及び拘束層４７０全体で積層方向で
ある上下方向が対称の構成であれば、ダミー電極を備え
ない圧電セラミックス４７１により拘束層４７０を構成
しても、収縮率の差から焼成時に反りを生じることがな
い。
【００４７】さらに、図９に示すように圧電セラミック
ス層４７１の厚さが、他の圧電セラミックス層４０，セ
ラミックス層７１と異なるものであっても、活性層４３
８及び拘束層４７０全体で積層方向である上下方向が対
称の構成であれば、収縮率の差から焼成時に反りを生じ
ることがない。
ス層４７１の厚さが、他の圧電セラミックス層４０，セ
ラミックス層７１と異なるものであっても、活性層４３
８及び拘束層４７０全体で積層方向である上下方向が対
称の構成であれば、収縮率の差から焼成時に反りを生じ
ることがない。
【００４８】以上のように構成された圧電式インクジェ
ットプリンタヘッド１５のアクチュエータ３の動作につ
いて図１及び図２を参照して説明する。
ットプリンタヘッド１５のアクチュエータ３の動作につ
いて図１及び図２を参照して説明する。
【００４９】所定の印字データに従って、コントローラ
が任意のスイッチ、例えば開閉スイッチ６２ａを閉じる
と、圧電活性部４６ａの範囲にある内部負電極層４２と
内部正電極層４４ａとの間に電圧が印加され、それらの
範囲に位置する圧電セラミックス層４０に電界が生じ、
電歪効果により圧電活性部４６ａにある内部正電極層４
４ａの周囲が、図１の上下方向に伸長しようとする力が
生じる。このとき、拘束層７０のセラミックス層７１
ａ，７１ｂ，７１ｃには電界が生じないので、伸縮する
ことがない。そのため、活性層３８において上下方向に
伸長しようとする力は、主に下方に向かって活性層３８
を変形させる。そして、図２の矢印に示すように活性層
３８がインクチャンネル３２ａの容積を減少させる。そ
して、インクチャンネル３２ａ内のインクはオリフィス
３７ａから液滴３９となって噴射される。つまり、本実
施の形態のアクチュエータ３は、インクジェットプリン
タ１の圧電式インクジェットプリンタヘッド１５の圧電
アクチュエータとして機能するものである。なお、開閉
スイッチ６２ａが開いて電圧の印加が遮断され圧電活性
部４６ａが元の位置まで戻されると、その時インクチャ
ンネル３２ａの容積増加に伴って図示しない弁を経て図
６に示すインク供給装置１６からインクが補充される。
が任意のスイッチ、例えば開閉スイッチ６２ａを閉じる
と、圧電活性部４６ａの範囲にある内部負電極層４２と
内部正電極層４４ａとの間に電圧が印加され、それらの
範囲に位置する圧電セラミックス層４０に電界が生じ、
電歪効果により圧電活性部４６ａにある内部正電極層４
４ａの周囲が、図１の上下方向に伸長しようとする力が
生じる。このとき、拘束層７０のセラミックス層７１
ａ，７１ｂ，７１ｃには電界が生じないので、伸縮する
ことがない。そのため、活性層３８において上下方向に
伸長しようとする力は、主に下方に向かって活性層３８
を変形させる。そして、図２の矢印に示すように活性層
３８がインクチャンネル３２ａの容積を減少させる。そ
して、インクチャンネル３２ａ内のインクはオリフィス
３７ａから液滴３９となって噴射される。つまり、本実
施の形態のアクチュエータ３は、インクジェットプリン
タ１の圧電式インクジェットプリンタヘッド１５の圧電
アクチュエータとして機能するものである。なお、開閉
スイッチ６２ａが開いて電圧の印加が遮断され圧電活性
部４６ａが元の位置まで戻されると、その時インクチャ
ンネル３２ａの容積増加に伴って図示しない弁を経て図
６に示すインク供給装置１６からインクが補充される。
【００５０】この活性層３８の内部正電極層４４ａ近傍
における変形は、もし拘束層７０がなかったとしたら、
活性層３８の上下を等しく変形させる。一方、本実施の
形態のアクチュエータ３のように拘束層７０が設けられ
ている場合は、この高い剛性をもった拘束層７０が活性
層３８と一体に焼成されており、且つ開閉スイッチ６２
ａを閉じた場合でも電界が生じないため変形しないの
で、活性層３８において生じた変形は、主に拘束層７０
の反対側である活性層３８の下部側、つまりインクチャ
ンネル３２ａ側を変形させる。従って、内部正電極層４
４ａの近傍において生じた変形量が同じであれば、拘束
層７０を有さない構造に比較して、拘束層７０を備えた
アクチュエータ３の方がインクチャンネル３２ａ側の変
形を大きくすることができる。そのため、インクチャン
ネル３２ａの容量をより減少させてインクの噴射量を多
くすることができる。つまり、同じ電圧を印加しても、
拘束層７０を備えたことで、インクの噴射量を多くでき
る。言い換えれば、所定量のインクを噴射させたい場
合、印加する電圧を小さくできるので小電力化を図るこ
とができる。
における変形は、もし拘束層７０がなかったとしたら、
活性層３８の上下を等しく変形させる。一方、本実施の
形態のアクチュエータ３のように拘束層７０が設けられ
ている場合は、この高い剛性をもった拘束層７０が活性
層３８と一体に焼成されており、且つ開閉スイッチ６２
ａを閉じた場合でも電界が生じないため変形しないの
で、活性層３８において生じた変形は、主に拘束層７０
の反対側である活性層３８の下部側、つまりインクチャ
ンネル３２ａ側を変形させる。従って、内部正電極層４
４ａの近傍において生じた変形量が同じであれば、拘束
層７０を有さない構造に比較して、拘束層７０を備えた
アクチュエータ３の方がインクチャンネル３２ａ側の変
形を大きくすることができる。そのため、インクチャン
ネル３２ａの容量をより減少させてインクの噴射量を多
くすることができる。つまり、同じ電圧を印加しても、
拘束層７０を備えたことで、インクの噴射量を多くでき
る。言い換えれば、所定量のインクを噴射させたい場
合、印加する電圧を小さくできるので小電力化を図るこ
とができる。
【００５１】ここで、図３は、アクチュエータ３の拘束
層７０の構成枚数を変化させた時の駆動すべきインクチ
ャンネル３２である駆動チャンネル（グラフにおいて駆
動Ｃｈと表記する。）と、この駆動チャンネルに隣接す
るインクチャンネル３２である隣接チャンネル（グラフ
において隣接Ｃｈと表記する。）の各インクチャンネル
における断面積変化を示す図である。ここで断面積変化
とは、活性層３８が、インクチャンネル３２に突出し
て、インクチャンネル３２の断面積が減少又は増加する
量を示したものである。このときの駆動電圧は２６Ｖで
ある。まず、結果を示すと、拘束層数が０即ち拘束層７
０が無しの場合は駆動Ｃｈが３．９１０（×１０−６ｍ
ｍ２）で、隣接チャンネルが０．９００（×１０−６ｍ
ｍ２）であった。以下同様に駆動チャンネル／隣接チャ
ンネルの順で拘束層数による断面積変化を単位を省略し
ていうと、１枚の場合は、３．５８８／０．５１２、２
枚の場合は、３．６０３／０．３９１、３枚の場合は、
３．６９３／０．３９４、４枚の場合は３．７８４／
０．４４１、５枚の場合は、３．８５９／０．４９６、
６枚の場合は、３．９１６／０．５４４であった。
層７０の構成枚数を変化させた時の駆動すべきインクチ
ャンネル３２である駆動チャンネル（グラフにおいて駆
動Ｃｈと表記する。）と、この駆動チャンネルに隣接す
るインクチャンネル３２である隣接チャンネル（グラフ
において隣接Ｃｈと表記する。）の各インクチャンネル
における断面積変化を示す図である。ここで断面積変化
とは、活性層３８が、インクチャンネル３２に突出し
て、インクチャンネル３２の断面積が減少又は増加する
量を示したものである。このときの駆動電圧は２６Ｖで
ある。まず、結果を示すと、拘束層数が０即ち拘束層７
０が無しの場合は駆動Ｃｈが３．９１０（×１０−６ｍ
ｍ２）で、隣接チャンネルが０．９００（×１０−６ｍ
ｍ２）であった。以下同様に駆動チャンネル／隣接チャ
ンネルの順で拘束層数による断面積変化を単位を省略し
ていうと、１枚の場合は、３．５８８／０．５１２、２
枚の場合は、３．６０３／０．３９１、３枚の場合は、
３．６９３／０．３９４、４枚の場合は３．７８４／
０．４４１、５枚の場合は、３．８５９／０．４９６、
６枚の場合は、３．９１６／０．５４４であった。
【００５２】この結果を図３に示すグラフで見ると、拘
束層７０がない場合は、３．９１０（×１０−６ｍ
ｍ２）と駆動チャンネルの断面積の減少が大きいといえ
るが、隣接チャンネルの断面積変化が０．９００（×１
０−６ｍｍ２）と大きいため、いわゆるクロストークが
発生してＳ／Ｎ比が悪化し印字品質が低下するおそれが
あり、好ましくない。これは、活性層３８自体の剛性が
低いため駆動チャンネルの断面積の減少も大きいが、駆
動チャンネルの活性層３８自体が横方向にも変形するた
め、活性層３８自体の平面性も損なわれ、隣接チャンネ
ル側の活性層３８が上方に変形し且つ隣接チャンネルと
の間の壁面が駆動チャンネル側に変形することにより、
隣接チャンネルの断面積が増加するためである。
束層７０がない場合は、３．９１０（×１０−６ｍ
ｍ２）と駆動チャンネルの断面積の減少が大きいといえ
るが、隣接チャンネルの断面積変化が０．９００（×１
０−６ｍｍ２）と大きいため、いわゆるクロストークが
発生してＳ／Ｎ比が悪化し印字品質が低下するおそれが
あり、好ましくない。これは、活性層３８自体の剛性が
低いため駆動チャンネルの断面積の減少も大きいが、駆
動チャンネルの活性層３８自体が横方向にも変形するた
め、活性層３８自体の平面性も損なわれ、隣接チャンネ
ル側の活性層３８が上方に変形し且つ隣接チャンネルと
の間の壁面が駆動チャンネル側に変形することにより、
隣接チャンネルの断面積が増加するためである。
【００５３】拘束層数が１枚の場合は、駆動チャンネル
の活性層３８の変形が拘束され駆動チャンネルの断面積
変化は３．５８８（×１０−６ｍｍ２）と一旦減少し、
これに対して隣接チャンネルの断面積変化も０．５１２
（×１０−６ｍｍ２）と減少する。しかしアクチュエー
タ３としての剛性が低いため、まだ隣接チャンネルの変
形が大きく、Ｓ／Ｎ比はまだ比較的大きい。そして、拘
束層数が２になると、拘束層７０の剛性も高まるため拘
束層７０側の変形が小さくなって、アクチュエータ３と
しての剛性が高まり、隣接チャンネルの変形が０．３９
１（×１０−６ｍｍ２）と最小になるとともに、活性層
３８の変形が効率よく伝わり駆動チャンネルの断面積変
化は３．６０３（×１０−６ｍｍ２）と上昇する。ここ
では、隣接チャンネルの断面積変化が十分小さくなって
いることと、駆動チャンネルの断面積変化が大きくなっ
ていることから、Ｓ／Ｎ比が向上して印字品質が向上し
ている。
の活性層３８の変形が拘束され駆動チャンネルの断面積
変化は３．５８８（×１０−６ｍｍ２）と一旦減少し、
これに対して隣接チャンネルの断面積変化も０．５１２
（×１０−６ｍｍ２）と減少する。しかしアクチュエー
タ３としての剛性が低いため、まだ隣接チャンネルの変
形が大きく、Ｓ／Ｎ比はまだ比較的大きい。そして、拘
束層数が２になると、拘束層７０の剛性も高まるため拘
束層７０側の変形が小さくなって、アクチュエータ３と
しての剛性が高まり、隣接チャンネルの変形が０．３９
１（×１０−６ｍｍ２）と最小になるとともに、活性層
３８の変形が効率よく伝わり駆動チャンネルの断面積変
化は３．６０３（×１０−６ｍｍ２）と上昇する。ここ
では、隣接チャンネルの断面積変化が十分小さくなって
いることと、駆動チャンネルの断面積変化が大きくなっ
ていることから、Ｓ／Ｎ比が向上して印字品質が向上し
ている。
【００５４】拘束層数が３枚以上になると、さらに内部
正電極層４４近傍の変形が効率よくインクチャンネル３
２側に伝わるとともに、隣接チャンネルの断面積変化も
大きくならないため、適切なＳ／Ｎ比が維持される。
正電極層４４近傍の変形が効率よくインクチャンネル３
２側に伝わるとともに、隣接チャンネルの断面積変化も
大きくならないため、適切なＳ／Ｎ比が維持される。
【００５５】この結果から、本実施の形態のアクチュエ
ータ３においては、適切なＳ／Ｎ比が得られ、且つ構造
が簡単になる拘束層数としては、３が最も適当であると
いう結論になった。もちろん、活性層３８の枚数や厚
さ、材料、駆動電圧、インクチャンネル３２の容量、イ
ンクの噴射量等条件が異なれば、最適な拘束層７０の条
件も異なってくるのはもちろんであるが、最適な拘束層
７０の条件としては、不規則な変形が生じることによ
り、隣接チャンネルに無用な変形を生じさせない程度の
剛性をアクチュエータ３に与えることと、活性層３８の
内部正電極層４４近傍の変形を効率的にインクチャンネ
ル３２側に伝えるための剛性を備えることにある。
ータ３においては、適切なＳ／Ｎ比が得られ、且つ構造
が簡単になる拘束層数としては、３が最も適当であると
いう結論になった。もちろん、活性層３８の枚数や厚
さ、材料、駆動電圧、インクチャンネル３２の容量、イ
ンクの噴射量等条件が異なれば、最適な拘束層７０の条
件も異なってくるのはもちろんであるが、最適な拘束層
７０の条件としては、不規則な変形が生じることによ
り、隣接チャンネルに無用な変形を生じさせない程度の
剛性をアクチュエータ３に与えることと、活性層３８の
内部正電極層４４近傍の変形を効率的にインクチャンネ
ル３２側に伝えるための剛性を備えることにある。
【００５６】本実施の形態のアクチュエータ３は、活性
層３８の駆動変形を、インクチャンネル３２と反対側に
一体に形成され活性層３８を規制する拘束層７０とを備
えるため、活性層３８の変形を効率的にインクチャンネ
ル３２の容積変化に用いることができるという効果があ
る。そのため、インクの噴射性能を良好にしつつ消費電
力を小さくすることができるとともに、積層面と平行な
方向の変形を防止して隣接するインクチャンネル３２の
容積変化を抑えクロストークを防止することができると
いう効果を奏する。さらに、活性層３８と拘束層７０と
は一体に焼成されて形成されるので、別途変形拘束部材
を接着剤等により貼着する場合に比べて工数が減って製
造工程が簡略化され、製造コストを低減させることがで
きるとともに、その強度を高めることができるという効
果もある。
層３８の駆動変形を、インクチャンネル３２と反対側に
一体に形成され活性層３８を規制する拘束層７０とを備
えるため、活性層３８の変形を効率的にインクチャンネ
ル３２の容積変化に用いることができるという効果があ
る。そのため、インクの噴射性能を良好にしつつ消費電
力を小さくすることができるとともに、積層面と平行な
方向の変形を防止して隣接するインクチャンネル３２の
容積変化を抑えクロストークを防止することができると
いう効果を奏する。さらに、活性層３８と拘束層７０と
は一体に焼成されて形成されるので、別途変形拘束部材
を接着剤等により貼着する場合に比べて工数が減って製
造工程が簡略化され、製造コストを低減させることがで
きるとともに、その強度を高めることができるという効
果もある。
【００５７】また、アクチュエータ３は、拘束層７０が
活性層３８と同じ圧電セラミックス材料から構成されて
いるので、活性層３８を構成するグリーンシート５０，
５１をそのまま拘束層７０に流用でき、製造を簡略化し
製造コストを低減することができるという効果がある。
さらに、同一の材料であれば一体に焼成した場合の馴染
みがよく、且つ歪み等が生じにくく、高い精度を実現で
きるという効果がある。
活性層３８と同じ圧電セラミックス材料から構成されて
いるので、活性層３８を構成するグリーンシート５０，
５１をそのまま拘束層７０に流用でき、製造を簡略化し
製造コストを低減することができるという効果がある。
さらに、同一の材料であれば一体に焼成した場合の馴染
みがよく、且つ歪み等が生じにくく、高い精度を実現で
きるという効果がある。
【００５８】さらにアクチュエータ３では、拘束層７０
に、駆動変形に寄与しないダミー電極が形成されている
ため、活性層３８と拘束層７０とを一体に焼成する場合
に、活性層３８と拘束層７０とを積層した厚み方向にお
ける収縮率の差が均一化され、活性層３８と拘束層７０
の収縮率の差から生じる反りやうねりを防止して高い平
面性を維持することができるという効果がある。そのた
め、キャビティ３０に対しても密着して接着でき高い精
度を達成できるという効果を奏する。
に、駆動変形に寄与しないダミー電極が形成されている
ため、活性層３８と拘束層７０とを一体に焼成する場合
に、活性層３８と拘束層７０とを積層した厚み方向にお
ける収縮率の差が均一化され、活性層３８と拘束層７０
の収縮率の差から生じる反りやうねりを防止して高い平
面性を維持することができるという効果がある。そのた
め、キャビティ３０に対しても密着して接着でき高い精
度を達成できるという効果を奏する。
【００５９】特にアクチュエータ３では、電極及びダミ
ー電極が、活性層３８と拘束層７０とにおいて、積層さ
れる厚み方向に略対称に構成されているため、活性層３
８と拘束層７０とを一体に焼成する場合に、活性層３８
と拘束層７０とを積層した厚み方向における収縮率の差
が略同一になり、活性層３８と拘束層７０の収縮率の差
から生じる反りやうねりを防止してさらに高い平面性を
維持することができるという効果がある。
ー電極が、活性層３８と拘束層７０とにおいて、積層さ
れる厚み方向に略対称に構成されているため、活性層３
８と拘束層７０とを一体に焼成する場合に、活性層３８
と拘束層７０とを積層した厚み方向における収縮率の差
が略同一になり、活性層３８と拘束層７０の収縮率の差
から生じる反りやうねりを防止してさらに高い平面性を
維持することができるという効果がある。
【００６０】そして、アクチュエータ３は、拘束層７０
に形成されたダミー電極が活性層３８の電極に電気的に
接続されているため、誘電体であるセラミックス等を介
して活性層３８に設けられた電極と対面するように設け
られた拘束層７０のダミー電極との間において、活性層
３８の電極との間で電位差が解消でき、静電容量を生じ
させることがないという効果がある。従って、無駄な電
力を消費することもないという効果を奏する。
に形成されたダミー電極が活性層３８の電極に電気的に
接続されているため、誘電体であるセラミックス等を介
して活性層３８に設けられた電極と対面するように設け
られた拘束層７０のダミー電極との間において、活性層
３８の電極との間で電位差が解消でき、静電容量を生じ
させることがないという効果がある。従って、無駄な電
力を消費することもないという効果を奏する。
【００６１】なお、本実施の形態に示すアクチュエータ
３の製造方法によれば、インクチャンネル３２と反対側
に活性層３８を規制する拘束層７０とを焼成により形成
するので、活性層３８の変形を効率的にインクチャンネ
ル３２の容積変化に用いることができ、インクの噴射性
能を良好にしつつ消費電力を小さくすることができると
ともに、積層面と平行な方向の変形を防止して隣接する
インクチャンネル３２の容積変化を抑えクロストークを
防止することができるという効果がある。特に、活性層
３８と拘束層７０とを一体に焼成して形成するので、別
途変形拘束部材を接着剤等により貼着する場合に比べて
工数が減るため製造工程を簡略化でき、製造コストを低
減させることができるとともに、その強度を高めること
ができるという効果もある。
３の製造方法によれば、インクチャンネル３２と反対側
に活性層３８を規制する拘束層７０とを焼成により形成
するので、活性層３８の変形を効率的にインクチャンネ
ル３２の容積変化に用いることができ、インクの噴射性
能を良好にしつつ消費電力を小さくすることができると
ともに、積層面と平行な方向の変形を防止して隣接する
インクチャンネル３２の容積変化を抑えクロストークを
防止することができるという効果がある。特に、活性層
３８と拘束層７０とを一体に焼成して形成するので、別
途変形拘束部材を接着剤等により貼着する場合に比べて
工数が減るため製造工程を簡略化でき、製造コストを低
減させることができるとともに、その強度を高めること
ができるという効果もある。
【００６２】次に、アクチュエータ３の変形例を図１０
を参照して説明する。図１０は、アクチュエータ３の変
形例であるアクチュエータ５０３を示す図である。な
お、アクチュエータ３と同一の構成の部材については同
一の符号を付し、その説明を省略する。以下の変形例に
ついても同様である。アクチュエータ５０３は、アクチ
ュエータ３と同様、活性層４３８、拘束層５７０、キャ
ビティ３０から形成される。この活性層４３８は、６層
の圧電セラミックス層４０から構成される。また、拘束
層５７０は、ダミー負電極７２が上面に形成されたセラ
ミックス層７１が２層積層され、その上にダミー負電極
７２が形成されていないセラミックス層７１が２層積層
されて形成されている。このアクチュエータ５０３は、
拘束層５７０の上側２層をダミー負電極７２が形成され
ていないセラミックス層７１により構成しているので、
ダミー負電極７２を設けたことによる圧電アクチュエー
タの反りを防止することができる。また、内部負電極層
４２に隣接して、電極層のないセラミックス層が大きな
体積で存在すると、焼成時に内部負電極層４２が拡散し
てしまうが、拘束層５７０の下側２層には、ダミー負電
極７２が上面に形成されたセラミックス層７１を用いて
いるので、焼成時に内部負電極層４２が拡散することを
防止できる。
を参照して説明する。図１０は、アクチュエータ３の変
形例であるアクチュエータ５０３を示す図である。な
お、アクチュエータ３と同一の構成の部材については同
一の符号を付し、その説明を省略する。以下の変形例に
ついても同様である。アクチュエータ５０３は、アクチ
ュエータ３と同様、活性層４３８、拘束層５７０、キャ
ビティ３０から形成される。この活性層４３８は、６層
の圧電セラミックス層４０から構成される。また、拘束
層５７０は、ダミー負電極７２が上面に形成されたセラ
ミックス層７１が２層積層され、その上にダミー負電極
７２が形成されていないセラミックス層７１が２層積層
されて形成されている。このアクチュエータ５０３は、
拘束層５７０の上側２層をダミー負電極７２が形成され
ていないセラミックス層７１により構成しているので、
ダミー負電極７２を設けたことによる圧電アクチュエー
タの反りを防止することができる。また、内部負電極層
４２に隣接して、電極層のないセラミックス層が大きな
体積で存在すると、焼成時に内部負電極層４２が拡散し
てしまうが、拘束層５７０の下側２層には、ダミー負電
極７２が上面に形成されたセラミックス層７１を用いて
いるので、焼成時に内部負電極層４２が拡散することを
防止できる。
【００６３】以上、一の実施の形態に基づき本発明を説
明したが、本発明は上述した実施の形態に何ら限定され
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々
の改良をし変更をすることが可能であることは容易に推
察できるものである。
明したが、本発明は上述した実施の形態に何ら限定され
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々
の改良をし変更をすることが可能であることは容易に推
察できるものである。
【００６４】
【発明の効果】上記説明より明らかなように、請求項１
に係る発明の圧電式インクジェットプリンタヘッドの圧
電アクチュエータによれば、活性層の駆動変形を、活性
層のインク室とは反対側に一体に形成され活性層を規制
する拘束層とを備えるため、活性層の変形を効率的にイ
ンク室の容積変化に用いることができるという効果があ
る。そのため、インクの噴射性能を良好にしつつ消費電
力を小さくすることができるとともに、積層面と平行な
方向の変形を防止して隣接するインク室の容積変化を抑
えクロストークを防止することができるという効果を奏
する。さらに、活性層と拘束層とは一体に焼成されて形
成されるので、別途変形拘束部材を接着剤等により貼着
する場合に比べて工数が減って製造工程が簡略化され、
製造コストを低減させることができるとともに、その強
度を高めることができるという効果もある。
に係る発明の圧電式インクジェットプリンタヘッドの圧
電アクチュエータによれば、活性層の駆動変形を、活性
層のインク室とは反対側に一体に形成され活性層を規制
する拘束層とを備えるため、活性層の変形を効率的にイ
ンク室の容積変化に用いることができるという効果があ
る。そのため、インクの噴射性能を良好にしつつ消費電
力を小さくすることができるとともに、積層面と平行な
方向の変形を防止して隣接するインク室の容積変化を抑
えクロストークを防止することができるという効果を奏
する。さらに、活性層と拘束層とは一体に焼成されて形
成されるので、別途変形拘束部材を接着剤等により貼着
する場合に比べて工数が減って製造工程が簡略化され、
製造コストを低減させることができるとともに、その強
度を高めることができるという効果もある。
【００６５】また、請求項２に係る発明の圧電式インク
ジェットプリンタヘッドの圧電アクチュエータによれ
ば、請求項１に記載の圧電式インクジェットプリンタヘ
ッドの圧電アクチュエータの効果に加え、拘束層が活性
層と同じ材料から構成されているので、活性層を構成す
る部材をそのまま拘束層を構成する部材に流用でき、製
造を簡略化し製造コストを低減することができるという
効果がある。さらに、同一の材料であれば一体に焼成し
た場合の馴染みがよく、且つ歪み等が生じにくく、高い
精度を実現できるという効果がある。
ジェットプリンタヘッドの圧電アクチュエータによれ
ば、請求項１に記載の圧電式インクジェットプリンタヘ
ッドの圧電アクチュエータの効果に加え、拘束層が活性
層と同じ材料から構成されているので、活性層を構成す
る部材をそのまま拘束層を構成する部材に流用でき、製
造を簡略化し製造コストを低減することができるという
効果がある。さらに、同一の材料であれば一体に焼成し
た場合の馴染みがよく、且つ歪み等が生じにくく、高い
精度を実現できるという効果がある。
【００６６】請求項３に係る発明の圧電式インクジェッ
トプリンタヘッドの圧電アクチュエータによれば、請求
項１又は請求項２に記載の圧電式インクジェットプリン
タヘッドの圧電アクチュエータの効果に加え、拘束層
に、駆動変形に寄与しないダミー電極が形成されている
ため、活性層と拘束層とを一体に焼成する場合に、活性
層と拘束層とを積層した厚み方向における収縮率の差が
均一化され、活性層と拘束層の収縮率の差から生じる反
りやうねりを防止して高い平面性を維持することができ
るという効果がある。そのため、キャビティに対しても
密着して接着でき高い精度を達成できるという効果を奏
する。
トプリンタヘッドの圧電アクチュエータによれば、請求
項１又は請求項２に記載の圧電式インクジェットプリン
タヘッドの圧電アクチュエータの効果に加え、拘束層
に、駆動変形に寄与しないダミー電極が形成されている
ため、活性層と拘束層とを一体に焼成する場合に、活性
層と拘束層とを積層した厚み方向における収縮率の差が
均一化され、活性層と拘束層の収縮率の差から生じる反
りやうねりを防止して高い平面性を維持することができ
るという効果がある。そのため、キャビティに対しても
密着して接着でき高い精度を達成できるという効果を奏
する。
【００６７】また、請求項４に係る発明の圧電式インク
ジェットプリンタヘッドの圧電アクチュエータによれ
ば、請求項３に記載の圧電式インクジェットプリンタヘ
ッドの圧電アクチュエータの効果に加え、拘束層に形成
されたダミー電極が活性層の電極に電気的に接続されて
いるため、誘電体であるセラミックス等を介して活性層
に設けられた電極と対面するように設けられた拘束層の
ダミー電極との間において、活性層の電極との間で電位
差が解消でき、静電容量を生じさせることがないという
効果がある。従って、無駄な電力を消費することもない
という効果を奏する。
ジェットプリンタヘッドの圧電アクチュエータによれ
ば、請求項３に記載の圧電式インクジェットプリンタヘ
ッドの圧電アクチュエータの効果に加え、拘束層に形成
されたダミー電極が活性層の電極に電気的に接続されて
いるため、誘電体であるセラミックス等を介して活性層
に設けられた電極と対面するように設けられた拘束層の
ダミー電極との間において、活性層の電極との間で電位
差が解消でき、静電容量を生じさせることがないという
効果がある。従って、無駄な電力を消費することもない
という効果を奏する。
【００６８】請求項５に係る発明の圧電式インクジェッ
トプリンタヘッドの圧電アクチュエータによれば、請求
項３又は請求項４に記載の圧電式インクジェットプリン
タヘッドの圧電アクチュエータの効果に加え、電極及び
ダミー電極が、活性層と拘束層とにおいて、積層される
厚み方向に略対称に構成されているため、活性層及び拘
束層全体を一体に焼成する場合に、活性層と拘束層とを
積層した厚み方向における収縮率の差が略同一になり、
活性層と拘束層の収縮率の差から生じる反りやうねりを
防止してさらに高い平面性を維持することができるとい
う効果がある。そのため、キャビティに対しても密着し
て接着でき高い精度を達成できるという効果を奏する。
トプリンタヘッドの圧電アクチュエータによれば、請求
項３又は請求項４に記載の圧電式インクジェットプリン
タヘッドの圧電アクチュエータの効果に加え、電極及び
ダミー電極が、活性層と拘束層とにおいて、積層される
厚み方向に略対称に構成されているため、活性層及び拘
束層全体を一体に焼成する場合に、活性層と拘束層とを
積層した厚み方向における収縮率の差が略同一になり、
活性層と拘束層の収縮率の差から生じる反りやうねりを
防止してさらに高い平面性を維持することができるとい
う効果がある。そのため、キャビティに対しても密着し
て接着でき高い精度を達成できるという効果を奏する。
【００６９】請求項６に係る発明の圧電式インクジェッ
トプリンタヘッドの圧電アクチュエータの製造方法によ
れば、インク室とは反対側に活性層を規制する拘束層と
を焼成により形成するので、活性層の変形を効率的にイ
ンク室の容積変化に用いることができ、インクの噴射性
能を良好にしつつ消費電力を小さくすることができると
ともに、積層面と平行な方向の変形を防止して隣接する
インク室の容積変化を抑えクロストークを防止すること
ができるという効果がある。特に、活性層と拘束層とを
一体に焼成して形成するので、別途変形拘束部材を接着
剤等により貼着する場合に比べて工数が減るため製造工
程を簡略化でき、製造コストを低減させることができる
とともに、その強度を高めることができるという効果も
ある。
トプリンタヘッドの圧電アクチュエータの製造方法によ
れば、インク室とは反対側に活性層を規制する拘束層と
を焼成により形成するので、活性層の変形を効率的にイ
ンク室の容積変化に用いることができ、インクの噴射性
能を良好にしつつ消費電力を小さくすることができると
ともに、積層面と平行な方向の変形を防止して隣接する
インク室の容積変化を抑えクロストークを防止すること
ができるという効果がある。特に、活性層と拘束層とを
一体に焼成して形成するので、別途変形拘束部材を接着
剤等により貼着する場合に比べて工数が減るため製造工
程を簡略化でき、製造コストを低減させることができる
とともに、その強度を高めることができるという効果も
ある。
【００７０】請求項７に係る発明の圧電式インクジェッ
トプリンタヘッドの圧電アクチュエータでは、請求項１
又は請求項２に記載の圧電式インクジェットプリンタヘ
ッドの圧電アクチュエータの効果に加え、拘束層に、駆
動変形に寄与しないダミー電極が形成された層と当該ダ
ミー電極が形成されていない層とが形成されているた
め、活性層と拘束層とを一体に焼成する場合に、活性層
と拘束層とを積層した厚み方向における収縮率の差がバ
ランス良く均一化され、活性層と拘束層の収縮率の差か
ら生じる反りやうねりを防止して高い平面性を維持する
ことができる。
トプリンタヘッドの圧電アクチュエータでは、請求項１
又は請求項２に記載の圧電式インクジェットプリンタヘ
ッドの圧電アクチュエータの効果に加え、拘束層に、駆
動変形に寄与しないダミー電極が形成された層と当該ダ
ミー電極が形成されていない層とが形成されているた
め、活性層と拘束層とを一体に焼成する場合に、活性層
と拘束層とを積層した厚み方向における収縮率の差がバ
ランス良く均一化され、活性層と拘束層の収縮率の差か
ら生じる反りやうねりを防止して高い平面性を維持する
ことができる。
【００７１】請求項８に係る発明の圧電式インクジェッ
トプリンタヘッドの圧電アクチュエータでは、請求項７
に記載の圧電式インクジェットプリンタヘッドの圧電ア
クチュエータの効果に加え、拘束層に、駆動変形に寄与
しないダミー電極が形成された層の上に当該ダミー電極
が形成されていない層が積層されて構成されているた
め、活性層と拘束層とを一体に焼成する際に、活性層上
の電極パターンが拡散してしまうのをダミー電極によっ
て抑えることができるとともに、収縮率の差がバランス
良く均一化され反りを防止して高い平面性を維持するこ
とができる。
トプリンタヘッドの圧電アクチュエータでは、請求項７
に記載の圧電式インクジェットプリンタヘッドの圧電ア
クチュエータの効果に加え、拘束層に、駆動変形に寄与
しないダミー電極が形成された層の上に当該ダミー電極
が形成されていない層が積層されて構成されているた
め、活性層と拘束層とを一体に焼成する際に、活性層上
の電極パターンが拡散してしまうのをダミー電極によっ
て抑えることができるとともに、収縮率の差がバランス
良く均一化され反りを防止して高い平面性を維持するこ
とができる。
【図１】圧電式インクジェットプリンタヘッド１５の要
部断面図である。
部断面図である。
【図２】アクチュエータ３の電気的な接続を示す模式図
である。
である。
【図３】アクチュエータ３の拘束層７０の構成枚数を変
化させた時の駆動すべきインクチャンネル３２である駆
動チャンネルと、この駆動チャンネルに隣接するインク
チャンネル３２である隣接チャンネルの各インクチャン
ネルにおける断面積変化を示す図である。
化させた時の駆動すべきインクチャンネル３２である駆
動チャンネルと、この駆動チャンネルに隣接するインク
チャンネル３２である隣接チャンネルの各インクチャン
ネルにおける断面積変化を示す図である。
【図４】活性層３８及び拘束層７０の構造を示す分解斜
視図である。
視図である。
【図５】ヘッド１５の要部の構造を示す分解斜視図であ
る。
る。
【図６】インクジェットプリンタ１の要部を示す図であ
る。
る。
【図７】アクチュエータ３の変形例であるアクチュエー
タ２０３を示す図である。
タ２０３を示す図である。
【図８】アクチュエータ３の別の変形例であるアクチュ
エータ３０３を示す図である。
エータ３０３を示す図である。
【図９】アクチュエータ３の別の変形例であるアクチュ
エータ４０３を示す図である。
エータ４０３を示す図である。
【図１０】アクチュエータ３の別の変形例であるアクチ
ュエータ５０３を示す図である。
ュエータ５０３を示す図である。
【図１１】従来の圧電式インクジェットプリンタヘッド
の圧電アクチュエータであるアクチュエータ１０３を示
す図である。
の圧電アクチュエータであるアクチュエータ１０３を示
す図である。
１ インクジェットプリンタ ３ アクチュエータ １０ プラテン １１ 用紙 １２ 軸 １３ フレーム １４ モータ １５ 圧電式インクジェットプリンタヘッド １６ インク供給装置 １８ キャリッジ ２０ａ ガイドロッド ２０ｂ ガイドロッド ２１ 従動プーリ ２２ 駆動プーリ ２３ モータ ２４ タイミングベルト ３０ キャビティ ３２ インクチャンネル ３２ａ インクチャンネル ３２ｂ インクチャンネル ３２ｃ インクチャンネル ３４ チャンネル本体 ３６ オリフィスプレート ３７ オリフィス ３７ａ オリフィス ３７ｂ オリフィス ３７ｃ オリフィス ３８ 活性層 ３９ 液滴 ４０ 圧電セラミックス層 ４２ 内部負電極層 ４３ 電極取り出し部 ４４ 内部正電極層 ４４ａ 内部正電極層 ４４ｂ 内部正電極層 ４４ｃ 内部正電極層 ４５ 電極取り出し部 ４５ａ 電極取り出し部 ４５ｂ 電極取り出し部 ４５ｃ 電極取り出し部 ４６ 圧電活性部 ４６ａ 圧電活性部 ４６ｂ 圧電活性部 ４６ｃ 圧電活性部 ４８ 圧電不活性部 ５０ グリーンシート ５１ グリーンシート ５２ 外部負電極 ５２ａ 外部負電極 ５２ｂ 外部負電極 ５４ 外部正電極 ５４ａ 外部正電極 ５４ｂ 外部正電極 ５４ｃ 外部正電極 ６０ 駆動電源 ６２ 開閉スイッチ ６２ａ 開閉スイッチ ６２ｂ 開閉スイッチ ６２ｃ 開閉スイッチ ７０ 拘束層 ７１ セラミックス層 ７１ａ セラミックス層 ７１ｂ セラミックス層 ７１ｃ セラミックス層 ７２ ダミー負電極 ７３ａ ダミー正電極 ７３ｂ ダミー正電極 ７３ｃ ダミー正電極 ７４ 電極取り出し部 ７５ａ 電極取り出し部 ７５ｂ 電極取り出し部 ７５ｃ 電極取り出し部 ８０ 変形拘束部材 ９０ａ 噴射装置 ９０ｂ 噴射装置 ９０ｃ 噴射装置 １０３ アクチュエータ ２０３ アクチュエータ ３０３ アクチュエータ ４０３ アクチュエータ ５０３ アクチュエータ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 41/22 (72)発明者 高木 淳宏 名古屋市瑞穂区苗代町15番１号 ブラザー 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2C057 AF52 AF55 AF93 AG12 AG37 AG42 AG44 AG48 AN01 AP02 AP16 AP21 AP79 BA04 BA14
Claims (8)
- 【請求項１】 インクを噴射する複数の噴射ノズルを備
えた圧電式インクジェットプリンタヘッドのインク室に
面するように配置され、表面に電極パターンが形成され
た圧電材料からなるシート状の部材が１又は複数枚積層
され、伸縮作用により前記インク室内の容積を変化させ
ることが可能な活性層と、 当該活性層の前記インク室と対向する面とは反対の面に
配置され、前記活性層と一体に形成可能な材料からなる
シート状の部材が１又は複数枚積層され、前記活性層の
駆動変形を規制する拘束層とを備え、 前記活性層と前記拘束層とは一体に焼成されて形成され
たことを特徴とする圧電式インクジェットプリンタヘッ
ドの圧電アクチュエータ。 - 【請求項２】 前記拘束層は、 前記活性層と同じ材料から構成されていることを特徴と
する請求項１に記載の圧電式インクジェットプリンタヘ
ッドの圧電アクチュエータ。 - 【請求項３】 前記拘束層は、 駆動変形に寄与しないダミー電極が形成されたことを特
徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧電式インクジ
ェットプリンタヘッドの圧電アクチュエータ。 - 【請求項４】 前記拘束層は、 前記ダミー電極が前記活性層の電極に電気的に接続され
たことを特徴とする請求項３に記載の圧電式インクジェ
ットプリンタヘッドの圧電アクチュエータ。 - 【請求項５】 前記電極及び前記ダミー電極は、 前記活性層及び前記拘束層全体において、厚み方向に略
対称に構成されたことを特徴とする請求項３又は請求項
４に記載の圧電式インクジェットプリンタヘッドの圧電
アクチュエータ。 - 【請求項６】 インクを噴射する複数の噴射ノズルを備
えた圧電式インクジェットプリンタヘッドのインク室に
面するように配置され、表面に電極パターンが形成され
たシート状の焼成可能な圧電材料が１又は複数枚積層さ
れ、伸縮作用により前記インク室内の容積を変化させる
ことが可能な活性層と、 当該活性層の前記インク室と対向する面とは反対の面に
配置され、前記活性層と一体に焼成可能なシート状の圧
電材料が１又は複数枚積層され、前記活性層の駆動変形
を規制する拘束層とを備えた圧電式インクジェットプリ
ンタヘッドの圧電アクチュエータの製造方法において、 前記活性層と前記拘束層とを焼成して一体に形成するこ
とを特徴とする圧電式インクジェットプリンタヘッドの
圧電アクチュエータの製造方法。 - 【請求項７】 前記拘束層は、 駆動変形に寄与しないダミー電極が形成された層と当該
ダミー電極が形成されていない層とから構成されたこと
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧電式イン
クジェットプリンタヘッドの圧電アクチュエータ。 - 【請求項８】 前記拘束層は、 駆動変形に寄与しないダミー電極が形成された層の上に
当該ダミー電極が形成されていない層が積層されて構成
されたことを特徴とする請求項７に記載の圧電式インク
ジェットプリンタヘッドの圧電アクチュエータ。
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