JP2004082542A

JP2004082542A - アクチュエータ及び印刷ヘッド並びにプリンタ

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Publication number: JP2004082542A
Application number: JP2002247320A
Authority: JP
Inventors: Makoto Higashibetsupu; 東別府　誠
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2022-08-27
Also published as: JP4203285B2

Abstract

【課題】同一基板に形成された複数の圧電素子の変位量を制御したアクチュエータを提供する。
【課題を解決するための手段】基板２の表面に複数の変位素子が設けられ、該変位素子が各々独立して作動するアクチュエータにおいて、前記基板２の内部に温度検知素子が設けられていることを特徴とし、前記温度検知素子が、一対の電極と、該電極に挟持された圧電体とを具備することが好ましい。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクチュエータとそれを用いた文字や画像の印刷に用いるインクジェット記録装置等に搭載される印刷ヘッドおよびそれを用いたプリンタに関する。
【０００２】
【従来技術】
近年、パーソナルコンピューターの普及やマルチメディアの発達に伴って、情報を記録媒体に出力する記録装置として、インクジェット方式の記録装置の利用が急速に拡大している。
【０００３】
かかるインクジェット方式の記録装置には、インクジェット記録用の印刷ヘッドが搭載されており、この種の印刷ヘッドには、インクが充填されたインク流路内に加圧手段としてのヒーターを備え、ヒーターによりインクを加熱、沸騰させ、インク流路内に発生する気泡によってインクを加圧し、インク吐出孔より、インク流として吐出させるサーマルヘッド方式と、インクが充填されるインク流路の一部の壁を圧電素子によって屈曲変位させ、機械的にインク流路内のインクを加圧し、インク吐出孔よりインク流として吐出させる圧電方式が一般的に知られている。
【０００４】
図４に従来のインクジェット方式を利用した記録装置に用いられる印刷ヘッドの一例を示す。インクジェット記録ヘッドは、複数の溝を並設してなり、上記溝をインク流路１１とするとともに、各溝を仕切る壁を隔壁１２とした流路部材１３と、圧電セラミックス板１４の一方の主面に共通電極１５を、他方の主面に個別電極１６を形成した圧電素子１７を有し、圧電素子１７の共通電極１５側を流路部材１３の開口部に接着する。なお、圧電素子１７の個別電極１６は、外部の駆動回路に電気的に接続されている。
【０００５】
そして、駆動回路より個別電極１６に電圧を印加し、インク流路１１を形成する圧電素子１７を振動させることによりインク流路１１内のインクを加圧し、流路部材１３の底面に開口させたインク吐出孔１８よりインク滴を吐出するようになっている（特開平１０−１５１７３９号公報参照）。
【０００６】
また、上記の圧電素子１７をＸ、Ｙ方向それぞれに等間隔で多数並設したインクジェット記録ヘッドにすることにより、高速で、高精度のインクジェットプリンタを実現することが可能である。
【０００７】
しかしながら、このような複数の圧電素子１７が同一基板に配列されたインクジェットプリンタヘッドに用いる場合は、アクチュエータの変位にバラツキが生じ、この変位バラツキが大きいため、インク吐出量にバラツキが生じて記録される文字や画像にバラツキや鮮明度が悪くなり、特に高速印刷が困難であるという問題があった。
【０００８】
また、従来、圧電アクチュエータでは高電圧で高速駆動する際に素子自身の自己発熱が発生し、素子の圧電特性の温度依存性や圧力依存性によって電圧−変位特性が変動し、所望の変位量が得られず、そのために、ＰｂＺｒＴｉＯ_３系圧電磁器を用いた薄層圧電アクチュエータの変位バラツキを抑制することができないという問題があった。従って、素子自身の温度を正しく計測し、これをフィードバックする必要があるという問題があった。
【０００９】
このため、従来、圧電式、あるいはダイヤフラム方式などの圧力センサを圧電アクチュエータの近傍に接続したり、その側面に貼付したりすることによって作動中の圧力変化の測定を行って変位バラツキを抑制する試みが特開２００１−１９７７５８号公報で提案されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２００１−１９７７５８号公報に記載のアクチュエータは高電圧かつ高速で電圧印加を繰り返すと圧電素子自身が発熱するため、アクチュエータが配置されている雰囲気以上に、内部温度及び内部圧力が上昇するため、この方法ではアクチュエータの外部もしくは近傍の圧力しか測定できず、内部温度、内部圧力は測定できないため、個々の圧電素子の変位量を制御することができないという問題があった。
【００１１】
従って、本発明は、同一基板に形成された複数の圧電素子の変位量を制御したアクチュエータを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アクチュエータの高速駆動によって素子が発熱し、アクチュエータに温度バラツキが発生して、変位量がばらつくことを見出し、各変位素子毎、又は変位素子近傍に温度検知用のセラミックセンサを内設し、温度を直接測定することによって変位バラツキを抑制できるという知見に基づくものである。
【００１３】
即ち、本発明の圧電アクチュエータは、基板の表面に複数の変位素子が設けられ、該変位素子が各々独立して作動するアクチュエータにおいて、前記基板の内部に温度検知素子が設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
特に、前記温度検知素子が、一対の電極と、該電極に挟持された圧電体とを具備することが好ましい。これにより、圧電体の静電容量の温度依存性を利用して駆動中の温度から変位量が検知できる。
【００１５】
また、前記基板の主面に投影される前記温度検知素子の投影領域と、前記変位素子の投影領域との少なくとも一部が重なることが好ましい。これにより、
変位素子近傍の温度が検知できるので変位量をほぼ検知できる。
【００１６】
さらに、前記温度検知素子が、隣接する２つの変位素子の中間位置に配置されていることが好ましい。これにより、温度検知素子の設置数を省略化ができる。
【００１７】
さらにまた、前記変位素子が、一対の電極と、該電極に挟持された圧電体からなり、該圧電体の主成分が、前記温度検知素子を構成する圧電体の主成分と略同一であることが好ましい。これにより、製造工程において同一プロセスで製造できるので量産性、コストの面で簡略化できる。
【００１８】
また、アクチュエータ全体の厚みが１００μｍ以下であるとともに、前記変位素子を構成する圧電体の厚みが３０μｍ以下であることが好ましい。これにより、アクチュエータ及びヘッドとして小型化が図ることができる。
【００１９】
本発明の印刷ヘッドは、インク流路の少なくとも一部に上記のアクチュエータが設けられ、該アクチュエータに設けられた変位素子の変位によってインクを吐出させることを特徴とするものであり、これにより、
インク液適量及び吐出速度のバラツキを抑制することができる。
【００２０】
また、前記アクチュエータの一方の主面に電極パッドが設けられ、他方の主面に支持部材が接合され、該支持部材の表面及び内部にインク流路が設けられてなることが好ましい。これにより、変位素子の変位を拘束しないでインクタンクができる。
【００２１】
本発明のプリンタは、上記の印刷ヘッドと、該印刷ヘッドにインクを供給するインクタンクと、記録紙に印刷するための記録紙搬送機構とを備えていることを特徴とし、これにより、高精度で高速印刷が可能なプリンタを得ることができる。
【００２２】
また、前記印刷ヘッドが複数存在し、且つ並設していることが好ましい。これにより、高速印刷、高精度の印刷ができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明は、基板上に複数の変位素子を具備するアクチュエータに関し、特にインクジェット用の記録ヘッドに好適に用いられるアクチュエータであって、その一例を、図を用いて説明する。
【００２４】
本発明のアクチュエータは、図１に示したように、支持体１の上に基板２が接合されている。支持体１には部分的に溝３が形成されている。また、基板２の表面には圧電セラミックス板４を設け、基板２と圧電セラミックス板４との間に共通電極５を形成するとともに、圧電セラミックス基板４の表面に個別電極６を設け、共通電極５と個別電極６とで圧電セラミックス板４を挟持する。
【００２５】
共通電極５及び個別電極６は同一基板上に複数設けられており、それぞれ外部の電子制御回路に独立して接続され、それぞれの電極間に電圧が印加されると、電圧が印加された共通電極５と個別電極６に挟持された部位の圧電セラミックス板４が変位する。
【００２６】
なお、基板２は、支持体１によって部分的に固定されているため、支持体１と接合されている基板２の主面は、接合によって形成される固定部８ａと溝３の開口部に位置する自由振動部８ｂとで構成され、自由振動部８ａで振動することができる。
【００２７】
本発明によれば、基板内部に温度検知素子を設けることが重要である。具体的には、一対の電極と、該電極に挟持された圧電体とを具備することが好ましい。即ち、図１において、基板２内に設けたセンサ電極９と、共通電極５と、両電極に挟持される部位の圧電セラミックス板４によって温度検知素子が構成され、両電極間の静電容量を測定し、温度による変化を検知することができる。
【００２８】
なお、温度を検知するためには、温度検知素子間の容量の温度依存性を予め測定して把握しておき、このデータに基づいて温度変化を感知する。
【００２９】
本発明のアクチュエータをインクジェット用の記録ヘッドに応用すれば、溝２をインク流路とし、圧電素子７を振動させることによりインク流路内のインクを加圧し、支持体１からなる流路部材の底面に開口させたインク吐出孔よりインク滴を吐出することができる。
【００３０】
本発明によれば、基板２の主面に投影される温度検知素子の投影領域と、変位素子の投影領域との少なくとも一部が重なることが好ましい。換言すれば、個別電極６に電圧が印加された時、振動活性になる部位にセンサ電極９の少なくとも一部が重複し、特に略同一の位置に配置されていることに他ならない。従って、上記センサ電極９が、個別電極６と対応する位置に配置されていることが好ましい。これは、各圧電素子に対して、センサ電極９が１対１で対応させるものであり、圧電素子数とセンサ電極９数が等しい。これによって、全ての圧電素子の温度分布を知ることができるため、温度検知の精度が高く、温度バラツキ制御が容易となり、記録ヘッドにおいては、得られた温度分布データをフィードバックすることにより、アクチュエータによるインク吐出が安定し、鮮明な印刷を実現できる。
【００３１】
上述のように、前記基板２の主面に投影される前記温度検知素子の投影領域と、前記変位素子の投影領域との少なくとも一部が重なる場合以外でも、例えば、前記温度検知素子が、隣接する２つの変位素子の中間位置に配置されていても良い。即ち、センサ電極９が、個別電極６と対応する位置に配置するのではなく、図２に示すように、個別電極６間に配置しても良い。これは、センサ電極９の数を減らすことによって、情報処理数を減らしたものであり、特に圧電素子が同一基板に高密度で形成されている時等に、情報処理数を減らし、応答性を高め、コストを低減することが可能となる。
【００３２】
このようなセンサ電極９の配置を、平面図を用いて説明する。センサ電極９は、図３（ａ）に示したように、個別電極６間に配置しており、２つの個別電極６に対して１つのセンサ電極９が設けられており、センサ電極９数に対する個別電極６の割合γが２となる。つまり、センサ電極９を個別電極６間に配置し、センサ電極９の数を減らしても良い。
【００３３】
また、同様に、図３（ｂ）に示した例では、４つの個別電極６の中間位置にセンサ電極９が設けられており、電極の割合γは４となる。さらに、図３（ｃ）で示した例では、３つの個別電極６の間にセンサ電極９を設けており、電極の割合γは３となる。この他にも、電極の割合γを、６、８、９、１２、１６等に設定して、センサ電極９を配置しても良い。
【００３４】
圧電素子７はペロブスカイト型酸化物を主成分とし、Ａサイト構成元素としてＰｂを含有し、かつ、Ｂサイト構成元素としてＺｒ、Ｔｉを含有するものが良い。
さらに、副成分としてＰｂ（Ｚｎ_１／３Ｓｂ_２／３）Ｏ_３及びＰｂ（Ｎｉ_１／２Ｔｅ_１／２）Ｏ_３とを固溶してなるものが好ましい。
【００３５】
圧電素子７を構成する圧電セラミックス板４は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電セラミックスなどが使用されるが、これに限定するものではなく、圧電性を有するものであれば良い。この圧電素子を構成するものとしては、圧電定数ｄ３１が高いものが望ましい。
【００３６】
特に、ペロブスカイト型酸化物のＡサイト構成元素として、さらにアルカリ土類元素を含有することが変位を大きくするために望ましい。アルカリ土類元素としてはＢａ、Ｓｒ、Ｃａなどが有り、特にＢａ、Ｓｒが大きな変位を得られる点で好ましい。
【００３７】
具体的には、Ｐｂ_１−ｘ _― _ｙＳｒ_ｘＢａ_ｙ（Ｚｒ_１／３Ｓｂ_２／３）_ａ（Ｎｉ_１／２Ｔｅ_１／２）_ｂＺｒ_{１−ａ−ｂ−ｃ}Ｔｉ_ｃＯ_３＋αｗｔ％Ｐｂ_１／２ＮｂＯ_３（０≧ｘ≧０．１４、０≧ｙ≧０．１４、０．０５≧ａ≧０．１、０．００２≧ｂ≧０．０１、０．４４≧ｃ≧０．５０、α＝０．１〜１．０）で表される組成圧電磁器組成物が望ましい。
【００３８】
本発明の圧電素子７の厚さは、小型化及び高い電圧を印加するという点から１００μｍ以下であることが好ましい。下限値は、実用上の機械強度や耐電圧強度を有するために、特に５μｍ、更には１０μｍであることが好ましい。また、上限値は、変位を大きくするため、特に８５μｍ、更には７０μｍであることが好ましい。
【００３９】
また、圧電素子７はボイド率が１％以下であることが好ましい。ボイド率が１％より大きいとインクジェット印刷ヘッドとして用いる際、インクの染み込みによる、インク漏れの可能性があるので、好ましくない。また、磁器強度の面でも好ましくない。
【００４０】
個別電極６、共通電極５の材質としては、導電性を有するものならば何れでも良く、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｌやそれらの合金などが用いられる。また、電極厚みとしては、導電性を有し且つ変位を妨げない程度である必要があり、１〜５μｍのものが好ましい。
【００４１】
基板２は、積層されたセラミックスであり、圧電セラミックス板４と略同一の組成物、略同一形状の圧電セラミックス板４からなることが好ましい。同一組成、形状であるほうが焼成時の収縮寸法を容易に制御できるためである。このような積層セラミックスからなる基板２は、圧電セラミックス板４の共通電極５を共通として、他方の主面に温度検知素子として容量を検知するためのセンサ電極９を形成するよう配置される。
【００４２】
また、基板２の厚みは任意に設定でき、共通電極５とセンサ電極９の距離からなる温度検知素子の厚みも任意に設定できる。しかし、温度検知素子の容量の温度依存性を顕著に検知するため、基板２及び温度検知素子の厚みが薄いほうが良い。具体的には、基板２の厚みは、１０〜８０μｍ、特に１５〜７０μｍ、更には２０〜５０μｍ、温度検知素子の厚みが、３〜３０μｍ、特に５〜２５μｍ、さらには、１０〜２０μｍであることが好ましい。
【００４３】
次に、図１に示すインクジェット記録ヘッド用アクチュエータ基板の製造方法について説明する。
【００４４】
先ず、原料として、ＰＺＴの仮焼合成粉を準備する。
【００４５】
上記原料を、ロールコーター法、スリットコーターなどの一般的なテープ成形法により、圧電セラミックスと有機組成物からなるテープの成形を行う。
【００４６】
得られたテープ表面に個別電極６、共通電極５及びセンサ電極９を所望の部位に印刷法等により形成するとともに、これらの電極と外部電子回路とを電気的に連結するビア電極を形成し、しかる後に、テープを所望の構成に積層して加圧密着を行って積層体を形成する。
【００４７】
この積層体の上下面に拘束シートを敷き、これらを同時に焼成し、得られた焼結体をサンドブラストや超音波洗浄等により、拘束シートの除去を行うことで、アクチュエータ基板を得ることができる。
【００４８】
ここで、拘束シートを構成する無機成分としては、上記テープを構成する無機成分と実質的に略同一組成であり、材質としては、主成分が、鉛、ジルコン、チタン、バリウムのチタン酸ジルコン酸鉛化合物、チタン酸鉛化合物、チタン酸バリウム化合物などが挙げられ、テープとの組成のずれが±１％以内である必要がある。
【００４９】
これは、圧電セラミックスなどの機能材料は少量の他成分の混入、拡散などでも特性劣化につながったり、また、特に、インクジェット記録ヘッド用アクチュエータ基板のような薄物の基板では、僅かな熱膨張差が起因して、焼成時に基板自体が破損してしまう為である。
【００５０】
尚、拘束シートを構成する有機組成物としては、特に限定するものではなく、ビニル系樹脂やアクリル系樹脂など種々の樹脂を用いることができるが、熱分解等の点から考慮すると、テープ中のものと同種の材料が好ましい。
【００５１】
また、拘束シートとしては、積層体の焼成温度で焼結しないように、シート中の圧電セラミックスよりも活性の低い、即ち、粒径の大きい圧電セラミックスを用いると良い。具体的には、平均粒径１〜１０μｍの範囲が好ましい。これは、１μｍ未満では、活性が高くなり、積層体の焼成温度において拘束シートの収縮、焼結が起こり、十分な拘束効果が得られないことがあり、一方で、１０μｍを越えると、拘束シートの収縮、焼結は起こらないものの、積層体表面に凹凸が発生し表面状態が悪くなる傾向があるためである。
【００５２】
また、拘束シート中の圧電セラミックスの活性を下げるとともに、後工程における粉砕工程を簡便にするため、拘束シートの合成温度を、９００〜１５００℃、特に１０００〜１２００℃の範囲にすることが好ましい。
【００５３】
焼成後、拘束シートはほとんど焼結していない為、除去することはいたって簡単であり、方法としては、超音波洗浄やエアーブロー、ブラシ除去、ブラスト除去など一般的な方法で良い。
【００５４】
本発明の印刷ヘッドは、インク流路の少なくとも一部に上記のアクチュエータが設けられ、該アクチュエータに設けられた変位素子の変位によってインクを吐出させることを特徴とするものであり、これにより、インク液適量及び吐出速度のバラツキを抑制することができる。
【００５５】
また、前記アクチュエータの一方の主面に電極パッドが設けられ、他方の主面に支持部材が接合され、該支持部材の表面及び内部にインク流路が設けられてなることが好ましい。これにより、変位素子の変位を拘束しないでインクタンクができる。
【００５６】
本発明のプリンタは、上記の印刷ヘッドと、該印刷ヘッドにインクを供給するインクタンクと、記録紙に印刷するための記録紙搬送機構とを備えていることを特徴とし、これにより、高精度で高速印刷が可能なインクジェットプリンタを得ることができ、特に印刷ヘッドが複数、並設していることが高速印刷、高精度の印刷を実現するために好ましい。
【００５７】
【実施例】
実施例１
図１に示したアクチュエータを作成した。
【００５８】
まず、原料粉末として高純度のＰｂ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、ＢａＣＯ_３、ＺｎＯ、ＳｒＣＯ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＴｅＯ_２の各原料粉末を、焼結体がＰｂ_１−ｘ _― _ｙＳｒ_ｘＢａ_ｙ（Ｚｒ_１／３Ｓｂ_２／３）_ａ（Ｎｉ_１／２Ｔｅ_１／２）_ｂＺｒ_{１−ａ−ｂ−ｃ}Ｔｉ_ｃＯ_３（ｘ＝０．０４、ｙ＝０．０２、ａ＝０．０７５、ｂ＝０．００５、ｃ＝０．４５）で表される組成となるように、所定量秤量し、さらに、この組成に対して過剰Ｐｂを添加した後、ボールミル等で２０時間湿式で混合し、次いで、この混合物を脱水、乾燥した後で、７００〜９００℃で３時間仮焼し、当該仮焼物を再びボールミル等で湿式粉砕する。
【００５９】
その後、この粉砕物に有機バインダー、水、分散剤と可塑剤とを混合し、スラリーを作製し、薄いグリーンシートを成形する為に一般的に用いられているロールコーター法により、厚み３０μｍのテープを成形した。次に、７０：３０のＡｇ−Ｐｄ電極ペーストを用いて、テープ上下面に厚み５μｍの個別電極６、共通電極５をそれぞれ印刷法にて形成した。次に、電極の形成されていないテープと駆動用の圧電素子となる個別電極６及び共通電極５を上下面に形成したテープとセンサ用となる個別電極６及び共通電極５を上下面に形成したテープを相対するように積層し、１２ＭＰａの圧力で加圧密着を行い積層体を得た。
【００６０】
最後にこの積層成形体を４００℃で脱脂した後を９９％Ｏ_２雰囲気中で温度１１００℃５時間の焼成を行い、超音波洗浄にて拘束シートを除去し、アクチュエータ基板７を得た。
【００６１】
インクジェット記録ヘッドは、複数の溝２を並設してなり、図４のように、上記溝２をインク流路とするとともに、各溝２を仕切る壁を隔壁とした流路部材と、圧電セラミックス板４の一方の主面に共通電極５を、他方の主面に個別電極６を形成した圧電アクチュエータ７を有し、圧電アクチュエータの共通電極５側を流路部材の開口部に接着するとともに、圧電素子７の個別電極６と電極パッド上の電極を、導電性接着剤の接合材で電気的に接続した。駆動回路よりこの電気パッド１を介して個別電極６に電圧を印加し、インク流路を形成する圧電アクチュエータ７を振動させることによりインク流路内のインクを加圧し、流路部材の底面に開口させたインク吐出孔よりインク滴を吐出するようにした。
【００６２】
また、センサ電極９と共通電極５を有する基板２内部に圧電セラミックの静電容量を検知できるようにキャパシタメータに電気的に接続した。
【００６３】
得られたインクジェット記録ヘッドに４０Ｖの直流電界を印加した結果、個々の変位素子は平均７０ｎｍの変位量が得られた。さらにこのアクチュエータに０〜２０Ｖの交流電界を周波数１０ＫＨｚにて印加した結果、個々の変位素子は、駆動回数１×１０^６回までにセンサにより個別電極の静電容量を測定したところ、１５０ｐＦ〜１８０ｐＦに容量が変化し、予め測定しておいたセンサのセラミックス板の容量変化率から変位素子の内部温度がΔＴ（デルタＴ）で２５℃の温度上昇していることがわかった。
【００６４】
そこで、温度センサから駆動回路へ容量検知して印加電圧を可変にしたところ変位量７０±３ｎｍと変位量のバラツキ（バラツキ幅６ｎｍ）を低減することができた。尚、変位量の測定はレーザードップラー変位計によりヘッド溝部の中心部及び周辺部７点を測定して算出した。
実施例２
実施例１と同様にして、テープ作製を行い、積層を行うがその際、センサ用となる個別電極６は駆動用圧電素子となる個別電極の間に配置されるように積層をして、図２のアクチュエータを作製した。得られたインクジェット記録ヘッドに４０Ｖの直流電界を印加した結果、個々の変位素子は平均７０ｎｍの変位量が得られた。さらにこのアクチュエータに０〜２０Ｖの交流電界を周波数１０ＫＨｚにて印加した結果、個々の変位素子は、駆動回数１×１０^６回までにセンサにより個別電極の静電容量を測定したところ、１５０ｐＦ〜１７５ｐＦに容量が変化し、予め測定しておいたセンサのセラミックス板の容量変化率から変位素子近傍の内部温度がΔＴ（デルタＴ）で３０℃の温度上昇していることがわかった。
【００６５】
そこで、温度センサから駆動回路へ容量検知して印加電圧を可変にしたところ変位量７０±５ｎｍと変位量のバラツキ（バラツキ幅１０ｎｍ）を低減することができた。さらに、高密度化したものについても同様に、温度センサから駆動回路へ容量検知して印加電圧を可変にしたところ変位量７０±５ｎｍと変位量のバラツキ（バラツキ幅１０ｎｍ）を低減することができた。
比較例
実記例１と同様にして、テープ作製、積層を行うが、実施例１、２のようにセンサ用となる個別電極６及び共通電極５を上下面に形成せずにテープを配置して、図４のアクチュエータを作製した。得られたインクジェット記録ヘッドに４０Ｖの直流電界を印加した結果、個々の変位素子は平均７０ｎｍの変位量が得られた。さらにこのアクチュエータに０〜２０Ｖの交流電界を周波数１０ＫＨｚにて印加した結果、個々の変位素子は時間経過とともに変位量が変化し、駆動回数１×１０^６回で７０〜１００ｎｍとバラツキ幅３０ｎｍものバラツキが見られた。
【００６６】
【発明の効果】
本発明のアクチュエータは、独立した複数の変位素子に対応した温度検知素子を内部に設けたので、高電圧かつ高速で電圧印加を繰り返し、圧電素子自身が発熱したとしても、圧電アクチュエータの個別の内部電極の容量つまり、温度を正確に測定することができ、その状態に対応する印加電圧などの制御因子にフィードバックでき、変位量を厳密に制御することができる。
【００６７】
さらに、センサのセラミックス板を変位素子と同一の主成分により形成していることより製造が容易になる。
【００６８】
また、本発明の印刷ヘッドは、上記アクチュエータを用いているため、吐出バラツキを抑制したインクジェット印刷ヘッドを得ることができる。
【００６９】
さらに、本発明のプリンタは、高速印字、高品質画質のプリンタを実現することができる。
【００７０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアクチュエータを示す概略断面図である。
【図２】本発明の他のアクチュエータを示す概略断面図である。
【図３】本発明のアクチュエータにおける電極の配置を示すための平面図である。
【図４】従来のアクチュエータを示す概略断面図である。
【符号の説明】
１・・・支持体
２・・・基板
３・・・溝
４・・・圧電セラミックス板
５・・・共通電極
６・・・個別電極
７・・・圧電素子
８ａ・・・固定部
８ｂ・・・自由振動部
９・・・センサ電極

Claims

基板の表面に複数の変位素子が設けられ、該変位素子が各々独立して作動するアクチュエータにおいて、前記基板の内部に温度検知素子が設けられていることを特徴とするアクチュエータ。
前記温度検知素子が、一対の電極と、該電極に挟持された圧電体とを具備することを特徴とする請求項１記載のアクチュエータ。
前記基板の主面に投影される前記温度検知素子の投影領域と、前記変位素子の投影領域との少なくとも一部が重なることを特徴とする請求項１又は２記載のアクチュエータ。
前記温度検知素子が、隣接する２つの変位素子の中間位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のアクチュエータ。
前記変位素子が、一対の電極と、該電極に挟持された圧電体からなり、該圧電体の主成分が、前記温度検知素子を構成する圧電体の主成分と略同一であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のアクチュエータ。
アクチュエータ全体の厚みが１００μｍ以下であるとともに、前記変位素子を構成する圧電体の厚みが３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のアクチュエータ。
インク流路の少なくとも一部に請求項１乃至６のいずれかに記載のアクチュエータが設けられ、該アクチュエータに設けられた変位素子の変位によってインクを吐出させることを特徴とする印刷ヘッド。
前記アクチュエータの一方の主面に電極パッドが設けられ、他方の主面に支持部材が接合され、該支持部材の表面及び内部にインク流路が設けられてなることを特徴とする請求項７記載の印刷ヘッド。
請求項８記載の印刷ヘッドと、該印刷ヘッドにインクを供給するインクタンクと、記録紙に印刷するための記録紙搬送機構とを備えていることを特徴とするプリンタ。
前記印刷ヘッドが複数存在し、且つ並設していることを特徴とする請求項９記載のプリンタ。