JP2004328972A

JP2004328972A - Piezoelectric actuator and ink jet recording head

Info

Publication number: JP2004328972A
Application number: JP2003124137A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Takahashi; 大輔高橋; Yoshihiro Yuu; 喜裕由宇
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-04-28
Filing date: 2003-04-28
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2023-04-28
Also published as: JP4330374B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric actuator that has excellent piezoelectric property even in a thin structure, and that suppresses warpage deformation, and an ink jet recording head provided with this actuator. <P>SOLUTION: This piezoelectric actuator is made up of a common electrode 3, a piezoelectric ceramic layer 4, and individual electrodes 5 stacked in this order on a vibration plate 2. A plurality of individual electrodes 5 are arrayed on the surface of the piezoelectric ceramic layer 4. The vibration plate 2 comprises ceramic layers 7, 8, made of the same material with that of the piezoelectric layer 4, stacked by standwiching a conducting layer 6. This piezoelectric actuator satisfies the relation of (Z1/Z0)≤0.15, where Z0 is the total thickness in the stacking direction of the vibration plate 2, the common electrode 3, the piezoelectric ceramic layer 4, and the individual electrode 5, and Z1 is that of the common electrode 3, the conducting layer 6, and the individual electrode 5, and the ink jet recording head is provided with this actuator. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細な変位を発生させることにより、各種デバイスの位置決めや加圧などに用いられる圧電アクチュエータ、特にインクジェット記録ヘッドに利用される圧電アクチュエータおよびこれを備えたインクジェット記録ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータ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カする記録装置として、インクジェット方式のプリンタの利用が急速に拡大している。かかるプリンタにはインクジェット記録ヘッドが搭載されている。このインクジェット記録ヘッドとしては、ヘッドの小型薄型化が容易で、しかも高精度の印字が可能になるという点で、圧電方式が広く用いられている。
【０００３】
圧電方式に用いられる圧電アクチュエータおよびこれを備えたインクジェット記録ヘッドとしては、例えば特許文献１および特許文献２に記載されたものなどが知られている。
【０００４】
図３は、従来の圧電アクチュエータの一例を示す断面図である。図３に示すように、この圧電アクチュエータは、導体層５５を介してセラミック層５６，５７を積層した振動板５１上に、共通電極５２、圧電セラミック層５３および個別電極５４がこの順に積層され、個別電極５４が圧電セラミック層５３の表面に複数配列されたものである。この圧電アクチュエータでは、共通電極５２と所定の個別電極５４との間に電圧を印加することにより該個別電極５４直下の圧電セラミック層５３を変位させることができる。そして、近年では、低電圧で十分な変位を得るために、圧電アクチュエータを薄層化する試みがなされている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３６５６８号公報
【特許文献２】
特開平１１−３４３２１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、低電圧で十分な変位を得るために圧電アクチュエータを薄層化すると、圧電特性が低下し、変位量が低下して圧電アクチュエータとしての性能を発揮できないことがあった。また、薄層化すると、圧電アクチュエータが反り易くなり、この反りによって圧電アクチュエータの内部応力にばらつきが生じて変位量にばらつきが発生するという問題があった。このような圧電アクチュエータをインクジェット記録ヘッドに適用した場合、インク吐出性能が大幅に低下する。
【０００７】
したがって、本発明の主たる目的は、薄型であっても優れた圧電特性を有する圧電アクチュエータおよびこれを備えたインクジェット記録ヘッドを提供することである。
本発明の他の目的は、薄型であっても反り変形の抑制された圧電アクチュエータおよびこれを備えたインクジェット記録ヘッドを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、圧電アクチュエータを薄層化すると、圧電アクチュエータの厚みに対する共通電極、導電層および個別電極の厚みの比率が高くなるため、圧電アクチュエータに発生する内部応力（圧縮応力）が増加して圧電アクチュエータの変位量が低減するという知見を得、さらにこの知見に基づいて圧電アクチュエータの厚みに対する共通電極、導電層および個別電極の厚みの比率を小さくすることによって、圧電アクチュエータに発生する圧縮応力が低減され、優れた圧電特性が得られるという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、上記課題を解決するための本発明の圧電アクチュエータは、振動板上に、共通電極、圧電セラミック層および個別電極がこの順に積層され、前記個別電極が圧電セラミック層の表面に複数配列され、前記振動板が前記圧電セラミック層と同一材料で形成されたセラミック層を導体層を介して積層したものであり、前記振動板、前記共通電極、前記圧電セラミック層および前記個別電極を合わせた積層方向の厚みＺ０と、前記共通電極、前記導体層および前記個別電極を合わせた厚みＺ１とが、（Ｚ１／Ｚ０）≦０．１５の関係を満足することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明においては、圧電アクチュエータの厚み方向の断面において、前記共通電極と前記導体層とが、前記振動板、前記共通電極および前記圧電セラミック層の合計厚みＺの１／２の位置を通りかつ前記圧電セラミック層の表面に平行な線に関して線対称となるように配置されているのが好ましく、これにより、圧電セラミック層の表面に個別電極を形成する焼成処理の後に反り変形が生じるのを抑制し、変位部間での変位ばらつきを低減することができる。
【００１１】
さらに、複数の前記個別電極の合計表面積と前記共通電極の表面積との比率Ｓ（個別電極の合計表面積／共通電極の表面積）が０．１≦Ｓ≦０．８の関係を満足し、下記位置Ａが下記位置Ｂよりも前記共通電極側に位置し、下記位置Ａと下記位置Ｂの距離ｔと、下記合計厚みＺとが０＜ｔ≦０．２５Ｚの関係を満足するときも、圧電セラミック層の表面に個別電極を形成する焼成処理の後に反り変形が生じるのを抑制し、変位部間での変位ばらつきを低減することができる。
位置Ａ：前記振動板、前記共通電極および前記圧電セラミック層の合計厚みをＺとしたときに、前記圧電セラミック層の表面から厚み方向にＺ／２の位置。
位置Ｂ：前記共通電極と前記導体層との間隔をＴとしたときに、前記共通電極から前記導体層の方向にＴ／２隔てた位置。
【００１２】
本発明における前記共通電極の厚みと前記導体層の厚みとの差は１μｍ以下であるのがよい。これにより、この厚み差に起因する反り変形を低減することができるので、圧電アクチュエータに反り変形が生じるのをさらに抑制し、変位部間の変位ばらつきをさらに低減することができる。
【００１３】
また、前記厚みＺが１００μｍ以下であるときは、圧電アクチュエータの変位量を大きくできる。これにより、圧電アクチュエータをインクジェット記録ヘッドに適用した場合には、インク吐出速度を高めることができる。
【００１４】
前記共通電極と前記導体層とが同一材料で形成されているときは、これらを同時焼成する際において圧電アクチュエータ内の焼成収縮を均等にし、焼成収縮量の差に起因する反り変形を低減することができる。
【００１５】
前記個別電極の厚みが０．５μｍ以下であるときは、個別電極を圧電アクチュエータの厚み方向に非対称に配置（圧電アクチュエータの一方の表面にのみ配置）することに起因する反り変形を低減することができる。
【００１６】
本発明の圧電アクチュエータは、特にインクジェット記録ヘッドに好適である。すなわち、本発明のインクジェット記録ヘッドは、上記の圧電アクチュエータを、インク吐出孔を有する複数のインク流路が配列された流路部材上に、前記インク流路と前記個別電極との位置を揃えて取り付けたことを特徴とする。本発明のインクジェット記録ヘッドは、上記の圧電アクチュエータを備えているので、優れたインク吐出性能を有している。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態にかかる圧電アクチュエータについて図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態の圧電アクチュエータを示す断面図である。
【００１８】
図１に示すように、圧電アクチュエータ１は、振動板２上に、共通電極３、圧電セラミック層４、個別電極５がこの順に積層され、個別電極５が圧電セラミック層４の表面に２次元的かつ規則的に複数配列されたものである。振動板２は導体層６を介して一対のセラミック層７，８を積層したものであり、圧電セラミック層４の表面に個別電極５を形成する焼成処理の後に反り変形が生じるのを抑制する。
【００１９】
この圧電アクチュエータ１は、個別電極５と共通電極３との間に電圧を印加することによって、個別電極５、圧電セラミック層４および共通電極３で構成される複数の変位部に圧電振動を発生させることができる。また、共通電極３と導体層６とは電気的に接続されているのが好ましい。これにより、変位部が変位することによって発生する振動板２の圧電駆動による電力損失を低減することができる。
【００２０】
振動板２、共通電極３、圧電セラミック層４および個別電極５を合わせた積層方向の厚みＺ０と、共通電極３、導体層６および個別電極５を合わせた厚みＺ１とは、（Ｚ１／Ｚ０）≦０．１５、好ましくは０．０３≦（Ｚ１／Ｚ０）≦０．１２、特に０．０５≦（Ｚ１／Ｚ０）≦０．１の関係を満足することが重要である。（Ｚ１／Ｚ０）が０．１５を超えると、圧電アクチュエータの圧電特性が低下するおそれがある。
【００２１】
振動板２、共通電極３および圧電セラミック層４の合計厚みＺは、特に限定されないが、変位部の変位量を大きくするという点で、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは８０μｍ以下、さらに好ましくは６０μｍ以下であるのがよい。一方、合計厚みＺの下限値は、取扱中や作動中に破損しない程度の機械的強度を有し、印加される電圧に耐えうるようにするために、好ましくは２０μｍ以上、より好ましくは２５μｍ以上、さらに好ましくは３０μｍ以上であるのがよい。
【００２２】
圧電セラミック層４の表面から厚み方向にＺ／２の位置Ａは、共通電極３と導体層６との間隔をＴとしたときに、共通電極３から導体層６の方向にＴ／２隔てた位置Ｂと同じかあるいは位置Ｂよりも共通電極３側に位置している。位置Ａと位置Ｂの距離ｔと合計厚みＺとは０≦ｔ≦０．２５Ｚ、特に０≦ｔ≦０．０２５Ｚの関係を満足するのが好ましい。ｔ＞０．２５Ｚの場合には、圧電アクチュエータ１の反りが大きくなるおそれがある。また、ｔ＝０の場合とは、すなわち圧電アクチュエータの厚み方向の断面において、共通電極３と導体層６とが、厚みＺの１／２の位置を通りかつ圧電セラミック層４の表面に平行な線に関して線対称となるように配置されている場合である。
【００２３】
さらに、複数の個別電極５の合計表面積と共通電極３の表面積との比率Ｓ（個別電極５の合計表面積／共通電極３の表面積）が０．１≦Ｓ≦０．８の関係を満足するのが好ましく、変位量ばらつきを小さくするという理由から、特に、比率Ｓは０．２〜０．５であることがより好ましい。Ｓ＜０．１の場合には、個別電極の集積度が低く実用上の性能が得られなくなるおそれがある。一方、Ｓ＞０．８の場合には、個別電極の面積割合が大きくなりすぎて圧電アクチュエータ１の反りが大きくなるおそれがある。
【００２４】
本発明では、比率Ｓを高めて個別電極５を高集積化した場合であっても、共通電極３および導体層６の位置を、距離ｔと厚みＺとが上記関係を満足するように調整することにより、反りを低減し、最大変位量を増加させ、変位量のばらつきを低減して高性能の圧電アクチュエータとして機能させることができる。
【００２５】
圧電セラミック層４の厚みおよびセラミック層７，８の各厚みは、Ｚ０とＺ１とが上記関係を満足し、位置Ａ、位置Ｂおよび距離ｔが上記関係を満足すれば特に限定されないが、小型薄型化という点で、好ましくは２０μｍ以下にするのがよく、取扱中や作動中に破損しない程度の機械的強度を有し、印加される電圧に耐えうるようにするために、より好ましくは１０〜２０μｍの範囲であるのがよい。
【００２６】
共通電極３および導体層６の厚みは、好ましくは０．５μｍ以上、より好ましくは、１μｍ以上であるのがよい。これにより、圧電アクチュエータ１の剛性を向上させて反り変形の抑制効果を高めることができる。また、共通電極３の厚みと導体層６の厚みとの差は１μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以下であるのがよい。さらに、導体層６の厚みをａとし、導体層６のヤング率をｂとしたときに、１５×１０^１５≦ｂ／ａ≦２２０×１０^１５の関係を満足するのが好ましい。個別電極５の厚みは好ましくは０．５μｍ以下、より好ましくは、０．４μｍ以下であるのがよい。
【００２７】
圧電セラミック層４には、例えばチタン酸ジルコン酸鉛化合物（ＰｂＺｒＴｉＯ_３系化合物（ＰＺＴ系））、チタン酸鉛化合物、チタン酸バリウム化合物などのペロブスカイト結晶構造型の圧電材料が好適に用いられる。これらのうち、大きな変位を得られるという点で、ＰＺＴ系を用いるのが好ましい。また、セラミック層７，８には、圧電セラミック層４と同一材料を使用する。圧電セラミック層４、セラミック層７，８は、それぞれ１層で構成されていてもよく、複数の層から構成されていてもよい。
【００２８】
個別電極５としては、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｐｔなどの金属またはこれらの少なくとも１種以上を主成分とする合金などを用いるのが好ましく、薄層化しても高い導電性が得られるという点で、特にＡｕを用いるのがより好ましい。
【００２９】
共通電極３および導体層６は、同一材料により形成されるのが好ましい。共通電極３および導体層６としては、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｐｔなどの金属またはこれらの少なくとも１種以上を主成分とする合金などを用いるのが好ましく、密着強度を高めるという点で、特にＡｇ−Ｐｄ合金に、さらに、圧電セラミック層４と同一材料を添加して用いるのがより好ましい。
【００３０】
次に、本発明の圧電アクチュエータ１の製造方法について説明する。
まず、前記した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を主成分とする圧電セラミック粉体を準備する。この圧電セラミック粉体の平均粒径は１μｍ以下であることが望ましく、特に０．７μｍ以下、更には０．６μｍ以下であることが好ましい。圧電セラミック粉体の平均粒径を１μｍ以下にすることにより焼結時の均一な焼成収縮が得られ均質な圧電セラミック層４およびセラミック層７，８を得ることができる。この圧電セラミック粉末と有機バインダ成分を混合し、シート成形用のスラリを調製する。ついで、この成形用スラリを用いてロールコータ法、スリットコータ法、ドクターブレード法等の一般的なシート成形法によりグリーンシートを作製する（成形工程）。
【００３１】
ついで、成形工程で得られたグリーンシートを加圧する（加圧工程）。加圧法として公知の手法を採用することができるが、均一な厚みにすることが容易である点で、加圧には特にロール加圧法、平面加圧法、静水圧加圧法等を用いることができる。このように、シート成形後にグリーンシートの加圧処理を行うことで、シートの密度を高め、厚みばらつきや密度ばらつきを低減することができる。加圧圧力は、材料組成、有機バインダ量、グリーンシート厚み等によって異なるが１０〜１００ＭＰａ、特に、２０〜５０ＭＰａ、更には、３０〜４０ＭＰａの圧力で加圧することが好ましい。ここで加圧工程によって得られた各グリーンシートの厚みばらつきは１５％以下、特に１０％以下にすることが、焼成後に形成される圧電セラミック層４、セラミック層７，８の厚みばらつきや、それらが積層されて形成される変位部の厚みばらつきを低減するとともに反り変形を防止することが容易となる。
【００３２】
次に、前記した電極材料からなる導体ペーストを用いて、加圧工程で得られたグリーンシートの一方の面に、焼成後に個別電極５、共通電極３および導体層６となる金属パターンをスクリーン印刷により形成する。この場合の厚みは２〜５μｍ、厚みばらつき（最大値と最小値との差）は１〜２μｍになるように調整することが望ましい。
【００３３】
次に、得られたグリーンシートを例えば図１に示す構成で積層し、密着させて積層成形体を得る（積層工程）。なお、密着を行う手法としては、接着成分の含まれた密着液使用による方法、加熱によりグリーンシート中の有機バインダ成分に接着性を持たせて密着する方法、加圧だけで密着させる方法等を例示できる。
【００３４】
積層工程で得られた積層成形体は、所望の脱脂処理により積層成形体中の有機成分の除去を行った後、酸素雰囲気中において、９００〜１２００℃において焼成し、図１に示したような圧電アクチュエータを得る（焼成工程）。なお、本発明の圧電アクチュエータを作製する焼成工程においては、積層工程で得られた積層成形体をジルコニアもしくはマグネシアからなる試料台板を介して複数段積みにし、さらに、この段積みされた積層成形体上に重しを置いて焼成することが望ましい。このような工程を具備する製造方法を採用することにより、圧電アクチュエータの反り変形が抑制され、厚み１００μｍ以下の薄層の焼結体からなる圧電アクチュエータを提供できる。
【００３５】
なお、本発明の圧電アクチュエータを構成する個別電極は、上記したように共通電極および導体層とともに同時焼成する場合に限らず、共通電極と導体層を内層した積層成形体を焼成した後に、個別電極を焼き付けで形成することもできる。この場合も、金属成分としては上記した種々の金属を好適に用いることができる。
【００３６】
図２は、本発明の圧電アクチュエータ１を備えたインクジェット記録ヘッドを示す断面図である。同図に示すように、このインクジェット記録ヘッドは、圧電アクチュエータ１を、インク吐出孔２７を有する複数のインク流路２３が配列された流路部材２５上に、インク流路２３と個別電極５との位置を揃えて取り付けたものである。
【００３７】
流路部材２５は、厚さ３０〜１００μｍ程度の複数の金属箔で構成される積層体からなり、各金属箔にエッチングや金型による打ち抜き等によってインク流路２３、インク吐出孔２７、隔壁２１等がそれぞれ形成される。使用する金属箔としては、例えばステンレス箔、アルミニウム箔、モリブデン箔などがあげられる。このようなインクジェットヘッドでは、薄型であっても優れた圧電特性を有し、反り変形が矯正された圧電アクチュエータを備えているので、大きなインク吐出量が得られるとともに、インク吐出量のばらつきを低減することができる。
【００３８】
以上、本発明の実施形態について示したが、本発明は上述した実施形態のみに限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更や改良したものにも適用できることは言うまでもない。例えば、上記実施形態では、共通電極を１層設けた場合について説明したが、必要に応じて２層以上設けることもできる。同様に、導体層６も２層以上設けてもよい。
【００３９】
【実施例】
以下のようにして試料Ｎｏ．１〜１１の圧電アクチュエータおよびこれを備えたインクジェット記録ヘッドを作製した。
【００４０】
まず、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系粉末とバインダとそのバインダを溶解する有機溶剤とを所定量混合してスラリを調製し、このスラリを用いてロールコータ法にて厚み１５μｍのグリーンシートを作製した。
【００４１】
ついで、金型打ち抜きによってグリーンシートの所望の位置に１００μｍ径の貫通孔を形成した。その後、該グリーンシート上にはＡｇ−Ｐｄ合金からなる金属ペーストを用いて、焼成後に共通電極並びに導体層となる電極パターンをスクリーン印刷法により形成した。また、貫通孔には電極パターンと同様の金属ペーストを充填した。
【００４２】
得られた各グリーンシートを、図１および表１に示す構成になるように交互に積層し密着させて積層体を得た後、圧力を加えてより密着を強固にし、その後、最高温度１０００℃で焼成した後、Ａｕからなる導体ペーストを、積層体の一方の表面にスクリーン印刷により焼成後に個別電極となる個別電極パターンを形成し、さらに最高温度７５０℃で焼成することにより圧電アクチュエータを得た。
【００４３】
この時の圧電アクチュエータにかかる内部応力及びそのレンジ（最大値−最小値）を、Ｘ線回折を利用した歪み量から算出した。圧電アクチュエータの反りはレーザー変位計を用いて略全面について評価した。
【００４４】
次に、上記で得られた圧電アクチュエータを用いて、図２に示すようなインクジェット記録ヘッドを作製し、インク吐出試験を行った。まず、インク流路とインク供給孔をエッチングによって形成したＦｅ−Ｃｒ系金属からなる板と、同じくインク吐出孔をエッチング法によって形成したＦｅ−Ｃｒ系金属からなる板を熱硬化性のエポキシ樹脂接着剤にて接着し金属部材を得た。次に上述の金属部材のインク流路開口面側に熱硬化性のエポキシ接着剤を塗布し、上述の圧電アクチュエータをインク流路と個別電極とが揃うように位置決めし、インクジェット記録ヘッドを作製した。
【００４５】
そして、インク流路に、図２に不図示のインク供給孔よりインクを充填しておき、電圧３０Ｖを印加し、周波数１０ＫＨｚで圧電アクチュエータを駆動させ、インク滴をインク吐出孔から吐出させ、インク滴の吐出速度を測定し評価した。なお、測定に当たっては、高速度のストロボ撮影装置を有したカメラを用いて画像処理を行い、インク滴の吐出速度及びそのレンジ（最大値−最小値）を測定した。結果を表１に示す。
【表１】

【００４６】
表１によれば、Ｚ１／Ｚ０が０．１５以下である試料Ｎｏ．２〜１１では反りが１００μｍ以下、圧電アクチュエータにかかる圧縮応力が６０ＭＰａ以下で、その応力レンジが５ＭＰａ以下となり、インク吐出速度が３ｍ／ｓｅｃ以上、その吐出速度レンジが１．２ｍ／ｓｅｃ以下であった。
特に、全厚みＺ０を６０μｍとした試料Ｎｏ．２〜４、６〜１１では、圧電アクチュエータの変位が大きくなり、インク吐出速度を４ｍ／ｓｅｃ以上にできた。
さらには、共通電極と導体層との厚み差を１μｍ以下とした試料Ｎｏ．２〜４、７〜１１では、反りが９５μｍ以下、圧電アクチュエータにかかる圧縮応力が５５ＭＰａ以下となり、インク吐出速度を５ｍ／ｓｅｃ以上、インク吐出速度レンジを１ｍ／ｓｅｃ以下にできた。
【００４７】
一方、Ｚ１／Ｚ０を０．２とした試料Ｎｏ．１では圧電アクチュエータにかかる圧縮応力が９０ＭＰａで大きな圧縮応力を受けていることが分かった。これにより反りも１３０μｍと大きく、インク吐出速度は２ｍ／ｓｅｃと小さく、インク吐出速度レンジは１．５ｍ／ｓｅｃと大きかった。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の圧電アクチュエータによれば、薄型であっても、圧電アクチュエータの厚みに対する共通電極、導電層および個別電極の厚みの比率を小さくすることによって、圧電アクチュエータに発生する圧縮応力が低減され、優れた圧電特性が得られる。
【００４９】
また、本発明の圧電アクチュエータにおいて、共通電極と導体層とが前記したように線対称となるとき、または導体層と共通電極との距離ｔが上記した所定の関係を満足するように各部材を配置し、さらに個別電極と共通電極との面積比率Ｓが所定の関係を満足するときは、圧電セラミック層の表面に個別電極を形成する焼成処理の後に反り変形が生じるのを抑制し、変位部間での変位ばらつきを低減することができる。
【００５０】
上記圧電アクチュエータを使用することにより、優れたインク吐出性能を有するインクジェット記録ヘッドを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる圧電アクチュエータの構造を示す断面図である。
【図２】図１の圧電アクチュエータを備えたインクジェット記録ヘッドの構造を示す断面図である。
【図３】従来の圧電アクチュエータの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１圧電アクチュエータ
２振動板
３共通電極
４圧電セラミック層
５個別電極
６導体層
７セラミック層
８セラミック層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a piezoelectric actuator used for positioning, pressing, and the like of various devices by generating a minute displacement, in particular, a piezoelectric actuator used for an ink jet recording head, and an ink jet recording head including the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, with the spread of personal computers and the development of multimedia, the use of ink jet printers as recording devices for outputting information to recording media has been rapidly expanding. Such a printer is equipped with an ink jet recording head. As the ink jet recording head, a piezoelectric method is widely used because it is easy to reduce the size and thickness of the head and can perform high-precision printing.
[0003]
As a piezoelectric actuator used for a piezoelectric method and an ink jet recording head provided with the same, for example, those described in Patent Documents 1 and 2 are known.
[0004]
FIG. 3 is a sectional view showing an example of a conventional piezoelectric actuator. As shown in FIG. 3, in the piezoelectric actuator, a common electrode 52, a piezoelectric ceramic layer 53, and an individual electrode 54 are laminated in this order on a diaphragm 51 on which

ceramic layers

56 and 57 are laminated via a conductor layer 55. A plurality of individual electrodes 54 are arranged on the surface of the piezoelectric ceramic layer 53. In this piezoelectric actuator, by applying a voltage between the common electrode 52 and a predetermined individual electrode 54, the piezoelectric ceramic layer 53 immediately below the individual electrode 54 can be displaced. In recent years, attempts have been made to reduce the thickness of the piezoelectric actuator in order to obtain sufficient displacement at a low voltage.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-36568 [Patent Document 2]
JP-A-11-34321
[Problems to be solved by the invention]
However, when the thickness of the piezoelectric actuator is reduced in order to obtain a sufficient displacement at a low voltage, the piezoelectric characteristics are reduced, the displacement is reduced, and the performance as the piezoelectric actuator may not be exhibited. Further, when the thickness of the piezoelectric actuator is reduced, the piezoelectric actuator is easily warped, and the warpage causes a variation in the internal stress of the piezoelectric actuator, resulting in a variation in the displacement. When such a piezoelectric actuator is applied to an ink jet recording head, ink ejection performance is significantly reduced.
[0007]
Therefore, a main object of the present invention is to provide a piezoelectric actuator having excellent piezoelectric characteristics even though it is thin, and an ink jet recording head having the same.
It is another object of the present invention to provide a piezoelectric actuator which is thin and in which warpage is suppressed, and an ink jet recording head including the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-described problems.As a result, when the thickness of the piezoelectric actuator is reduced, the ratio of the thickness of the common electrode, the conductive layer, and the individual electrode to the thickness of the piezoelectric actuator increases. The knowledge that the internal stress (compressive stress) generated in the actuator increases and the displacement of the piezoelectric actuator decreases, and based on this knowledge, the ratio of the thickness of the common electrode, the conductive layer, and the individual electrode to the thickness of the piezoelectric actuator The present inventors have found a new fact that the compression stress generated in the piezoelectric actuator can be reduced by reducing the size of the piezoelectric actuator, and excellent piezoelectric characteristics can be obtained, and have completed the present invention.
[0009]
That is, the piezoelectric actuator of the present invention for solving the above-mentioned problems, a common electrode, a piezoelectric ceramic layer and individual electrodes are stacked in this order on a diaphragm, and the individual electrodes are arranged in plurality on the surface of the piezoelectric ceramic layer, The diaphragm is formed by laminating ceramic layers formed of the same material as the piezoelectric ceramic layer via a conductor layer, and a laminating direction in which the diaphragm, the common electrode, the piezoelectric ceramic layer, and the individual electrode are combined And the thickness Z1 of the common electrode, the conductor layer, and the individual electrode together satisfies the relationship of (Z1 / Z0) ≦ 0.15.
[0010]
Further, in the present invention, in the cross section in the thickness direction of the piezoelectric actuator, the common electrode and the conductor layer pass through a position which is a half of a total thickness Z of the vibration plate, the common electrode, and the piezoelectric ceramic layer. Further, it is preferable that the piezoelectric ceramic layer is disposed so as to be axisymmetric with respect to a line parallel to the surface of the piezoelectric ceramic layer, so that warping deformation occurs after a firing process for forming individual electrodes on the surface of the piezoelectric ceramic layer. The displacement can be suppressed, and the variation in displacement between the displacement portions can be reduced.
[0011]
Further, the ratio S (total surface area of the individual electrodes / surface area of the common electrode) of the total surface area of the plurality of individual electrodes to the surface area of the common electrode satisfies the relationship of 0.1 ≦ S ≦ 0.8, and A is located closer to the common electrode than position B below, and when the distance t between position A and position B below and the total thickness Z below satisfy the relationship of 0 <t ≦ 0.25Z, the piezoelectric ceramic It is possible to suppress the occurrence of warpage after the baking process for forming the individual electrodes on the surface of the layer, and to reduce the variation in displacement between the displaced portions.
Position A: Z / 2 in the thickness direction from the surface of the piezoelectric ceramic layer, where Z is the total thickness of the vibration plate, the common electrode, and the piezoelectric ceramic layer.
Position B: a position separated by T / 2 from the common electrode in the direction of the conductor layer, where T is the distance between the common electrode and the conductor layer.
[0012]
In the present invention, the difference between the thickness of the common electrode and the thickness of the conductor layer is preferably 1 μm or less. Thereby, the warpage deformation due to the thickness difference can be reduced, so that the warpage deformation of the piezoelectric actuator can be further suppressed, and the variation in displacement between the displacement portions can be further reduced.
[0013]
When the thickness Z is 100 μm or less, the displacement of the piezoelectric actuator can be increased. Thus, when the piezoelectric actuator is applied to an ink jet recording head, the ink ejection speed can be increased.
[0014]
When the common electrode and the conductor layer are formed of the same material, when firing them simultaneously, equalize firing shrinkage in the piezoelectric actuator, and reduce warpage caused by a difference in firing shrinkage. Can be.
[0015]
When the thickness of the individual electrodes is 0.5 μm or less, it is possible to reduce the warpage deformation caused by disposing the individual electrodes asymmetrically in the thickness direction of the piezoelectric actuator (disposed only on one surface of the piezoelectric actuator). it can.
[0016]
The piezoelectric actuator of the present invention is particularly suitable for an ink jet recording head. That is, in the inkjet recording head of the present invention, the above-described piezoelectric actuator is formed by aligning the positions of the ink flow path and the individual electrodes on a flow path member on which a plurality of ink flow paths having ink ejection holes are arranged. It is characterized by being attached. Since the inkjet recording head of the present invention includes the above-described piezoelectric actuator, it has excellent ink ejection performance.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a piezoelectric actuator according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing the piezoelectric actuator of the present embodiment.
[0018]
As shown in FIG. 1, the piezoelectric actuator 1 includes a common electrode 3, a piezoelectric ceramic layer 4, and an individual electrode 5 stacked in this order on a vibration plate 2, and the individual electrode 5 is two-dimensionally arranged on the surface of the piezoelectric ceramic layer 4. In addition, a plurality are regularly arranged. The diaphragm 2 is formed by laminating a pair of

ceramic layers

7 and 8 via a conductor layer 6, and suppresses warpage after the firing process for forming the individual electrodes 5 on the surface of the piezoelectric ceramic layer 4.
[0019]
The piezoelectric actuator 1 applies a voltage between the individual electrode 5 and the common electrode 3 to generate a piezoelectric vibration in a plurality of displacement parts constituted by the individual electrode 5, the piezoelectric ceramic layer 4 and the common electrode 3. be able to. Further, it is preferable that the common electrode 3 and the conductor layer 6 are electrically connected. Accordingly, it is possible to reduce the power loss due to the piezoelectric driving of the vibration plate 2 caused by the displacement of the displacement portion.
[0020]
The thickness Z0 of the vibration plate 2, the common electrode 3, the piezoelectric ceramic layer 4, and the individual electrode 5 in the stacking direction and the thickness Z1 of the common electrode 3, the conductor layer 6, and the individual electrode 5 are (Z1 / Z0). It is important to satisfy the relationship of ≦ 0.15, preferably 0.03 ≦ (Z1 / Z0) ≦ 0.12, particularly 0.05 ≦ (Z1 / Z0) ≦ 0.1. If (Z1 / Z0) exceeds 0.15, the piezoelectric characteristics of the piezoelectric actuator may be degraded.
[0021]
The total thickness Z of the diaphragm 2, the common electrode 3, and the piezoelectric ceramic layer 4 is not particularly limited, but is preferably 100 μm or less, more preferably 80 μm or less, and still more preferably 60 μm in terms of increasing the displacement of the displacement portion. It should be: On the other hand, the lower limit of the total thickness Z is preferably not less than 20 μm, more preferably not less than 25 μm, in order to have mechanical strength not to be damaged during handling or operation and to withstand applied voltage. And more preferably 30 μm or more.
[0022]
The position A at Z / 2 in the thickness direction from the surface of the piezoelectric ceramic layer 4 is separated by T / 2 from the common electrode 3 in the direction of the conductor layer 6, where T is the distance between the common electrode 3 and the conductor layer 6. It is located at the same position as position B or on the common electrode 3 side of position B. It is preferable that the distance t between the position A and the position B and the total thickness Z satisfy a relationship of 0 ≦ t ≦ 0.25Z, particularly 0 ≦ t ≦ 0.025Z. If t> 0.25Z, the warpage of the piezoelectric actuator 1 may increase. Further, the case of t = 0, that is, in the cross section in the thickness direction of the piezoelectric actuator, the common electrode 3 and the conductor layer 6 pass through the position of 厚み of the thickness Z and are parallel to the surface of the piezoelectric ceramic layer 4. This is a case where they are arranged to be line-symmetric with respect to the line.
[0023]
Further, the ratio S (total surface area of the individual electrodes 5 / surface area of the common electrode 3) of the total surface area of the plurality of individual electrodes 5 to the surface area of the common electrode 3 satisfies the relationship of 0.1 ≦ S ≦ 0.8. In particular, the ratio S is more preferably 0.2 to 0.5 because the variation in displacement amount is reduced. When S <0.1, the integration degree of the individual electrodes is low, and practical performance may not be obtained. On the other hand, when S> 0.8, the area ratio of the individual electrodes becomes too large, and the warpage of the piezoelectric actuator 1 may increase.
[0024]
In the present invention, even when the individual electrode 5 is highly integrated by increasing the ratio S, the positions of the common electrode 3 and the conductor layer 6 are adjusted so that the distance t and the thickness Z satisfy the above relationship. Thereby, warpage can be reduced, the maximum displacement can be increased, and variation in the displacement can be reduced to function as a high-performance piezoelectric actuator.
[0025]
The thickness of the piezoelectric ceramic layer 4 and the thickness of each of the

ceramic layers

7 and 8 are not particularly limited as long as Z0 and Z1 satisfy the above relationship, and the positions A, B, and the distance t satisfy the above relationships. It is preferable that the thickness is not more than 20 μm in view of the formation of the material, and has a mechanical strength not to be damaged during handling or operation, and more preferably 10 to 10 μm in order to withstand the applied voltage. The range is preferably 20 μm.
[0026]
The thickness of the common electrode 3 and the conductor layer 6 is preferably 0.5 μm or more, and more preferably 1 μm or more. Thereby, the rigidity of the piezoelectric actuator 1 can be improved, and the effect of suppressing the warpage can be enhanced. The difference between the thickness of the common electrode 3 and the thickness of the conductor layer 6 is 1 μm or less, preferably 0.5 μm or less. Further, when the thickness of the conductor layer 6 is a and the Young's modulus of the conductor layer 6 is b, it is preferable that the relationship 15 × 10 ¹⁵ ≦ b / a ≦ 220 × 10 ¹⁵ is satisfied. The thickness of the individual electrode 5 is preferably 0.5 μm or less, more preferably 0.4 μm or less.
[0027]
For the piezoelectric ceramic layer 4, a perovskite crystal structure type piezoelectric material such as a lead zirconate titanate compound (PbZrTiO ₃ compound (PZT)), a lead titanate compound, and a barium titanate compound is preferably used. Among these, it is preferable to use a PZT system in that a large displacement can be obtained. The same material as the piezoelectric ceramic layer 4 is used for the

ceramic layers

7 and 8. Each of the piezoelectric ceramic layer 4 and the

ceramic layers

7 and 8 may be composed of one layer, or may be composed of a plurality of layers.
[0028]
As the individual electrode 5, for example, a metal such as Au, Ag, Cu, Cr, Pd, or Pt, or an alloy containing at least one of these as a main component is preferably used. It is particularly preferable to use Au in that it can be obtained.
[0029]
It is preferable that the common electrode 3 and the conductor layer 6 are formed of the same material. As the common electrode 3 and the conductor layer 6, it is preferable to use, for example, a metal such as Au, Ag, Cu, Cr, Pd, or Pt, or an alloy containing at least one of these as a main component. From the viewpoint, it is more preferable to use the Ag-Pd alloy, in particular, by adding the same material as the piezoelectric ceramic layer 4.
[0030]
Next, a method for manufacturing the piezoelectric actuator 1 of the present invention will be described.
First, a piezoelectric ceramic powder mainly containing the above-described lead zirconate titanate compound, lead titanate compound, barium titanate compound or the like is prepared. The average particle size of the piezoelectric ceramic powder is desirably 1 μm or less, preferably 0.7 μm or less, and more preferably 0.6 μm or less. By setting the average particle size of the piezoelectric ceramic powder to 1 μm or less, uniform firing shrinkage during sintering can be obtained, and uniform piezoelectric ceramic layers 4 and

ceramic layers

7 and 8 can be obtained. This piezoelectric ceramic powder and an organic binder component are mixed to prepare a slurry for sheet molding. Next, a green sheet is produced using the slurry for molding by a general sheet forming method such as a roll coater method, a slit coater method, and a doctor blade method (forming step).
[0031]
Next, the green sheet obtained in the forming step is pressed (pressing step). Although a known method can be employed as the pressing method, a roll pressing method, a flat pressing method, a hydrostatic pressing method, and the like can be particularly used for pressing in that it is easy to obtain a uniform thickness. . As described above, by performing the pressing process on the green sheet after the sheet is formed, the density of the sheet can be increased, and the thickness variation and the density variation can be reduced. The pressurizing pressure varies depending on the material composition, the amount of the organic binder, the thickness of the green sheet, and the like, but is preferably 10 to 100 MPa, particularly preferably 20 to 50 MPa, and more preferably 30 to 40 MPa. Here, the thickness variation of each green sheet obtained by the pressing step should be 15% or less, especially 10% or less, because the thickness variation of the piezoelectric ceramic layer 4, the

ceramic layers

7, 8 formed after firing, Are reduced in thickness of a displacement portion formed by laminating, and it is easy to prevent warpage deformation.
[0032]
Next, using a conductor paste made of the above-described electrode material, screen printing is performed on one surface of the green sheet obtained in the pressurizing step, with a metal pattern that becomes the individual electrode 5, the common electrode 3, and the conductor layer 6 after firing. Formed by In this case, the thickness is preferably adjusted to 2 to 5 μm, and the thickness variation (difference between the maximum value and the minimum value) is adjusted to 1 to 2 μm.
[0033]
Next, the obtained green sheets are laminated, for example, in the configuration shown in FIG. 1 and adhered to obtain a laminated molded body (lamination step). In addition, as a method of performing the adhesion, a method using an adhesion liquid containing an adhesive component, a method of applying adhesiveness to an organic binder component in a green sheet by heating, a method of adhering only by pressing, and the like. Can be illustrated.
[0034]
The laminated molded body obtained in the laminating step is fired at 900 to 1200 ° C. in an oxygen atmosphere after removing organic components in the laminated molded body by a desired degreasing treatment, as shown in FIG. Obtain a piezoelectric actuator (firing step). In the firing step for manufacturing the piezoelectric actuator of the present invention, the laminated molded body obtained in the laminating step is stacked in a plurality of stages via a sample base plate made of zirconia or magnesia, and further, the laminated molded body is stacked. It is desirable to put a weight on the body and fire it. By adopting a manufacturing method including such steps, warpage deformation of the piezoelectric actuator is suppressed, and a piezoelectric actuator made of a thin-layer sintered body having a thickness of 100 μm or less can be provided.
[0035]
The individual electrodes constituting the piezoelectric actuator of the present invention are not limited to the case where the individual electrodes are simultaneously fired together with the common electrode and the conductor layer as described above. Can be formed by baking. Also in this case, the various metals described above can be suitably used as the metal component.
[0036]
FIG. 2 is a sectional view showing an ink jet recording head provided with the piezoelectric actuator 1 of the present invention. As shown in the drawing, the ink jet recording head is configured such that the piezoelectric actuator 1 is provided on a flow path member 25 in which a plurality of ink flow paths 23 each having an ink discharge hole 27 are arranged. Are mounted in the same position.
[0037]
The flow path member 25 is formed of a laminate composed of a plurality of metal foils having a thickness of about 30 to 100 μm. The ink flow path 23, the ink discharge holes 27, and the partition walls 21 are formed by etching or punching a metal foil on each metal foil. Etc. are respectively formed. Examples of the metal foil to be used include stainless steel foil, aluminum foil, molybdenum foil and the like. Such an ink jet head has excellent piezoelectric characteristics even when it is thin, and is equipped with a piezoelectric actuator whose warpage has been corrected, so that a large ink ejection amount can be obtained and variation in the ink ejection amount is reduced. can do.
[0038]
As described above, the embodiment of the present invention has been described. However, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to a modified or improved one without departing from the gist of the present invention. For example, in the above embodiment, the case where one layer of the common electrode is provided has been described. However, two or more layers may be provided as necessary. Similarly, two or more conductor layers 6 may be provided.
[0039]
【Example】
Sample No. was obtained as follows. Piezoelectric actuators Nos. 1 to 11 and an ink jet recording head having the same were manufactured.
[0040]
First, a predetermined amount of lead zirconate titanate (PZT) -based powder, a binder and an organic solvent dissolving the binder are mixed to prepare a slurry, and a green sheet having a thickness of 15 μm is formed using the slurry by a roll coater method. Produced.
[0041]
Then, a 100 μm diameter through-hole was formed at a desired position of the green sheet by punching a die. Thereafter, an electrode pattern to be a common electrode and a conductor layer after firing was formed on the green sheet by screen printing using a metal paste made of an Ag-Pd alloy. The through-hole was filled with the same metal paste as the electrode pattern.
[0042]
Each of the obtained green sheets is alternately laminated and adhered so as to have a configuration shown in FIG. 1 and Table 1, and a laminated body is obtained. Then, pressure is applied to further strengthen the adhesion, and then the maximum temperature is 1000 ° C. After firing, a conductive paste made of Au was formed on one surface of the laminate by screen printing to form an individual electrode pattern to become an individual electrode after firing, and further fired at a maximum temperature of 750 ° C. to obtain a piezoelectric actuator. .
[0043]
At this time, the internal stress applied to the piezoelectric actuator and its range (maximum value-minimum value) were calculated from the amount of strain using X-ray diffraction. The warpage of the piezoelectric actuator was evaluated on almost the entire surface using a laser displacement meter.
[0044]
Next, an ink jet recording head as shown in FIG. 2 was manufactured using the piezoelectric actuator obtained above, and an ink ejection test was performed. First, a plate made of an Fe-Cr-based metal having an ink flow path and an ink supply hole formed by etching and a plate made of an Fe-Cr-based metal also having an ink discharge hole formed by etching are bonded with a thermosetting epoxy resin. A metal member was obtained by bonding with an agent. Next, a thermosetting epoxy adhesive was applied on the ink flow path opening side of the metal member, and the above-described piezoelectric actuator was positioned so that the ink flow path and the individual electrodes were aligned, thereby producing an ink jet recording head. .
[0045]
The ink flow path is filled with ink from an ink supply hole (not shown in FIG. 2), a voltage of 30 V is applied, a piezoelectric actuator is driven at a frequency of 10 KHz, and ink droplets are discharged from the ink discharge holes. The ejection speed of the droplet was measured and evaluated. In the measurement, image processing was performed using a camera having a high-speed strobe photographing device, and the ejection speed of ink droplets and the range (maximum value-minimum value) were measured. Table 1 shows the results.
[Table 1]

[0046]
According to Table 1, Sample No. with Z1 / Z0 of 0.15 or less. In Nos. 2 to 11, the warpage was 100 μm or less, the compressive stress applied to the piezoelectric actuator was 60 MPa or less, the stress range was 5 MPa or less, the ink ejection speed was 3 m / sec or more, and the ejection speed range was 1.2 m / sec or less. Was.
In particular, Sample No. having a total thickness Z0 of 60 μm was used. In Nos. 2 to 4 and 6 to 11, the displacement of the piezoelectric actuator was increased, and the ink ejection speed was able to be increased to 4 m / sec or more.
Further, in Sample No. 1 in which the thickness difference between the common electrode and the conductor layer was 1 μm or less. In Nos. 2 to 4 and 7 to 11, the warpage was 95 μm or less, the compressive stress applied to the piezoelectric actuator was 55 MPa or less, the ink ejection speed was 5 m / sec or more, and the ink ejection speed range was 1 m / sec or less.
[0047]
On the other hand, Sample No. with Z1 / Z0 being 0.2. In No. 1, it was found that the compressive stress applied to the piezoelectric actuator was 90 MPa and a large compressive stress was applied. As a result, the warpage was as large as 130 μm, the ink ejection speed was as small as 2 m / sec, and the ink ejection speed range was as large as 1.5 m / sec.
[0048]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the piezoelectric actuator of this invention, even if it is thin, the compression stress which generate | occur | produces in a piezoelectric actuator is reduced by reducing the ratio of the thickness of a common electrode, a conductive layer, and the individual electrode with respect to the thickness of a piezoelectric actuator, and it is excellent. The obtained piezoelectric characteristics are obtained.
[0049]
Further, in the piezoelectric actuator of the present invention, when the common electrode and the conductor layer are line-symmetric as described above, or when the distance t between the conductor layer and the common electrode satisfies the above-described predetermined relationship, each member is When the area ratio S between the individual electrode and the common electrode satisfies a predetermined relationship, warpage is prevented from occurring after the firing process for forming the individual electrode on the surface of the piezoelectric ceramic layer, and the displacement portion It is possible to reduce the variation in displacement between them.
[0050]
By using the piezoelectric actuator, an ink jet recording head having excellent ink ejection performance can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a piezoelectric actuator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a structure of an inkjet recording head including the piezoelectric actuator of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a structure of a conventional piezoelectric actuator.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 piezoelectric actuator 2 diaphragm 3 common electrode 4 piezoelectric ceramic layer 5 individual electrode 6 conductor layer 7 ceramic layer 8 ceramic layer

Claims

On the diaphragm, a common electrode, a piezoelectric ceramic layer and individual electrodes are laminated in this order, a plurality of the individual electrodes are arranged on the surface of the piezoelectric ceramic layer, and the ceramic is formed of the same material as the piezoelectric ceramic layer. A piezoelectric actuator in which layers are stacked via a conductor layer,
The thickness Z0 in the stacking direction of the vibration plate, the common electrode, the piezoelectric ceramic layer, and the individual electrode combined, and the thickness Z1 of the common electrode, the conductor layer, and the individual electrode combined are (Z1 / Z0). A piezoelectric actuator characterized by satisfying a relationship of ≦ 0.15.

In a cross section in the thickness direction of the piezoelectric actuator, the common electrode and the conductor layer pass through a position that is a half of a total thickness Z of the vibration plate, the common electrode, and the piezoelectric ceramic layer, and a surface of the piezoelectric ceramic layer. 2. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the piezoelectric actuator is disposed so as to be symmetrical with respect to a line parallel to.

A ratio S (total surface area of the individual electrodes / surface area of the common electrode) of the total surface area of the plurality of individual electrodes to the surface area of the common electrode satisfies the relationship of 0.1 ≦ S ≦ 0.8;
The following position A is located closer to the common electrode than the following position B,
2. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein a distance t between the following position A and the following position B and a total thickness Z satisfy a relation of 0 <t ≦ 0.25Z.
Position A: Z / 2 in the thickness direction from the surface of the piezoelectric ceramic layer, where Z is the total thickness of the vibration plate, the common electrode, and the piezoelectric ceramic layer.
Position B: A position separated by T / 2 from the common electrode in the direction of the conductor layer, where T is the distance between the common electrode and the conductor layer.

The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein a difference between a thickness of the common electrode and a thickness of the conductor layer is 1 μm or less.

The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the thickness Z is 100 μm or less.

The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the common electrode and the conductor layer are formed of the same material.

The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the thickness of the individual electrode is 0.5 μm or less.

A piezoelectric actuator according to any one of claims 1 to 7, which is mounted on a flow path member having a plurality of ink flow paths having ink discharge holes, in which the positions of the ink flow paths and the individual electrodes are aligned. An ink jet recording head characterized in that: