JP2012121146A - Method of manufacturing piezoelectric actuator - Google Patents

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圭司 蔵
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inspect whether or not an extraction part fulfills a function to extract a second electrode to one face of a piezoelectric layer.SOLUTION: Through holes 37, 38a, 38b are formed on green sheets serving as the piezoelectric layers 40, 41. Next, common electrodes 44, 45 are formed on one faces of the green sheets serving as the piezoelectric layers 40, 41. Then, three green sheets are laminated and burned. Subsequently, filler 65, 66 is filled into the through holes 37, 38 from the upper face of the first piezoelectric layer 40, so as to form the extraction parts 68, 69. Then, continuity of the filler 65, 66 within the through holes 37, 38 is inspected, to determine failure of a piezoelectric actuator 32. Extraction electrodes 46, 47 interconnecting an individual electrode 43 and the plurality of extraction parts 68, 69, respectively are formed on the upper face of the first piezoelectric layer 40 of which failure is not determined.

Description

本発明は、圧電アクチュエータの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a piezoelectric actuator.

従来から、様々な技術分野において、圧電層に電界が作用したときの圧電層の変形(圧電歪み)を利用して対象を駆動する、圧電アクチュエータが用いられている。例えば、特許文献1には、ノズルからインクを噴射するインクジェットヘッドに用いられる圧電式のアクチュエータユニットについて開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in various technical fields, piezoelectric actuators that drive an object using deformation (piezoelectric distortion) of a piezoelectric layer when an electric field acts on the piezoelectric layer have been used. For example, Patent Literature 1 discloses a piezoelectric actuator unit used in an ink jet head that ejects ink from a nozzle.

特許文献1のアクチュエータユニットは、積層型の圧電素子が平面的に複数配置されたものであり、各圧電素子からは2種類の電極が絶縁性の基板の上面にそれぞれスルーホール内に充填された充填材で引き出されて、基板の上面に形成された個別引出電極、あるいは共通電極のいずれかの電極と接続されている。このアクチュエータユニットは、基板にスルーホールを形成した後、各種電極を形成し、その後、スルーホール内に充填材を充填している。   The actuator unit of Patent Document 1 is a multi-layered arrangement of stacked piezoelectric elements, and two types of electrodes from each piezoelectric element are filled in the through holes on the upper surface of the insulating substrate. It is pulled out by a filler and connected to either an individual extraction electrode formed on the upper surface of the substrate or a common electrode. In this actuator unit, after forming a through hole in a substrate, various electrodes are formed, and then a filler is filled in the through hole.

特開2001−71490号公報(特に段落0032〜0034)JP 2001-71490 A (particularly paragraphs 0032 to 0034)

ところで、スルーホール内に充填材を充填して構成された引出部により電極を表面に引き出す構成を有する圧電アクチュエータにおいて、この圧電アクチュエータが不良と判別される場合、その原因としては、スルーホール内に充填された充填材と電極の導通不良、または、スルーホール内の充填材自体の不良が生じていることが多い。この両者について共通することは、引出部が電極を表面に引き出すための機能を果たしていないということであり、これについて検査することが従来から望まれていた。   By the way, in a piezoelectric actuator having a configuration in which an electrode is drawn to the surface by a lead portion configured by filling a filler in the through hole, when this piezoelectric actuator is determined to be defective, the cause is in the through hole. In many cases, there is a poor conduction between the filled filler and the electrode, or a defect in the filler itself in the through hole. What is common to both of them is that the extraction portion does not fulfill the function of drawing the electrode to the surface, and it has been conventionally desired to inspect this.

そこで、本発明の目的は、引出部が第2電極を圧電層の一方の面に引き出すための機能を果たしているかを検査することができる圧電アクチュエータの製造方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a piezoelectric actuator capable of inspecting whether or not the extraction portion functions to extract the second electrode to one surface of the piezoelectric layer.

本発明のインクジェット記録装置の製造方法は、圧電層と、前記圧電層の一方の面に配置された第1電極と、前記圧電層の他方の面に前記第1電極に対向して配置された第2電極と、前記圧電層の前記一方の面から前記他方の面まで貫通するスルーホール内に導電性の充填材が充填されることによって、前記第2電極を前記圧電層の一方の面に引き出す引出部と、を備えた圧電アクチュエータの製造方法であって、前記圧電層の前記一方の面に前記第1電極を形成する第1電極形成工程と、前記圧電層の前記他方の面に前記第2電極を形成する第2電極形成工程と、前記圧電層に前記スルーホールを形成するスルーホール形成工程と、前記スルーホール形成工程で形成された前記スルーホール内に導電性の充填材を充填して、前記引出部を形成する引出部形成工程と、前記スルーホール内に充填された前記充填材と前記第2電極の間の導通状態を検査する導通検査工程と、を備えている。   In the method of manufacturing an ink jet recording apparatus of the present invention, the piezoelectric layer, the first electrode disposed on one surface of the piezoelectric layer, and the other surface of the piezoelectric layer are disposed to face the first electrode. The second electrode is placed on one surface of the piezoelectric layer by filling the second electrode and a through-hole penetrating from the one surface of the piezoelectric layer to the other surface. A method of manufacturing a piezoelectric actuator comprising a lead-out portion to be drawn, wherein the first electrode is formed on the one surface of the piezoelectric layer, and the other surface of the piezoelectric layer is formed on the other surface. A second electrode forming step for forming a second electrode, a through hole forming step for forming the through hole in the piezoelectric layer, and a conductive filler is filled in the through hole formed in the through hole forming step. And shape the drawer It includes a lead portion forming step, and a continuity inspection step of inspecting electrical continuity between the said filling material and the second electrode which is filled in the through holes.

本発明の圧電アクチュエータの製造方法によると、スルーホール内に充填された充填材と第2電極の間の導通状態を検査することで、第2電極が絶縁せずに圧電層の一方の面に引き出されているかを検査することができる。これにより、引出部が、第2電極を圧電層の一方の面に引き出すための機能を果たしているかを検査することができる。   According to the method for manufacturing a piezoelectric actuator of the present invention, the second electrode is not insulated from the one surface of the piezoelectric layer by inspecting the conduction state between the filler filled in the through hole and the second electrode. It can be checked whether it is pulled out. Thereby, it can be test | inspected whether the drawer | drawing-out part has fulfill | performed the function for pulling out the 2nd electrode to one side of a piezoelectric layer.

また、前記圧電アクチュエータは、複数の前記第1電極と、前記圧電層を挟んで前記複数の第1電極に対向して配置された前記第2電極と、前記第2電極を複数箇所で引き出す複数の前記引出部と、前記圧電層の前記一方の面に前記第1電極と重ならないように配置され、前記複数の引出部を互いに接続させる接続部と、を有しており、前記圧電アクチュエータの製造方法は、前記圧電層の前記一方の面に前記接続部を形成する接続部形成工程をさらに備えており、前記導通検査工程は、前記引出部形成工程の後であって、前記接続部形成工程の前に行うことが好ましい。   The piezoelectric actuator includes a plurality of the first electrodes, the second electrodes arranged to face the plurality of first electrodes with the piezoelectric layer interposed therebetween, and a plurality of the second electrodes that draw out the second electrodes at a plurality of locations. The lead portion of the piezoelectric actuator, and a connecting portion that is disposed on the one surface of the piezoelectric layer so as not to overlap the first electrode and connects the lead portions to each other. The manufacturing method further includes a connecting portion forming step of forming the connecting portion on the one surface of the piezoelectric layer, and the continuity inspection step is after the drawing portion forming step, and the connecting portion forming step is performed. It is preferable to carry out before the process.

これによると、仮に、接続部を形成した後に、導通検査工程を行うと、複数のスルーホール内の充填材が接続部を介して導通し、スルーホール内の充填材ごとの充填状態を検査することが困難となる。そこで、接続部を形成する前に、導通検査工程を行うことで、スルーホール内に充填された充填材ごとに第2電極との導通状態を検査することができる。   According to this, if the continuity inspection process is performed after the connection portion is formed, the filler in the plurality of through holes is conducted through the connection portion, and the filling state of each filler in the through hole is inspected. It becomes difficult. Therefore, by conducting a continuity inspection step before forming the connection portion, it is possible to inspect the continuity state with the second electrode for each filler filled in the through hole.

さらに、前記導通検査工程において、複数の前記スルーホールのうち、2以上の前記スルーホール内に充填された前記充填材と前記第2電極の間が絶縁状態であることを検出した場合に、前記圧電アクチュエータを不良と判別する不良判別工程をさらに備えていることが好ましい。   Further, in the continuity inspection step, when it is detected that the second electrode is in an insulating state between the filler filled in two or more of the through holes and the second electrode, It is preferable to further include a defect determination step for determining that the piezoelectric actuator is defective.

これによると、第2電極は複数箇所で引出部によって引き出されているため、いくつかのスルーホール内に充填された充填材と第2電極が絶縁していたとしても、第2電極は圧電層の一方の面に引き出される。そして、スルーホール内に充填された充填材ごとに第2電極との導通状態を検査して、絶縁数が2以上の場合には、接続部と第2電極との間の電位降下が大きくなってしまうので、圧電アクチュエータを不良と判別する。このように、スルーホール内に充填された充填材の絶縁数を検出して、この絶縁数から圧電アクチュエータの不良を判別することで、圧電アクチュエータの不良を簡単に判別することができる。また、接続部を形成する前に不良判別工程が行われ、早期に不良を判別可能であるため、接続部となる材料を無駄に使用することがない。また、圧電アクチュエータの製造途中に、最も不良の原因となりうる、引出部が第2電極を圧電層の一方の面に引き出すための機能を果たしていないものを不良と判別する工程を有していることで、完成した圧電アクチュエータの歩留まりを飛躍的に向上させることができる。   According to this, since the second electrode is drawn out by the lead-out portion at a plurality of locations, even if the filler filled in some through holes and the second electrode are insulated, the second electrode is a piezoelectric layer. Pulled out on one side. Then, the conduction state with the second electrode is inspected for each filler filled in the through hole, and when the number of insulation is 2 or more, the potential drop between the connection portion and the second electrode becomes large. Therefore, it is determined that the piezoelectric actuator is defective. Thus, by detecting the number of insulations of the filler filled in the through holes and determining the failure of the piezoelectric actuator from this number of insulations, it is possible to easily determine the failure of the piezoelectric actuator. In addition, since a defect determination step is performed before the connection portion is formed and the defect can be determined at an early stage, the material used as the connection portion is not wasted. In addition, the piezoelectric actuator has a step of discriminating that the lead portion that does not perform the function of pulling out the second electrode to one surface of the piezoelectric layer, which is the most likely cause of failure, during the manufacture of the piezoelectric actuator. Thus, the yield of the completed piezoelectric actuator can be greatly improved.

一方、別の観点では、本発明の圧電アクチュエータの製造方法は、圧電層と、前記圧電層の一方の面に配置された第1電極と、前記圧電層の他方の面に前記第1電極に対向して配置された第2電極と、前記圧電層の前記一方の面から前記他方の面まで貫通するスルーホール内に導電性の充填材が充填されることによって、前記第2電極を前記圧電層の一方の面に引き出す引出部と、を備えた圧電アクチュエータの製造方法であって、前記圧電層の前記一方の面に前記第1電極を形成する第1電極形成工程と、前記圧電層の前記他方の面に前記第2電極を形成する第2電極形成工程と、前記圧電層に前記スルーホールを形成するスルーホール形成工程と、前記スルーホール形成工程で形成された前記スルーホール内に導電性の充填材を充填して、前記引出部を形成する引出部形成工程と、前記スルーホール内に充填された前記充填材の充填状態を検査する充填材検査工程とを備えている。   On the other hand, in another aspect, the method for manufacturing a piezoelectric actuator according to the present invention includes a piezoelectric layer, a first electrode disposed on one surface of the piezoelectric layer, and the first electrode on the other surface of the piezoelectric layer. A conductive filler is filled in the second electrode disposed opposite to the through hole penetrating from the one surface of the piezoelectric layer to the other surface, thereby allowing the second electrode to move to the piezoelectric layer. A method of manufacturing a piezoelectric actuator comprising: a lead-out portion that is drawn out on one surface of the layer, wherein the first electrode is formed on the one surface of the piezoelectric layer; A second electrode forming step for forming the second electrode on the other surface; a through hole forming step for forming the through hole in the piezoelectric layer; and a conductive material in the through hole formed in the through hole forming step. Filled with sex filler The includes a pull-out portion forming step of forming a lead-out portion, and a filling material inspection step of inspecting the state of filling the filling material filled in the through hole.

本発明の圧電アクチュエータの製造方法によると、スルーホール内に充填された充填材の充填状態を検査することで、引出部が、第2電極を圧電層の一方の面に引き出すための機能を果たしているかを検査することができる。   According to the method for manufacturing a piezoelectric actuator of the present invention, the lead portion fulfills a function of pulling the second electrode to one surface of the piezoelectric layer by inspecting the filling state of the filler filled in the through hole. Can be inspected.

また、前記充填材検査工程において、前記スルーホール内に充填された前記充填材の前記一方側と前記他方側が絶縁状態であることを検出した場合に、前記圧電アクチュエータを不良と判別する不良判別工程をさらに備えており、前記充填材検査工程は、前記第2電極形成工程の前に行い、前記不良判別行程は、前記充填材検査工程の後であって、前記第2電極形成工程の前に行うことが好ましい。   Further, in the filler inspection step, a failure determination step of determining the piezoelectric actuator as defective when it is detected that the one side and the other side of the filler filled in the through hole are in an insulating state. The filler inspection step is performed before the second electrode formation step, and the defect determination step is after the filler inspection step and before the second electrode formation step. Preferably it is done.

これによると、第2電極を形成する前に不良判別工程が行われ、早期に不良を判別可能であるため、第2電極となる材料を無駄に使用することがない。また、圧電アクチュエータの製造途中に、最も不良の原因となりうる、引出部が第2電極を圧電層の一方の面に引き出すための機能を果たしていないものを不良と判別する工程を有していることで、完成した圧電アクチュエータの歩留まりを飛躍的に向上させることができる。   According to this, since the defect determination step is performed before forming the second electrode and the defect can be determined at an early stage, the material used as the second electrode is not wasted. In addition, the piezoelectric actuator has a step of discriminating that the lead portion that does not perform the function of pulling out the second electrode to one surface of the piezoelectric layer, which is the most likely cause of failure, during the manufacture of the piezoelectric actuator. Thus, the yield of the completed piezoelectric actuator can be greatly improved.

引出部が、第2電極を圧電層の一方の面に引き出すための機能を果たしているかを検査することができる。   It can be inspected whether the extraction part has a function of extracting the second electrode to one surface of the piezoelectric layer.

本実施形態のインクジェットヘッドの斜視図である。It is a perspective view of the inkjet head of this embodiment. インクジェットヘッドの平面図である。It is a top view of an inkjet head. インクジェットヘッドの部分拡大図であり、(a)は図2の一部拡大平面図であり、(b)は(a)のA−A線断面図であり、(c)は(a)のB−B線断面図である。It is the elements on larger scale of an inkjet head, (a) is a partial expanded plan view of FIG. 2, (b) is the sectional view on the AA line of (a), (c) is B of (a). FIG. 図2の圧電アクチュエータの左端部の一部拡大平面図であり、(a)は第1圧電層(最上層)の上面から見た平面図であり、(b)は第2圧電層(中間層)の上面から見た平面図であり、(c)は第3圧電層(最下層)の上面から見た平面図である。FIG. 3 is a partially enlarged plan view of a left end portion of the piezoelectric actuator of FIG. 2, (a) is a plan view seen from the upper surface of a first piezoelectric layer (uppermost layer), and (b) is a second piezoelectric layer (intermediate layer). (C) is a plan view seen from the upper surface of the third piezoelectric layer (lowermost layer). 図4(a)のC−C線断面図である。It is CC sectional view taken on the line of Fig.4 (a). 圧電アクチュエータの製造工程について説明する図であり、(a)はスルーホール形成工程であり、(b)は内部電極形成工程であり、(c)は焼成工程であり、(d)は引出部形成工程であり、(e)は表面電極形成工程である。It is a figure explaining the manufacturing process of a piezoelectric actuator, (a) is a through-hole formation process, (b) is an internal electrode formation process, (c) is a baking process, (d) is extraction part formation. (E) is a surface electrode forming step. 導通検査工程について説明する圧電アクチュエータの断面図である。It is sectional drawing of the piezoelectric actuator explaining a conduction inspection process. 変形例1での圧電アクチュエータの断面図である。6 is a cross-sectional view of a piezoelectric actuator according to Modification 1. FIG. 変形例1における圧電アクチュエータの製造工程について説明する図であり、(a)は引出部形成工程であり、(b)は充填材検査及び不良判別工程であり、(c)は電極形成工程であり、(d)は導通検査工程である。It is a figure explaining the manufacturing process of the piezoelectric actuator in the modification 1, (a) is an extraction | drawer part formation process, (b) is a filler inspection and defect determination process, (c) is an electrode formation process , (D) is a continuity inspection process. 変形例2での圧電アクチュエータの断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a piezoelectric actuator according to Modification 2.

次に、本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、記録用紙に対してインクを噴射して画像や文字などを記録するインクジェットヘッドの圧電アクチュエータに、本発明を適用した一例である。   Next, an embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is an example in which the present invention is applied to a piezoelectric actuator of an ink jet head that records images, characters, and the like by ejecting ink onto recording paper.

図1は、本実施形態のインクジェットヘッドの斜視図である。図2は、インクジェットヘッドの平面図である。なお、以下では、図1、図2の紙面手前側を上方、紙面向こう側を下方と定義して説明する。図1、図2に示すインクジェットヘッド3は、図中の走査方向に往復移動しつつ、この走査方向と直交する紙送り方向に搬送される記録用紙(図示省略)に対して、下面に開口する複数のノズル15(図3参照)からインクを噴射する、いわゆる、シリアル式のインクジェットヘッドである。   FIG. 1 is a perspective view of the ink jet head of the present embodiment. FIG. 2 is a plan view of the inkjet head. In the following description, the front side of the paper in FIGS. 1 and 2 is defined as the upper side, and the other side of the paper is defined as the lower side. The ink jet head 3 shown in FIGS. 1 and 2 opens on the lower surface with respect to a recording sheet (not shown) conveyed in a paper feeding direction orthogonal to the scanning direction while reciprocating in the scanning direction in the drawing. This is a so-called serial type ink jet head that ejects ink from a plurality of nozzles 15 (see FIG. 3).

図1、図2に示すように、インクジェットヘッド3は、ノズル15や圧力室10を含むインク流路が形成された流路ユニット31と、この流路ユニット31の上面に配置された圧電アクチュエータ32とを有している。また、図1に示すように、圧電アクチュエータ32の上面には、電源(図示省略)に接続され、ドライバIC51を実装したフレキシブル配線基板50(FPC)が接合される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the inkjet head 3 includes a flow path unit 31 in which an ink flow path including a nozzle 15 and a pressure chamber 10 is formed, and a piezoelectric actuator 32 disposed on the upper surface of the flow path unit 31. And have. As shown in FIG. 1, a flexible wiring board 50 (FPC) that is connected to a power source (not shown) and has a driver IC 51 mounted thereon is bonded to the upper surface of the piezoelectric actuator 32.

まず、流路ユニット31について説明する。図1、図2に示すように、流路ユニット31の上面には、インクジェットヘッド3で使用される4色のインク(ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ)がそれぞれ供給される4つのインク供給口9が設けられている。そして、流路ユニット31内には、インク供給口9に接続されたインク流路が形成されている。   First, the flow path unit 31 will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, four ink supply ports 9 for supplying four colors of ink (black, yellow, cyan, magenta) used in the inkjet head 3 are provided on the upper surface of the flow path unit 31. Is provided. An ink flow path connected to the ink supply port 9 is formed in the flow path unit 31.

図3はインクジェットヘッド3の部分拡大図であり、(a)は図2の一部拡大平面図であり、(b)は(a)のA−A線断面図であり、(c)は(a)のB−B線断面図である。図3に示すように、流路ユニット31は、互いに積層された4枚のプレート11〜14で構成されており、この流路ユニット31には、インク供給口9に接続されたマニホールド16と、マニホールド16に連通した複数の圧力室10と、複数の圧力室10にそれぞれ連通する複数のノズル15が形成されている。   3 is a partially enlarged view of the inkjet head 3, (a) is a partially enlarged plan view of FIG. 2, (b) is a sectional view taken along line AA of (a), and (c) is ( It is BB sectional drawing of a). As shown in FIG. 3, the flow path unit 31 is composed of four plates 11 to 14 stacked on each other. The flow path unit 31 includes a manifold 16 connected to the ink supply port 9, and A plurality of pressure chambers 10 communicating with the manifold 16 and a plurality of nozzles 15 respectively communicating with the plurality of pressure chambers 10 are formed.

図3(b)に示されるマニホールド16は、インク供給口9から紙送り方向(図3(b)の紙面垂直方向)に延在している。図3(a)に示すように、複数の圧力室10は、それぞれ、走査方向を長手方向とする略楕円形の平面形状を有する。また、図2に示すように、複数の圧力室10は、紙送り方向に延在するマニホールド16に沿って配列されることで、1つの圧力室列8が構成されている。さらに、走査方向に隣接する2つの圧力室列8によって1つの圧力室群7が構成され、流路ユニット31には、合計5つの圧力室群7が設けられている。なお、5つの圧力室群7のうち、図2中右側に位置する2つの圧力室群7は、インク供給口9からブラックインクが供給される、ブラック用の圧力室群7である。また、図2中左側に位置する3つの圧力室群7は、3つのインク供給口9からそれぞれ3色のカラーインク(イエロー、マゼンタ、シアン)が供給される、カラー用の圧力室群7である。   The manifold 16 shown in FIG. 3B extends from the ink supply port 9 in the paper feeding direction (perpendicular to the paper surface in FIG. 3B). As shown in FIG. 3A, each of the plurality of pressure chambers 10 has a substantially elliptical planar shape whose longitudinal direction is the scanning direction. As shown in FIG. 2, the plurality of pressure chambers 10 are arranged along a manifold 16 extending in the paper feeding direction, thereby forming one pressure chamber row 8. Further, one pressure chamber group 7 is constituted by two pressure chamber rows 8 adjacent in the scanning direction, and the flow path unit 31 is provided with a total of five pressure chamber groups 7. Of the five pressure chamber groups 7, the two pressure chamber groups 7 located on the right side in FIG. 2 are black pressure chamber groups 7 to which black ink is supplied from the ink supply port 9. Also, the three pressure chamber groups 7 located on the left side in FIG. 2 are color pressure chamber groups 7 to which three color inks (yellow, magenta, cyan) are respectively supplied from three ink supply ports 9. is there.

複数の圧力室10にそれぞれ連通する複数のノズル15は、流路ユニット31の下面(最下層に位置するプレート14の下面)に開口している。また、図示は省略するが、これら複数のノズル15も、複数の圧力室10と同様に配列されており、図2中右側には、2つの圧力室群7にそれぞれ対応した、ブラックインクを噴射する2つのノズル群が配置され、図2中左側には、3つの圧力室群7にそれぞれ対応した、3色のカラーインク用を噴射する3つのノズル群が配置されている。   The plurality of nozzles 15 respectively communicating with the plurality of pressure chambers 10 are opened on the lower surface of the flow path unit 31 (the lower surface of the plate 14 positioned at the lowest layer). Although not shown, the plurality of nozzles 15 are also arranged in the same manner as the plurality of pressure chambers 10, and black ink corresponding to the two pressure chamber groups 7 is ejected on the right side in FIG. 2. 2 nozzle groups are arranged, and on the left side in FIG. 2, three nozzle groups for ejecting three color inks corresponding to the three pressure chamber groups 7 are arranged.

そして、図3(b)に示すように、流路ユニット31内には、インク供給口9に接続されたマニホールド16から分岐して、圧力室10を経てノズル15に至る、複数の個別インク流路17が形成されている。   As shown in FIG. 3 (b), a plurality of individual ink flow branches from the manifold 16 connected to the ink supply port 9 into the flow path unit 31 and reaches the nozzle 15 through the pressure chamber 10. A path 17 is formed.

次に、圧電アクチュエータ32について説明する。圧電アクチュエータ32は、3枚の圧電層(第1圧電層40、第2圧電層41、第3圧電層42)、複数の個別電極43、第1共通電極44、及び、第2共通電極45を有する。図4は、図2の圧電アクチュエータ32の左端部の一部拡大平面図であり、(a)は第1圧電層40(最上層)の上面から見た平面図であり、(b)は第2圧電層41(中間層)の上面から見た平面図であり、(c)は第3圧電層42(最下層)の上面から見た平面図である。図5は、図4(a)のC−C線断面図である。なお、図4(a)〜(c)において、ハッチングされた部分は電極が形成されている領域と引出部が形成されている領域を示している。   Next, the piezoelectric actuator 32 will be described. The piezoelectric actuator 32 includes three piezoelectric layers (first piezoelectric layer 40, second piezoelectric layer 41, and third piezoelectric layer 42), a plurality of individual electrodes 43, a first common electrode 44, and a second common electrode 45. Have. 4 is a partially enlarged plan view of the left end portion of the piezoelectric actuator 32 of FIG. 2, (a) is a plan view seen from the upper surface of the first piezoelectric layer 40 (uppermost layer), and (b) is the first view. It is the top view seen from the upper surface of the 2nd piezoelectric layer 41 (intermediate layer), (c) is the top view seen from the upper surface of the 3rd piezoelectric layer 42 (lowermost layer). FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 4A to 4C, hatched portions indicate regions where electrodes are formed and regions where lead portions are formed.

3枚の圧電層40〜42は、それぞれ、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との混晶であるチタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする強誘電性の圧電材料によって形成されており、互いに積層された状態で、複数の圧力室10を覆うように流路ユニット31の上面に配置されている。   The three piezoelectric layers 40 to 42 are each formed of a ferroelectric piezoelectric material mainly composed of lead zirconate titanate, which is a mixed crystal of lead titanate and lead zirconate, and are laminated to each other. In this state, the flow path unit 31 is disposed on the upper surface so as to cover the plurality of pressure chambers 10.

複数の個別電極43は、最上層の第1圧電層40の上面における、複数の圧力室10とそれぞれ対向する領域に設けられ、第1圧電層40の上面において平面的に配置されている。図3(a)〜(c)に示すように、各個別電極43は、圧力室10とほぼ同じ平面形状を有し、最上層の圧電層40の上面の、1つの圧力室10と対向する領域全体に設けられている。また、各個別電極43からは、圧力室10と対向しない領域へ、個別電極43をFPC50(図1参照)と接続するための接点部43aが引き出されている。そして、接点部43a上の中央には、バンプ61が配置されている。バンプ61は、接点部43aの径よりも小さな径となっており、接点部43aを形成する電極に取り囲まれており、FPC50と接続されている。   The plurality of individual electrodes 43 are provided in regions on the upper surface of the uppermost first piezoelectric layer 40 facing the plurality of pressure chambers 10, respectively, and are arranged in a plane on the upper surface of the first piezoelectric layer 40. As shown in FIGS. 3A to 3C, each individual electrode 43 has substantially the same planar shape as the pressure chamber 10, and faces one pressure chamber 10 on the upper surface of the uppermost piezoelectric layer 40. It is provided for the entire area. Further, from each individual electrode 43, a contact portion 43a for connecting the individual electrode 43 to the FPC 50 (see FIG. 1) is drawn out to a region that does not face the pressure chamber 10. A bump 61 is disposed in the center on the contact portion 43a. The bump 61 has a diameter smaller than the diameter of the contact part 43a, is surrounded by electrodes forming the contact part 43a, and is connected to the FPC 50.

第1共通電極44は、第1圧電層40と中間層の第2圧電層41との間に配置されている。この第1共通電極44は、複数の圧力室10の短手方向(図3(c)における左右方向)に関する中央部とそれぞれ対向する複数の電極部分44aを含んでいる。また、電極部分44aは、第1圧電層40を挟んで個別電極43と対向している。さらに、図4(b)に示すように、複数の電極部分44aは互いに導通している。   The first common electrode 44 is disposed between the first piezoelectric layer 40 and the intermediate second piezoelectric layer 41. The first common electrode 44 includes a plurality of electrode portions 44a that respectively oppose the central portion of the plurality of pressure chambers 10 in the short direction (left-right direction in FIG. 3C). The electrode portion 44 a faces the individual electrode 43 with the first piezoelectric layer 40 interposed therebetween. Furthermore, as shown in FIG. 4B, the plurality of electrode portions 44a are electrically connected to each other.

第2共通電極45は、第2圧電層41と最下層の第3圧電層42との間に配置されている。この第2共通電極45は、複数の圧力室10の短手方向端部とそれぞれ対向する複数の電極部分45aを含んでいる。また、電極部分45aは、第1圧電層40及び第2圧電層41を挟んで個別電極43と対向している。さらに、図4(c)に示すように、複数の電極部分45aは互いに導通している。   The second common electrode 45 is disposed between the second piezoelectric layer 41 and the lowermost third piezoelectric layer 42. The second common electrode 45 includes a plurality of electrode portions 45a that respectively oppose the lateral ends of the plurality of pressure chambers 10. The electrode portion 45a faces the individual electrode 43 with the first piezoelectric layer 40 and the second piezoelectric layer 41 interposed therebetween. Furthermore, as shown in FIG. 4C, the plurality of electrode portions 45a are electrically connected to each other.

図4(b)に示すように、第2圧電層41の図中左上部分の上面には、第1共通電極44の複数の電極部分44aに導通するとともに、平面的に広がった大きな電極面積を有する第1導通電極部44bが形成されている。また、図4(a)に示すように、第1圧電層40の上面には、この第1圧電層40を挟んで第1導通電極部44bと対向する、第1引出電極46が形成されている。そして、第1引出電極46上には、複数(ここでは3つ)のバンプ62が配置されている。複数のバンプ62は、第1引出電極46に取り囲まれており、FPC50と接続されている。   As shown in FIG. 4B, the upper surface of the upper left portion of the second piezoelectric layer 41 is electrically connected to the plurality of electrode portions 44a of the first common electrode 44, and has a large electrode area spread in a plane. A first conductive electrode portion 44b is formed. Further, as shown in FIG. 4A, a first extraction electrode 46 is formed on the upper surface of the first piezoelectric layer 40 so as to face the first conduction electrode portion 44b with the first piezoelectric layer 40 interposed therebetween. Yes. A plurality (three in this case) of bumps 62 are arranged on the first extraction electrode 46. The plurality of bumps 62 are surrounded by the first extraction electrode 46 and connected to the FPC 50.

また、図5に示すように、第1圧電層40の第1引出電極46が配置されている部分には複数(ここでは6つ)のスルーホール37が形成され、これら複数のスルーホール37にはそれぞれペースト状の導電性材料からなる充填材65が充填されており、複数の第1引出部68を構成している。これら複数の第1引出部68は、複数のバンプ62と平面的にずれて配置されており、スルーホール37内の充填材65は第1圧電層40の上面から露出して、1つの大きな第1引出電極46に取り囲まれている。以上により、第1共通電極44の第1導通電極部44bと第1引出電極46とが、複数の第1引出部68により接続されている。このように、第1共通電極44を複数の第1引出部68で複数箇所から引き出していることで、第1引出電極46と第1共通電極44との間における電圧降下を抑制することができる。   As shown in FIG. 5, a plurality (six in this case) of through holes 37 are formed in the portion where the first extraction electrode 46 of the first piezoelectric layer 40 is disposed. Are filled with a filler 65 made of a paste-like conductive material, and constitute a plurality of first extraction portions 68. The plurality of first lead portions 68 are arranged so as to be shifted in plan from the plurality of bumps 62, and the filler 65 in the through hole 37 is exposed from the upper surface of the first piezoelectric layer 40, and is one large first portion. One extraction electrode 46 is surrounded. As described above, the first conductive electrode portion 44 b of the first common electrode 44 and the first extraction electrode 46 are connected by the plurality of first extraction portions 68. Thus, by pulling out the first common electrode 44 from a plurality of locations by the plurality of first extraction portions 68, a voltage drop between the first extraction electrode 46 and the first common electrode 44 can be suppressed. .

図4(c)に示すように、第3圧電層42の図中左下部分の上面には、第2共通電極45の複数の電極部分45aに導通するとともに、平面的に広がった大きな電極面積を有する第2導通電極部45bが形成されている。また、図4(a)に示すように、第1圧電層40の上面には、第1圧電層40、第2圧電層41を挟んで第2導通電極部45bと対向する、第2引出電極47が形成されている。そして、第2引出電極47上には、複数(ここでは3つ)のバンプ63が配置されている。複数のバンプ63は、第2引出電極47に取り囲まれており、FPC50と接続されている。   As shown in FIG. 4C, the upper surface of the lower left portion of the third piezoelectric layer 42 is electrically connected to the plurality of electrode portions 45a of the second common electrode 45, and has a large electrode area spread in a plane. A second conductive electrode portion 45b is formed. Further, as shown in FIG. 4A, on the upper surface of the first piezoelectric layer 40, a second extraction electrode facing the second conduction electrode portion 45b with the first piezoelectric layer 40 and the second piezoelectric layer 41 interposed therebetween. 47 is formed. A plurality (three in this case) of bumps 63 are arranged on the second extraction electrode 47. The plurality of bumps 63 are surrounded by the second extraction electrode 47 and connected to the FPC 50.

図2、図4(a)に示すように、第2引出電極47の幅は、第1引出電極46の幅よりも狭くなっている。また、第2引出電極47に近接する個別電極43の接点部43aは、第1引出電極46に近接する個別電極43の接点部43aに比べて、大きく形成されている。   As shown in FIGS. 2 and 4A, the width of the second extraction electrode 47 is narrower than the width of the first extraction electrode 46. Further, the contact part 43 a of the individual electrode 43 adjacent to the second extraction electrode 47 is formed larger than the contact part 43 a of the individual electrode 43 adjacent to the first extraction electrode 46.

また、図5に示すように、第1圧電層40、第2圧電層41の第2引出電極47が配置されている部分と重なる部分には複数(ここでは6つ)のスルーホール38が形成され、これら複数のスルーホール38にはそれぞれペースト状の導電性材料からなる充填材66が充填されており、複数の第2引出部69を構成している。これら複数の第2引出部69は、複数のバンプ63と平面的にずれて配置されており、スルーホール38内の充填材66は第1圧電層40の上面から露出して、1つの大きな第2引出電極47に取り囲まれている。以上により、第2共通電極45の第2導通電極部45bと第2引出電極47とが、複数の第2引出部69により接続されている。   In addition, as shown in FIG. 5, a plurality (six in this case) of through holes 38 are formed in portions where the second extraction electrodes 47 of the first piezoelectric layer 40 and the second piezoelectric layer 41 are disposed. Each of the plurality of through holes 38 is filled with a filler 66 made of a paste-like conductive material, and constitutes a plurality of second lead portions 69. The plurality of second lead portions 69 are arranged so as to be shifted from the plurality of bumps 63 in a planar manner, and the filler 66 in the through hole 38 is exposed from the upper surface of the first piezoelectric layer 40 and is one large first. Two extraction electrodes 47 are surrounded. As described above, the second conductive electrode portion 45 b of the second common electrode 45 and the second extraction electrode 47 are connected by the plurality of second extraction portions 69.

また、第1圧電層40の、個別電極43と第1共通電極44の電極部分44aとに挟まれた圧電層部分(図3(c)における圧力室10の中央部と対向する部分:第1活性部35という)は、あらかじめ、その厚み方向に分極されている。また、第1圧電層40及び第2圧電層41の、個別電極43と第2共通電極45の電極部分45aとに挟まれた圧電層部分(図3(c)における圧力室10の左右両端部と対向する部分:第2活性部36という)も、あらかじめ、その厚み方向に分極されている。   Also, the piezoelectric layer portion of the first piezoelectric layer 40 sandwiched between the individual electrode 43 and the electrode portion 44a of the first common electrode 44 (the portion facing the central portion of the pressure chamber 10 in FIG. 3C: first) The active portion 35) is previously polarized in the thickness direction. In addition, the piezoelectric layer portion of the first piezoelectric layer 40 and the second piezoelectric layer 41 sandwiched between the individual electrode 43 and the electrode portion 45a of the second common electrode 45 (the left and right end portions of the pressure chamber 10 in FIG. 3C). The portion opposite to the second active portion 36 is also polarized in the thickness direction in advance.

なお、図1のように、圧電アクチュエータ32の上面(第1圧電層40の上面)にはFPC50が配置される。そして、第1圧電層40の上面に位置する複数の個別電極43は、それぞれから引き出された接点部43a上のバンプ61を介してFPC50と接続される。また、第1圧電層40と第2圧電層41の間に位置する第1共通電極44は、第1圧電層40の上面に形成された第1引出電極46上のバンプ62を介してFPC50と接続される。さらに、第2圧電層41と第3圧電層42の間に位置する第2共通電極45も、第1圧電層40の上面に形成された第2引出電極47上のバンプ63を介してFPC50と接続される。   As shown in FIG. 1, the FPC 50 is disposed on the upper surface of the piezoelectric actuator 32 (the upper surface of the first piezoelectric layer 40). The plurality of individual electrodes 43 positioned on the upper surface of the first piezoelectric layer 40 are connected to the FPC 50 via the bumps 61 on the contact portions 43a drawn out from each. The first common electrode 44 located between the first piezoelectric layer 40 and the second piezoelectric layer 41 is connected to the FPC 50 via the bumps 62 on the first extraction electrode 46 formed on the upper surface of the first piezoelectric layer 40. Connected. Further, the second common electrode 45 located between the second piezoelectric layer 41 and the third piezoelectric layer 42 is also connected to the FPC 50 via the bumps 63 on the second extraction electrode 47 formed on the upper surface of the first piezoelectric layer 40. Connected.

これにより、複数の個別電極43、第1共通電極44、及び、第2共通電極45は、それぞれ、FPC50に実装されたドライバIC51と接続されることになる。そして、ドライバIC51により、個別電極43の電位は、所定の駆動電位とグランド電位の間で切り替えられるようになっている。また、第1共通電極44は常に前記駆動電位に保持される一方、第2共通電極45は常にグランド電位に保持される。   As a result, the plurality of individual electrodes 43, the first common electrode 44, and the second common electrode 45 are each connected to the driver IC 51 mounted on the FPC 50. The potential of the individual electrode 43 is switched between a predetermined drive potential and a ground potential by the driver IC 51. The first common electrode 44 is always held at the driving potential, while the second common electrode 45 is always held at the ground potential.

以上説明した圧電アクチュエータ32の、インク噴射時における動作について述べる。インクを噴射しない待機状態においては、ドライバIC51によって、複数の個別電極43にはそれぞれグランド電位が付与されている。また、ドライバIC51によって、第1共通電極44は常時駆動電位に保持されるとともに、第2共通電極45は常時グランド電位に保持されている。したがって、待機状態では、個別電極43と第1共通電極44の間に電圧が印加されることになり、電極43、44の間に挟まれる第1活性部35に厚み方向の電界が作用する。この電界の方向は第1活性部35の分極方向と平行であるから、この第1活性部35は厚み方向と直交する面方向に収縮する。これにより、圧電層40〜42の圧力室10と対向する部分が、圧力室10側(図3(c)における下側)に凸となるように変形した状態となっている。このとき、圧力室10は、圧電層40が変形していない状態と比較して、その容積が小さくなっている。   The operation of the piezoelectric actuator 32 described above during ink ejection will be described. In a standby state where ink is not ejected, the driver IC 51 applies a ground potential to each of the plurality of individual electrodes 43. Further, the driver IC 51 keeps the first common electrode 44 at a constant driving potential and the second common electrode 45 at a constant ground potential. Therefore, in the standby state, a voltage is applied between the individual electrode 43 and the first common electrode 44, and an electric field in the thickness direction acts on the first active portion 35 sandwiched between the electrodes 43 and 44. Since the direction of the electric field is parallel to the polarization direction of the first active portion 35, the first active portion 35 contracts in a plane direction perpendicular to the thickness direction. Thereby, the part facing the pressure chamber 10 of the piezoelectric layers 40 to 42 is in a state of being deformed so as to protrude toward the pressure chamber 10 side (the lower side in FIG. 3C). At this time, the volume of the pressure chamber 10 is smaller than that in the state where the piezoelectric layer 40 is not deformed.

この状態から、ドライバIC51によって、ある個別電極43の電位がグランド電位から前記所定の駆動電位に切り換えられると、この個別電極43と第1共通電極44の間に電圧が印加されなくなり、変形していた第1活性部35が元に戻る。同時に、個別電極43と第2共通電極45との間には電圧が印加されることになるため、電極43、45の間に挟まれる第2活性部36に厚み方向の電界が作用する。この電界の方向は第2活性部36の分極方向と平行であるから、第2活性部36は厚み方向と直交する面方向に収縮する。これにより、圧電層40〜42の圧力室10の略中央部と対向する部分が上方に引っ張られることとなり、圧電層40〜42の圧力室10と対向する部分は全体として圧力室10と反対側(図3(c)上側)に凸となるように変形して、圧力室10の容積が増加する。   From this state, when the potential of a certain individual electrode 43 is switched from the ground potential to the predetermined drive potential by the driver IC 51, no voltage is applied between the individual electrode 43 and the first common electrode 44, and the driver IC 51 is deformed. The first active part 35 is restored. At the same time, since a voltage is applied between the individual electrode 43 and the second common electrode 45, an electric field in the thickness direction acts on the second active portion 36 sandwiched between the electrodes 43 and 45. Since the direction of the electric field is parallel to the polarization direction of the second active portion 36, the second active portion 36 contracts in a plane direction perpendicular to the thickness direction. As a result, the portion of the piezoelectric layers 40 to 42 facing the substantially central portion of the pressure chamber 10 is pulled upward, and the portion of the piezoelectric layers 40 to 42 facing the pressure chamber 10 is entirely opposite to the pressure chamber 10. By deforming so as to be convex (upper side in FIG. 3C), the volume of the pressure chamber 10 is increased.

その後、ドライバIC51によって、個別電極43の電位が再びグランド電位に戻されると、個別電極43と第2共通電極45の間に電圧が印加されなくなり、第2活性部36の変形が元に戻る。同時に、第1活性部35が再び面方向に収縮して、圧電層40〜42の圧力室10と対向する部分が全体として圧力室10側に凸となる。このときに、圧力室10の容積が大きく減少するため、圧力室10内のインクの圧力が増加して、圧力室10に連通するノズル15からインクが噴射される。   Thereafter, when the potential of the individual electrode 43 is returned to the ground potential again by the driver IC 51, no voltage is applied between the individual electrode 43 and the second common electrode 45, and the deformation of the second active portion 36 is restored. At the same time, the first active portion 35 contracts again in the surface direction, and the portion of the piezoelectric layers 40 to 42 facing the pressure chamber 10 is convex toward the pressure chamber 10 as a whole. At this time, since the volume of the pressure chamber 10 is greatly reduced, the pressure of the ink in the pressure chamber 10 is increased, and ink is ejected from the nozzle 15 communicating with the pressure chamber 10.

ここで、個別電極43、第1共通電極44、第2共通電極45、第1引出電極46及び第2引出電極47の各電極は、各圧電層40〜42との密着性の高い導電性材料を選定しており、本実施形態ではAuを使用している。また、スルーホール37、38内の充填材65、66は、多くの量を必要とするため、Auより安価な導電性材料を選定しており、本実施形態ではAgを使用している。さらに、バンプ61〜63も、厚み(高さ)があり多くの量を必要するため、スルーホール37、38内の充填材65、66と同様に、本実施形態ではAgを使用している。そして、一般的に、AuとAgを比較すると、AuはAgよりもマイグレーションが生じにくい材料と言われている。このマイグレーションの生じやすさの差は、イオン化の電気化学列の順序と異なり、明確な説明はなされていないが、Ag>Pb≧Cu>Sn>Auの順であり、Fe、Pd、Ptは生じにくいと言われている。また、Ag−Pd、Ag−Cuのように合金化することによってマイグレーションの発生を遅くすることができる例も報告されている。   Here, each electrode of the individual electrode 43, the first common electrode 44, the second common electrode 45, the first extraction electrode 46, and the second extraction electrode 47 is a conductive material having high adhesion to the piezoelectric layers 40 to 42. In this embodiment, Au is used. Moreover, since the fillers 65 and 66 in the through holes 37 and 38 require a large amount, a conductive material that is less expensive than Au is selected, and Ag is used in this embodiment. Furthermore, since the bumps 61 to 63 are also thick (height) and require a large amount, Ag is used in the present embodiment, like the fillers 65 and 66 in the through holes 37 and 38. In general, when Au and Ag are compared, it is said that Au is a material that is less prone to migration than Ag. The difference in the likelihood of migration is different from the order of the electrochemical column of ionization and is not clearly explained, but is in the order of Ag> Pb ≧ Cu> Sn> Au, and Fe, Pd, and Pt are generated. It is said that it is difficult. In addition, there has been reported an example in which the occurrence of migration can be delayed by alloying like Ag—Pd or Ag—Cu.

ところで、第1圧電層40の表面に配置された各導電性材料に着眼すると、第1引出電極46及び第1引出部68には、グランド電位よりも高い駆動電位が常に付与される。また、個別電極43にも、グランド電位よりも高い駆動電位が付与されうる。一方、第2引出電極47及び第2引出部69には、グランド電位が常に付与される。すると、第1圧電層40の表面において、互いに隣接し、電位差が生じた2つの導電性材料の間でマイグレーションが生じるおそれがある。具体的には、個別電極43にグランド電位が付与されているときには、第1引出電極46及び第1引出部68と、個別電極43との間で電位差が生じる。また、個別電極43に駆動電位が付与されているときには、個別電極43と、第2引出電極47及び第2引出部69との間で電位差が生じる。   By the way, when attention is paid to each conductive material arranged on the surface of the first piezoelectric layer 40, a driving potential higher than the ground potential is always applied to the first extraction electrode 46 and the first extraction portion 68. A drive potential higher than the ground potential can also be applied to the individual electrode 43. On the other hand, a ground potential is always applied to the second extraction electrode 47 and the second extraction portion 69. Then, on the surface of the first piezoelectric layer 40, migration may occur between the two conductive materials that are adjacent to each other and have a potential difference. Specifically, when a ground potential is applied to the individual electrode 43, a potential difference is generated between the first extraction electrode 46 and the first extraction portion 68 and the individual electrode 43. Further, when a driving potential is applied to the individual electrode 43, a potential difference is generated between the individual electrode 43, the second extraction electrode 47, and the second extraction portion 69.

そこで、本実施形態では、グランド電位よりも高い駆動電位が常に付与される、第1圧電層40の表面から露出し、第1引出部68のAgからなる充填材65を、Auからなる第1引出電極46で取り囲んでいる。これにより、第1引出部68の、駆動電位が付与され、Agからなる充填材65と、グランド電位が付与され、Auからなる個別電極43との間に、駆動電位分の電位差が発生するが、Agよりもマイグレーションが生じにくいAuからなる第1引出電極46が配置されていることで、第1引出部68の充填材65から個別電極43に対してマイグレーションが生じるのを抑制することができる。   Therefore, in the present embodiment, the filler 65 made of Ag of the first lead portion 68 exposed from the surface of the first piezoelectric layer 40 to which a drive potential higher than the ground potential is always applied is first made of Au. Surrounded by the extraction electrode 46. As a result, a potential difference corresponding to the drive potential is generated between the filler 65 made of Ag, the ground potential, and the individual electrode 43 made of Au. Since the first extraction electrode 46 made of Au, which is less prone to migration than Ag, is disposed, it is possible to suppress migration from the filler 65 of the first extraction portion 68 to the individual electrode 43. .

一方、グランド電位が常に付与される第2共通電極45の第2引出部69を、Auからなる第2引出電極47で取り囲む必要はないが、複数の充填材66に接続される第2共通電極45において、付与される電圧のばらつきが生じないように、第2引出電極47は、複数の充填材66を互いに導通させている。   On the other hand, it is not necessary to surround the second extraction portion 69 of the second common electrode 45 to which the ground potential is always applied with the second extraction electrode 47 made of Au, but the second common electrode connected to the plurality of fillers 66. In 45, the second extraction electrode 47 allows the plurality of fillers 66 to be connected to each other so that variations in applied voltage do not occur.

また、上述では、スルーホール37内の充填材65が、マイグレーションの生じやすいAgで形成されているので、このスルーホール37内の充填材65を、マイグレーションの生じにくいAuからなる第1引出電極46で取り囲んで、マイグレーションが生じるのを抑制していたが、これは、Agで形成されたバンプ61〜63についても同様のことが言える。   Further, in the above description, since the filler 65 in the through hole 37 is formed of Ag that easily causes migration, the filler 65 in the through hole 37 is replaced with the first extraction electrode 46 made of Au that is less likely to cause migration. , And the occurrence of migration was suppressed, but the same can be said for the bumps 61 to 63 formed of Ag.

具体的には、個別電極43の接点部43aと接続されたバンプ61には、グランド電位よりも高い駆動電位が付与されうる。また、第1引出電極46と接続されたバンプ62には、グランド電位よりも高い駆動電位が付与される。一方、第2引出電極47と接続されたバンプ63には、グランド電位が付与される。そのため、バンプ61に駆動電位が付与されているときには、バンプ61と第2引出電極47との間で電位差が生じる。また、バンプ61にグランド電位が付与されているときには、バンプ62と個別電極43との間で電位差が生じる。   Specifically, a driving potential higher than the ground potential can be applied to the bump 61 connected to the contact portion 43a of the individual electrode 43. In addition, a driving potential higher than the ground potential is applied to the bump 62 connected to the first extraction electrode 46. On the other hand, a ground potential is applied to the bump 63 connected to the second extraction electrode 47. For this reason, when a driving potential is applied to the bump 61, a potential difference is generated between the bump 61 and the second extraction electrode 47. Further, when a ground potential is applied to the bump 61, a potential difference is generated between the bump 62 and the individual electrode 43.

そこで、本実施形態では、グランド電位よりも高い駆動電位が付与される、Agからなるバンプ61を、Auからなる個別電極43で取り囲むとともに、よりマイグレーションが生じやすい第2引出電極47に近接する個別電極43のバンプ61を、それ以外のバンプ61よりも大きく取り囲むように接点部43aが形成されている。また、バンプ61と同様に、Agからなるバンプ62を、Auからなる第1引出電極46で取り囲んでいる。これにより、駆動電位が付与され、Agからなるバンプ61と、グランド電位が付与され、Auからなる第2引出電極47との間に、駆動電位が付与され、Agよりもマイグレーションが生じにくいAuからなる個別電極43が配置されることになり、バンプ61から第2引出電極47に対してマイグレーションが生じるのを抑制することができる。また、駆動電位が付与され、Agからなるバンプ62と、グランド電位が付与され、Auからなる個別電極43との間に、駆動電位が付与され、Auからなる第1引出電極46が配置されることになり、バンプ62から個別電極43に対してマイグレーションが生じるのを抑制することができる。   Therefore, in the present embodiment, the bump 61 made of Ag to which a drive potential higher than the ground potential is applied is surrounded by the individual electrode 43 made of Au, and the individual is close to the second extraction electrode 47 where migration is likely to occur. A contact portion 43 a is formed so as to surround the bump 61 of the electrode 43 larger than the other bumps 61. Similarly to the bump 61, the bump 62 made of Ag is surrounded by the first extraction electrode 46 made of Au. As a result, a driving potential is applied, and a driving potential is applied between the bump 61 made of Ag and a second extraction electrode 47 made of Au, to which a ground potential is applied, and migration is less likely to occur than Ag. The individual electrode 43 is arranged, and migration from the bump 61 to the second extraction electrode 47 can be suppressed. A drive potential is applied between the bump 62 made of Ag and a ground potential is applied to the individual electrode 43 made of Au and a first extraction electrode 46 made of Au is arranged. As a result, migration from the bump 62 to the individual electrode 43 can be suppressed.

また、各種電極は、同じ導電性材料であるAuで形成されているため、例えばスクリーン印刷などの同じ形成方法を用いたときに、スルーホール37、38内に充填された充填材65、66と比較して、その高さがほぼ同じになりやすい。例えば、各種電極を、Auで形成した場合と、Agで形成した場合では、同じスクリーン印刷で形成したとしても、粘性などの物性の違いから、同じ高さにするのは困難である。そして、共通電極44、45と導通するバンプ62、63は、個別電極43上に形成されるバンプ61と同じ高さの引出電極46、47に形成されるため、バンプ高さが同じになり、FPC50と確実に接続することができる。   Further, since the various electrodes are formed of Au, which is the same conductive material, for example, when the same forming method such as screen printing is used, the fillers 65, 66 filled in the through holes 37, 38 and In comparison, the height tends to be almost the same. For example, when various electrodes are formed of Au and Ag, even if they are formed by the same screen printing, it is difficult to make them the same height due to differences in physical properties such as viscosity. The bumps 62 and 63 that are electrically connected to the common electrodes 44 and 45 are formed on the extraction electrodes 46 and 47 having the same height as the bump 61 formed on the individual electrode 43, so that the bump height is the same. The FPC 50 can be reliably connected.

ここで、多数のノズル15から同時にインクを噴射させる場合に、第1共通電極44や第2共通電極45に大きな電流が流れやすくなるように、ドライバIC51から共通電極44、45の電極部分44a、45aまでの電気抵抗はできるだけ小さくすることが好ましい。そのために、引出電極46、47は大きな面積を有する、ベタ電極に形成されている。また、引出部68、69が複数形成されている。このように、引出部68、69が複数形成されていることで、引出電極46、47と共通電極44、45の間の引出部68、69での電圧降下を抑制することができる。また、引出電極46、47が、複数の引出部68、69を導通させていることで、バンプを引出部68、69ごとにそれぞれ形成する必要がない。   Here, when ink is ejected simultaneously from a large number of nozzles 15, the electrode portions 44 a of the common electrodes 44, 45 from the driver IC 51 are arranged so that a large current can easily flow through the first common electrode 44 and the second common electrode 45. The electrical resistance up to 45a is preferably as small as possible. Therefore, the extraction electrodes 46 and 47 are formed as solid electrodes having a large area. A plurality of lead portions 68 and 69 are formed. As described above, since a plurality of lead portions 68 and 69 are formed, a voltage drop at the lead portions 68 and 69 between the lead electrodes 46 and 47 and the common electrodes 44 and 45 can be suppressed. In addition, since the extraction electrodes 46 and 47 make the plurality of extraction portions 68 and 69 conductive, it is not necessary to form bumps for each of the extraction portions 68 and 69.

次に、圧電アクチュエータの製造方法について説明する。図6は、圧電アクチュエータの製造工程について説明する図であり、(a)はスルーホール形成工程であり、(b)は内部電極形成工程であり、(c)は焼成工程であり、(d)は引出部形成工程であり、(e)は表面電極形成工程である。図7は、導通検査工程について説明する圧電アクチュエータの断面図である。なお、図6においては、図2のD部の断面を図示している。   Next, a method for manufacturing the piezoelectric actuator will be described. 6A and 6B are diagrams illustrating a manufacturing process of the piezoelectric actuator, in which FIG. 6A is a through hole forming process, FIG. 6B is an internal electrode forming process, FIG. 6C is a firing process, and FIG. Is a lead portion forming step, and (e) is a surface electrode forming step. FIG. 7 is a cross-sectional view of the piezoelectric actuator for explaining the conduction inspection step. Note that FIG. 6 shows a cross section of a portion D in FIG.

まず、圧電層40〜42となる3枚のグリーンシートを形成した後、図6(a)に示すように、第1圧電層40となるグリーンシートにスルーホール37、38aを形成し、且つ、第2圧電層41となるグリーンシートにスルーホール38bを形成する(スルーホール形成工程)。次に、図6(b)に示すように、第1圧電層40となるグリーンシートの一方の面に第1共通電極44、第2圧電層41となるグリーンシートの一方の面に第2共通電極45をAuを電極材料として用いてスクリーン印刷で形成する(内部電極形成工程)。このとき、スルーホール37、38aの開口近傍の内周面にも電極が形成されている。   First, after forming three green sheets to be the piezoelectric layers 40 to 42, as shown in FIG. 6A, through holes 37 and 38a are formed in the green sheet to be the first piezoelectric layer 40, and A through hole 38b is formed in the green sheet to be the second piezoelectric layer 41 (through hole forming step). Next, as shown in FIG. 6B, the first common electrode 44 is provided on one surface of the green sheet to be the first piezoelectric layer 40, and the second common is provided on one surface of the green sheet to be the second piezoelectric layer 41. The electrode 45 is formed by screen printing using Au as an electrode material (internal electrode forming step). At this time, electrodes are also formed on the inner peripheral surfaces in the vicinity of the openings of the through holes 37 and 38a.

その後、図6(c)に示すように、3枚のグリーンシートを積層して、焼成する(焼成工程)。このとき、スルーホール38aとスルーホール38bとを重ならせて連通させる。   Then, as shown in FIG.6 (c), three green sheets are laminated | stacked and baked (baking process). At this time, the through hole 38a and the through hole 38b are overlapped to communicate with each other.

続いて、図6(d)に示すように、第1圧電層40の上面からスルーホール37、38内にAgを充填材65、66として充填して、引出部68、69を形成する(引出部形成工程)。その後、スルーホール37、38内の充填材65、66の導通状態、すなわち、充填材65、66と共通電極44、45の電気抵抗を検査する(導通検査工程)。このスルーホール37内の充填材65と第1共通電極44の導通状態の検査方法について具体的に説明し、スルーホール38内の充填材66と第2共通電極45の導通状態の検査方法については同様であるため、その説明を省略する。   Subsequently, as shown in FIG. 6D, the through holes 37 and 38 are filled with Ag as fillers 65 and 66 from the upper surface of the first piezoelectric layer 40 to form lead portions 68 and 69 (drawer). Part forming step). Thereafter, the conduction state of the fillers 65 and 66 in the through holes 37 and 38, that is, the electrical resistance of the fillers 65 and 66 and the common electrodes 44 and 45 is inspected (conduction inspection step). A method for inspecting the conduction state between the filler 65 in the through hole 37 and the first common electrode 44 will be specifically described, and a method for inspecting the conduction state between the filler 66 in the through hole 38 and the second common electrode 45 will be described. Since it is the same, the description is abbreviate | omitted.

図7に示すように、2つのプローブ81a、81bの間の電気抵抗を測定するテスター80を用いて、テスター80の一方のプローブ81aをあるスルーホール37(ここでは、スルーホール37a)内の充填材65の露出部分に接触させ、他方のプローブ81bを上記スルーホール37とは異なるスルーホール(ここでは、スルーホール37b)内の充填材65の露出部分に接触させる。このとき、2つのプローブ81a、81bの間の電気抵抗が非常に小さく、導通していると判定したときには、テスター80のどちらのプローブ81a、81bに接続された充填材65も第1共通電極44と導通状態であることを検出することができる。その後、一方のプローブ81aは、そのまま同じスルーホール37a内の充填材65の露出部分に接触させたまま、他方のプローブ81bを残りのスルーホール37内の充填材65の露出部分に順に接触させて、2つのプローブ81a、81bの間の電気抵抗が非常に大きく、絶縁していると判定したときには、他方のプローブ81bに接触したスルーホール37内の充填材65と第1共通電極44が絶縁状態であることを検出することができる。   As shown in FIG. 7, using a tester 80 that measures the electrical resistance between the two probes 81a and 81b, one probe 81a of the tester 80 is filled in a certain through hole 37 (here, the through hole 37a). The exposed portion of the material 65 is brought into contact, and the other probe 81b is brought into contact with an exposed portion of the filler 65 in a through hole (here, the through hole 37b) different from the through hole 37. At this time, when it is determined that the electrical resistance between the two probes 81a and 81b is very small and conductive, the filler 65 connected to either probe 81a or 81b of the tester 80 is also the first common electrode 44. It is possible to detect that it is in a conductive state. Thereafter, one probe 81a is kept in contact with the exposed portion of the filler 65 in the same through hole 37a, and the other probe 81b is sequentially brought into contact with the exposed portion of the filler 65 in the remaining through hole 37. When it is determined that the electrical resistance between the two probes 81a and 81b is very large and insulated, the filler 65 in the through hole 37 in contact with the other probe 81b and the first common electrode 44 are insulated. It can be detected.

一方、テスター80の一方のプローブ81aをスルーホール37a内の充填材65の露出部分に接触させ、他方のプローブ81bをスルーホール37b内の充填材65の露出部分に接触させたときに、2つのプローブ81a、81bの間の電気抵抗が非常に大きく、絶縁していると判定したときには、一方のプローブ81aは、そのまま同じスルーホール37a内の充填材65の露出部分に接触させたまま、他方のプローブ81bを残りのスルーホール37内の充填材65の露出部分に順に接触させていき、2つのプローブ81a、81bの間の電気抵抗が非常に小さく、導通していると判定したときに、他方のプローブ81bに接触したスルーホール37内の充填材65が第1共通電極44と導通状態であることを検出することができる。   On the other hand, when one probe 81a of the tester 80 is brought into contact with the exposed portion of the filler 65 in the through hole 37a and the other probe 81b is brought into contact with the exposed portion of the filler 65 in the through hole 37b, When it is determined that the electrical resistance between the probes 81a and 81b is very large and insulated, one probe 81a remains in contact with the exposed portion of the filler 65 in the same through-hole 37a while the other When the probe 81b is sequentially brought into contact with the exposed portion of the filler 65 in the remaining through-hole 37, when it is determined that the electrical resistance between the two probes 81a and 81b is very small and conductive, the other It is possible to detect that the filler 65 in the through hole 37 in contact with the first probe 81b is in conduction with the first common electrode 44.

そして、上述したような導通検査工程において、複数のスルーホール37のうち、2以上のスルーホール37内の充填材65が第1共通電極44と絶縁状態である、または、複数のスルーホール38のうち、2以上のスルーホール38内の充填材66が第2共通電極45と絶縁状態であると検出した場合に、この製造途中の圧電アクチュエータ32を不良と判別する(不良判別工程)。   In the continuity inspection process as described above, among the plurality of through holes 37, the filler 65 in two or more through holes 37 is insulated from the first common electrode 44, or the plurality of through holes 38 Among these, when it is detected that the filler 66 in the two or more through holes 38 is insulated from the second common electrode 45, the piezoelectric actuator 32 in the middle of manufacture is determined to be defective (defect determination step).

そして、図6(e)に示すように、不良と判別されなかった第1圧電層40の上面に、個別電極43(図6(e)には図示されていない)、及び、複数の引出部68、69のそれぞれを互いに接続させる引出電極46、47(接続部)をAuを電極材料として用いてスクリーン印刷で形成し(表面電極形成工程)、その後、個別電極43、引出電極46、47の上面に、Agを材料として、バンプ61〜63を形成し、圧電アクチュエータ32が完成する。   As shown in FIG. 6E, the individual electrodes 43 (not shown in FIG. 6E) and a plurality of lead portions are formed on the upper surface of the first piezoelectric layer 40 that has not been determined to be defective. Extraction electrodes 46 and 47 (connection portions) for connecting 68 and 69 to each other are formed by screen printing using Au as an electrode material (surface electrode formation step), and then the individual electrodes 43 and the extraction electrodes 46 and 47 are connected. Bumps 61 to 63 are formed on the upper surface using Ag as a material, and the piezoelectric actuator 32 is completed.

本実施形態の圧電アクチュエータ32の製造方法によると、スルーホール37、38内の充填材65、66と共通電極44、45の導通状態を検査することで、圧電層40〜42に挟まれた内部の共通電極44、45が第1圧電層40の上面に引き出されているかを検査することができる。   According to the manufacturing method of the piezoelectric actuator 32 of the present embodiment, the inside of the piezoelectric layers 40 to 42 is sandwiched by inspecting the conductive state between the fillers 65 and 66 in the through holes 37 and 38 and the common electrodes 44 and 45. It is possible to inspect whether the common electrodes 44 and 45 are drawn out from the upper surface of the first piezoelectric layer 40.

また、仮に、引出電極46、47を形成した後に、上記導通検査工程を行うと、複数のスルーホール37、38内の充填材65、66が引出電極46、47を介して導通してしまい、スルーホール37、38内の充填材65、66ごとに共通電極44、45との導通状態を検査することが困難となる。そこで、引出電極46、47を形成する前に、導通検査工程を行うことで、スルーホール37、38内の充填材65、66ごとに共通電極44、45との導通状態を検査することができる。   Also, if the continuity inspection process is performed after the extraction electrodes 46 and 47 are formed, the fillers 65 and 66 in the plurality of through holes 37 and 38 are electrically connected via the extraction electrodes 46 and 47. It becomes difficult to inspect the conduction state with the common electrodes 44 and 45 for each of the fillers 65 and 66 in the through holes 37 and 38. Therefore, by conducting a continuity inspection process before forming the extraction electrodes 46 and 47, it is possible to inspect the continuity state with the common electrodes 44 and 45 for each of the fillers 65 and 66 in the through holes 37 and 38. .

さらに、共通電極44、45から複数箇所で引出部68、69が引き出されているため、いくつかのスルーホール37、38内に充填された充填材65、66と共通電極44、45が絶縁していたとしても、共通電極44、45は第1圧電層40の上面に引き出される。そして、スルーホール37、38内の充填材65、66ごとに共通電極44、45との導通状態を検査して、不良数が2以上の場合には、電圧降下の影響により、それぞれの共通電極44、45の電位にばらつきが生じるため、圧電アクチュエータ32を不良と判別する。このように、スルーホール37、38内の充填材65、66の絶縁数を検出して、この絶縁数から圧電アクチュエータ32の不良を判別することで、圧電アクチュエータ32の不良を簡単に判別することができる。   Further, since the lead portions 68 and 69 are drawn out from the common electrodes 44 and 45 at a plurality of positions, the fillers 65 and 66 filled in some through holes 37 and 38 and the common electrodes 44 and 45 are insulated. Even if it is, the common electrodes 44 and 45 are drawn out to the upper surface of the first piezoelectric layer 40. Then, the conduction state with the common electrodes 44 and 45 is inspected for each of the fillers 65 and 66 in the through holes 37 and 38, and when the number of defects is 2 or more, the respective common electrodes are affected by the influence of the voltage drop. Since the potentials 44 and 45 vary, the piezoelectric actuator 32 is determined to be defective. In this way, by detecting the insulation number of the fillers 65 and 66 in the through holes 37 and 38 and determining the failure of the piezoelectric actuator 32 from the insulation number, the failure of the piezoelectric actuator 32 can be easily determined. Can do.

なお、内部電極形成工程が本発明における「第2電極形成工程」に相当する。また、表面電極形成工程が本発明における「第1電極形成工程」と「接続部形成工程」を同時に行った工程に相当する。   The internal electrode forming step corresponds to the “second electrode forming step” in the present invention. Further, the surface electrode forming step corresponds to a step in which the “first electrode forming step” and the “connecting portion forming step” in the present invention are performed simultaneously.

次に、本実施の形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。ただし、上述した実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。   Next, modified examples in which various changes are made to the present embodiment will be described. However, those having the same configuration as that of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted as appropriate.

本実施形態においては、第2引出電極47の幅が第1引出電極46の幅よりも狭くなっていたが、両引出電極46、47の幅が同じであってもよい。また、第2引出電極47に近接する個別電極43の接点部43aは、第1引出電極46に近接する個別電極43の接点部43aに比べて、大きく形成されていたが、これには限られず、すべての個別電極43の接点部43aが同じ大きさであってもよい。   In the present embodiment, the width of the second extraction electrode 47 is narrower than the width of the first extraction electrode 46, but the widths of both extraction electrodes 46 and 47 may be the same. Further, the contact portion 43a of the individual electrode 43 adjacent to the second extraction electrode 47 is formed larger than the contact portion 43a of the individual electrode 43 adjacent to the first extraction electrode 46, but is not limited thereto. The contact portions 43a of all the individual electrodes 43 may be the same size.

また、本実施形態においては、上記駆動電位が付与されるバンプ62及びスルーホール37は1つの大きな第1引出電極46に取り囲まれていたが、それぞれ独立して電極に取り囲まれていてもよい。   In the present embodiment, the bump 62 and the through hole 37 to which the driving potential is applied are surrounded by one large first extraction electrode 46, but may be independently surrounded by electrodes.

また、本実施形態は、バンプやスルーホール内に充填される充填材が、これらを取り囲む電極よりもマイグレーションが生じやすい導電性材料であれば、AgやAuに限られず、さまざまな導電性材料でも本効果を奏することができる。また、バンプとスルーホール内に充填される充填材は同じ導電性材料でなくてもよい。   In addition, the present embodiment is not limited to Ag or Au, and any conductive material can be used as long as the filler filled in the bumps and through holes is a conductive material that is more likely to migrate than the electrodes surrounding them. This effect can be achieved. Further, the filler filled in the bump and the through hole may not be the same conductive material.

また、本実施形態では、圧電アクチュエータ32に第1共通電極44と第2共通電極45と2つの共通電極が設けられていたが、例えば、図8に示すように、1枚の圧電層103からなり、その両面を、駆動電位とグランド電位が選択的に付与される個別電極104と常にグランド電位に維持された共通電極105とで挟まれた、単純なユニモルフ型の圧電アクチュエータ106にも本発明を適用することができる(変形例1)。このとき、圧電層103の個別電極104が形成された面に、スルーホール107内の充填材108を介して共通電極105を引き出す。   In this embodiment, the piezoelectric actuator 32 is provided with the first common electrode 44, the second common electrode 45, and the two common electrodes. For example, as shown in FIG. Thus, the present invention is also applied to a simple unimorph type piezoelectric actuator 106 in which both surfaces are sandwiched between an individual electrode 104 to which a drive potential and a ground potential are selectively applied and a common electrode 105 that is always maintained at the ground potential. Can be applied (Modification 1). At this time, the common electrode 105 is drawn out to the surface of the piezoelectric layer 103 on which the individual electrode 104 is formed via the filler 108 in the through hole 107.

この圧電アクチュエータの製造方法は、図9(a)に示すように、スルーホール107を形成したグリーンシートを焼成した後、スルーホール107内に充填材108を充填して、引出部を形成する(引出部形成工程)。その後、図9(b)に示すように、圧電層103の上面から露出した充填材108にプローブ181aを接触させ、圧電層103の下面から露出した充填材108にプローブ181bを接触させて、充填材108の充填状態を検査する(充填材検査工程)。スルーホール107に充填材108が充填不足で、プローブ181a、181bの間の電気抵抗が大きく導通していないと判定したときは、この圧電アクチュエータ106を不良と判別する(不良判別工程)。   In this method of manufacturing the piezoelectric actuator, as shown in FIG. 9A, after the green sheet in which the through hole 107 is formed is fired, the through hole 107 is filled with a filler 108 to form a lead-out portion ( Drawer part formation process). After that, as shown in FIG. 9B, the probe 181a is brought into contact with the filler 108 exposed from the upper surface of the piezoelectric layer 103, and the probe 181b is brought into contact with the filler 108 exposed from the lower surface of the piezoelectric layer 103 to fill. The filling state of the material 108 is inspected (filler inspection step). When it is determined that the filling material 108 is not sufficiently filled in the through hole 107 and the electrical resistance between the probes 181a and 181b is not large, the piezoelectric actuator 106 is determined to be defective (defect determination step).

その後、図9(c)に示すように、不良と判別されなかった圧電層103の上面に、個別電極104を形成し、圧電層103の下面に、充填材108と導通するように共通電極105を形成する(電極形成工程)。その後、図9(d)に示すように、圧電層103の上面から露出した充填材108と、圧電層103の下面に形成された共通電極105の導通を検査する(導通検査工程)。この製造方法によれば、不良判別工程の後に圧電層103の表面に電極を形成するため、不良と判別された圧電層103に電極を形成することなく、電極材を無駄にすることがない。   Thereafter, as shown in FIG. 9C, the individual electrode 104 is formed on the upper surface of the piezoelectric layer 103 that has not been determined to be defective, and the common electrode 105 is connected to the lower surface of the piezoelectric layer 103 so as to be electrically connected to the filler 108. Is formed (electrode formation step). Thereafter, as shown in FIG. 9D, the continuity between the filler 108 exposed from the upper surface of the piezoelectric layer 103 and the common electrode 105 formed on the lower surface of the piezoelectric layer 103 is inspected (continuity inspection step). According to this manufacturing method, since the electrode is formed on the surface of the piezoelectric layer 103 after the defect determining step, the electrode material is not wasted without forming the electrode on the piezoelectric layer 103 determined to be defective.

また、例えば、図10に示すように、積層された複数枚の圧電層110を有し、これら複数枚の圧電層110の間に、駆動電位とグランド電位が選択的に付与される個別電極111と常にグランド電位に維持される共通電極112とが交互に配置された、いわゆる、積層型のアクチュエータにも本発明を適用させることができる(変形例2)。このとき、最上層の圧電層110の上面に、個別電極111と共通電極112を引き出す。この場合、共通電極112の引出部を複数設け、それらを互いに導通させる接続部を設けてもよい。   Further, for example, as shown in FIG. 10, a plurality of stacked piezoelectric layers 110 are provided, and an individual electrode 111 to which a driving potential and a ground potential are selectively applied between the plurality of piezoelectric layers 110. The present invention can also be applied to a so-called stacked actuator in which the common electrodes 112 that are always maintained at the ground potential are alternately arranged (Modification 2). At this time, the individual electrode 111 and the common electrode 112 are drawn on the upper surface of the uppermost piezoelectric layer 110. In this case, a plurality of lead portions of the common electrode 112 may be provided, and a connection portion that connects them to each other may be provided.

また、本実施形態においては、共通電極44、45から第1圧電層40の上面に複数の引出部68、69で引き出されていたが、1つの引出部で引き出してもよい。この場合、上述した単純なユニモルフ型の圧電アクチュエータ106を例に挙げると、図8に示すようなテスター80を用いて、テスター80の一方のプローブ81aをスルーホール107内の充填材108の一方の表面に接触させ、他方のプローブ81bを個別電極105に接触させて、充填材108と個別電極105の間の導通状態を検査する。充填材108が圧電層103内で充填不足である場合には、電気抵抗が非常に大きく、絶縁していることを検出することができる。   Further, in the present embodiment, the plurality of lead portions 68 and 69 are drawn from the common electrodes 44 and 45 to the upper surface of the first piezoelectric layer 40, but may be drawn by one lead portion. In this case, taking the simple unimorph type piezoelectric actuator 106 described above as an example, a tester 80 as shown in FIG. 8 is used to connect one probe 81 a of the tester 80 to one of the fillers 108 in the through hole 107. The surface is brought into contact, and the other probe 81 b is brought into contact with the individual electrode 105 to inspect the conduction state between the filler 108 and the individual electrode 105. When the filling material 108 is insufficiently filled in the piezoelectric layer 103, the electrical resistance is very large, and it can be detected that the insulation is performed.

また、本実施形態においては、内部電極形成工程と表面電極形成工程を別工程で行っていたが、同じ工程で行ってもよい。すなわち、共通電極44、45を形成するのと同じ工程で、個別電極43及び引出電極46、47を形成してもよい。また、導通検査工程は、接続部形成工程の後であってもよい。   Moreover, in this embodiment, although the internal electrode formation process and the surface electrode formation process were performed by the separate process, you may perform by the same process. That is, the individual electrode 43 and the extraction electrodes 46 and 47 may be formed in the same process as the formation of the common electrodes 44 and 45. Moreover, the continuity inspection process may be after the connection part formation process.

また、本実施形態では、内部電極形成工程において、第1圧電層40の下面に第1共通電極44を形成しているが、第1圧電層40の下面に重ね合わされる、第2圧電層41の上面に第1共通電極44を形成してもよい。また、第2圧電層41の下面に第2共通電極45を形成しているが、第2圧電層41の下面に重ね合わされる、第3圧電層42の上面に第2共通電極45を形成してもよい。   In the present embodiment, the first common electrode 44 is formed on the lower surface of the first piezoelectric layer 40 in the internal electrode forming step. However, the second piezoelectric layer 41 is superimposed on the lower surface of the first piezoelectric layer 40. A first common electrode 44 may be formed on the upper surface of the first electrode. Further, the second common electrode 45 is formed on the lower surface of the second piezoelectric layer 41, but the second common electrode 45 is formed on the upper surface of the third piezoelectric layer 42 that is superimposed on the lower surface of the second piezoelectric layer 41. May be.

以上、説明した実施形態及びその変更形態では、本発明を、記録用紙にインクを噴射して画像などを記録するインクジェットヘッド用の圧電アクチュエータ及びこれの製造方法に適用したが、本発明の適用対象は、このようなインクジェットヘッド用の圧電アクチュエータに限られず、様々な用途に使用される圧電アクチュエータ及びこれの製造方法に適用できる。   As described above, in the embodiment described above and the modifications thereof, the present invention is applied to the piezoelectric actuator for an ink jet head that ejects ink onto recording paper and records an image and the like, and the manufacturing method thereof. Is not limited to such a piezoelectric actuator for an ink jet head, and can be applied to a piezoelectric actuator used for various applications and a method of manufacturing the same.

32 圧電アクチュエータ
37、38 スルーホール
40〜42 圧電層
43 個別電極
44 第1共通電極
45 第2共通電極
46 第1引出電極
47 第2引出電極
65、66 充填材
68 第1引出部
69 第2引出部
32 Piezoelectric actuators 37 and 38 Through holes 40 to 42 Piezoelectric layer 43 Individual electrode 44 First common electrode 45 Second common electrode 46 First extraction electrode 47 Second extraction electrode 65 and 66 Filler 68 First extraction portion 69 Second extraction Part

Claims (5)

圧電層と、
前記圧電層の一方の面に配置された第1電極と、
前記圧電層の他方の面に前記第1電極に対向して配置された第2電極と、
前記圧電層の前記一方の面から前記他方の面まで貫通するスルーホール内に導電性の充填材が充填されることによって、前記第2電極を前記圧電層の一方の面に引き出す引出部と、を備えた圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記圧電層の前記一方の面に前記第1電極を形成する第1電極形成工程と、
前記圧電層の前記他方の面に前記第2電極を形成する第2電極形成工程と、
前記圧電層に前記スルーホールを形成するスルーホール形成工程と、
前記スルーホール形成工程で形成された前記スルーホール内に導電性の充填材を充填して、前記引出部を形成する引出部形成工程と、
前記スルーホール内に充填された前記充填材と前記第2電極の間の導通状態を検査する導通検査工程と、を備えていることを特徴とする圧電アクチュエータの製造方法。
A piezoelectric layer;
A first electrode disposed on one surface of the piezoelectric layer;
A second electrode disposed opposite to the first electrode on the other surface of the piezoelectric layer;
A lead-out portion that draws out the second electrode to one surface of the piezoelectric layer by filling a through-hole penetrating from the one surface of the piezoelectric layer to the other surface; A method for manufacturing a piezoelectric actuator comprising:
A first electrode forming step of forming the first electrode on the one surface of the piezoelectric layer;
A second electrode forming step of forming the second electrode on the other surface of the piezoelectric layer;
A through hole forming step of forming the through hole in the piezoelectric layer;
A lead portion forming step of filling the through hole formed in the through hole forming step with a conductive filler and forming the lead portion;
A method for manufacturing a piezoelectric actuator, comprising: a continuity inspection step for inspecting a continuity state between the filler filled in the through hole and the second electrode.
前記圧電アクチュエータは、
複数の前記第1電極と、
前記圧電層を挟んで前記複数の第1電極に対向して配置された前記第2電極と、
前記第2電極を複数箇所で引き出す複数の前記引出部と、
前記圧電層の前記一方の面に前記第1電極と重ならないように配置され、前記複数の引出部を互いに接続させる接続部と、を有しており、
前記圧電アクチュエータの製造方法は、
前記圧電層の前記一方の面に前記接続部を形成する接続部形成工程をさらに備えており、
前記導通検査工程は、前記引出部形成工程の後であって、前記接続部形成工程の前に行うことを特徴とする請求項1に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
The piezoelectric actuator is
A plurality of the first electrodes;
The second electrode disposed opposite to the plurality of first electrodes across the piezoelectric layer;
A plurality of the extraction portions that draw out the second electrode at a plurality of locations;
A connecting portion that is arranged so as not to overlap the first electrode on the one surface of the piezoelectric layer, and that connects the plurality of lead portions to each other;
The method for manufacturing the piezoelectric actuator includes:
A connecting portion forming step of forming the connecting portion on the one surface of the piezoelectric layer;
The method for manufacturing a piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the continuity inspection step is performed after the drawing portion forming step and before the connecting portion forming step.
前記導通検査工程において、複数の前記スルーホールのうち、2以上の前記スルーホール内に充填された前記充填材と前記第2電極の間が絶縁状態であることを検出した場合に、前記圧電アクチュエータを不良と判別する不良判別工程をさらに備えていることを特徴とする請求項2に記載の圧電アクチュエータの製造方法。   In the continuity inspection step, when it is detected that an insulating state is present between the filler filled in two or more of the through holes and the second electrode, the piezoelectric actuator The method of manufacturing a piezoelectric actuator according to claim 2, further comprising a defect determination step of determining whether the defect is defective. 圧電層と、
前記圧電層の一方の面に配置された第1電極と、
前記圧電層の他方の面に前記第1電極に対向して配置された第2電極と、
前記圧電層の前記一方の面から前記他方の面まで貫通するスルーホール内に導電性の充填材が充填されることによって、前記第2電極を前記圧電層の一方の面に引き出す引出部と、を備えた圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記圧電層の前記一方の面に前記第1電極を形成する第1電極形成工程と、
前記圧電層の前記他方の面に前記第2電極を形成する第2電極形成工程と、
前記圧電層に前記スルーホールを形成するスルーホール形成工程と、
前記スルーホール形成工程で形成された前記スルーホール内に導電性の充填材を充填して、前記引出部を形成する引出部形成工程と、
前記スルーホール内に充填された前記充填材の充填状態を検査する充填材検査工程とを備えていることを特徴とする圧電アクチュエータの製造方法。
A piezoelectric layer;
A first electrode disposed on one surface of the piezoelectric layer;
A second electrode disposed opposite to the first electrode on the other surface of the piezoelectric layer;
A lead-out portion that draws out the second electrode to one surface of the piezoelectric layer by filling a through-hole penetrating from the one surface of the piezoelectric layer to the other surface; A method for manufacturing a piezoelectric actuator comprising:
A first electrode forming step of forming the first electrode on the one surface of the piezoelectric layer;
A second electrode forming step of forming the second electrode on the other surface of the piezoelectric layer;
A through hole forming step of forming the through hole in the piezoelectric layer;
A lead portion forming step of filling the through hole formed in the through hole forming step with a conductive filler and forming the lead portion;
A method for manufacturing a piezoelectric actuator, comprising: a filler inspection step for inspecting a filling state of the filler filled in the through hole.
前記充填材検査工程において、前記スルーホール内に充填された前記充填材の前記一方側と前記他方側が絶縁状態であることを検出した場合に、前記圧電アクチュエータを不良と判別する不良判別工程をさらに備えており、
前記充填材検査工程は、前記第2電極形成工程の前に行い、
前記不良判別行程は、前記充填材検査工程の後であって、前記第2電極形成工程の前に行うことを特徴とする請求項4に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
A defect determining step of determining that the piezoelectric actuator is defective when it is detected in the filler inspection step that the one side and the other side of the filler filled in the through hole are in an insulating state; Has
The filler inspection step is performed before the second electrode formation step,
5. The method of manufacturing a piezoelectric actuator according to claim 4, wherein the defect determination step is performed after the filler inspection step and before the second electrode formation step.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015030118A (en) * 2013-07-31 2015-02-16 京セラ株式会社 Piezoelectric actuator substrate, liquid ejection head using the same and recording device

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54156760U (en) * 1978-04-25 1979-10-31
JPS6157864A (en) * 1984-08-30 1986-03-24 Fujitsu Ltd Inspecting method of continuity of wiring pattern
JPS62294978A (en) * 1986-06-16 1987-12-22 Fujitsu Ten Ltd Detection of poor continuity for through hole
JPH0239496A (en) * 1988-07-28 1990-02-08 Fujitsu Ltd Inspection of through hole of printed board
JPH0794796A (en) * 1993-09-24 1995-04-07 Fuji Elelctrochem Co Ltd Multilayered electrostrictive/piezoelectric device
JPH0936518A (en) * 1995-07-14 1997-02-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Inspection method of wiring board and device thereof
JP2005022148A (en) * 2003-06-30 2005-01-27 Brother Ind Ltd Inkjet head, inkjet printer and manufacturing method for inkjet head
JP2010155418A (en) * 2008-12-29 2010-07-15 Brother Ind Ltd Droplet discharge head and droplet discharge device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54156760U (en) * 1978-04-25 1979-10-31
JPS6157864A (en) * 1984-08-30 1986-03-24 Fujitsu Ltd Inspecting method of continuity of wiring pattern
JPS62294978A (en) * 1986-06-16 1987-12-22 Fujitsu Ten Ltd Detection of poor continuity for through hole
JPH0239496A (en) * 1988-07-28 1990-02-08 Fujitsu Ltd Inspection of through hole of printed board
JPH0794796A (en) * 1993-09-24 1995-04-07 Fuji Elelctrochem Co Ltd Multilayered electrostrictive/piezoelectric device
JPH0936518A (en) * 1995-07-14 1997-02-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Inspection method of wiring board and device thereof
JP2005022148A (en) * 2003-06-30 2005-01-27 Brother Ind Ltd Inkjet head, inkjet printer and manufacturing method for inkjet head
JP2010155418A (en) * 2008-12-29 2010-07-15 Brother Ind Ltd Droplet discharge head and droplet discharge device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015030118A (en) * 2013-07-31 2015-02-16 京セラ株式会社 Piezoelectric actuator substrate, liquid ejection head using the same and recording device

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