JP2015030134A

JP2015030134A - 圧電アクチュエータ及び液体吐出装置

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Publication number: JP2015030134A
Application number: JP2013159708A
Authority: JP
Inventors: 泰介水野; Taisuke Mizuno; 瑞代竹林; Mizuyo Takebayashi; 恭兵内藤; Kyohei Naito; 章太郎神▲崎▼; Shotaro Kanzaki; 雅人末安; Masato Sueyasu; 圭司蔵; Keiji Kura
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2015-02-16
Anticipated expiration: 2033-07-31
Also published as: JP6107520B2; US9142753B2; US20150035906A1

Abstract

【課題】圧電アクチュエータの撓み量を大きくする。【解決手段】圧電アクチュエータ２２では、インク分離層４１と圧電層４２〜４４とが互いに積層され、中立面Ｓ１が圧電層４３の中心面Ｔ１よりも下側の部分に位置している。下部電極は、圧電層４２と圧電層４３との間に配置され、グランド電位に保持される。上部電極は、圧電層４４の上面に配置され、所定の駆動電位に保持される。中間電極４６は、圧電層４３と圧電層４４との間に配置され、グランド電位と上記駆動電位との間で切り換えられる。下部電極の重なり部４５ａと、中間電極４６と、上部電極の重なり部４７ａとが互いに重なっている。重なり部４５ａと中間電極４６とに挟まれた第１活性部６１が上向きに分極され、中間電極４６と重なり部４７ａとに挟まれた第２活性部６２が下向きに分極されている。【選択図】図５

Description

本発明は、ノズルから液体を吐出する液体吐出装置などに用いられる圧電アクチュエータ、及び、圧電アクチュエータを備えた液体吐出装置に関する。

特許文献１には、インクジェットヘッドに用いられる圧電アクチュエータが記載されている。この圧電アクチュエータは、２つの圧電層と、共通電極と、複数の個別電極とを備えている。２つの圧電層は、互いに積層され、複数の圧力室にまたがって連続的に延びている。共通電極は、２つの圧電層の間に、そのほぼ全域にわたって延び、グランド電位に保持されている。複数の個別電極は、上側の圧電層の上面の、複数の圧力室と重なる部分にそれぞれ配置され、駆動信号が入力される。また、上側の圧電層の個別電極と共通電極とに挟まれた部分は、厚み方向と平行な向きに分極されている。そして、個別電極に駆動信号が入力され、個別電極と共通電極との間に電位差が生じると、圧電層のこれらの電極に挟まれた部分に分極方向と平行な向きの電界が発生し、この電界によって圧電層の当該部分が面方向に収縮する。その結果、２つの圧電層の圧力室と重なる部分が、全体として圧力室側に凸となるように撓む。これにより、圧力室の容積が小さくなって圧力室内のインクの圧力が低下し、圧力室につながるノズルからインクが吐出される。

特開２０１２−１５６１８５号公報

ここで、特許文献１に記載されているようなインクジェットヘッドにおいては、印刷の高速化、画高画質化などの目的から、ノズルを高密度に配置することが要求されることがある。ノズルを高密度に配置するためには、圧力室を小型化する必要があるが、圧力室を小型化すると、圧電層の圧力室と重なる部分も小さくなる。その結果、圧電アクチュエータを駆動したときの圧電層の圧力室と重なる部分の撓み量が小さくなり、ノズルから吐出されるインクの体積が小さくなってしまう。

ここで、個別電極に付与する電位を高くしたり、圧電層を薄くしたりすれば、圧電層の圧力室と重なる部分の撓み量を大きくすることは可能である。しかしながら、個別電極に付与する電位を高くしたり、圧電層を薄くしたりすると、圧電層が絶縁破壊してしまう虞がある。

本発明の目的は、撓み量を大きくすることが可能な圧電アクチュエータ及び圧電アクチュエータを備えた液体吐出装置を提供することである。

第１の発明に係る圧電アクチュエータは、第１圧電層と、前記第１圧電層と積層された第２圧電層と、前記第１圧電層と前記第２圧電層との間に配置された駆動電極と、前記駆動電極との間で前記第１圧電層を挟み、所定の第１電位に保持される第１定電位電極と、前記駆動電極と間で前記第２圧電層を挟み、前記第１電位と異なる第２電位に保持される第２定電位電極と、を備え、中立面が、前記第１圧電層と前記第２圧電層との積層方向における、前記第１圧電層の中心面よりも前記第２圧電層と反対側に位置し、前記第１圧電層の前記駆動電極と前記第１定電位電極とに挟まれた部分である第１活性部と、前記第２圧電層の前記駆動電極と前記第２定電位電極とに挟まれた部分である第２活性部とは、前記積層方向と平行に互いに逆向きに分極され、前記駆動電極には、前記第１活性部及び前記第２活性部のうち一方の活性部に、分極方向と同じ向きの電界を発生させるような第１駆動電位と、前記第１活性部及び前記第２活性部のうち他方の活性部に、分極方向と逆向きの電界を発生させるような第２駆動電位のうち、いずれかの電位が選択的に付与される。

第１０の発明に係る液体吐出装置は、圧力室を含む液体流路が形成された流路ユニットと、前記圧力室内の液体に圧力を付与するための圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータを駆動するための駆動装置と、を備え、前記圧電アクチュエータは、前記圧力室を覆うように配置された第１圧電層と、前記第１圧電層と積層された第２圧電層と、前記第１圧電層と前記第２圧電層との間に、前記圧力室と重なるように配置された駆動電極と、前記駆動電極との間で、前記第１圧電層の前記圧力室と重なる部分を挟む第１定電位電極と、前記駆動電極との間で、前記第２圧電層の前記圧力室と重なる部分を挟む第２定電位電極と、を備え、中立面が、前記第１圧電層と前記第２圧電層との積層方向における、前記第１圧電層の中心面よりも前記第２圧電層と反対側に位置し、前記第１圧電層の前記駆動電極と前記第１定電位電極とに挟まれた部分である第１活性部と、前記第２圧電層の前記駆動電極と前記第２定電位電極とに挟まれた部分である第２活性部とは、前記積層方向と平行に互いに逆向きに分極され、前記駆動装置は、前記第１定電位電極に、所定の第１電位を付与し、前記第２定電位電極に、前記第１電位とは異なる第２電位を付与し、前記駆動電極に、前記第１活性部及び前記第２活性部のうち一方の活性部に、分極方向と同じ向きの電界を発生させるような第１駆動電位と、前記第１活性部及び前記第２活性部のうち他方の活性部に、分極方向と逆向きの電界を発生させるような第２駆動電位のうち、いずれかの電位を選択的に付与する。

圧電アクチュエータでは、各圧電層や各電極のヤング率、各圧電層の厚み、各電極の面積の関係等から、中立面が第１圧電層の中心面よりも第２圧電層と反対側に位置することがある。これらの発明では、第１活性部と第２活性部とが逆向きに分極され、第１活性部及び第２活性部のうち一方の活性部に分極方向と同じ向きの電界を発生させたときに当該一方の活性部が面方向に収縮し、他方の活性部に分極方向と逆向きの電界を発生させたときに当該他方の活性部が面方向に伸長する。そして、中立面が上述したような位置にある圧電アクチュエータにおいて、このように活性部を収縮及び伸長させれば、圧電アクチュエータは、積層方向の両側に撓む。これにより、圧電アクチュエータの撓み量を大きくすることができる。

第２の発明に係る圧電アクチュエータは、第１の発明に係る圧電アクチュエータにおいて、前記第１圧電層の前記第２圧電層と反対側に積層された別の層をさらに含んでいる。

第１圧電層の第２圧電層と反対側に別の層が配置されている場合には、圧電アクチュエータの中立面は、第１圧電層の中心面よりも第２圧電層と反対側に位置することが多い。本発明では、このような圧電アクチュエータにおいて、上述したように活性部を収縮及び伸長させることにより、圧電アクチュエータが積層方向の両側に撓む。これにより、複数の層の撓み量を大きくすることができる。

第３の発明に係る圧電アクチュエータは、第２の発明に係る圧電アクチュエータにおいて、前記別の層が、金属材料からなる金属層を含んでいる。

金属材料は圧電材料よりもヤング率が大きいことが多い。したがって、別の層が金属層を含む場合には、特に、圧電アクチュエータの中立面が、第１圧電層の中心面よりも第２圧電層と反対側に位置することが多い。本発明では、このような圧電アクチュエータにおいて、上述したように活性部を収縮及び伸長させることにより、圧電アクチュエータは、積層方向の両側に撓む。これにより、圧電アクチュエータの撓み量を大きくすることができる。

第４の発明に係る圧電アクチュエータは、第３の発明に係る圧電アクチュエータにおいて、前記別の層が、前記第１圧電層の前記第２圧電層と反対側に配置された第３圧電層と、前記第３圧電層の前記第１圧電層と反対側に配置された前記金属層と、を含む。

第１圧電層の第２圧電層と反対側に、分極されていない第３圧電層が配置され、第３圧電層の第１圧電層と反対側に金属層が配置された圧電アクチュエータでは、中立面が、第１圧電層の中心面よりも第２圧電層と反対側に位置することが多い。本発明では、このような圧電アクチュエータにおいて、上述したように活性部を収縮及び伸長させることにより、圧電アクチュエータが積層方向の両側に撓む。これにより、圧電アクチュエータの撓み量を大きくすることができる。

第５の発明に係る圧電アクチュエータは、第１〜第４のいずれかの発明に係る圧電アクチュエータにおいて、前記積層方向から見て、前記駆動電極が、前記第１定電位電極及び前記第２定電位電極から所定方向にはみ出している。

第６の発明に係る圧電アクチュエータは、第１〜第４のいずれかの発明に係る圧電アクチュエータにおいて、前記積層方向から見て、前記第１定電位電極及び前記第２定電位電極が、前記駆動電極から所定方向にはみ出している。

これらの発明によると、圧電アクチュエータの製造時に、第１、第２定電位電極と駆動電極とが所定方向にずれた場合でも、第１、第２定電位電極と駆動電極とが対向する面積が変わらない。これにより、圧電アクチュエータの製造時における、第１、第２定電位電極と駆動電極とが所定方向にずれによる、圧電アクチュエータの駆動特性の変動を防止することができる。

第７の発明に係る圧電アクチュエータは、第６の発明に係る圧電アクチュエータにおいて、前記所定方向に配列された複数の圧力室内の液体に圧力を付与するための圧電アクチュエータであって、前記第１圧電層及び前記第２圧電層が、前記複数の圧力室を覆うように配置され、複数の前記駆動電極、複数の前記第１定電位電極、及び、複数の前記第２定電位電極が、前記複数の圧力室と重なるように配置され、前記第１定電位電極及び前記第２定電位電極の、前記駆動電極からはみ出した部分は、前記所定方向における前記圧力室の壁と重なる位置まで延び、前記第１圧電層及び前記第２圧電層の、前記第１定電位電極の前記駆動電極からはみ出した部分と、前記第２定電位電極の前記駆動電極からはみ出した部分とに挟まれた部分である第３活性部が、前記積層方向と平行な向きに分極されている。

本発明によると、第１定電位電極と第２定電位電極との電位差により、第３活性部に積層方向の電界が生じ、第３活性部は、この電界によって常に収縮又は伸長している。これにより、圧電アクチュエータは予め積層方向の一方側及び他方側のどちらかに撓む。ここで、本発明の圧電アクチュエータでは、積層方向の一方側への撓み量と他方側への撓み量とに差がある。一方、圧電アクチュエータが予め撓んでいる場合、圧電アクチュエータは、この予め撓んだ状態から、積層方向の一方側及び他方側に撓むことになる。そこで、圧電アクチュエータを予め撓み量の小さい側へ撓ませておけば、積層方向の一方側への撓み量と他方側への撓み量との合計を同じとしつつ、積層方向の一方側への撓み量と他方側への撓み量とに差を小さくすることができる。これにより、圧電アクチュエータのある圧力室と重なる部分の撓みが、隣接する圧力室と重なる部分の撓みに影響を与える、いわゆるクロストークを低減することができる。

第８の発明に係る圧電アクチュエータは、第１〜第４のいずれかの発明に係る圧電アクチュエータにおいて、複数の前記駆動電極が所定方向に沿って配列され、前記第１定電位電極及び前記第２定電位電極は、複数の前記駆動電極にまたがって前記所定方向に延び、前記第１定電位電極は、前記所定方向と直交する方向における一方側に、前記第２定電位電極からはみ出し、前記第２定電位電極は、前記所定方向と直交する方向における他方側に、前記第１定電位電極からはみ出している。

本発明によると、圧電アクチュエータの隣接する部分間での、重なる電極の数の差が小さくなる。これにより、圧電アクチュエータの隣接する部分間での厚みの変動を小さくすることができる。

第９の発明に係る圧電アクチュエータは、第１〜第８のいずれかの発明に係る圧電アクチュエータにおいて、前記第１駆動電位が前記第１電位であり、前記第２駆動電位が前記第２電位である。

本発明によると、第１駆動電位が第１電位であり、第２駆動電位が第２電位であるので、駆動電極に第１駆動電位及び第２駆動電位を付与するために、別途専用の電源や、第１定電位電極に第１電位を付与するための電源や第２定電位電極に第２電位を付与するための電源の電圧を、第１駆動電位や第２駆動電位に減圧させた上で駆動電極に入力させるための回路などが不要となり、装置の構成を簡単にすることができる。

本発明によれば、圧電アクチュエータを圧電層の積層方向の両側に撓ませることができ、これにより、圧電アクチュエータの撓み量を大きくすることができる。

本発明の実施の形態に係るプリンタの概略構成図である。インクジェットヘッドの平面図である。図２の各圧電層の上面の図であり、（ａ）が下側の圧電層の上面、（ｂ）が中央の圧電層の上面、（ｃ）が上側の圧電層の上面を示している。図２のIV−IV線断面図である。図２のＶ−Ｖ線断面図であり、（ａ）が圧電層の分極の向きを示し、（ｂ）が圧電アクチュエータの中立面の位置を示している。駆動時の圧電アクチュエータを示す図であり、（ａ）が中間電極にグランド電位を付与した状態、（ｂ）が中間電極に駆動電位を付与した状態を示している。第１活性部の伸縮と圧電アクチュエータの撓みとの関係を示す図である。（ａ）が変形例１の図５（ａ）相当の図であり、（ｂ）が変形例１の図５（ｂ）相当の図である。（ａ）が変形例１の図６（ａ）相当の図であり、（ｂ）が変形例１の図６（ｂ）相当の図である。（ａ）が変形例２の図３（ａ）相当の図であり、（ｂ）が変形例２の図３（ｂ）相当の図であり、（ｃ）が変形例２の図３（ｃ）相当の図である。（ａ）が変形例３の図５（ａ）相当の図であり、（ｂ）が変形例３の図５（ｂ）相当の図である。（ａ）が変形例５の図５（ａ）相当の図であり、（ｂ）が変形例５の図５（ｂ）相当の図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係るプリンタ１は、キャリッジ２、インクジェットヘッド３、搬送ローラ４などを備えている。キャリッジ２は走査方向に延びた２本のガイドレール５に支持され、ガイドレール５に沿って走査方向に移動可能となっている。なお、以下では、図１に示すように走査方向の右側及び左側を定義して説明を行う。インクジェットヘッド３は、キャリッジ２に搭載され、その下面に形成された複数のノズル１５からインクを吐出させる。搬送ローラ４は、走査方向と直交する搬送方向におけるキャリッジ２の両側に配置され、記録用紙Ｐを搬送方向に搬送する。そして、プリンタ１では、搬送ローラ４により記録用紙Ｐを搬送方向に搬送させつつ、キャリッジ２とともに走査方向に往復移動するインクジェットヘッド３からインクを吐出させることによって、記録用紙Ｐに印刷を行う。

次に、インクジェットヘッド３について説明する。インクジェットヘッド３は、図２〜図５に示すように、ノズル１５や後述の圧力室１０等のインク流路が形成された流路ユニット２１と、圧力室１０内のインクに圧力を付与するための圧電アクチュエータ２２とを備えている。なお、図面を分かりやすくするため、図２では、流路ユニット２１の圧力室１０及びノズル１５以外のインク流路、下部電極及び中間電極等の図示を省略している。また、図５では、流路ユニット２１のうち後述のプレート３１のみを図示している。

流路ユニット２１は、４枚のプレート３１〜３４が互いに積層されることによって形成されている。４枚のプレート３１〜３４のうち、３枚のプレート３１〜３３は、ステンレスなどの金属材料からなる。プレート３４は、ポリイミドなどの合成樹脂材料からなる。あるいは、プレート３４も、プレート３１〜３３と同様、金属材料からなるものであってもよい。

プレート３１には、複数の圧力室１０が形成されている。圧力室１０は、走査方向を長手方向とする略矩形の平面形状を有している。また、複数の圧力室１０は、搬送方向に等間隔に配列されることによって、圧力室列９を形成し、プレート３１には、４つの圧力室列９が走査方向に配列されている。また、左から１、３番目の圧力室列９を形成する圧力室１０と、左から２、４番目の圧力室列９を形成する圧力室１０とは、各圧力室列９における圧力室１０の間隔の半分の長さだけ、搬送方向にずれている。

プレート３２には、左から１、３番目の圧力室列９を形成する複数の圧力室１０の右端部と重なる部分、及び、左から２、４番目の圧力室列９を形成する複数の圧力室１０の左端部と重なる部分に、略円形の平面形状を有する複数の貫通孔１２が形成されている。また、プレート３２には、左から１、３番目の圧力室列９を形成する複数の圧力室１０の左端部と重なる部分、及び、左から２、４番目の圧力室列９を形成する複数の圧力室１０の右端部と重なる部分に、略円形の平面形状を有する複数の貫通孔１３が形成されている。

プレート３３には、４本のマニホールド流路１１が形成されている。４本のマニホールド流路１１は、４つの圧力室列９に対応しており、各圧力室列９を形成する複数の圧力室１０にまたがって搬送方向に延びている。各マニホールド流路１１は、対応する圧力室列９を形成する複数の圧力室１０の、走査方向における貫通孔１２側の略半分と重なっている。また、４つのマニホールド流路１１は、搬送方向の下流側の端部において互いに接続されている。各マニホールド流路１１には、搬送方向下流側の端部の互いに接続された部分に設けられたインク供給口８からインクが供給される。

また、プレート３３には、複数の貫通孔１３と重なる部分に、略円形の複数の貫通孔１４が形成されている。プレート３４には、複数の貫通孔１３と重なる部分に複数のノズル１５が形成されている。

圧電アクチュエータ２２は、インク分離層４１、圧電層４２〜４４、下部電極４５、複数の中間電極４６、上部電極４７を備えている。インク分離層４１は、ステンレスなどの金属材料からなり、複数の圧力室１０を覆うように流路ユニット２１の上面に配置されている。インク分離層４１は、圧力室１０内のインクが次に説明する圧電層４２に接触してしまうのを防止するためのものである。

圧電層４２は、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圧電材料からなり、インク分離層流路ユニット２１の上面に配置され、複数の圧力室１０にまたがって連続的に延びている。圧電層４３は、圧電層４２と同様の圧電材料からなり、圧電層４２の上面に配置されている。圧電層４４は、圧電層４２、４３と同様の圧電材料からなり、圧電層４３の上面に配置されている。ここで、圧電層４２〜４４は、圧電材料のグリーンシートが焼成されることによって形成されたものである。あるいは、圧電層４２〜４４は、ゾルゲル法、スパッタ法、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法）などの公知の成膜法によって形成されたものであってもよい。

下部電極４５は、圧電層４２と圧電層４３との間に配置されている。下部電極４５は、複数の重なり部４５ａ、２つの接続部４５ｂ、接続部４５ｃ及び引出部４５ｄを有している。複数の重なり部４５ａは、走査方向を長手方向とする略矩形の平面形状を有し、各圧力室１０の搬送方向における中央部と重なっている。２つの接続部４４ｂは、左から１番目と２番目の圧力室列９の間、及び、左から３番目と４番目の圧力室列９の間と重なる領域にそれぞれ配置され、搬送方向に延びている。各接続部４５ｂは、その走査方向における両側に位置する２つの圧力室列９に対応する複数の重なり部４５ａの、走査方向におけるノズル１５側の端部同士を互いに接続している。接続部４５ｃは、走査方向に延びて、２つの接続部４５ｂの搬送方向における上流側の端部同士を接続している。引出部４５ｄは、接続部４５ｃの左端部から搬送方向の下流側に引き出されている。また、引出部４５ｄは、圧電層４３、４４に形成されたスルーホール３９ａを介して、圧電層４４の上面に引き出され、圧電層４４の上面の引出部４５ｄと重なる部分に配置された表面電極４８と接続されている。

複数の中間電極４６は、複数の圧力室１０に対して個別に設けられている。中間電極４６は、略矩形の平面形状を有し、対応する圧力室１０のほぼ全域と重なるように配置されている。これにより、中間電極４６は、搬送方向に下部電極４５の重なり部４５ａよりも長く、平面視で、搬送方向における両側に重なり部４５ａからはみ出している。また、中間電極４６の走査方向におけるノズル１５と反対側の端部は、走査方向に圧力室１０と重ならない部分まで引き出され、その先端部が接続端子４６ａとなっている。各接続端子４６ａは、それぞれ、圧電層４４に形成されたスルーホール３９ｂを介して圧電層４４の上面に引き出されている。

上部電極４７は、圧電層４４の上面に配置されている。上部電極４７は、複数の重なり部４７ａ、２つの接続部４７ｂ、接続部４７ｃ及び引出部４７ｄを有している。複数の重なり部４７ａは、下部電極４５の重なり部４５ａとほぼ同じ略矩形の平面形状を有し、各圧力室１０の中央部と重なっている。これにより、上述の中間電極４６は、平面視で、搬送方向における両側に重なり部４７ａからもはみ出している。２つの接続部４７ｂは、左から１番目と２番目の圧力室列９の間、及び、左から３番目と４番目の圧力室列９の間と重なる領域にそれぞれ配置され、搬送方向に延びている。接続部４７ｂは、その走査方向における両側に位置する２つの圧力室列９に対応する複数の重なり部４７ａの、走査方向におけるノズル１５側の端部同士を互いに接続している。接続部４７ｃは、走査方向に延びて、２つの接続部４７ｂの搬送方向における下流側の端部同士を接続している。引出部４７ｄは、接続部４７ｃの右端部から搬送方向の上流側に引き出されている。

圧電アクチュエータ２２の上方には、ＣＯＦ（Chip On Film）５０が配置されている。ＣＯＦ５０にはドライバＩＣ５１が実装されている。ドライバＩＣ５１は、ＣＯＦ５０に形成された図示しない配線を介して、圧電層４４の上面に配置された表面電極４８と接続されている。そして、ドライバＩＣ５１は、下部電極４５をグランド電位に保持している。

また、ドライバＩＣ５１は、ＣＯＦ５０の図示しない配線を介して、圧電層４４の上面に配置された上部電極４７の引出部４７ｄと接続されている。そして、ドライバＩＣ５１は、上部電極４７を、例えば２０Ｖなど、グランド電位とは異なる所定の駆動電位に保持している。

また、ドライバＩＣ５１は、ＣＯＦ５０の図示しない配線を介して、スルーホール３９ｂを介して圧電層４４の上面に引き出された複数の中間電極４６と個別に接続されている。そして、ドライバＩＣ５１は、複数の中間電極４６に個別に、グランド電位及び上記駆動電位のいずれかの電位を選択的に付与する。

また、電極４５〜４７がこのように配置されているのに対応して、圧電層４３の下部電極４５の重なり部４５ａと中間電極４６とに挟まれた部分である第１活性部６１が上向きに分極されている。また、圧電層４４の中間電極４６と上部電極４７の重なり部４７ａとに挟まれた部分である第２活性部６２が下向きに分極されている。すなわち、第１活性部６１と第２活性部６２とは、上下方向と平行に互いに逆向きに分極されている。

また、圧電アクチュエータ２２は、圧電層４３、４４よりも下側に、インク分離層４１及び圧電層４２が配置された構造となっている。また、インク分離層４１は、圧電材料よりもヤング率の高い金属材料からなる。したがって、インク分離層４１、圧電層４２〜４４及び電極４５〜４７のヤング率や、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の厚みや、電極４５〜４７の面積の関係等から、図５（ｂ）に示すように、圧電アクチュエータ２２の中立面Ｓ１は、圧電層４２の厚み方向における中心面Ｔ１よりも下側の部分に位置している。ここで、中立面とは、流路ユニット２１に固定されていない状態の圧電アクチュエータ２２に曲げモーメントが加えられたときに、伸縮しない面のことである。

次に、圧電アクチュエータ２２を駆動してノズル１５からインクを吐出させる方法について説明する。圧電アクチュエータ２２では、予め、全ての中間電極４６の電位がグランド電位に保持されている。この状態では、中間電極４６と上部電極４７との電位差により、第２活性部６２に分極方向と同じ向きの電界が発生しており、この電界によって、第２活性部６２が面方向に収縮している。本実施の形態では、第２活性部６２は中立面Ｓ１よりも上方に位置しているため、第１活性部６１が収縮すると、図６（ａ）に示すように、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分が、全体として圧力室１０側に凸となるように撓んでいる。

あるノズル１５からインクを吐出させるときには、当該ノズル１５に対応する中間電極４６の電位を一旦駆動電位に切り換え、所定時間経過後、グランド電位に戻す。中間電極４６の電位を駆動電位に切り換えると、中間電極４６と上部電極４７とが同電位となり、第２活性部６２は、収縮前の状態に戻る。一方で、中間電極４６と下部電極４５との電位差により、第１活性部６１に分極方向と逆向きの電界が発生し、第１活性部６１がこの電界によって面方向に伸長する。これにより、図６（ｂ）に示すように、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分が、全体として圧力室１０と反対側に凸となるように撓む。

より詳細に説明すると、本実施の形態では、中立面Ｓ１が、圧電層４２の中心面Ｔ１よりも下側の部分に位置しているため、第１活性部６１のうち、中立面Ｓ１よりも上側に位置する部分の厚みが、中立面Ｓ２よりも下側に位置する部分の厚みよりも大きくなっている。ここで、図７に示すように、第１活性部６１の中立面Ｓ１よりも下側に位置する部分を部分６１ａとし、第１活性部６１の中立面Ｓ１よりも上側部分のうち、部分６１ａに連なり、且つ、部分６１ａと同じ厚みを有する部分を部分６１ｂとし、第１活性部６１の中立面Ｓ１よりも上側部分のうち、部分６１ｂよりも上側の部分を部分６１ｃとする。

また、中間電極４６に駆動電位を付与したときには、第１活性部６１は、中立面Ｓ１よりも上側に位置する部分と下側に位置する部分とが一体的に伸長する。

以上のことから、第１活性部６１が伸長したときには、部分６１ａ、６１ｂの伸長は、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分の撓みに寄与せず、部分６１ｃの伸長のみが、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分の撓みに寄与する。これにより、中間電極４６を駆動電位に切り換えたときには、第１活性部６１の部分６１ｃの伸長によって、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分は、全体として圧力室１０と反対側に凸となるように撓む。

また、本実施の形態では、第２活性部６２全体の収縮が、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分の圧力室１０側への撓みに寄与するのに対して、第１活性部６１の部分６１ｃの伸長のみが、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分の圧力室１０と反対側への撓みに寄与する。したがって、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分の圧力室１０と反対側への撓み量Ａ２は、第２活性部６２の収縮による、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分の圧力室１０側への撓み量Ａ１よりも小さい。

そして、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分が圧力室１０と反対側に凸となるように撓むと、圧力室１０の容積が増大して圧力室１０内のインクの圧力が低下し、マニホールド流路１１から圧力室１０にインクが供給される。

中間電極４６の電位をグランド電位に戻すと、下部電極４５と中間電極４６とが同電位となることで、第１活性部６１が収縮前の状態に戻るとともに、上述したのと同様、第２活性部６２が面方向に収縮することによって、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分が、全体として圧力室１０側に凸となるように撓む。これにより、圧力室１０の容積が減少して圧力室１０内のインクの圧力が上昇し、圧力室１０に連通するノズル１５からインクが吐出される。

以上に説明した実施の形態によると、上述の通り、圧電層４３の下側にインク分離層４１及び圧電層４２が配置された構造となっており、圧電アクチュエータ２２の中立面Ｓ１が、圧電層４３の中心面Ｔ１よりも下側の部分に位置している。これに対して、圧電アクチュエータ２２では、下部電極４５がグランド電位に保持され、上部電極４７が駆動電位に保持され、中間電極４６にグランド電位及び駆動電位のいずれかの電位が選択的に付与されるようになっている。また、第１活性部６１が上向きに分極され、第２活性部６２が第１活性部６１とは逆の下向きに分極されている。これにより、上述したように、中間電極４６の電位をグランド電位と駆動電位との間で切り換えることによって、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分を圧力室１０側、及び、圧力室１０と反対側の両側に撓ませることができる。したがって、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分の撓み量を大きくすることができる。

また、圧電アクチュエータ２２を形成するためには、例えば、インク分離層４１と、上面に下部電極４５が配置された圧電層４２と、上面に中間電極４６が配置され、内部にスルーホール３９ａ、３９ｂが形成された圧電層４３と、上面に上部電極４７が配置され、内部にスルーホール３９ａが形成された圧電層４４とを互いに積層させ、この積層体を焼成するなどする。しかしながら、インク分離層４１と圧電層４２〜４４とを積層する際に、下部電極４５と中間電極４６と上部電極４７との間に位置ずれが生じる虞がある。このような電極の位置ずれが生じたときに、下部電極４５の重なり部４５ａと中間電極４６とが重なる面積、及び、中間電極４６と上部電極４７の重なり部４７ａとが重なる面積が変動してしまうと、圧電アクチュエータ２２を駆動したときの、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分の撓み量が変動してしまう。そして、このような問題は、下部電極４５と中間電極４６と上部電極４７との間に、複数の圧力室１０の長手方向と直交する搬送方向の位置ずれが生じた場合に特に顕著なものとなる。

これに対して、本実施の形態では、中間電極４６が、下部電極４５の重なり部４５ａ及び上部電極４７の重なり部４７ａよりも搬送方向に長く、平面視で、中間電極４６が、重なり部４５ａ、４７ａの搬送方向における両側にはみ出している。したがって、電極４５〜４７の間に多少の搬送方向の位置ずれが生じても、下部電極４５の重なり部４５ａと中間電極４６とが重なる面積、及び、中間電極４６と上部電極４７の重なり部４７ａとが重なる面積が変動しない。したがって、圧電アクチュエータ２２を駆動したときの、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分の撓み量が変動してしまうのを防止することができる。

また、本実施の形態では、中間電極４６に、下部電極４５に付与されるのと同じグランド電位、及び、上部電極４７に付与されるのと同じ駆動電位のいずれかの電位が選択的に付与されるようになっている。したがって、中間電極４６に電位を付与するために、下部電極４５及び上部電極４７に電位を付与するための電源と別の電源を設けたり、電極４５及び上部電極４７に電位を付与するための電源から出力される電位を、中間電極４６に付与するための電位に変換するための回路等を設けたりする必要がない。これにより、装置の構成を簡単にすることができる。

なお、本実施の形態では、インクジェットヘッドが本発明に係る液体吐出装置に相当する。また、圧電層４３が本発明に係る第１圧電層に相当し、圧電層４４が本発明に係る第２圧電層に相当する。また、圧電層４２が本発明に係る第３圧電層に相当し、インク分離層４１が本発明に係る金属層に相当する。そして、圧電層４２とインク分離層４１とを合わせたものが、本発明に係る別の層に相当する。また、中間電極４６が本発明に係る駆動電極に相当し、下部電極４５が本発明に係る第１定電位電極に相当し、上部電極４７が本発明に係る第２定電位電極に相当する。また、ドライバＩＣ５１が本発明に係る駆動装置に相当する。また、グランド電位が本発明に係る第１電位及び第１駆動電位に相当し、駆動電位が本発明に係る第１電位及び第２駆動電位に相当する。

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。

上述の実施の形態では、平面視で、中間電極４６が、下部電極４５の重なり部４５ａ及び上部電極４７の重なり部４７ａから搬送方向の両側にはみ出していたが、これには限られない。

一変形例（変形例１）では、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、重なり部４５ａ、４７ａが中間電極４６よりも搬送方向に長く、平面視で、重なり部４５ａ、４７ａが、中間電極４６から搬送方向の両側にはみ出している。また、重なり部４５ａ、４７ａの中間電極４６からはみ出した部分は、搬送方向における圧力室１０の壁と重なる部分まで延びている。また、圧電層４３、４４の重なり部４５ａと重なり部４７ａとに挟まれ、且つ、中間電極４６とは重ならない部分である第３活性部６３は、下向きに分極されている。

この場合にも、重なり部４５ａ、４７ａが、中間電極４６から搬送方向の両側にはみ出しているため、電極４５〜４７の間に多少の搬送方向の位置ずれが生じても、下部電極４５の重なり部４５ａと中間電極４６とが重なる面積、及び、中間電極４６と上部電極４７の重なり部４７ａとが重なる面積が変動しない。

さらに、変形例１の場合には、圧電アクチュエータ２２の駆動時に、上部電極４７と下部電極４５との電位差により、第３活性部６３に常に分極方向同じ向きの電界が発生しており、これにより、第３活性部６３が常に面方向に収縮している。そして、この第３活性部６３の収縮により、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分は、常に圧力室１０と反対側に持ち上げられている。

そのため、図９（ａ）に示すように、中間電極４６の電位をグランド電位にしたときの、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分の圧力室１０側への撓み量Ａ３は、上述の実施の形態の場合の撓み量Ａ１（図６参照）よりも小さくなる。一方、図９（ｂ）に示すように、中間電極４６の電位を駆動電位にしたときの、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分の圧力室１０と反対側への撓み量Ａ４は、上述の実施の形態の場合の撓み量Ａ２（図６参照）よりも大きくなる。なお、撓み量撓み量Ａ３と撓み量Ａ４との合計は、上述の実施の形態の撓み量Ａ１と撓み量Ａ２との合計とほぼ同じとなる。

ここで、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４のある圧力室１０と重なる部分が撓んでいるときには、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の隣接する圧力室１０と重なる部分が搬送方向に引っ張られる。その結果、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４のある圧力室１０と重なる部分の撓みが、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の隣接する圧力室１０と重なる部分の撓み量に影響を与えてしまう、いわゆるクロストークが発生する虞がある。そして、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４のある圧力室１０と重なる部分の撓み量が大きいほど、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の隣接する圧力室１０と重なる部分が強く引っ張られることになり、クロストークの影響が大きくなる。

一方、上述の実施形態では、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分の圧力室１０側への撓み量Ａ１が、圧力室１０と反対側への撓み量Ａ２よりも大きい。したがって、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分が圧力室１０側に凸となるように撓んでいるときに、圧力室１０と反対側に凸となるように撓んでいるときよりもクロストークの影響が大きくなる。

これに対して、変形例１では、上述の通り、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分の圧力室１０側への撓み量が小さくなり、圧力室１０と反対側への撓み量が大きくなる。これにより、撓み量Ａ３、Ａ４のいずれもが、上述の実施の形態の撓み量Ａ１よりも小さくなり、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分の最大の撓み量が小さくなり、クロストークの影響を小さくすることができる。

また、変形例１では、重なり部４５ａ、４７ａが搬送方向における圧力室１０の壁と重なる部分まで延び、第３活性部６３が分極されていたが、重なり部４５ａ、４７ａは、圧力室１０と重なる領域においてのみ延びていてもよいし、圧電層４３、４４の重なり部４５ａと重なり部４７ａとに挟まれた部分は分極されていなくてもよい。

また、別の一変形例（変形例２）では、図１０（ａ）に示すように、下部電極４５が、重なり部４４ａ及び４つの接続部４４ｂの代わりに、４つの部分４４ｅを有している。４つの部分４４ｅは、４つの圧力室列９に対応しており、各圧力室列９を形成する複数の圧力室１０にまたがって搬送方向に延びている。また、図１０（ｃ）に示すように、上部電極４７が、重なり部４７ａ及び４つの接続部４７ｂの代わりに、４つの部分４７ｅを有している。４つの部分４７ｅは、４つの圧力室列９に対応しており、各圧力室列９を形成する複数の圧力室１０にまたがって連続的に延びている。なお、中間電極４６の配置については、図１０（ｂ）に示すように、上述の実施の形態と同様である。

また、平面視で、左から１、３番目の部分４５ｅの左端部が、左から１、３番目の部分４７ｅから左側にはみ出し、左から２、４番目の部分４５ｅの右端部が、左から２、４番目の部分４７ｅから右側にはみ出している。また、平面視で、左から１、３番目の部分４７ｅの右端部が、左から１、３番目の部分４４ｅから右側にはみ出し、左から２、４番目の部分４７ｅの右端部が、平面視で、左から２、４番目の部分４７ｅから右側にはみ出している。

変形例２の圧電アクチュエータ２２は、中間電極４６と重なる領域において、部分４５ｅ、４７ｅ及び中間電極４６の３枚の電極と重なる。また、中間電極４６の走査方向の両側に隣接する領域において、部分４５ｅと部分４７ｅの２枚の電極と重なる。

ここで、変形例２とは異なり、互いに対応する部分４５ｅと部分４７ｅとが、走査方向の同じ範囲にのみ配置されている場合を考える。この場合には、圧電アクチュエータ２２は、部分４５ｅ、４７ｅと重なる領域の、走査方向における中間電極４６と反対側に隣接する領域において、電極４５〜４７のいずれとも重ならない。これにより、圧電アクチュエータ２２において、２枚の電極と重なる領域と、いずれの電極とも重ならない領域とが隣接して配置されることとなり、圧電アクチュエータ２２の隣接する領域間での厚みの変動が大きくなってしまう。

これに対して、変形例２では、上述したように、部分４４ｅ、４７ｅのうち、一方の部分が、他方の部分に対して走査方向にはみ出している。これにより、圧電アクチュエータ２２は、部分４５ｅ、４７ｅと重なる領域と、電極４５〜４７のいずれとも重ならない領域との間の領域において、部分４５ｅ、４７ｅのうち片方の部分のみと重なる。すなわち、圧電アクチュエータ２２において、２枚の電極が重なる領域と、１枚の電極が重なる部分とが隣接して配置され、１枚の電極と重なる領域といずれの電極とも重ならない領域とが隣接して配置される。これにより、圧電アクチュエータ２２の隣接する領域間での厚みの変動を小さくすることができる。

また、上述の実施の形態では、圧電層４３の下面に圧電層４２が配置され、圧電層４２の下面に金属材料からなるインク分離層４１が配置されていたが、これには限られない。例えば、金属以外の材料からなるインク分離層４１が配置されている、インク分離層４１がない、圧電層４２の代わりに、圧電材料以外の材料からなる層が配置されているなど、圧電層４３よりも下側に配置される層は、上述の実施の形態とは異なる構成であってもよい。また、インクの種類などにより、圧力室１０内のインクが、下部電極４５に接触しても問題ない場合等には、圧電層４３の下側に別の層が配置されていなくてもよい。これらの場合でも、圧電アクチュエータ２２の各層及び電極４５〜４７のヤング率や、圧電アクチュエータ２２の各層の厚みや、電極４５〜４７の面積の関係等から、中立面Ｓ１が、圧電層４２の中心面Ｔ１よりも下方に位置することはあり得る。

また、上述の実施の形態では、下部電極４５がグランド電位に保持され、上部電極４７が駆動電位に保持されていたが、これには限られない。上述の実施の形態とは逆に、下部電極４５が駆動電位に保持され、上部電極４７がグランド電位に保持されていてもよい（変形例３）。

この場合には、中間電極４６をグランド電位にすると、第１活性部６１に分極方向と同じ向きの電界が発生することで第１活性部６１が収縮し、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分が、全体として圧力室１０と反対側に凸となるように撓む。一方、中間電極４６を駆動電位にすると、第２活性部６２に分極方向と逆向きの電界が発生することで第２活性部６２が伸長し、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分が、全体として圧力室１０側に凸となるように撓む。なお、この場合には、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分の、圧力室１０側への撓み量が、圧力室１０と反対側への撓み量よりも小さくなる。

また、上述の実施の形態では、第１活性部６１が上向きに分極され、第２活性部６２が下向きに分極されていたが、これには限られない。別の一変形例（変形例４）では、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、第１活性部６１が下向きに分極され、第２活性部６２が上向きに分極されている。

この場合には、中間電極４６をグランド電位にすると、第２活性部６２に分極方向と逆向きの電界が発生することで第２活性部６２が伸長し、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分が、全体として圧力室１０と反対側に凸となるように撓む。一方、中間電極４６を駆動電位にすると、第１活性部６１に分極方向と同じ向きの電界が発生することで第１活性部６１が収縮し、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分が、全体として圧力室１０側に凸となるように撓む。なお、この場合には、インク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と重なる部分の、圧力室１０側への撓み量が、圧力室１０と反対側への撓み量よりも小さくなる。

また、変形例４では、下部電極４５がグランド電位に保持され、上部電極４７が駆動電位に保持されていたが、変形例４でも、変形例３と同様、下部電極４５が駆動電位に保持され、上部電極４７がグランド電位に保持されていてもよい。

また、上述の実施の形態では、圧電アクチュエータ２２の中立面Ｓ１が、圧電層４３の中心面Ｔ１よりも下側の部分に位置していたが、これには限られない。例えば、中立面Ｓ１が、圧電層４２やインク分離層４１など、圧電層４３の中心面Ｔ１よりも下方の別の位置に位置していてもよい。この場合には、第１活性部６１及び第２活性部６２の両方が中立面Ｓ１よりも上方に位置しているが、第１活性部６１が第２活性部６２よりも中立面Ｓ１から離れている。したがって、第１活性部６１の収縮によるインク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０側への撓み量は、第２活性部６２の伸長によるインク分離層４１及び圧電層４２〜４４の圧力室１０と反対側への撓み量よりも大きくなる。

さらには、中立面Ｓ１が、圧電層４３の中心面Ｔ１よりも下方に位置していることにも限られない。別の一変形例（変形例５）では、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、圧電アクチュエータ２２にインク分離層４１がなく、圧電層４４の上面に、上部電極４７等を保護するための保護層７１が配置されている。そして、圧電層４２〜４４、保護層７１、電極４５〜４７のヤング率や、圧電層４２〜４４及び保護層７１の厚みや、電極４５〜４７の面積等の関係から、圧電アクチュエータ２２の中立面Ｓ２が、圧電層４４の厚み方向の中心面Ｔ２よりも上方に位置している。なお、この場合には、下部電極４５の引出部４５ｄ、中間電極４６の接続端子４６ａ、及び、上部電極４７の引出部４７ｄを、スルーホールを介して保護層７１の上面に引き出し、保護層７１の上面において、引き出した電極とＣＯＦ５０との接続を行う。

この場合には、中間電極４６をグランド電位にすると、第２活性部６２に分極方向と同じ向きの電界が発生し、第２活性部６２が面方向に収縮し、圧電層４２〜４４及び保護層７１の圧力室１０と重なる部分が、全体として圧力室１０と反対側に凸となるように撓む。一方、中間電極４６を駆動電位にすると、第１活性部６１に分極方向と逆向きの電界が発生し、第１活性部６１が面方向に伸長し、圧電層４２〜４４及び保護層７１の圧力室１０と重なる部分が、全体として圧力室１０側に凸となるように撓む。なお、この場合には、インク分離層４１、圧電層４３、４４及び保護層７１の圧力室１０と重なる部分の、圧力室１０側への撓み量が、圧力室１０と反対側への撓み量よりも大きくなる。

なお、変形例５では、圧電層４４が本発明に係る第１圧電層に相当し、圧電層４３が本発明に係る第２圧電層に相当する。また、保護層７１が本発明に係る別の層に相当する。また、上部電極４７が本発明に係る第１定電位電極に相当し、中間電極４６が本発明に係る駆動電極に相当し、下部電極４５が本発明に係る第２定電位電極に相当する。また、グランド電位が本発明に係る第１電位及び第１駆動電位に相当し、駆動電位が本発明に係る第２電位及び第２駆動電位に相当する。

また、変形例５では、下部電極４５が駆動電位に保持され、上部電極４７がグランド電位に保持されるようになっていてもよい。また、第１活性部６１が下向きに分極され、第２活性部６２が上向きに分極されていてもよい。

また、変形例５で、圧電層４４の上面に保護層７１が配置されている代わりに、圧電層４３の厚みが圧電層４２の厚みよりも大きく、圧電層４４の厚みが圧電層４３の厚みよりも大きい場合などにも、圧電アクチュエータ２２の中立面が圧電層４４の中心面Ｔ２よりも上方に位置することがある。

また、以上の例では、中間電極４６に、下部電極４５に付与されるのと同じグランド電位と、上部電極４７に付与されるのと同じ駆動電位のうち、いずれかの電位が選択的に付与されるようになっていたが、これには限られない。中間電極４６に、第１活性部６１及び第２活性部６２のうち、一方の活性部に分極方向同じ向きの電界を発生させるような別の第１駆動電位、及び、他方の活性部に分極方向と逆向きの電界を発生させるような別の第２駆動電位のうち、いずれかの電位が選択的に付与されるようになっていてもよい。例えば、上述の実施の形態において、中間電極４６に、１８Ｖなど上記駆動電位よりも少し低い第１駆動電位、及び、２Ｖなどグランド電位よりも少し高い第２駆動電位のうち、いずれかの電位が選択的に付与されるようになっていてもよい。

また、以上では、ノズルから１色のインクを吐出するインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドに用いられる圧電アクチュエータに本発明を適用した例について説明したが、これには限られない。複数色のインクを吐出するインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドに用いられる圧電アクチュエータに本発明を適用することも可能である。また、インク以外の液体を吐出する、インクジェットヘッド以外の液体吐出装置や、このような液体吐出装置に用いられる圧電アクチュエータに本発明を適用することも可能である。さらには、液体吐出装置以外の装置に用いられる圧電アクチュエータに本発明を適用することも可能である。

３インクジェットヘッド
１０圧力室
２１流路ユニット
２２圧電アクチュエータ
４１インク分離層
４２〜４４圧電層
５０ドライバＩＣ
４５下部電極
４６中間電極
４７上部電極
６１第１活性部
６２第２活性部
６３第３活性部
７１保護層

Claims

第１圧電層と、
前記第１圧電層と積層された第２圧電層と、
前記第１圧電層と前記第２圧電層との間に配置された駆動電極と、
前記駆動電極との間で前記第１圧電層を挟み、所定の第１電位に保持される第１定電位電極と、
前記駆動電極と間で前記第２圧電層を挟み、前記第１電位と異なる第２電位に保持される第２定電位電極と、を備え、
中立面が、前記第１圧電層と前記第２圧電層との積層方向における、前記第１圧電層の中心面よりも前記第２圧電層と反対側に位置し、
前記第１圧電層の前記駆動電極と前記第１定電位電極とに挟まれた部分である第１活性部と、前記第２圧電層の前記駆動電極と前記第２定電位電極とに挟まれた部分である第２活性部とは、前記積層方向と平行に互いに逆向きに分極され、
前記駆動電極には、前記第１活性部及び前記第２活性部のうち一方の活性部に、分極方向と同じ向きの電界を発生させるような第１駆動電位と、前記第１活性部及び前記第２活性部のうち他方の活性部に、分極方向と逆向きの電界を発生させるような第２駆動電位のうち、いずれかの電位が選択的に付与されることを特徴とする圧電アクチュエータ。
前記第１圧電層の前記第２圧電層と反対側に積層された別の層をさらに含んでいる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。
前記別の層が、金属材料からなる金属層を含んで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。
前記別の層が、
前記第１圧電層の前記第２圧電層と反対側に配置された第３圧電層と、
前記第３圧電層の前記第１圧電層と反対側に配置された前記金属層と、を含むことを特徴とする請求項３に記載の圧電アクチュエータ。
前記積層方向から見て、前記駆動電極が、前記第１定電位電極及び前記第２定電位電極から所定方向にはみ出していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
前記積層方向から見て、前記第１定電位電極及び前記第２定電位電極が、前記駆動電極から所定方向にはみ出していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
前記所定方向に配列された複数の圧力室内の液体に圧力を付与するための圧電アクチュエータであって、
前記第１圧電層及び前記第２圧電層が、前記複数の圧力室を覆うように配置され、
複数の前記駆動電極、複数の前記第１定電位電極、及び、複数の前記第２定電位電極が、前記複数の圧力室と重なるように配置され、
前記第１定電位電極及び前記第２定電位電極の、前記駆動電極からはみ出した部分は、前記所定方向における前記圧力室の壁と重なる位置まで延び、
前記第１圧電層及び前記第２圧電層の、前記第１定電位電極の前記駆動電極からはみ出した部分と、前記第２定電位電極の前記駆動電極からはみ出した部分とに挟まれた部分である第３活性部が、前記第１圧電層及び前記第２圧電層と平行な向きに分極されていることを特徴とする請求項６に記載の圧電アクチュエータ。
複数の前記駆動電極が所定方向に沿って配列され、
前記第１定電位電極及び前記第２定電位電極は、複数の前記駆動電極にまたがって前記所定方向に延び、
前記第１定電位電極は、前記所定方向と直交する方向における一方側に、前記第２定電位電極からはみ出し、
前記第２定電位電極は、前記所定方向と直交する方向における他方側に、前記第１定電位電極からはみ出していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
前記第１駆動電位が前記第１電位であり、
前記第２駆動電位が前記第２電位であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
圧力室を含む液体流路が形成された流路ユニットと、
前記圧力室内の液体に圧力を付与するための圧電アクチュエータと、
前記圧電アクチュエータを駆動するための駆動装置と、を備え、
前記圧電アクチュエータは、
前記圧力室を覆うように配置された第１圧電層と、
前記第１圧電層と積層された第２圧電層と、
前記第１圧電層と前記第２圧電層との間に、前記圧力室と重なるように配置された駆動電極と、
前記駆動電極との間で、前記第１圧電層の前記圧力室と重なる部分を挟む第１定電位電極と、
前記駆動電極との間で、前記第２圧電層の前記圧力室と重なる部分を挟む第２定電位電極と、を備え、
中立面が、前記第１圧電層と前記第２圧電層との積層方向における、前記第１圧電層の中心面よりも前記第２圧電層と反対側に位置し、
前記第１圧電層の前記駆動電極と前記第１定電位電極とに挟まれた部分である第１活性部と、前記第２圧電層の前記駆動電極と前記第２定電位電極とに挟まれた部分である第２活性部とは、前記積層方向と平行に互いに逆向きに分極され、
前記駆動装置は、
前記第１定電位電極に、所定の第１電位を付与し、
前記第２定電位電極に、前記第１電位とは異なる第２電位を付与し、
前記駆動電極に、前記第１活性部及び前記第２活性部のうち一方の活性部に、分極方向と同じ向きの電界を発生させるような第１駆動電位と、前記第１活性部及び前記第２活性部のうち他方の活性部に、分極方向と逆向きの電界を発生させるような第２駆動電位のうち、いずれかの電位を選択的に付与することを特徴とする液体吐出装置。