JP2022085445A - 圧電アクチュエータ、及び、圧電アクチュエータと流路ユニットとを備えた液体吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents

圧電アクチュエータ、及び、圧電アクチュエータと流路ユニットとを備えた液体吐出ヘッドの製造方法 Download PDF

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圭司 蔵
Keiji Kura
安朗 加藤
Yasuro Kato
貴司 相羽
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Abstract

【課題】圧電アクチュエータと流路ユニットとの位置決めを適切に行えるようにする。【解決手段】圧電アクチュエータは、第1方向D1に積層された3つの圧電層を有する。3つの圧電層のうち、最下層の圧電層の表面には低電位電極が形成されており、中間の圧電層の表面には高電位電極が形成されている。低電位電極には貫通孔81が形成され、高電位電極には貫通孔82が形成されている。貫通孔82の中心O2は、貫通孔81の中心O1に対して第2方向D2(低電位電極のスクリーン印刷の印刷方向)の下流側に位置する。【選択図】図10

Description

本発明は、少なくとも3つの圧電層及び3つの電極層を備えた圧電アクチュエータ、及び、圧電アクチュエータと流路ユニットとを備えた液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
特許文献1には、3つの圧電層(第1~第3圧電層)と3つの電極層(駆動電極、高電位電極及び低電位電極)とを備えた圧電アクチュエータと、複数のノズル及び複数の圧力室を含む流路が形成された流路ユニットとを備えたインクジェットヘッド(液体吐出ヘッド)が示されている。
特開2018-034474号公報
圧電アクチュエータを流路ユニットに接着するにあたり、圧電アクチュエータと流路ユニットとを位置決めするため、予め、第1電極層及び第3電極層の一方に、第1貫通孔を形成し、第2電極層に、第1貫通孔と重なる第2貫通孔を形成することが考えられる。この場合、圧電アクチュエータに対し、第1電極層及び第3電極層の一方から他方に向けて光を照射する。光は、圧電層を透過しかつ電極層を透過しないようになっており、第1貫通孔及び第2貫通孔を通り、さらに第1圧電層及び第3圧電層の他方を通る。当該照射による撮像結果から第2貫通孔を検出し、第2貫通孔を基準として、圧電アクチュエータと流路ユニットとの位置決めを行う。
しかしながら、第1貫通孔の周縁は、特に電極層をスクリーン印刷で形成する場合においては、スクリーン印刷の印刷方向の上流側に、滲みが生じ易い。この場合、第1貫通孔の周縁の滲みによって光の透過が阻害されるため、第2貫通孔を精度よく検出できず、圧電アクチュエータと流路ユニットとの位置決めを適切に行えない問題が生じ得る。
本発明の目的は、圧電アクチュエータと流路ユニットとの位置決めを適切に行うことができる、圧電アクチュエータ、及び、液体吐出ヘッドの製造方法を提供することにある。
本発明の第1観点によれば、第1圧電層と、前記第1圧電層に対して前記第1圧電層の厚み方向に沿った第1方向に積層された第2圧電層と、前記第1圧電層及び前記第2圧電層に対して前記第1方向に積層され、前記第1圧電層との間に前記第2圧電層を挟む第3圧電層と、前記第1方向において前記第1圧電層の前記第2圧電層と反対側の面に配置された第1電極層と、前記第1方向において前記第1圧電層と前記第2圧電層との間に配置された第2電極層と、前記第1方向において前記第2圧電層と前記第3圧電層との間に配置された第3電極層と、を備え、前記第1電極層は、それぞれ第1電位及び前記第1電位と異なる第2電位のいずれかが選択的に付与される複数の駆動電極を含み、前記第2電極層は、前記第1電位に保持される第1電位電極を含み、前記第3電極層は、前記第2電位に保持される第2電位電極を含み、前記第1電極層及び前記第3電極層の一方は、第1貫通孔と、前記第1貫通孔を画定する第1厚肉部と、前記第1厚肉部に接続しかつ前記第1厚肉部よりも前記第1方向の厚みが小さい第1薄肉部であって、前記第1貫通孔内における前記第1方向と直交する第2方向の上流側に配置された第1薄肉部とを有し、前記第2電極層は、前記第1貫通孔と前記第1方向に重なる第2貫通孔を有し、前記第2貫通孔の中心は、前記第1貫通孔の中心に対して前記第2方向の下流側に位置することを特徴とする圧電アクチュエータが提供される。
本発明の第2観点によれば、第1圧電層と、前記第1圧電層に対して前記第1圧電層の厚み方向に沿った第1方向に積層された第2圧電層と、前記第1圧電層及び前記第2圧電層に対して前記第1方向に積層され、前記第1圧電層との間に前記第2圧電層を挟む第3圧電層と、前記第1方向において前記第1圧電層の前記第2圧電層と反対側の面に配置された第1電極層と、前記第1方向において前記第1圧電層と前記第2圧電層との間に配置された第2電極層と、前記第1方向において前記第2圧電層と前記第3圧電層との間に配置された第3電極層と、を備え、前記第1電極層は、それぞれ第1電位及び前記第1電位と異なる第2電位のいずれかが選択的に付与される複数の駆動電極を含み、前記第2電極層は、前記第1電位に保持される第1電位電極を含み、前記第3電極層は、前記第2電位に保持される第2電位電極を含み、前記第1電極層及び前記第3電極層の一方は、当該電極層の前記第1方向と直交する第4方向の一端に切欠き状に開口した第1貫通孔を有し、前記第2電極層は、前記第1貫通孔と前記第1方向に重なる第2貫通孔を有することを特徴とする圧電アクチュエータが提供される。
本発明の第3観点によれば、第1圧電層、第2圧電層及び第3圧電層が前記第1圧電層の厚み方向に沿った第1方向に積層された圧電アクチュエータを作製するアクチュエータ作製工程と、前記圧電アクチュエータを、複数のノズルと前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室とを含む流路が形成された流路ユニットに接着する接着工程と、を備え、前記アクチュエータ作製工程は、前記第1圧電層の表面に、それぞれ第1電位及び前記第1電位と異なる第2電位のいずれかが選択的に付与される複数の駆動電極を含む第1電極層を、スクリーン印刷により形成する第1電極層形成ステップと、前記第2圧電層の表面に、前記第1電位に保持される第1電位電極を含む第2電極層を、スクリーン印刷により形成する第2電極層形成ステップと、前記第3圧電層の表面に、前記第2電位に保持される第2電位電極を含む第3電極層を、スクリーン印刷により形成する第3電極層形成ステップと、前記第1電極層形成ステップ、前記第2電極層形成ステップ及び前記第3電極層形成ステップの後、前記第1電極層が前記第1方向において前記第1圧電層の前記第2圧電層と反対側の面に配置され、前記第2電極層が前記第1方向において前記第1圧電層と前記第2圧電層との間に配置され、かつ、前記第3電極層が前記第1方向において前記第2圧電層と前記第3圧電層との間に配置されるように、前記第1圧電層、前記第2圧電層及び前記第3圧電層を前記第1方向に積層する積層ステップと、を含み、前記第1電極層形成ステップ及び前記第3電極層形成ステップの一方において、当該電極層に第1貫通孔を形成し、前記第2電極層形成ステップにおいて、前記第2電極層に、前記第1貫通孔と前記第1方向に重なる第2貫通孔であって、前記第1貫通孔の中心に対してその中心が前記第1方向と直交する第2方向の下流側であって前記第1電極層形成ステップ及び前記第3電極層形成ステップの前記一方における前記スクリーン印刷の印刷方向の下流側に位置する第2貫通孔を形成し、前記接着工程は、前記圧電アクチュエータに対し、前記第1電極層及び前記第3電極層のうち前記第1貫通孔が形成された一方から他方に向けて光を照射し、撮像結果を取得する撮像ステップと、前記撮像結果に基づいて、前記圧電アクチュエータと前記流路ユニットとを位置決めする位置決めステップと、を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法が提供される。
本発明の第1実施形態に係る圧電アクチュエータを含むプリンタ1の全体構成図である。 ヘッド3の平面図である。 図2の領域IIIの拡大図である。 図3のIV-IV線に沿った断面図である。 図3のV-V線に沿った断面図である。 図5の断面におけるアクチュエータ部90の動作を示す図である。 図2の圧電アクチュエータ22を構成する3つの圧電層41~43のうち、最も上方の圧電層41の上面を示す平面図である。 図2の圧電アクチュエータ22を構成する3つの圧電層41~43のうち、中間の圧電層42の上面を示す平面図である。 図2の圧電アクチュエータ22を構成する3つの圧電層41~43のうち、最も下方の圧電層43の上面を示す平面図である。 図8の領域Xの拡大図である。 図10のXI-XI線に沿った断面図である。 圧電層43の上面に高電位接続電極部57をスクリーン印刷により形成する工程を示す、図11の領域XIIに対応する図である。 ヘッド3の製造方法を示すフロー図である。 本発明の第2実施形態に係る圧電アクチュエータ222を示す図8相当の図である。 本発明の第2実施形態に係る圧電アクチュエータ222を示す図9相当の図である。 図14の領域XVIの拡大図である。 図16のXVII-XVII線に沿った断面図である。
以下の説明において、Z方向は鉛直方向であり、X方向及びY方向は水平方向である。X方向及びY方向は共にZ方向と直交する。X方向はY方向と直交する。
<プリンタの全体構成>
先ず、図1を参照し、本発明の第1実施形態に係る圧電アクチュエータを含むプリンタ1の全体構成について説明する。
プリンタ1は、ヘッド3と、キャリッジ2と、2つの搬送ローラ対4とを備えている。
キャリッジ2は、Y方向に延びる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Y方向に移動可能である。
ヘッド3は、シリアル式であって、キャリッジ2に搭載され、キャリッジ2と共にY方向に移動可能である。ヘッド3の下面には、複数のノズル15が形成されている。
2つの搬送ローラ対4は、X方向にキャリッジ2を挟んで配置されている。搬送ローラ対4が用紙Pを挟持した状態で回転することで、用紙PがX方向に沿った搬送方向に搬送される。
プリンタ1の制御部(図示略)は、キャリッジ2と共にヘッド3をY方向に移動させながらノズル15からインクを吐出させる吐出動作と、搬送ローラ対4によって用紙Pを搬送方向に所定量搬送する搬送動作とを、交互に行わせる。これにより、用紙Pに画像が記録される。
<ヘッドの構成>
ヘッド3は、図2に示すように、流路ユニット21と、本発明の第1実施形態に係る圧電アクチュエータ22とを有する。流路ユニット21及び圧電アクチュエータ22は、共に、Z方向と直交する平面において、X方向の長さがY方向の長さよりも長い、矩形状である。
<流路ユニットの構成>
流路ユニット21は、図4に示すように、Z方向に積層された金属製の4枚のプレート31~34で構成されている。
プレート31には、複数の圧力室10が形成されている。プレート32には、圧力室10毎に、連通路12,13が形成されている。連通路12,13は、それぞれ、対応する圧力室10のY方向の一端及び他端とZ方向に重なっている。プレート33には、連通路13毎に、連通路14が形成されている。連通路14は、対応する連通路13とZ方向に重なっている。プレート33には、さらに、12本のマニホールド流路11が形成されている。マニホールド流路11は、X方向に配列された圧力室10の列10R(図2参照)毎に設けられている。各マニホールド流路11は、X方向に延び、対応する列10Rに属する複数の圧力室10と連通路12を介して連通している。プレート34には、複数のノズル15が形成されている。各ノズル15は、連通路14とZ方向に重なっている。
プレート31の上面において、圧電アクチュエータ22が配置されない領域に、4つのインク供給口8が形成されている(図2参照)。各インク供給口8は、インクカートリッジ(図示略)と連通し、かつ、3本のマニホールド流路11と連通している。インクカートリッジから各インク供給口8に供給されたインクは、3本のマニホールド流路11に供給される。各マニホールド流路11から、各列10Rに属する複数の圧力室10に、連通路12を介してインクが供給される。そして後述のように圧電アクチュエータ22が駆動することで、圧力室10内のインクに圧力が付与され、連通路13,14を通ってノズル15からインクが吐出される。
<圧電アクチュエータの構成>
圧電アクチュエータ22は、図4に示すように、流路ユニット21の上面に配置されている。圧電アクチュエータ22は、3つの圧電層41~43と、複数の駆動電極51と、高電位電極52と、低電位電極53とを有する。
3つの圧電層41~43は、それぞれZ方向を厚み方向として、Z方向に積層されている。圧電層42は、圧電層41に対してZ方向に積層されている。圧電層43は、圧電層41及び圧電層42に対してZ方向に積層され、圧電層41との間に圧電層42を挟む。Z方向が本発明の「第1方向」に該当する。圧電層41が本発明の「第1圧電層」に該当し、圧電層42が本発明の「第2圧電層」に該当し、圧電層43が本発明の「第3圧電層」に該当する。
各圧電層41~43の厚みは互いに同じ(略10~15μm)であり、圧電層41~43全体の厚みは略30~45μmである。3つの圧電層41~43のZ方向の中央面Mは、圧電層42内にある(図11参照)。
各圧電層41~43は、チタン酸ジルコン酸鉛等を主成分とする圧電材料からなる。
圧電層43は、プレート31の上面に配置され、プレート31に形成された全ての圧力室10を覆っている。圧電アクチュエータ22と流路ユニット21とは、圧電層43とプレート31との間に配置された接着剤(図示略)により、互いに接着されている。
複数の駆動電極51は、図3に示すように、圧電層41の上面に、圧力室10のそれぞれに対応して配置されている。各駆動電極51は、主部51aと、突出部51bとを有する。主部51aは、対応する圧力室10の略全域とZ方向に重なっている。突出部51bは、主部51aからY方向に突出し、対応する圧力室10とZ方向に重なっていない。突出部51bには、COF(Chip On Film)(図示略)と電気的に接続される接点が設けられている。COFに実装されたドライバIC(図示略)は、制御部の制御により、COFの配線を介して各駆動電極51に対して個別に、高電位(VDD電位)及び低電位(GND電位)のいずれかを選択的に付与する。
複数の駆動電極51は、図7に示すように、圧電層41の上面の中央領域(圧電層41におけるX方向の両端及びY方向の両端を除く領域)において、X方向に配列されており、圧力室10の列10R(図2参照)のそれぞれに対応する、複数の駆動電極列51Rを形成している。複数の駆動電極列51Rは、Y方向に並んでいる。
各駆動電極列51Rに対し、X方向の一方(図7の上方)及び他方(図7の下方)のそれぞれに、ダミー電極59が設けられている。ダミー電極59は、対応する駆動電極列51Rに属する駆動電極51と、Z方向と直交する平面におけるサイズ及び形状が同じであり、当該駆動電極51と共にX方向に等間隔に配置されている。ダミー電極59は、COFと電気的に接続されず、電位が付与されない。ダミー電極59を設けることで、各駆動電極列51RにおいてX方向の中央にある駆動電極51とX方向の端部にある駆動電極51とにおける電極形成による収縮量の差を抑制でき、ひいては各駆動電極列51Rに対応する複数のノズル15からの吐出量のばらつきを抑制できる。
圧電層41の上面には、駆動電極51及びダミー電極59に加え、2つの高電位接続電極部54と、2つの低電位接続電極部55とが設けられている。
2つの高電位接続電極部54は、それぞれ、圧電層41のY方向の一端(図7の左端)及び他端(図7の右端)において、圧電層41におけるX方向の一方側(図7の上側)に配置されている。2つの低電位接続電極部55は、それぞれ、圧電層41のY方向の一端(図7の左端)及び他端(図7の右端)において、圧電層41におけるX方向の他方側(図7の下側)に配置されている。
2つの高電位接続電極部54は、それぞれ、X方向に互いに離隔して配置された8個の端部電極54aで構成されている。2つの低電位接続電極部55は、それぞれ、X方向に互いに離隔して配置された8個の端部電極55aで構成されている。端部電極54a,55aは、Z方向と直交する平面におけるサイズ及び形状が互いに略同じである。ドライバICは、制御部の制御により、COFの配線を介して、端部電極54aに高電位(VDD電位)を付与し、端部電極55aに低電位(GND電位)を付与する。
なお、各高電位接続電極部54を構成する8個の端部電極54aのうち、X方向の一端(図7の上端)に位置する端部電極54aを除く、7個の端部電極54aは、X方向に等間隔に配置されている。X方向の一端(図7の上端)に位置する端部電極54aは、X方向において、上記7個の端部電極54aと、上記7個の端部電極54a同士の間隔よりも大きな間隔Aを隔てて、配置されている。
各低電位接続電極部55を構成する8個の端部電極55aのうち、X方向の他端(図7の下端)に位置する端部電極55aを除く、7個の端部電極55aは、X方向に等間隔に配置されている。X方向の他端(図7の下端)に位置する端部電極55aは、X方向において、上記7個の端部電極55aと、上記7個の端部電極55a同士の間隔よりも大きな間隔Aを隔てて、配置されている。
高電位電極52は、図8に示すように、圧電層42の上面に配置されており、幹部521と、幹部521から延びる複数の枝部523と、各枝部523に連結された複数の個別部52aと、2つの重複部524とを含む。
幹部521は、圧電層42のX方向の一端(図8の上端)において、Y方向に延びている。複数の枝部523は、Y方向に並び、それぞれ幹部521からX方向の他方側(図8の下側)に延びている。各個別部52aは、各圧力室10のX方向の中央部分とZ方向に重なっている(図5参照)。
2つの重複部524のうち、一方は、幹部521のY方向の一端(図8の左端)と、複数の枝部523のうちY方向の一端(図8の左端)に位置する枝部523とに接続している。2つの重複部524のうち、他方は、幹部521のY方向の他端(図8の右端)と、複数の枝部523のうちY方向の他端(図8の右端)に位置する枝部523とに接続している。2つの重複部524は、それぞれ、圧電層42のY方向の一端(図8の左端)及び他端(図8の右端)において、X方向に延びている。
2つの重複部524は、それぞれ、高電位接続電極部54の3つの端部電極54a(X方向の一端側(図7の上側)に配置された3つの端部電極54a)及び間隔Aに相当する部分とZ方向に重なっており、圧電層41に形成された貫通孔を介して上記3つの端部電極54aと電気的に接続されている。
圧電層42の上面には、高電位電極52に加え、2つの低電位接続電極部56と、2つの浮き電極部64と、浮き電極部65とが設けられている。
2つの低電位接続電極部56は、それぞれ、圧電層42のY方向の一端(図8の左端)及び他端(図8の右端)において、圧電層42におけるX方向の他方側(図8の下側)に配置されている。2つの低電位接続電極部56は、それぞれ、X方向に互いに離隔して配置された2つの端部電極56aと1つの端部電極56bとで構成されている。
2つの浮き電極部64は、それぞれ、圧電層42のY方向の一端(図8の左端)及び他端(図8の右端)において、X方向において重複部524と低電位接続電極部56との間に配置されている。2つの浮き電極部64は、それぞれ、X方向に互いに離隔して配置された10個の端部電極64aで構成されている。
浮き電極部65は、圧電層42のX方向の他端(図8の下端)に配置されている。浮き電極部65は、Y方向に互いに離隔して配置された複数の端部電極65aで構成されている。端部電極65aは、Z方向と直交する平面におけるサイズ及び形状が互いに略同じであり、Y方向に等間隔に配置されている。
低電位接続電極部56の端部電極56aと、浮き電極部64の端部電極64aとは、Z方向と直交する平面におけるサイズ及び形状が互いに略同じであり、圧電層42のY方向の一端(図8の左端)及び他端(図8の右端)のそれぞれにおいて、X方向に等間隔に配置されている。一方、低電位接続電極部56の端部電極56bは、端部電極56aよりもX方向の長さが長い。
2つの端部電極56aは、低電位接続電極部55の2つの端部電極55a(X方向の他端側(図7の下側)から2、3番目に配置された2つの端部電極55a)とZ方向に重なっており、圧電層41に形成された貫通孔を介して上記2つの端部電極55aと電気的に接続されている。
端部電極56bは、低電位接続電極部55の1つの端部電極55a(X方向の他端(図7の下端)に配置された1つの端部電極55a)及び間隔Aに相当する部分とZ方向に重なっており、圧電層41に形成された貫通孔を介して上記1つの端部電極55aと電気的に接続されている。
浮き電極部64,65の各端部電極64a,65aは、いずれの電極とも電気的に接続されず、電位が付与されない。
低電位電極53は、図9に示すように、圧電層43の上面に配置されており、幹部531と、幹部531から延びる複数の枝部533と、各枝部533に連結された複数の個別部53aと、2つの重複部534とを含む。
幹部531は、圧電層43のX方向の他端(図9の下端)において、Y方向に延びている。複数の枝部533は、Y方向に並び、それぞれ幹部531からX方向の一方側(図9の上側)に延びている。複数の個別部53aのうち、X方向の一端及び他端に位置する個別部53aを除き、各個別部53aは、X方向に互いに隣接する2つの圧力室10に跨り、上記2つの圧力室10とZ方向に重なる部分を有する(図5参照)。上記X方向の一端及び他端に位置する個別部53aは、1つの圧力室10とZ方向に重なる部分を有する。
2つの重複部534のうち、一方は、幹部531のY方向の一端(図9の左端)に接続している。2つの重複部524のうち、他方は、幹部531のY方向の他端(図9の右端)に接続している。2つの重複部534は、それぞれ、圧電層43のY方向の一端(図9の左端)及び他端(図9の右端)において、X方向に延びている。
2つの重複部534は、それぞれ、低電位接続電極部55の3つの端部電極55a(X方向の他端側(図7の下側)に配置された3つの端部電極55a)及び間隔Aに相当する部分、並びに、低電位接続電極部56の3つの端部電極56a,56b(図8参照)と、Z方向に重なっている。各重複部534は、圧電層42に形成された貫通孔を介して低電位接続電極部56の3つの端部電極56a,56bと電気的に接続されている。3つの端部電極56a,56bは、それぞれ、上述のように、低電位接続電極部55の3つの端部電極55aと電気的に接続されている。したがって、各重複部534は、低電位接続電極部56(図8参照)を介して、低電位接続電極部55(図7参照)と電気的に接続されている。
圧電層43の上面には、低電位電極53に加え、高電位接続電極部57と、2つの浮き電極部66とが設けられている。
高電位接続電極部57は、Y方向に延びる部分57aと、X方向に延びる2つの部分57bとを有する。部分57aは、圧電層43のX方向の一端(図9の上端)において、Y方向に延びている。2つの部分57bのうち、一方は、部分57aのY方向の一端(図9の左端)に接続している。2つの部分57bのうち、他方は、部分57aのY方向の他端(図9の右端)に接続している。
2つの部分57bは、それぞれ、高電位接続電極部54の3つの端部電極54a(X方向の一端側(図7の上側)に配置された3つの端部電極54a)及び間隔Aに相当する部分、並びに、高電位電極52の各重複部524(図8参照)と、Z方向に重なっている。各部分57bは、圧電層42に形成された貫通孔を介して各重複部524と電気的に接続されている。各重複部524は、上述のように、高電位接続電極部54の3つの端部電極54aと電気的に接続されている。したがって、部分57bは、重複部524(図8参照)を介して、高電位接続電極部54(図7参照)と電気的に接続されている。
2つの浮き電極部66は、それぞれ、圧電層43のY方向の一端(図9の左端)及び他端(図9の右端)において、X方向において部分57bと重複部534との間に配置されている。2つの浮き電極部66は、それぞれ、X方向に互いに離隔して配置された10個の端部電極66aで構成されている。端部電極66aは、Z方向と直交する平面におけるサイズ及び形状が互いに略同じであり、X方向に等間隔に配置されている。
浮き電極部66の各端部電極66aは、いずれの電極とも電気的に接続されず、電位が付与されない。
<アクチュエータ部>
図5に示すように、圧電層41のうち、Z方向において駆動電極51と高電位電極52の個別部52aとに挟まれた部分を、第1活性部91という。圧電層42,43のうち、Z方向において駆動電極51と低電位電極53の個別部53aとに挟まれた部分を、第2活性部92という。第1活性部91は主に上向きに分極され、第2活性部92は主に下向きに分極されている。圧電アクチュエータ22は、圧力室10毎に、1つの第1活性部91と、X方向に第1活性部91を挟む2つの第2活性部92とから構成される、アクチュエータ部90を有する。
ここで、図6を参照し、あるノズル15からインクを吐出させる際の、当該ノズル15に対応するアクチュエータ部90の動作について説明する。
プリンタ1が記録動作を開始する前は、図6(a)に示すように、各駆動電極51に低電位(GND電位)が付与されている。このとき、駆動電極51と高電位電極52との電位差によって、第1活性部91にその分極方向に等しい上向きの電界が生じ、第1活性部91が面方向(X方向及びY方向に沿った方向)に収縮している。これにより、圧電層41~43からなる積層体における圧力室10とZ方向に重なる部分が、圧力室10に向かって(下向きに)凸となるように撓んでいる。このとき圧力室10は、上記積層体がフラットな場合と比べ、容積が小さくなっている。
プリンタ1が記録動作を開始し、あるノズル15からインクが吐出させる際には、先ず、図6(b)に示すように、当該ノズル15に対応する駆動電極51の電位が低電位(GND電位)から高電位(VDD電位)に切り替えられる。このとき、駆動電極51と高電位電極52との電位差がなくなることで、第1活性部91の収縮が解消される。一方、駆動電極51と低電位電極53との電位差が生じることで、第2活性部92にその分極方向に等しい下向きの電界が生じ、第2活性部92が面方向に収縮する。ただし、第2活性部92は、クロストーク(ある圧力室10におけるアクチュエータ部90の変形に伴う圧力変動が、当該圧力室10にX方向に隣接する別の圧力室10に伝わる現象)を抑制する機能を有するものであり、アクチュエータ部90の変形にほとんど寄与しない。つまり、このとき上記積層体は、圧力室10とZ方向に重なる部分が圧力室10から離れる方向に(上向きに)凸となるように撓まず、フラットな状態となる。これにより、圧力室10の容積は、図6(a)に比べて大きくなる。
その後、図6(a)に示すように、当該ノズル15に対応する駆動電極51の電位が高電位(VDD電位)から低電位(GND電位)に切り替えられる。このとき、駆動電極51と低電位電極53との電位差がなくなることで、第2活性部92の収縮が解消される。一方、駆動電極51と高電位電極52との電位差が生じることで、第1活性部91にその分極方向に等しい上向きの電界が生じ、第1活性部91が面方向に収縮する。これにより、上記積層体における圧力室10とZ方向に重なる部分が、圧力室10に向かって(下向きに)凸となるように撓む。このとき、圧力室10の容積が大きく減少することで、圧力室10内のインクに大きな圧力が付与され、ノズル15からインクが吐出される。
<本発明の説明>
圧電層41の上面(Z方向において圧電層41の圧電層42と反対側の面)に配置された、駆動電極51、ダミー電極59、高電位接続電極部54及び低電位接続電極部55が、第1電極層71を構成する(図7参照)。圧電層42の上面(Z方向において圧電層41と圧電層42との間)に配置された、高電位電極52、低電位接続電極部56、浮き電極部64,65が、第2電極層72を構成する(図8参照)。圧電層43の上面(Z方向において圧電層42と圧電層43との間)に配置された、低電位電極53、高電位接続電極部57、及び、浮き電極部66が、第3電極層73を構成する(図9参照)。第1電極層71、第2電極層72及び第3電極層73のZ方向の厚みは、0.5~1.5μmである。また、第1電極層71及び第2電極層72の厚みは、互いに同じであり、第3電極層73の厚みは、第1電極層71及び第2電極層72の厚みよりも大きい(図4~図6、図11参照)。
高電位が本発明の「第1電位」に該当し、高電位電極52が本発明の「第1電位電極」に該当する。低電位が本発明の「第2電位」に該当し、低電位電極53が本発明の「第2電位電極」に該当する。
図9に示すように、高電位接続電極部57の2つの部分57b、及び、低電位電極53の2つの重複部534には、それぞれ、貫通孔81が形成されている。貫通孔81は、本発明の「第1貫通孔」に該当する。
図8に示すように、高電位電極52の2つの重複部524、及び、低電位接続電極部56の2つの端部電極56bには、それぞれ、貫通孔82が形成されている。貫通孔82は、本発明の「第2貫通孔」に該当する。各貫通孔82は、図9に示す各貫通孔81とZ方向に重なる。各貫通孔82の内部には、内部電極83が設けられている。
このように、本実施形態では、圧電アクチュエータ22の四隅に、Z方向(第1方向D1)に互いに重なる貫通孔81、貫通孔82及び内部電極83の組が設けられている。
貫通孔81、貫通孔82及び内部電極83は、共に円形状であるが、図10に示すように、サイズ(径)が互いに異なり、また、中心O1,O2,O3がY方向に互いに異なる位置にある。詳細には、貫通孔81は貫通孔82及び内部電極83よりもサイズ(径)が大きく、貫通孔82は内部電極83よりもサイズ(径)が大きい。Z方向(第1方向D1)に互いに重なる貫通孔81、貫通孔82及び内部電極83の組のそれぞれにおいて、中心O1,O2,O3は、X方向に互いに同じ位置にあるが、Y方向に互いに異なる位置にある。
Y方向の一方を「第2方向D2」、Y方向の他方を「第3方向D3」としたとき、貫通孔82の中心O2は、貫通孔81の中心O1に対して第2方向D2の下流側に位置する。内部電極83の中心O3は、貫通孔82の中心O2に対して第3方向Y3の下流側に位置する。
貫通孔81の中心O1と貫通孔82の中心O2とのY方向の距離(第1距離)L1は、内部電極83の中心O3と貫通孔82の中心とのY方向の距離(第2距離)L2よりも大きい。
なお、図9及び図10には図示していないが、貫通孔81が形成された高電位接続電極部57の各部分57bは、図11に示すように、貫通孔81を画定する厚肉部(第1厚肉部)T1と、厚肉部T1に接続しかつ厚肉部T1よりもZ方向の厚みが小さい薄肉部(第1薄肉部)S1とを有する。薄肉部S1は、厚肉部T1の下端から第2方向D2に突出し、貫通孔81内における第2方向D2の上流側に配置されている。
貫通孔81が形成された低電位電極53の各重複部534も、同様に、厚肉部(第1厚肉部)T1と薄肉部(第1薄肉部)S1とを有する。
また、図8及び図10には図示していないが、貫通孔82が形成された高電位電極52の各重複部524は、図11に示すように、貫通孔82を画定する厚肉部(第2厚肉部)T2と、厚肉部T2に接続しかつ厚肉部T2よりもZ方向の厚みが小さい薄肉部(第2薄肉部)S2とを有する。薄肉部S2は、厚肉部T2の下端から第3方向D3に突出し、貫通孔82内における第3方向D3の上流側に配置されている。
貫通孔82が形成された低電位接続電極部56の各端部電極56bも、同様に、厚肉部(第2厚肉部)T2と薄肉部(第2薄肉部)S2とを有する。
以上のような厚肉部T1,T2及び薄肉部S1,S2の構成は、各電極層71~73がスキージを用いたスクリーン印刷により形成されることに起因する。
例えば、高電位接続電極部57を形成する際には、図12に示すように、圧電層43の上面に、高電位接続電極部57に対応する孔101xが形成されたマスク101を配置し、スキージ100を移動させて、スクリーン印刷により高電位接続電極部57を形成する。このときスキージ100は、その移動方向(スクリーン印刷の印刷方向:第2方向D2)の下流側に電極の材料(例えば、銀、ニッケル、金等)110を保持しつつ、移動する。当該材料110が孔101xに入り込むことで、厚肉部T1が形成される。さらにこのとき、厚肉部T1に対して上記移動方向の下流側に材料110が流れ込むことで、滲みAが生じる。この滲みAが、薄肉部S1として形成される。
厚肉部T1,T2のZ方向の厚みは0.5~1.5μm程度であり、薄肉部S1,S2のZ方向の厚みは0.1μm以下である。また、薄肉部S1,S2のY方向の長さは、例えば、10~100μmである。
本実施形態では、貫通孔81内に形成される薄肉部S1が貫通孔82とZ方向に重ならないように、かつ、貫通孔82内に形成される薄肉部S2が内部電極83と接続しないように、各貫通孔81,82及び内部電極83の中心O1~O3の位置が設定される。
<ヘッドの製造方法>
次いで、図13を参照し、ヘッド3の製造方法について説明する。
先ず、圧電アクチュエータ22を作製する(S1:アクチュエータ作製工程)。S1では、各圧電層41~43の上面(表面)に各電極層71~73をスクリーン印刷により形成し(S11:第1~第3電極層形成ステップ)、その後、圧電層41~43を積層して互いに接着する(S12:積層ステップ)。
S11の第3電極層形成ステップ(第3電極層73を形成するステップ)では、第3電極層73における高電位接続電極部57の2つの部分57b及び低電位電極53の2つの重複部534のそれぞれに、貫通孔81を形成する(図9参照)。
S11の第2電極層形成ステップ(第2電極層72を形成するステップ)では、第2電極層72における高電位電極52の2つの重複部524及び低電位接続電極部56の2つの端部電極56bのそれぞれに、貫通孔82を形成すると共に、各貫通孔82の内部に内部電極83を形成する(図8参照)。
ここで、第3電極層形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向は、第2方向D2であるのに対し、第2電極層形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向は、第3方向D3(第2方向D2と逆の方向)である。第2電極層形成ステップでは、貫通孔82を、貫通孔81の中心O1に対してその中心O2が第2方向D2(第3電極層形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向)の下流側に位置するように形成し、かつ、内部電極83を、貫通孔82の中心O2に対してその中心O3が第3方向D3(第2電極層形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向)の下流側に位置するように、形成する。
S1の後、S1で作製された圧電アクチュエータ22を、流路ユニット21に接着する(S2:接着工程)。S2では、圧電アクチュエータ22に対し、光源(例えば、LED光源)を用いて、第3電極層73から第1電極層71に向けて(図11において、Z方向(第1方向D1)の下から上に向けて)光を照射して、撮像結果を取得し(S21:撮像ステップ)、その後、S21で得られた撮像結果に基づいて、圧電アクチュエータ22と流路ユニット21とを位置決めする(S22:位置決めステップ)。
S21では、光が、圧電層41~43を透過しかつ電極層71~73を透過しないようになっている。貫通孔81に向けて照射された光は、貫通孔81内における薄肉部S1を除く部分を通り、貫通孔82内における薄肉部S2と内部電極83とを除く部分を通り、さらに圧電層41の領域Aを通って、撮像素子により受光される。
S22では、S21で得られた撮像結果に基づいて、圧電アクチュエータ22の四隅に設けられた4つの貫通孔82及び4つの内部電極83の位置を検出し、当該貫通孔82及び内部電極83の位置から圧電アクチュエータ22の重心位置を割り出す。
S2の後、COFを圧電アクチュエータ22に接着することで(S3)、ヘッド3が完成する。S3では、COFの配線を、圧電アクチュエータ22の圧電層41の上面に設けられた駆動電極51、高電位接続電極部54の端部電極54a、及び、低電位接続電極部55の端部電極55aのそれぞれに接続する。
<本実施形態の構成及び効果>
以上に述べたように、本実施形態によれば、貫通孔82の中心O2が、貫通孔81の中心O1に対して第2方向D2(第3電極層73のスクリーン印刷の印刷方向)の下流側に位置する(図10及び図11参照)。この場合、図12に示すように、貫通孔81の周縁(第2方向D2の上流側。第3電極層73のスクリーン印刷の印刷方向の上流側)に滲みA(薄肉部S1)が生じ、当該滲みA(薄肉部S1)において光の透過が阻害されても、貫通孔82が滲みA(薄肉部S1)とZ方向(第1方向D1)に重なる可能性が低いため、貫通孔82を精度よく検出できる。これにより、圧電アクチュエータ22と流路ユニット21との位置決めを適切に行うことができる。
貫通孔82は、高電位電極52を含む第2電極層72に設けられている(図8参照)。高電位電極52の位置によって、第1活性部91の位置が規定される(図5及び図6参照)。第1活性部91の位置は、アクチュエータ部90の変形特性に大きく影響するため、高電位電極52の位置決めが重要になる。この点、本構成では、高電位電極52を含む電極層72に設けられた貫通孔82に基づいて位置決めを行うことで、第1活性部91の位置が精確に規定され、アクチュエータ部90の所望の変形特性を得ることができる。
貫通孔81は、低電位電極53に設けられている(図9参照)。低電位電極53に貫通孔81を形成する場合、貫通孔81のサイズを大きくすると、電気抵抗が増大し(ひいては電荷供給不足が生じ)、アクチュエータ部90の変形が阻害され得る。この点、本実施形態では、貫通孔82の中心O2を貫通孔81の中心O1に対して第2方向D2の下流側に位置させることにより課題を解決するため、貫通孔81を過度に大きくする必要がない。したがって、上記のようなアクチュエータ部90の変形阻害の問題を抑制できる。
第3電極層73の厚みは、第2電極層72の厚みよりも大きい(図4~図6及び図11参照)。圧電層41~43のZ方向の中央面Mが圧電層42内にあると(図11参照)、中央面Mに対して上側(第1電極層71及び第2電極層72が配置された側)の電極量が多くなり、電極焼成時の熱収縮による反り上りが生じ得る。この点、本構成では、第3電極層73の厚みを大きくすることで、中央面Mに対して上側と下側の電極の体積比率のバランスを整え、反り上りを抑制できる。また、電極層の厚みを大きくすると滲みA(図12参照)が生じ易くなるが、本実施形態では、貫通孔82の中心O2を貫通孔81の中心O1に対して第2方向D2の下流側に位置させることにより、滲みAによって貫通孔82を精度よく検出できないという課題を解決するため、反り上りを抑制するために第3電極層73の厚みを大きくしても、滲みAによる問題が生じ難い。
第2電極層72は、貫通孔82の内部に配置された内部電極83をさらに有する(図8及び図10参照)。この場合、滲みが生じ易い貫通孔82ではなく、内部電極83を検出することで、検出精度が向上し、圧電アクチュエータ22と流路ユニット21との位置決めをより適切に行うことができる。
内部電極83の中心O3は、貫通孔82の中心O2に対して第3方向D3(第2電極層72のスクリーン印刷の印刷方向)の下流側に位置する(図10及び図11参照)。内部電極83が、貫通孔82の周縁の滲み(薄肉部S2)と接続する可能性が低くなる。したがって、検出精度を維持し、圧電アクチュエータ22と流路ユニット21との位置決めをより適切に行うことができる。また、内部電極83の中心O3と貫通孔82の中心O2とが互いに同じ位置にある場合、上記のような内部電極83と貫通孔82の周縁の滲み(薄肉部S2)との接続を回避するために、貫通孔82の周縁と内部電極83との距離を確保しようとすると、貫通孔82を大きくする必要が生じる。貫通孔82を大きくすると、電気抵抗が増大し(ひいては電荷供給不足が生じ)、アクチュエータ部90の変形が阻害され得る。この点、本構成では、内部電極83の中心O3を貫通孔82の中心O2に対して第3方向D3の下流側に位置させることで、貫通孔82を大きくしなくとも、貫通孔82の周縁と内部電極83との距離を確保できる。そのため、貫通孔82を過度に大きくする必要がなく、上記のようなアクチュエータ部90の変形阻害の問題を抑制できる。
第2電極層72の形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向(第3方向D3)は、第3電極層73の形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向(第2方向D2)と逆の方向である(図10及び図11参照)。そして、第2電極層72の形成ステップにおいて、貫通孔82の内部に配置される内部電極83を、貫通孔82の中心O2に対してその中心O3が第3方向D3の下流側に位置するように形成する。この場合、内部電極83を、貫通孔81の周縁の滲み(薄肉部S1)と貫通孔82の周縁の滲み(薄肉部S2)との間であって、貫通孔81の中心O1の近くに配置することができる。また、第2電極層72の形成ステップにおいてスクリーン印刷を2回実行する場合、1回目のスクリーン印刷の印刷方向を、第3電極層73の形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向と逆の方向とし、2回目のスクリーン印刷の印刷方向を、第3電極層73の形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向と同じ方向とすることで、圧電層41~43の積層作業を簡素化できる。この場合、2回目よりも1回目の方が一般に印刷精度が高いため、1回目に内部電極83を形成する。
貫通孔81の中心O1と貫通孔82の中心O2とのY方向の距離(第1距離)L1は、内部電極83の中心O3と貫通孔82の中心とのY方向の距離(第2距離)L2よりも大きい(図10及び図11参照)。貫通孔81が形成された第3電極層73の厚みが比較的大きいため、貫通孔81の周縁に滲みA(図12参照)が生じ易いが、本構成では、第1距離L1を大きくしたことで、貫通孔82が滲みA(薄肉部S1)とZ方向(第1方向D1)に重なる可能性がより低くなり、貫通孔82を精度よく検出できる。
内部電極83は、円形状である(図10参照)。内部電極83が矩形状の場合、撮像結果から内部電極83の重心位置を検出し難い。これに対し、本構成では、内部電極83が円形状であるため、撮像結果から内部電極83の重心位置を検出し易い。
貫通孔82は、円形状である(図10参照)。貫通孔82が矩形状の場合、撮像結果から貫通孔82の重心位置を検出し難い。これに対し、本構成では、貫通孔82が円形状であるため、撮像結果から貫通孔82の重心位置を検出し易い。
<第2実施形態>
続いて、図14~図17を参照し、本発明の第2実施形態に係る圧電アクチュエータ222について説明する。本実施形態と第1実施形態との主な相違点は、貫通孔81,82の構成である。
本実施形態において、貫通孔81は、図15に示すように、高電位接続電極部の2つの部分57b、及び、低電位電極の2つの重複部534のそれぞれにおいて、Y方向に沿った第4方向D4の一端に、切欠き状に開口している。貫通孔82は、図14に示すように、高電位電極の2つの重複部524、及び、低電位接続電極部の2つの端部電極56bのそれぞれにおいてY方向に沿った第4方向D4の一端に、切欠き状に開口している。各貫通孔82は、図15に示す各貫通孔81とZ方向に重なる。各貫通孔82の内部には、内部電極83が設けられている。
なお、本実施形態では、第1実施形態(図8)における複数の枝部523のうち、Y方向の両端にある2つの枝部523が省略されている。
本実施形態では、部分57b及び重複部534を含む第3電極層の形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向(第2方向D2)と、重複部524及び端部電極56bを含む第2電極層の形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向(第3方向D3)とが、互いに同じである。第2方向D2及び第3方向D3は、第4方向D4と逆の方向であって、貫通孔81,82が開口するY方向の一端から他端に向かう方向である。
以上に述べたように、本実施形態によれば、貫通孔81が、部分57b及び重複部534の第4方向D4の一端に、切欠き状に開口している(図15参照)。この場合、貫通孔81を形成する際のスクリーン印刷の印刷方向(第2方向D2)を、第4方向D4と逆の方向とすることで、貫通孔81の周縁(第2方向D2の上流側。当該スクリーン印刷の印刷方向の上流側)に滲みが生じない(図17参照)。つまり、貫通孔81が設けられた部分57b及び重複部534は、薄肉部S1(図11参照)が形成されず、厚肉部T1のみで構成される。これにより、第1実施形態(図10参照)のように貫通孔82の中心O2を貫通孔81の中心O1に対して第2方向D2の下流側に位置させなくとも、貫通孔82が滲みA(薄肉部S1)とZ方向(第1方向D1)に重なることがなく、貫通孔82を精度よく検出できる。したがって、圧電アクチュエータ22と流路ユニット21との位置決めを適切に行うことができる。
貫通孔82が、重複部524及び端部電極56bの第4方向D4の一端に、切欠き状に開口している(図14参照)。この場合、貫通孔82を形成する際のスクリーン印刷の印刷方向(第3方向D3)を、第4方向D4と逆の方向とすることで、貫通孔82の周縁(第3方向D3の上流側。当該スクリーン印刷の印刷方向の上流側)に滲みが生じない(図17参照)。つまり、貫通孔82が設けられた重複部524及び端部電極56bは、薄肉部S2(図11参照)が形成されず、厚肉部T2のみで構成される。これにより、貫通孔81及び貫通孔82それぞれの滲みによる光の透過の阻害がなく、貫通孔82をより一層精度よく検出できる。また、内部電極83が貫通孔82の周縁の滲みと接続するという問題が生じないため、第1実施形態(図10参照)のように内部電極83の中心O3を貫通孔82の中心O2に対して第3方向D3の下流側に位置させる必要や、貫通孔82の周縁と内部電極83との距離を確保するために貫通孔82を過度に大きくする必要がない。
<変形例>
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。
貫通孔81,82及び内部電極83の形状は、上述の実施形態(図11及び図16参照)では円形状であるが、任意の形状(例えば、矩形状等)であってよい。また、貫通孔81,82及び内部電極83の形状が、互いに異なってもよい(例えば、貫通孔81が矩形状、貫通孔82及び内部電極83が円形状であってもよい)。
第1実施形態(図10及び図11参照)では、第2電極層72の形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向(第3方向D3)は、第3電極層73の形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向(第2方向D2)と逆の方向であるが、第3電極層73の形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向(第2方向D2)と同じ方向であってもよい。
各電極層71~73は、スクリーン印刷以外の手法で形成されてもよい。
貫通孔82の内部に、内部電極83を設けなくてもよい。
第3電極層73の厚みは、第1電極層71及び第2電極層72の厚みと同じであってもよい。
貫通孔81は、低電位電極53に設けられることに限定されず、例えば端部電極66a(図9参照)に設けられてもよい。
貫通孔82が設けられる第2電極層72は、高電位電極52を含む層であるが、これに限定されず、例えば低電位電極53又は駆動電極51を含む層であってもよい。
第1電位が高電位、第2電位が低電位であることに限定されず、これとは逆(即ち、第1電位が低電位、第2電位が高電位)であってもよい。この場合、高電位電極52が最下層、低電位電極53が中間層に位置してよい。
上述の実施形態(図9参照)では、第3電極層73に貫通孔81が設けられているが、第1電極層71に貫通孔81が設けられてもよい。この場合、ヘッド3の製造方法(図13参照)において、S21(撮像ステップ)で、圧電アクチュエータ22に対し、第1電極層71から第3電極層73に向けて光を照射して、撮像結果を取得する。
圧電アクチュエータを構成する圧電層の数は、上述の実施形態では3つであるが、4つ以上であってもよい。例えば、上述の実施形態(図4等参照)において、圧電アクチュエータ22の圧電層43と流路ユニット21のプレート31との間に、別の圧電層が配置されてもよい。
本発明は、プリンタに限定されず、ファクシミリ、コピー機、複合機等にも適用可能である。また、本発明は、画像の記録以外の用途で使用される液体吐出装置(例えば、基板に導電性の液体を吐出して導電パターンを形成する液体吐出装置)にも適用可能である。さらに、本発明に係る圧電アクチュエータは、液体吐出装置以外の任意の装置に適用可能である。
10 圧力室
15 ノズル
21 流路ユニット
22;222 圧電アクチュエータ
41 圧電層(第1圧電層)
42 圧電層(第2圧電層)
43 圧電層(第3圧電層)
51 駆動電極
52 高電位電極(第1電位電極)
53 低電位電極(第2電位電極)
71 第1電極層
72 第2電極層
73 第3電極層
81 貫通孔(第1貫通孔)
82 貫通孔(第2貫通孔)
83 内部電極
T1 厚肉部(第1厚肉部)
T2 厚肉部(第2厚肉部)
S1 薄肉部(第1薄肉部)
S2 薄肉部(第2薄肉部)
O1,O2,O3 中心
L1 距離(第1距離)
L2 距離(第2距離)
D1 第1方向
D2 第2方向
D3 第3方向

Claims (14)

  1. 第1圧電層と、前記第1圧電層に対して前記第1圧電層の厚み方向に沿った第1方向に積層された第2圧電層と、前記第1圧電層及び前記第2圧電層に対して前記第1方向に積層され、前記第1圧電層との間に前記第2圧電層を挟む第3圧電層と、前記第1方向において前記第1圧電層の前記第2圧電層と反対側の面に配置された第1電極層と、前記第1方向において前記第1圧電層と前記第2圧電層との間に配置された第2電極層と、前記第1方向において前記第2圧電層と前記第3圧電層との間に配置された第3電極層と、を備え、
    前記第1電極層は、それぞれ第1電位及び前記第1電位と異なる第2電位のいずれかが選択的に付与される複数の駆動電極を含み、
    前記第2電極層は、前記第1電位に保持される第1電位電極を含み、
    前記第3電極層は、前記第2電位に保持される第2電位電極を含み、
    前記第1電極層及び前記第3電極層の一方は、第1貫通孔と、前記第1貫通孔を画定する第1厚肉部と、前記第1厚肉部に接続しかつ前記第1厚肉部よりも前記第1方向の厚みが小さい第1薄肉部であって、前記第1貫通孔内における前記第1方向と直交する第2方向の上流側に配置された第1薄肉部とを有し、
    前記第2電極層は、前記第1貫通孔と前記第1方向に重なる第2貫通孔を有し、
    前記第2貫通孔の中心は、前記第1貫通孔の中心に対して前記第2方向の下流側に位置することを特徴とする、圧電アクチュエータ。
  2. 前記第1電位は、高電位であり、
    前記第2電位は、前記高電位よりも電位が低い低電位であ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。
  3. 前記第1貫通孔は、前記第3電極層の前記第2電位電極に形成されたことを特徴とする、請求項2に記載の圧電アクチュエータ。
  4. 前記第3電極層の厚みは、前記第2電極層の厚みよりも大きいことを特徴とする、請求項3に記載の圧電アクチュエータ。
  5. 前記第2電極層は、前記第2貫通孔の内部に配置された内部電極をさらに有することを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載の圧電アクチュエータ。
  6. 前記第2電極層は、前記第2貫通孔を画定する第2厚肉部と、前記第2厚肉部に接続しかつ前記第2厚肉部よりも前記第1方向の厚みが小さい第2薄肉部であって、前記第2貫通孔内における前記第1方向と直交する第3方向の上流側に配置された第2薄肉部とを有し、
    前記内部電極の中心は、前記第2貫通孔の中心に対して前記第3方向の下流側に位置することを特徴とする、請求項5に記載の圧電アクチュエータ。
  7. 前記第1電極層及び前記第3電極層の前記一方の厚みは、前記第2電極層の厚みよりも大きいことを特徴とする、請求項6に記載の圧電アクチュエータ。
  8. 前記第1貫通孔の中心と前記第2貫通孔の中心との前記第2方向の第1距離は、前記内部電極の中心と前記第2貫通孔の中心との前記第2方向の第2距離よりも大きいことを特徴とする、請求項7に記載の圧電アクチュエータ。
  9. 前記内部電極は、円形状であることを特徴とする、請求項5~8のいずれか1項に記載の圧電アクチュエータ。
  10. 第1圧電層と、前記第1圧電層に対して前記第1圧電層の厚み方向に沿った第1方向に積層された第2圧電層と、前記第1圧電層及び前記第2圧電層に対して前記第1方向に積層され、前記第1圧電層との間に前記第2圧電層を挟む第3圧電層と、前記第1方向において前記第1圧電層の前記第2圧電層と反対側の面に配置された第1電極層と、前記第1方向において前記第1圧電層と前記第2圧電層との間に配置された第2電極層と、前記第1方向において前記第2圧電層と前記第3圧電層との間に配置された第3電極層と、を備え、
    前記第1電極層は、それぞれ第1電位及び前記第1電位と異なる第2電位のいずれかが選択的に付与される複数の駆動電極を含み、
    前記第2電極層は、前記第1電位に保持される第1電位電極を含み、
    前記第3電極層は、前記第2電位に保持される第2電位電極を含み、
    前記第1電極層及び前記第3電極層の一方は、当該電極層の前記第1方向と直交する第4方向の一端に切欠き状に開口した第1貫通孔を有し、
    前記第2電極層は、前記第1貫通孔と前記第1方向に重なる第2貫通孔を有することを特徴とする、圧電アクチュエータ。
  11. 前記第2貫通孔は、前記第2電極層の前記第4方向の一端に切欠き状に開口していることを特徴とする、請求項10に記載の圧電アクチュエータ。
  12. 前記第2貫通孔は、円形状であることを特徴とする、請求項1~11のいずれか1項に記載の圧電アクチュエータ。
  13. 第1圧電層、第2圧電層及び第3圧電層が前記第1圧電層の厚み方向に沿った第1方向に積層された圧電アクチュエータを作製するアクチュエータ作製工程と、
    前記圧電アクチュエータを、複数のノズルと前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室とを含む流路が形成された流路ユニットに接着する接着工程と、を備え、
    前記アクチュエータ作製工程は、
    前記第1圧電層の表面に、それぞれ第1電位及び前記第1電位と異なる第2電位のいずれかが選択的に付与される複数の駆動電極を含む第1電極層を、スクリーン印刷により形成する第1電極層形成ステップと、
    前記第2圧電層の表面に、前記第1電位に保持される第1電位電極を含む第2電極層を、スクリーン印刷により形成する第2電極層形成ステップと、
    前記第3圧電層の表面に、前記第2電位に保持される第2電位電極を含む第3電極層を、スクリーン印刷により形成する第3電極層形成ステップと、
    前記第1電極層形成ステップ、前記第2電極層形成ステップ及び前記第3電極層形成ステップの後、前記第1電極層が前記第1方向において前記第1圧電層の前記第2圧電層と反対側の面に配置され、前記第2電極層が前記第1方向において前記第1圧電層と前記第2圧電層との間に配置され、かつ、前記第3電極層が前記第1方向において前記第2圧電層と前記第3圧電層との間に配置されるように、前記第1圧電層、前記第2圧電層及び前記第3圧電層を前記第1方向に積層する積層ステップと、を含み、
    前記第1電極層形成ステップ及び前記第3電極層形成ステップの一方において、当該電極層に第1貫通孔を形成し、
    前記第2電極層形成ステップにおいて、前記第2電極層に、前記第1貫通孔と前記第1方向に重なる第2貫通孔であって、前記第1貫通孔の中心に対してその中心が前記第1方向と直交する第2方向の下流側であって前記第1電極層形成ステップ及び前記第3電極層形成ステップの前記一方における前記スクリーン印刷の印刷方向の下流側に位置する第2貫通孔を形成し、
    前記接着工程は、
    前記圧電アクチュエータに対し、前記第1電極層及び前記第3電極層のうち前記第1貫通孔が形成された一方から他方に向けて光を照射し、撮像結果を取得する撮像ステップと、
    前記撮像結果に基づいて、前記圧電アクチュエータと前記流路ユニットとを位置決めする位置決めステップと、を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
  14. 前記第2電極層形成ステップにおける前記スクリーン印刷の印刷方向は、前記第1方向と直交しかつ前記第2方向と逆の第3方向であり、
    前記第2電極層形成ステップにおいて、前記第2貫通孔の内部に配置される内部電極を、前記第2貫通孔の中心に対してその中心が前記第3方向の下流側に位置するように、形成することを特徴とする、請求項13に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
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