JP3997729B2 - Piezoelectric actuator, inkjet head using the piezoelectric actuator, and manufacturing method thereof - Google Patents

Piezoelectric actuator, inkjet head using the piezoelectric actuator, and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP3997729B2
JP3997729B2 JP2001182252A JP2001182252A JP3997729B2 JP 3997729 B2 JP3997729 B2 JP 3997729B2 JP 2001182252 A JP2001182252 A JP 2001182252A JP 2001182252 A JP2001182252 A JP 2001182252A JP 3997729 B2 JP3997729 B2 JP 3997729B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
piezoelectric actuator
piezoelectric
internal
sheet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001182252A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002374012A (en
Inventor
純 磯野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP2001182252A priority Critical patent/JP3997729B2/en
Publication of JP2002374012A publication Critical patent/JP2002374012A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3997729B2 publication Critical patent/JP3997729B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電アクチュエータ及びその圧電アクチュエータを用いたインクジェットヘッド並びにそれらの製造方法に関し、特に、低コストで、電気的性能に優れ、部品として精度よく組み立てることのできる圧電アクチュエータ及びその圧電アクチュエータを用いたインクジェットヘッド並びにそれらの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
圧電アクチュエータは、物質の圧電性を利用した装置である。圧電性は、物質に応力を加えたときに電気分極を生じ、且つその物質に電界を印可したときに歪みを生じる性質である。圧電アクチュエータは、この圧電性を利用して、電気エネルギーを力（変位）に変換し、変換された力（変位）によって機械に運動を発生させる装置である。
【０００３】
かかる圧電アクチュエータは、一般的には小型のセラミックス製品である。その製造においては、圧電アクチュエータは、複数連ねた形状（マザー品）で生産され、最終工程で該マザー品から各１の圧電アクチュエータに切断されて製造される。かかる手法により、生産効率の向上が図られているのである。
【０００４】
具体的には、まず、強誘電性のセラミックス粉末を樹脂に分散させ、かかる混合物（スラリー溶液）をシート状に加工してグリーンシートを成型する。このグリーンシートは複数個の圧電アクチュエータを形成できる大きさに成型する。次に、このグリーンシート上面に金属材料を使用した導電性ペーストを所望のパターンで印刷して内部電極を形成する（内部電極形成工程）。この内部電極形成工程では、１の圧電アクチュエータに対応する内部電極パターンが、作製される圧電アクチュエータの個数分、連ねて印刷される。電極の形成されたグリーンシートは積層され、加熱プレスなどの工程を経た後、焼成工程により脱脂と焼結とを行う。積層された各グリーンシートは、焼成により焼結して一体化された積層体（マザー品）となる。この積層体において各層は、（分極処理を施すことによって）圧電性を有する圧電シートとなる。この積層体は、ダイヤモンドブレードなどを用いて切断（ダイシング）され、各１の圧電アクチュエータに切断、分離される（切断工程）。これにより、最終製品となる圧電アクチュエータが得られる。
【０００５】
製造された圧電アクチュエータは、各種部品と組み合わされて様々な製品に組み込まれる。インクジェットプリンタのインクジェットヘッドは圧電アクチュエータが部品として組み込まれている製品の一例である。
【０００６】
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は、積層された各圧電シートの所望の内部電極どうしを積層方向に導通させるために、或いは、内部電極を外部に電気的に導通させるために、必要な内部電極は圧電シートの端縁部まで印刷されている。このため、切断工程により個々に分離された圧電アクチュエータの側面（切断面）には、内部電極の端部が露出することになる。この内部電極の端部が露出した部分に重ねて、電気的に導通する側面電極を、金属の真空蒸着又は、スパッタリング、或いは導電性ペーストの塗布等にて形成する（端面電極形成工程）。これにより、各内部電極は必要な導通をとることができるのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した切断工程は、焼結体を切断する工程である。焼結体は高硬度、高強度である上に、脆弱であるので、その切断には高度な技術が要求される。また、焼結体の切断には、高強度の切断刃を使用した高出力の切断装置が必要となる。このため、切断に用いられる機械が大型化する上、切断コストが上昇してしまうという問題点があった。
【０００８】
また、圧電アクチュエータは、他の部品と組み合わせて使用される部品であるので、組み立てに際しては、圧電アクチュエータと他の部品との位置決めが必要となる。かかる位置決めを行うために、圧電シートに位置決め用のマークを施す必要がある。このため、圧電アクチュエータの製造工程の中で、マークを施すための工程を設けなくてはならず、工程数を増やしてしまうという問題点があった。
【０００９】
このため、圧電アクチュエータの側面（切断面）に露出する内部電極の端部を位置決めのマークとして利用することが行われている。これによれば、位置決めのマークを施す工程をわざわざ別に設ける必要はない。しかし、側面に露出する内部電極の厚さは僅かであるので、マークとしての明確さに欠ける。このため、側面に露出する内部電極をマークとして、組み立てを行うには、困難が伴うと言う問題点があった。
【００１０】
また、圧電アクチュエータでは、露出する内部電極の上面に端面電極を形成し、この端面電極を介して外部電源から内部電極への電源供給が行われる。しかし、内部電極の厚さが僅かであることから、端面電極との接触面積は小さくなり、内部電極と外部電源との間で導通不良が生じ易いという問題点があった。
【００１１】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、低コストで、電気的性能に優れ、部品として精度よく組み立てることのできる圧電アクチュエータ及びその圧電アクチュエータを用いたインクジェットヘッド並びにそれらの製造方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために請求項１記載の圧電アクチュエータの製造方法は、１の圧電アクチュエータの平面形状よりも大きい平面形状を有するグリーンシート上に、１の圧電アクチュエータに対応する内部電極パターンと、該内部電極パターンの少なくとも１の内部電極の一端を前記圧電アクチュエータの端縁部に相当する位置まで延出した電極延出部とを形成する内部電極形成工程と、その内部電極形成工程により前記内部電極パターン及び電極延出部が形成されたグリーンシートを複数枚積層して積層体を得る積層工程と、その積層工程で得られた前記積層体を、前記１の圧電アクチュエータに対応する大きさに、前記電極延出部に接する位置で前記グリーンシートの積層方向に切断し、その切断面に沿って前記電極延出部を垂れさせる切断工程と、その切断工程で切断された前記積層体を焼成する焼成工程とを備えている。
【００１３】
この請求項１記載の圧電アクチュエータの製造方法によれば、内部電極形成工程により、１の圧電アクチュエータの平面形状よりも大きい平面形状を有するグリーンシート上に、１の圧電アクチュエータに対応する内部電極パターンと、該内部電極パターンの少なくとも１の内部電極の一端を前記圧電アクチュエータの端縁部に相当する位置まで延出した電極延出部とが形成される。次に、積層工程により、内部電極パターン及び電極延出部が形成されたグリーンシートが複数枚積層される。この積層工程により得られた積層体は、切断工程によりグリーンシートの積層方向に切断される。この切断工程では、該積層体は電極延出部に接する位置で、１の圧電アクチュエータに対応する大きさに切断され、切断面に沿って電極延出部を垂れさせる。その後、切断された積層体は焼成工程により焼成される。
【００１４】
請求項２記載の圧電アクチュエータの製造方法は、請求項１に記載の圧電アクチュエータの製造方法において、前記グリーンシートは、圧電アクチュエータの複数個分の大きさを有するものであり、前記内部電極形成工程は、前記グリーンシート上の各圧電アクチュエータに対応する位置に前記内部電極パターン及び電極延出部を形成するものである。
【００１５】
請求項３記載の圧電アクチュエータの製造方法は、請求項１または２に記載の圧電アクチュエータの製造方法において、前記焼成工程の後に、前記積層体の切断面上に、その切断面に沿って垂れた前記電極延出部に重ねて、前記内部電極と導通する端面電極を形成する端面電極形成工程を備える。
【００１６】
請求項４記載の圧電アクチュエータの製造方法は、請求項１から３のいずれかに記載の圧電アクチュエータの製造方法において、前記圧電アクチュエータは、前記積層方向に対向する前記内部電極間に挟まれ該電極間への電圧の印可により変形する活性部と、変形しない不活性部とを有するものであり、前記内部電極が前記活性部から不活性部をとおって外部電源に接続され、前記不活性部上の内部電極の部分と前記積層方向に対応する他のシートの不活性部にダミー電極を備え、前記内部電極形成工程は、前記シート上に前記内部電極、ダミー電極を形成するとともに、前記電極延出部の設けられた内部電極に対応して、それに隣接する他のシートに形成されるダミー電極について、その一端を前記圧電アクチュエータの端縁部に相当する位置まで延出したダミー電極延出部を形成する。
【００１７】
請求項５記載の圧電アクチュエータの製造方法は、請求項１から４のいずれかに記載の圧電アクチュエータの製造方法において、前記内部電極形成工程は、複数の内部個別電極からなる内部個別電極パターンを第１のグリーンシート上に形成する工程と、内部共通電極パターンを第２のグリーンシート上に形成する工程とからなり、かつ前記電極延出部を、前記内部個別電極または前記内部共通電極パターンの一端を延出して前記各第１のグリーンシートまたは各第２のグリーンシートにおいてほぼ同じ位置に形成するものであり、前記積層工程は、前記第１のグリーンシートと第２のグリーンシートとを交互に積層するものである。
【００１８】
請求項６記載のインクジェットヘッドの製造方法は、請求項１から５のいずれかに記載の製造方法で製造された圧電アクチュエータを、インク吐出ノズルに連通する圧力室を有するキャビティプレートに重ねて固定する組み立て工程を備え、その組み立て工程は、前記切断面に沿って垂れた前記電極延出部を位置決めマークとして前記内部電極と圧力室とを位置決めする。
【００１９】
この請求項６記載のインクジェットヘッドの製造方法によれば、圧電アクチュエータは、請求項１から５のいずれかに記載の製造方法で製造される。この圧電アクチュエータは、組み立て工程により、インク吐出ノズルに連通する圧力室を有するキャビティプレートに重ねて固定される。ここで、切断面に沿って垂れた電極延出部は位置決めマークとなり、内部電極と圧力室とは位置決めされる。
【００２０】
請求項７記載の圧電アクチュエータは、内部電極を挟んで複数の圧電シートを積層しており、前記内部電極の少なくとも１の一端を前記圧電シートの端縁部まで延出した電極延出部を備え、その電極延出部は、前記圧電シートの積層体の側面に沿って垂れた状態に形成されている。
【００２１】
この請求項７記載の圧電アクチュエータによれば、内部電極を挟んで複数の圧電シートが積層されている。かかる圧電シートに設けられた内部電極の少なくとも１の一端は、電極延出部として圧電シートの端縁部まで延出されている。この電極延出部は、圧電シートの積層体の側面に沿って垂れた状態に形成される。
【００２２】
請求項８記載の圧電アクチュエータは、請求項７記載の圧電アクチュエータにおいて、前記圧電シートの積層体の側面に、その側面に沿って垂れた前記電極延出部に重ねられ、前記内部電極と導通する端面電極を備える。
【００２３】
請求項９記載の圧電アクチュエータは、請求項７または８に記載の圧電アクチュエータにおいて、前記電極延出部は、積層方向にほぼ並ぶように前記各圧電シートにおいてほぼ同位置に設けられている。
【００２４】
請求項１０記載の圧電アクチュエータは、請求項７から９のいずれかに記載の圧電アクチュエータにおいて、前記圧電アクチュエータは、前記積層方向に対向する前記内部電極間に挟まれ該電極間への電圧の印可により変形する活性部と、変形しない不活性部とを有するものであり、前記内部電極が前記活性部から不活性部をとおって外部電源に接続され、前記不活性部上の内部電極の部分と前記積層方向に対応する他の圧電シートの不活性部にダミー電極を備えるとともに、前記電極延出部の設けられた内部電極に対応して、それに隣接する他の圧電シートに形成されるダミー電極について、その一端を前記圧電アクチュエータの端縁部に相当する位置まで延出したダミー電極延出部を備え、該ダミー電極延出部は前記圧電シートの積層体の側面に沿って垂れた状態に形成されている。
【００２５】
請求項１１記載の圧電アクチュエータは、請求項７から１０のいずれかに記載の圧電アクチュエータにおいて、前記圧電アクチュエータは、複数の内部個別電極を備えた第１の圧電シートと、内部共通電極を備えた第２の圧電シートとを交互に積層して備えており、かつ前記電極延出部は、前記内部個別電極または前記内部共通電極の一端を延出して前記各第１の圧電シートまたは各第２の圧電シートにおいて積層方向に並ぶようにほぼ同じ位置にある。
【００２６】
請求項１２記載のインクジェットヘッドは、請求項７から１１のいずれかに記載の圧電アクチュエータと、インク吐出ノズルに連通する圧力室を有するキャビティプレートとを備え、前記側面に沿って垂れた前記電極延出部と対応するキャビティプレート上の位置に、前記内部電極と圧力室とを位置決めするための位置決めマークを設けている。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。まず、図１〜図４を使用して、第１実施例について説明する。
【００２８】
図１は、第１実施例の圧電アクチュエータを用いて作製したインクジェットヘッドを搭載したインクジェットプリンタを示す斜視図である。図１において、このインクジェットプリンタ１００は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のカラーインクがそれぞれ充填されるインクカートリッジ６１と、用紙６２に印字するためのインクジェットヘッド６（以下ヘッド６という）を備えるヘッドユニット６３と、インクカートリッジ６１およびヘッドユニット６３が搭載されるキャリッジ６４と、このキャリッジ６４を直線方向に往復移動させる駆動ユニット６５と、キャリッジ６４の往復移動方向に延び、ヘッド６と対向配置されるプラテンローラ６６と、パージ装置６７とを備えている。
【００２９】
駆動ユニット６５は、キャリッジ６４の下端部に配置されプラテンローラ６６と平行に延びるキャリッジ軸７１と、キャリッジ６４の上端部に配置されキャリッジ軸７１に平行に延びるガイド板７２と、そのキャリッジ軸７１とガイド板７２との間であって、キャリッジ軸７１の両端部に配置される２つのプーリー７３および７４と、これらのプーリー７３および７４の間に掛け渡されるエンドレスベルト７５とからなる。
【００３０】
そして、一方のプーリ７３が、モータの駆動により正逆回転されると、そのプーリ７３の正逆回転に伴って、エンドレスベルト７５に接合されているキャリッジ６４が、キャリッジ軸７１およびガイド板７２に沿って、直線方向に往復移動される。
【００３１】
用紙６２は、インクジェットプリンタ１００の側方に設けられた給紙カセット（図示せず）から給紙され、ヘッド６と、プラテンローラ６６との間に導入されて、ヘッド（インクジェットヘッド）６から吐出されるインクにより所定の印字がなされ、その後、排紙される。なお、図１においては、用紙６２の給紙機構および排紙機構の図示を省略している。
【００３２】
パージ装置６７は、プラテンローラ６６の側方に設けられ、ヘッドユニット６３がリセット位置にある時に、ヘッド６に対向するように配置されている。このパージ装置６７は、ヘッド６の後述する複数のノズルを覆うように当該ノズルの開口面に対し当接するパージキャップ８１と、ポンプ８２およびカム８３と、インク貯留部８４とを備えており、ヘッドユニット６３が、リセット位置にある時に、ヘッド６のノズルをパージキャップ８１で覆い、ヘッド６の内部に溜まる気泡などを含んだ不良インクを、カム８３の駆動によりポンプ８２によって吸引しり、ヘッド６の回復を図るようにしている。なお、吸引された不良インクは、インク貯留部８４に貯められる。
【００３３】
キャップ８５は、インクの乾燥を防止するため、印字が終了するとリセット位置に戻されるキャリッジ６４に搭載されたヘッド６の複数のノズル１５（図２参照）を覆うものである。
【００３４】
図２は、ヘッド６の斜視図を示すものである。ヘッド６は、図２に示すように、積層型のキャビティプレート１０と、該キャビティプレート１０に対して接着剤または接着シートを介して接着、積層されるプレート型の圧電アクチュエータ２０と、その上面に本体内の制御基板との電気的接続のために重ね接合されたフレキシブルフラットケーブル４０とにより構成されており、キャビティプレート１０の下面側に開口されたノズルから下向きにインクが吐出する。
【００３５】
キャビティプレート１０には、キャビティプレート１０の長手方向に対して直交する方向に延びる細幅の複数の圧力室１６が千鳥状配列で２列に配設されている。この圧力室１６には、その一端をキャビティプレート１０の下面側に開口しインクを吐出するためのノズル（図示せず）が、各圧力室１６に連通してそれぞれ設けられている。インク供給孔１９ａは、インクカートリッジ６１からのインクを各インク室１６に供給するためのものである。圧電アクチュエータ２０が動作することにより圧力室１６内に貯留されるインクに圧力が負荷され、上記したノズルからインクが吐出される（印字の実行）。
【００３６】
このキャビティプレート１０は、金属製である。このため、圧電アクチュエータ２０の電極垂部３１Ｘａが接触すると短絡を起こしてしまう。このため、キャビティプレート１０には、該電極垂部３１Ｘａに対応する位置に切り欠き部４１が設けられている。また、該切り欠き部４１は、圧電アクチュエータ２０とキャビティプレート１０とを積層する際に、両者を位置決めするマークとなっている。
【００３７】
圧電アクチュエータ２０は、上記した圧力室１６に個々に圧力を負荷するためのものである。最上段の圧電シート２１の上面には、圧電シートの個別電極３１とコモン電極３２（図４参照）とに対応する表面電極３３，３４が設けられている。該表面電極３３，３４上には、この電極３３，３４に接続するスルーホール３６，３７が圧電シートの積層方向に穿設されている。この表面電極３３，３４は、圧電アクチュエータ２０の上面に重ねて接合されるフレキシブルフラットケーブル４０と接続される電極である。これにより、本体の制御基板と圧電アクチュエータ２０とは電気的に接続される。
【００３８】
表面電極３３の内、圧電アクチュエータ２０の略中心に位置する１の表面電極３３には、その一端が圧電アクチュエータ２０の端縁部まで延出された電極延出部３３ｃが形成されている。また、この圧電アクチュエータ側面２０ａ（各圧電シート２１〜３０の側面２０ａ、図４参照）には、この電極延出部３３ｃに連接する電極垂部３１Ｘａが形成されている。該電極垂部３１Ｘａは、キャビティプレート１０の積層位置を位置決めするための位置決めマークである。この電極垂部３１Ｘａを上記した切り欠き部４１にあわせることにより、圧電アクチュエータ２０とキャビティプレート１０とを正確に位置決めして積層することができる。なお、圧電アクチュエータ２０については、図４において詳細に説明する。
【００３９】
次に圧電アクチュエータ２０の製造方法について説明する。
【００４０】
図３は、プレート型圧電アクチュエータ２０の製造方法を示した図である。圧電アクチュエータ２０は、グリーンシート成型工程５１、スルーホール形成工程５２、電極印刷工程５３、積層工程５４、切断工程５５、焼成工程５６、電極形成工程５７、分極処理工程５８を順に経て圧電アクチュエータ２０として完成する。完成した圧電アクチュエータ２０は、組立工程５９によりキャビティプレート１０に積層される。
【００４１】
グリーンシート成型工程は、１の圧電アクチュエータ２０を形成する圧電シート２１〜３０（図４参照）を複数個マトリックス状に並べた大きさのセラミックグリーンシート（グリーンシート）１１０を成型する工程である。具体的には、まず、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ（ＰｂＴｉＯ３・ＰｂＺｒＯ３））系のセラミック粉末をバインダ樹脂に混合分散させたスラリー溶液を調整する。このスラリー溶液を、離型処理の施されたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等に、ドクターブレード法などにより塗工（塗布、コーティング）して、所定厚さのグリーンシート１１０が成型される。１の圧電アクチュエータ２０を形成する各圧電シート２１〜３０の大きさは同じであるので、同じ大きさのグリーンシート１１０が、各圧電シート２１〜３０を作製するべく成型される。
【００４２】
同一のグリーンシート１１０には同一の圧電シート２１〜３０が複数個（本実施例では１０個）、マトリックス状に並べられて形成されるべく、各グリーンシート１１０は形成される。
【００４３】
スルーホール形成工程５２は、レーザ光などを使用して、グリーンシート成型工程で成形されたグリーンシート１１０に、後述する積層工程で最下層となるシートを除いて、厚み方向に貫通する貫通口（スルーホール３６，３７）を穿設する工程である。上記したスルーホール３６，３７は、グリーンシート上に形成される各圧電シート２１〜２９となる箇所の周縁に沿って多数穿設される。
【００４４】
電極印刷工程５３は、グリーンシート１１０に各圧電シート２１〜３０の電極パターンＸ１〜Ｘ３（図４参照）を印刷する工程である。電極パターンＸ１〜Ｘ３は、１の圧電アクチュエータ２０の１の圧電シートに備えられた電極を一体として表すもの（１の圧電シートの電極の集合体）である。電極パターンＸ１〜Ｘ３は、グリーンシート上に導電性のペーストをスクリーン印刷することにより形成される。
【００４５】
３種類の電極パターンが形成されるグリーンシートのうち第１のグリーンシート上には、個別電極３１と後述するダミー電極３５からなる電極パターンＸ１が形成される。かかる個別電極パターンＸ１は、作製し得る圧電アクチュエータ２０の個数分、連設された状態で印刷される。また、第２のグリーンシート上には、コモン電極３２とダミー電極３９からなる電極パターンＸ２が同様に形成され、第３のグリーンシート上には、表面電極３３，３４からなる表面電極パターンＸ３が同様に形成される。かかる電極パターンＸ１〜Ｘ３は、グリーンシート１１０が積層された場合に、各シートの各個別電極３１とダミー電極３５と表面電極３３とが積層方向にそれぞれ対応し、コモン電極３２の端部３２ａとダミー電極３９と表面電極３４とが積層方向に対応するように構成されている（図４参照）。また、各電極パターンＸ１〜Ｘ３のそれぞれにおいては、各パターンの長手方向の両側の略中心に位置する両側各１の電極（両側各１の個別電極３１、ダミー電極３５、表面電極３３）の外側の端部には、電極延出部３１ｃ，３３ｃ，３５ｃが形成されている（図４参照）。これら電極延出部３１ｃ，３３ｃ，３５ｃは、例えば、図３中（ａ）に示した（表面電極３３の）電極延出部３３ｃのように、圧電シートの端縁部となる位置（切断位置）を越えて後述する切断しろまで電極が延出された形状に設けられる。この電極延出部３１ｃ，３３ｃ，３５ｃの設けられた各電極は３１，３３，３５は、積層方向に対応する（同じ位置）に位置するように、各グリーンシート１１０に設けられている。
【００４６】
スルーホール３６、３７は、上記したように各グリーンシート１１０の上下方向に貫通しているので、グリーンシート上に電極パターンＸ１〜Ｘ３が形成されると、各スルーホール３６、３７内にも導電性のペーストが侵入し、各スルーホール３６、３７を介して圧電シートの上下面で導通可能となる。
【００４７】
積層工程５４は、電極パターンＸ１〜Ｘ３が印刷されたグリーンシート１１０を所定の順に積層する工程である。該工程５４では、グリーンシート１１０を、圧電シートの順番が上から順に圧電シート２１〜３０となるように積層する。最上段には、表面電極パターンＸ３が印刷された第３のグリーンシートが露出するように積層される。この第３グリーンシートの下方には、コモン電極パターンＸ２が印刷された４枚の第２のグリーンシートが配設される。そして更にその下方には、個別電極パターンＸ１の印刷された第１のグリーンシートとコモン電極パターンＸ２の印刷された第２のグリーンシートとが交互に５枚積層され、そのうちスルーホールを有しない第１のグリーンシートが最下層に配置される。つまり、個別電極３１とコモン電極３２とは、交互に積層される。
【００４８】
また、積層工程５４では、各グリーンシート１１０に形成された複数個の各電極パターンＸ１〜Ｘ３が積層方向にそれぞれ個々に対応するように各グリーンシート１１０は積層される。これにより、複数の圧電アクチュエータ２０を形成し得る積層体１１１が形成される。
【００４９】
切断工程５５は、上記した積層工程５４で作製された積層体１１１を、個々の圧電アクチュエータ２０ごとに切断する工程である。これにより、１の圧電アクチュエータ２０に対応する積層体１１１ａが得られる。かかる切断には、図７（ａ）に示すように一般的な剪断方法、例えば押し切り、打ち抜き、ロータリーカットなど刃物２０１とダイ２０２の間ではさみ切る手法が適宜用いられる。切断に際しては、最上段のグリーンシート１１０の電極延出部３３ｃに接して、各圧電アクチュエータ２０ごとの切断は実行される。この切断により、図７（ｂ）に示すように、圧電アクチュエータ側から見て各グリーンシートの電極からそのグリーンシートへ向かう方向に剪断されることで、まだ柔軟性が残っている各電極のペーストおよび各グリーンシートは、上側の角が円弧状に垂れ、各電極のペーストがその円弧部分において直線状に剪断される。このため、各圧電アクチュエータ２０の積層方向の側面２０ａに、各電極延出部３１ｃ，３３ｃ，３５ｃが大きく露出し、それぞれ電極垂部３１Ｘａを形成する。また、電極延出部３１ｃ，３３ｃ，３５ｃは、積層方向に並んで形成されているので、電極垂部３１Ｘａは、圧電アクチュエータ２０の側面２０ａにおいては、ほぼ帯状に連なって見える。なお、好ましくは、電極のペーストは、グリーンシートよりも、例えば粘度が大きい等、横方向（剪断方向と直交する方向）の結合力が大きいものを使用することで、剪断する際、電極のペーストが剪断方向に少し引張られることになり、電極延出部３１ｃ，３３ｃ，３５ｃの露出面積をより大きくすることができる。
【００５０】
この切断工程５５は、グリーンシート１１０が未焼成の状態で行われる工程である。焼成工程の後に、各圧電アクチュエータ２０ごとの切断を実行する切断工程を設けた場合には、ダイヤモンドブレードを高速回転させて切断を行う（ダイシング）など、高価で高度な切断システムが必要となる。しかし、本発明の切断工程５５のようにグリーンシートの状態で各圧電アクチュエータ２０ごとの切断を行えば、小さな負荷で各圧電アクチュエータ２０ごとの切断を実行することができる。つまり、安価で容易な手法により、個々の圧電アクチュエータ２０に分離することができるのである。また、柔らかい状態で圧電シート（グリーンシート）と電極延出部３１ｃ，３３ｃ，３５ｃとは切断されるので、電極延出部３１ｃ，３３ｃ，３５ｃをその切断面に容易に垂れさせることができる。
【００５１】
尚、図３においては、図示を省略しているが、各グリーンシート１１０の両端（電極パターンの長手方向に沿う両端）には、切断しろが設けられている。つまり、グリーンシート１１０の両端は、かかる切断しろにおいて切断される。グリーンシート１１０の両端部に設けられる圧電アクチュエータ２０電極延出部３１ｃ，３３ｃ，３５ｃは、この切断しろまで延出されている。よって、グリーンシート１１０の両端部に設けられる圧電アクチュエータ２０にも、その側面に各電極延出部３１ｃ，３３ｃ，３５ｃを垂れさせ、電極垂部３１Ｘａを形成することができる。
【００５２】
次いで、切断された積層体１１１ａは、焼成工程５６により、脱脂と焼結とが行われる。そして、焼結体として一体化された積層体１１１ａを得る。かかる積層体１１１ａには、電極形成工程５７により、再度、表面電極３３，３４の上に電極材料が載せられる。これは焼成により酸化された表面電極３３，３４の上に酸化されていない電極材料を再度印刷することにより、かかる表面電極３３，３４に接続されるフレキシブルフラットケーブル４０のはんだ付けを良好に行わせるためである。
【００５３】
その後、分極処理工程５８により、通常のインク噴射動作時よりも高い電圧を表面電極３３，３４から個別電極３１とコモン電極３２間に印加し、個別電極３１、コモン電極３２間にはさまれているシートを分極させることにより、圧電動作を行う圧電アクチュエータ２０が完成する。完成した圧電アクチュエータ２０は、組立工程５９によりキャビティプレート１０に積層される。この組み立てにおいては、圧電アクチュエータ２０の電極垂部３１Ｘａと、キャビティプレートの切り欠き部４１とを合わせることにより、位置決めが実行される。
【００５４】
図４は、上記した製造方法で作製されたプレート型圧電アクチュエータ２０の分解斜視図である。図４に示すように、該圧電アクチュエータ２０は、１０枚の圧電シート２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０を積層した構造に形成されている。各圧電シート２１〜３０の内、圧電シート２６，２８，３０の細幅の各個別電極３１は、上記電極垂下部３１Ｘａと切り欠き部４１とが位置あわせされた状態において、電極垂下部３１Ｘａが個別電極３１の位置を正確に表しているので、前記キャビティプレート１０に設けられた圧力室１６（図２参照）と対応して位置する。他の圧電シート２２，２３，２４，２５，２７，２９には、各個別電極３１の端部３１ａに対応してダミー電極３５が位置しており、積層方向に並んだ各個別電極３１は、その個別電極３１の端部３１ａに接続したスルーホール３６、それらの間の圧電シート２７，２９のダミー電極３５、及びそのダミー電極３５に接続したスルーホール３６を介して相互に接続しているとともに、それらの積層方向に対応した上層のダミー電極３５及びスルーホール３６を介して最上層の表面電極３３の１つに接続している。
【００５５】
圧電シート２２，２３，２４，２５，２７，２９のコモン電極３２は、全部の圧力室１６にわたって帯状に位置する。他の圧電シート２６，２８，３０には、コモン電極３２の端部３２ａに対応してダミー電極３９が位置しており、積層方向の各コモン電極３２は、そのコモン電極の端部３２ａに接続したスルーホール３７、それらの間の圧電シート２６，２８のダミー電極３９、及びそのダミー電極３９に接続したスルーホール３７を介して相互に接続しているとともに、それらの積層方向に対応した上層のダミー電極３９及びスルーホール３７を介して最上層の表面電極３４に接続している。
【００５６】
ダミー電極３５，３９は、個別電極３１及びコモン電極３２と同じ厚さであり、圧電シートが積層された状態において個別電極３１及びコモン電極３２がある部分とない部分とで厚さの差を生じたり、焼成する際に収縮に差が生じることが少ないようにしている。
【００５７】
前記分極処理工程５８は、上記状態で行われるが、個別電極３１の端部３１ａとダミー電極３５、コモン電極３２の端部３２ａとダミー電極３９、およびコモン電極３２間に挟まれた圧電シートは電位差を生じないので、分極されないし、圧電動作もしない。
【００５８】
上記したように、かかる構成の各圧電シート２１〜３０のそれぞれにおいて、圧電シートの長手方向中央の両側各１の電極（各１の個別電極３１、表面電極３３、ダミー電極３５）には、電極延出部３１ｃ，３３ｃ，３５ｃが形成されている。電極延出部３１ｃ，３３ｃ，３５ｃを有する電極（個別電極３１、ダミー電極３５、表面電極３３）は、それぞれの圧電シート２１〜３０において、積層方向に対応する位置（同じ位置）に形成されている。
【００５９】
この電極延出部３１ｃ，３３ｃ，３５ｃは、切断工程５５を経たことによって側面２０ａに垂れるが、積層方向に同じ位置に形成されていることから、側面２０ａの同じ位置に垂れた状態となっている。このため、側面２０ａには、各電極延出部３１ｃ，３３ｃ，３５ｃが大きく露出され、電極垂部３１Ｘａを形成している。この電極垂部３１Ｘａは、側面２０ａの他の部分と視覚的に異なり、またその面積が大きいので、マークとして明確に識別することができる。よって、電極垂部３１Ｘａと切り欠き部４１とにより、個別電極３１と圧力室１６とを正確に対応させて圧電アクチュエータ２０とキャビティプレート１０とを位置決めすることができる。
【００６０】
上記した第１実施例の圧電アクチュエータ２０の表面電極３３の１に選択的に電圧を印加すると、それに対応する個別電極３１とコモン電極３２とに完全に挟まれた圧電シート２５〜２９の部分（活性部２０ｂ）に積層方向に膨張する歪みが生じる。
【００６１】
生じた歪みは、圧電シート２５上方の拘束層となっている圧電シート２２〜２４により規制される。このため、生じた歪は、上方向へ向かって伸張することができず、下方向（キャビティプレート１０方向）へ向かうこととなる。これにより、キャビティプレート１０の圧力室１６に効率的に圧力を負荷することができる。
【００６２】
尚、個別電極３１とコモン電極３２とが重ならない部分は、圧電動作の生じない不活性部２０ｃとなる。上記したスルーホール３６，３７は、この不活性部２０ｃに設けられており、個別電極３１、コモン電極３２は、それぞれこの不活性部２０ｃをとおって、外部電源に接続されることとなる。
【００６３】
以上説明したように、第１実施例の圧電アクチュエータ２０によれば、電極延出部３１ｃ，３３ｃ，３５ｃを積層方向に同じ位置に形成し、切断工程５５においては、この電極延出部３１ｃなどが切断面に垂れるように圧電アクチュエータ２０を切断することができる。このため、切断面に内部電極（電極延出部）を大きく露出させることができ、また、切断面に垂れた電極延出部３１ｃ，３３ｃ，３５ｃは、積層方向に同位置であるので、かかる部分（電極垂部３１Ｘａ）を他の部分と明確に区別することができる。このため、電極垂部３１Ｘａを、組立工程５９において位置決めマークとして使用することができる。これにより、圧電アクチュエータ２０に、位置決めマークを施す工程を新たに設ける必要がない。
【００６４】
次に、図５〜図７を使用して、第２実施例の圧電アクチュエータ１２０及びその圧電アクチュエータ１２０を用いたインクジェットヘッド並びにそれらの製造方法について説明する。第１実施例の圧電アクチュエータ２０は、各電極にスルーホール３６，３７を介して電源供給をするものであったが、第２実施例の圧電アクチュエータ１２０は、各電極に端面電極を介して電源供給をするものである。また、第１実施例の圧電アクチュエータ２０に設けられた電極延出部３１ｃ，３３ｃ，３５ｃは、各圧電シート２１〜３０において、その両側端縁部に各１であったが、第２実施例の圧電アクチュエータ１２０においては、全ての電極について電極延出部が設けられたものである。尚、上記した第１実施例と同一の部分には、同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００６５】
圧電アクチュエータ１２０は、第１実施例と同様に１０枚の圧電シート１２１〜１３０を積層した構造に形成されている。各圧電シート１２１〜１３０の内、圧電シート１２６，１２８，１３０は、個別電極（内部個別電極）３１及びダミー電極３５（個別電極パターンＸ１）を備えた第１の圧電シートである。また、圧電シート１２２〜１２４，１２５，１２７，１２９は、コモン電極（内部共通電極）３２及びダミー電極３９（コモン電極パターンＸ２）を備えた第２の圧電シートである。圧電シート１２１は、表面電極３３，３４を備えた第３の圧電シートである。
【００６６】
また、第１実施例と同様に、個別電極３１の端部３１ａと表面電極３３とダミー電極３５とは、積層方向に対応する位置に設けられている。更に、コモン電極３２の端部３２ａと表面電極３４とダミー電極３９とについても積層方向に対応する位置に設けられている。
【００６７】
各圧電シート１２１〜１３０に備えられた表面電極３３，３４、個別電極３１、ダミー電極３５、コモン電極３２の端部３２ａ、ダミー電極３９のそれぞれには、全て電極延出部３１ｃ，３２ｃ，３３ｃ，３４ｃ，３５ｃ，３９ｃが設けられている。つまり、グリーンシートの状態において外部電源（インクジェットプリンタ本体１００）と導通をとるべく設けられた電極全てに、その電極の一端を第１実施例と同様に圧電アクチュエータ２０の端縁部となる位置を越えて切断しろまで延出した電極延出部３１ｃ，３２ｃ，３３ｃ，３４ｃ，３５ｃ，３９ｃが設けられているのである。
【００６８】
各電極延出部３１ｃ，３２ｃ，３３ｃ，３４ｃ，３５ｃ，３９ｃは、第１実施例と同様に切断工程５５を経ることによって積層体の切断面、即ち側面１２０ａに垂れ、電極垂部３１Ｘａが形成される。
【００６９】
各電極垂部３１Ｘａは、積層方向に対応する各電極から連続し、それぞれ積層方向に垂れて列をなすとともに、側面１２０ａにおいて各表面電極３３，３４ごとにその下方に配設されることとなる。
【００７０】
そして、焼成工程５６の後、積層方向に列をなす電極垂部３１Ｘａには、その上面に重ねて端面電極１３３が形成される。端面電極１３３は、導電ペーストをスクリーン印刷すること、または蒸着、メッキ等によっても形成することができる。また、この工程と連続して表面電極３３，３４の上に新しい電極材料を同様の方法でのせることができる。電極垂部３１Ｘａと端面電極１３３とは、接触面積が大きいので、端面電極１３３と電極垂部３１Ｘａとは、良好に導通する。この電極垂部３１Ｘａは、電極（個別電極３１、コモン電極３２、表面電極３３，３４）に導通するものであるので、結果として、個別電極３１どうし、コモン電極３２どうしおよびそれらと表面電極との積層方向の導通を良好にすることができる。
【００７１】
圧電アクチュエータ１２０はキャビティプレート１０上に固定される。キャビティプレート１０には、端面電極１３３とキャビティプレート１０との短絡を防止するための切り欠き部１４１が設けられている。切り欠き部１４１は、全端面電極１３３に対応する位置において、キャビティプレート１０の長手方向上面に沿うように溝状に凹設されている。
【００７２】
上記した第２実施例の圧電アクチュエータ１２０の表面電極３３に選択的に電圧を印加すると、それと対応する個別電極３１とコモン電極３２とに完全に挟まれた圧電シート１２５〜１２９の部分（活性部１２０ｂ）のみに積層方向に膨張する歪みを生じる。尚、個別電極３１とコモン電極３２とが重ならない部分は、圧電動作の生じない不活性部１２０ｃとなる。電極延出部３１ｃ，３２ａ１，３３ｃ，３４ｃ，３５ｃ，３９ｃは、この不活性部１２０ｃに設けられており、個別電極３１、コモン電極３２は、それぞれこの不活性部１２０ｃをとおって、外部電源に接続されることとなる。
【００７３】
以上説明したように、第２実施例の圧電アクチュエータ１２０によれば、電極垂部３１Ｘａを形成することにより、端面電極１３３と内部電極（個別電極３１，コモン電極３２）とを良好に導通させることができる。これにより、内部電極と外部電源、または、個別電極３１どうしあるいはコモン電極３２どうしを良好に導通させることができる。
【００７４】
また、上記各実施例の圧電アクチュエータ及びその圧電アクチュエータを用いたインクジェットヘッド並びにそれらの製造方法によれば、積層工程５５により得られた積層体を、グリーンシートの状態で切断工程５５により切断する。このため、小さな負荷で容易に切断を行うことができ、効率的且つ安価に圧電アクチュエータ２０，１２０を製造することができる。さらに、電極を圧電アクチュエータの端縁部まで延出した電極延出部を形成し、切断工程５５においては、この電極延出部３１ｃなどが切断面に垂れるように圧電アクチュエータ２０，１２０を切断することができる。このため、切断面に内部電極（電極延出部）を大きく露出させることができ、切断面に垂れたかかる電極延出部（電極垂部３１Ｘａ）を、組立工程５９において位置決めマークとして或いは端面電極との良好な接続をとるために使用することができる。
【００７５】
以上、上記各実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものでなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００７６】
例えば、上記第１実施例においては、電極延出部を備えた電極は、各圧電シート２１〜３０の長手方向の両側端部において各１ずつであり、また上記第２実施例においては、全ての電極３１，３２，３３，３４，３５，３９に電極延出部３１ｃ，３２ｃ，３３ｃ，３４ｃ，３５ｃ，３９ｃが備えられた。しかし、電極垂部３１Ｘａをマークとして用いる場合には、これに限られるものではなく、例えば、各圧電シート２１〜３０の長手方向に形成される電極の１つおきに電極延出部を形成し、これにより電極垂部３１Ｘａを形成しても良い。また、任意の場所の電極に電極延出部を形成し、電極垂部３１Ｘａを設けても良い。これにより、より正確な位置決めを行うことや、キャビティプレート１０の形状に適した位置決めを行うことができる。
【００７７】
また、上記各実施例においては、圧電アクチュエータの積層方向において対応するすべての個別電極３１、ダミー電極３５、表面電極３３を各圧電シートの端部まで延出して電極垂部３１Ｘａを形成させることとしたが、その露出された端部をキャビティプレート１０との位置決めマークとして利用する場合には、キャビティプレート１０側の少なくとも１層の圧電シートから、個別電極３１等を露出させれば、他のシートにおいては省略してもよい。
【００７８】
上記各実施例においては、図４、図６において、垂れた電極延出部が互いに離れているが、電極のペーストの粘度などを適宜調整して、相互に接触し合う長さになるようにすることで、マークとしても大きくなるし、相互に電気的導通を取る上で好ましい。
【００７９】
さらに、電極を蒸着、スパッタ等で形成することで、グリーンシートよりもより剪断されにくくなり、端面２０ａにあらわれる電極をより大きくすることができる。
【００８０】
また、第２実施例において、電極垂部の上に端面電極を被覆しているので、端面電極の位置が内部個別電極の位置を正確に表していない。このため、端面電極の１つを位置決めマークとして使用し難いところがあるが、高い位置決め精度を要求しない部品と組み付ける場合には、使用可能である。
【００８１】
【発明の効果】
請求項１に記載の圧電アクチュエータの製造方法によれば、積層工程により得られた積層体を、切断工程によりグリーンシートの積層方向に切断し、その後焼成工程により焼成する。よって、小さな負荷で容易に切断を行うことができ、効率的に圧電アクチュエータを製造することができるという効果がある。言い換えれば、切断にかかる負荷が小さいので、切断工程に高価な高硬度の切断刃を用いた大がかりな装置を導入する必要がない。このため、低コストで切断を行うことができるという効果がある。
【００８２】
また、切断工程では、積層体を電極延出部に接する位置で、１の圧電アクチュエータに対応する大きさに切断することにより、切断面に沿って電極延出部を垂れさせ、切断面に露出する（電極延出部の）電極面積を大きくすることができる。このため、この切断面に垂れた電極延出部を圧電アクチュエータを他の部品と組み付けるためのマークとして使用したり、その電極延出部に他の電極材料をのせて電気的な導通をとることが容易にできる。
【００８３】
請求項２記載の圧電アクチュエータの製造方法によれば、請求項１に記載の圧電アクチュエータの製造方法の奏する効果に加え、内部電極形成工程により、圧電アクチュエータの複数個分の大きさを有するグリーンシート上において、各圧電アクチュエータに対応する位置に内部電極パターン及び電極延出部を形成する。よって、１のグリーンシートにより複数の圧電アクチュエータを製作することができ、圧電アクチュエータを低コストで大量に製造することができるという効果がある。
【００８４】
請求項３記載の圧電アクチュエータの製造方法によれば、請求項１または２に記載の圧電アクチュエータの製造方法の奏する効果に加え、焼成工程の後に、端面電極形成工程を備えており、この端面電極形成工程により、積層体の切断面上に、その切断面に沿って垂れた電極延出部に重ねて、内部電極と導通する端面電極を形成する。よって、端面電極と内部電極とを良好に導通させることができるという効果がある。切断面に電極延出部が垂れていると、切断面に露出する（電極延出部の）電極面積が大きいので、かかる電極延出部上に重ねて端面電極を形成すれば、端面電極と該電極延出部との接触面積を大きくすることができる。このため、かかる接触面（端面電極と電極延出部との接触面）での電導性を向上させることができる。電極延出部は、内部電極の一端が延出されたものであるので、結果として端面電極と内部電極とを電気的に良好に導通させることができる。
【００８５】
請求項４記載の圧電アクチュエータの製造方法によれば、請求項１から３のいずれかに記載の圧電アクチュエータの製造方法の奏する効果に加え、電極延出部の設けられた内部電極に対応して、それに隣接する他のシートに形成されるダミー電極について、その一端を圧電アクチュエータの端縁部に相当する位置まで延出したダミー電極延出部を形成する。よって、切断工程によりダミー電極延出部の形成された積層体を切断すれば、その切断面に沿って電極延出部及びダミー電極延出部を積層方向に並べて垂れさせることができ、その垂れた延出部を前記のようにマークとして使用する場合には、識別性をより良くすることができるとともに、ダミー電極をそれが対応する電極と同電位にすることが容易にできる。
【００８６】
請求項５記載の圧電アクチュエータの製造方法によれば、請求項１から４のいずれかに記載の圧電アクチュエータの製造方法の奏する効果に加えて、内部電極形成工程は、複数の内部個別電極からなる内部個別電極パターンを第１のグリーンシート上に形成する工程と、内部共通電極パターンを第２のグリーンシート上に形成する工程とからなり、かつ電極延出部を、内部個別電極または内部共通電極パターンの一端を延出して各第１のグリーンシートまたは各第２のグリーンシートにおいてほぼ同じ位置に形成する。その後、積層工程により、第１のグリーンシートと第２のグリーンシートとを交互に積層する。よって、積層体の切断面に垂れた状態に形成される電極延出部を、切断面のほぼ同じ位置に形成することができる。即ち、積層体の切断面には、電極延出部が積層方向に連なるように（或範囲内に集中的に）配設されることとなり、これを前記のようにマークとして使用する場合、明確に識別でき、また、積層方向に対応する内部個別電極どうし、内部共通電極どうしの電気的導通をとる場合には、その導通を確実に行うことができる。
【００８７】
請求項６記載のインクジェットヘッドの製造方法によれば、請求項１から５に記載の製造方法で製造された圧電アクチュエータをキャビティプレートに重ねて固定する。かかる場合に、圧電アクチュエータの切断面に沿って垂れた電極延出部を位置決めマークとして、圧電アクチュエータとキャビティプレートとを位置決めし、両者を重ねる。よって、圧電アクチュエータに新たにマークを施す工程を設けることなく、圧電アクチュエータの内部電極と圧力室を精度良く対応させることができるという効果がある。
【００８８】
請求項７記載の圧電アクチュエータによれば、内部電極の少なくとも１の一端が圧電シートの端縁部まで延出した電極延出部を、圧電シートの積層体の側面に沿って垂れた状態に形成しているので、積層体の側面に露出する（電極延出部の）電極面積を大きくすることができるという効果がある。このため、この切断面に垂れた電極延出部を圧電アクチュエータを他の部品と組み付けるためのマークとして使用したり、その電極延出部に他の電極材料をのせて電気的な導通をとることが容易にできる。
【００８９】
請求項８記載の圧電アクチュエータによれば、請求項７記載の圧電アクチュエータの奏する効果に加え、圧電シートの積層体の側面に、その側面に沿って垂れた電極延出部に重ねられ内部電極と導通する端面電極を備えているので、請求項３記載と同様に端面電極と内部電極とを良好に導通させることができるという効果がある。
【００９０】
請求項９記載の圧電アクチュエータによれば、請求項７または８に記載の圧電アクチュエータの奏する効果に加え、電極延出部は、積層方向にほぼ並ぶように各圧電シートにおいてほぼ同位置に設けられているので、圧電シートの積層体の側面の或範囲に、集中して電極延出部を現出させることができる。このため、その延出部を前記のようにマークとして使用する場合には、明確に識別でき、また、電極を相互に導通させる等する場合には延出部を他の電極材料と容易に導通をとることができる。
【００９１】
請求項１０記載の圧電アクチュエータによれば、請求項７から９のいずれかに記載の圧電アクチュエータの奏する効果に加え、不活性部上の内部電極の部分と積層方向に対応する他のシートの不活性部にダミー電極を備えるとともに、電極延出部の設けられた内部電極に対応して、それに隣接する他のシートに形成されるダミー電極について、その一端を圧電アクチュエータの端縁部に相当する位置まで延出したダミー電極延出部を備えるので、ダミー電極延出部を内部電極の電極延出部とほぼ同じ位置に積層方向に並ぶように設けることができる。このため、より多くの電極延出部を露出させることができ、これを前記のようにマークとして使用する場合には、識別性をより良くすることができ、またダミー電極と内部電極とを同電位にする場合、両電極の延出部を他の電極材料と容易に導通させることができる。
【００９２】
請求項１１記載の圧電アクチュエータによれば、請求項７から１０のいずれかに記載の圧電アクチュエータの奏する効果に加え、複数の内部個別電極を備えた第１の圧電シートと、内部共通電極を備えた第２の圧電シートとが交互に積層されている。各第１または第２の圧電シートにおいて、内部個別電極または内部共通電極の一端が延出された電極延出部は、各第１の圧電シートまたは各第２の圧電シートにおいてほぼ同じ位置に設けられ、積層方向に並ぶようにあるので、電極延出部が積層方向に連なるように（或範囲内に集中的に）配設されることとなり、これを前記のようにマークとして使用する場合、明確に識別でき、また、積層方向に対応する内部個別電極どうし、内部共通電極どうしの電気的導通をとる場合には、その導通を確実に行うことができる。
【００９３】
請求項１２記載のインクジェットヘッドによれば、請求項７から１１のいずれかに記載の圧電アクチュエータと、インク吐出ノズルに連通する圧力室を有するキャビティプレートとを備え、側面に沿って垂れた電極延出部と対応するキャビティプレート上の位置に、内部電極と圧力室とを位置決めするための位置決めマークを設けているので、そのマークと圧電アクチュエータの側面に沿って垂れた電極延出部とを組み合わせることにより、正確に圧電アクチュエータとキャビティプレートとを組み立てることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】圧電アクチュエータを用いて製造したインクジェットヘッドを搭載したインクジェットプリンタを示す斜視図である。
【図２】圧電アクチュエータを用いたヘッドの斜視図である。
【図３】プレート型圧電アクチュエータの製造方法を示した図である。
【図４】プレート型圧電アクチュエータの分解斜視図である。
【図５】第２実施例のヘッドの斜視図である。
【図６】第２実施例のプレート型圧電アクチュエータの分解斜視図である。
【図７】グリーンシートの積層体の切断過程を説明する断面図である。
【符号の説明】
６ ヘッド（インクジェットヘッド）
１０ キャビティプレート
１６ 圧力室
２０，１２０ 圧電アクチュエータ
２０ｂ，１２０ｂ 活性部
２０ｃ，１２０ｃ 不活性部
２１〜３０，１２１〜１３０ 圧電シート
２６，２８，３０，１２６，１２８，１３０ 第１の圧電シート
２２〜２４，２５，２７，２９ 第２の圧電シート
１２２〜１２４，１２５，１２７，１２９ 第２の圧電シート
３１ 個別電極（内部電極の一部、内部個別電極）
３１ｃ〜３４ｃ， 電極延出部（電極延出部）
３１Ｘａ 電極垂部、位置決めマーク（位置決めマーク）
３２ コモン電極（内部電極の一部、内部共通電極）
３５，３９ ダミー電極
３５ｃ，３９ｃ 電極延出部（ダミー電極延出部）
４１，１４１ 切り欠き部（位置決めマーク）
５３ 電極印刷工程（内部電極形成工程）
５４ 積層工程（積層工程）
５５ 切断工程（切断工程）
５６ 焼成工程（焼成工程）
５７ 電極形成工程（端面電極形成工程）
５９ 組立工程（組み立て工程）
１００ 外部電源、インクジェットプリンタ本体（外部電源）
１１０ グリーンシート、第１のグリーンシート、第２のグリーンシート（グリーンシート、シート、第１のグリーンシート、第２のグリーンシート）
１１１ 積層体（積層体）
１３３ 端面電極
Ｘ１，Ｘ２ 電極パターン（内部電極パターン）
ノズル（インク吐出ノズル）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a piezoelectric actuator, an inkjet head using the piezoelectric actuator, and a method for manufacturing the same, and particularly to a piezoelectric actuator that is low-cost, excellent in electrical performance, and can be assembled with high precision as a component, and the piezoelectric actuator. The present invention relates to a conventional inkjet head and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
A piezoelectric actuator is a device that utilizes the piezoelectricity of a substance. Piezoelectricity is a property that causes electric polarization when stress is applied to a substance and causes distortion when an electric field is applied to the substance. A piezoelectric actuator is a device that uses this piezoelectricity to convert electrical energy into force (displacement), and generates a motion in the machine by the converted force (displacement).
[0003]
Such a piezoelectric actuator is generally a small ceramic product. In the manufacture, the piezoelectric actuators are produced in a plurality of continuous shapes (mother products), and are manufactured by cutting each of the mother products into one piezoelectric actuator in the final process. By such a method, the production efficiency is improved.
[0004]
Specifically, first, a ferroelectric ceramic powder is dispersed in a resin, and the mixture (slurry solution) is processed into a sheet shape to form a green sheet. The green sheet is molded to a size that can form a plurality of piezoelectric actuators. Next, a conductive paste using a metal material is printed in a desired pattern on the upper surface of the green sheet to form internal electrodes (internal electrode forming step). In this internal electrode forming step, the internal electrode patterns corresponding to one piezoelectric actuator are printed in succession for the number of piezoelectric actuators to be manufactured. The green sheets on which the electrodes are formed are laminated, and after steps such as hot pressing, degreasing and sintering are performed by a firing step. The laminated green sheets are sintered and integrated into a laminated body (mother product). In this laminated body, each layer becomes a piezoelectric sheet having piezoelectricity (by applying a polarization treatment). This laminate is cut (diced) using a diamond blade or the like, and cut and separated into one piezoelectric actuator (cutting step). Thereby, the piezoelectric actuator used as a final product is obtained.
[0005]
The manufactured piezoelectric actuator is combined with various parts and incorporated into various products. An inkjet head of an inkjet printer is an example of a product in which a piezoelectric actuator is incorporated as a part.
[0006]
Piezoelectric actuators used in ink jet heads include internal electrodes necessary to connect desired internal electrodes of each stacked piezoelectric sheet in the stacking direction or to electrically connect internal electrodes to the outside. Is printed up to the edge of the piezoelectric sheet. For this reason, the edge part of an internal electrode will be exposed to the side surface (cut surface) of the piezoelectric actuator separately isolate | separated by the cutting process. Overlying the exposed end portion of the internal electrode, an electrically conductive side surface electrode is formed by metal vacuum deposition, sputtering, or application of a conductive paste (end surface electrode forming step). Thereby, each internal electrode can take necessary conduction.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described cutting step is a step of cutting the sintered body. Since the sintered body has high hardness and high strength and is brittle, a high level of technology is required for cutting. Further, a high-power cutting device using a high-strength cutting blade is required for cutting the sintered body. For this reason, there existed a problem that the machine used for a cutting | disconnection will enlarge and cutting cost will raise.
[0008]
In addition, since the piezoelectric actuator is a component used in combination with other components, positioning of the piezoelectric actuator and the other components is necessary for assembly. In order to perform such positioning, it is necessary to provide positioning marks on the piezoelectric sheet. For this reason, in the manufacturing process of a piezoelectric actuator, the process for giving a mark must be provided, and there existed a problem that the number of processes will be increased.
[0009]
For this reason, the end of the internal electrode exposed on the side surface (cut surface) of the piezoelectric actuator is used as a positioning mark. According to this, it is not necessary to separately provide a step of applying a positioning mark. However, since the thickness of the internal electrode exposed on the side surface is very small, it is not clear as a mark. For this reason, there is a problem that it is difficult to assemble the internal electrode exposed on the side surface as a mark.
[0010]
Further, in the piezoelectric actuator, an end face electrode is formed on the upper surface of the exposed internal electrode, and power is supplied from the external power source to the internal electrode via the end face electrode. However, since the thickness of the internal electrode is small, the contact area with the end face electrode is small, and there is a problem that conduction failure is likely to occur between the internal electrode and the external power source.
[0011]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a low-cost, excellent electrical performance, and can be assembled as a component with high accuracy, an inkjet head using the piezoelectric actuator, and those It aims at providing the manufacturing method of.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, a method for manufacturing a piezoelectric actuator according to claim 1 includes: an internal electrode pattern corresponding to one piezoelectric actuator on a green sheet having a planar shape larger than the planar shape of one piezoelectric actuator; An internal electrode forming step of forming an electrode extension portion in which one end of at least one internal electrode of the internal electrode pattern extends to a position corresponding to an end edge portion of the piezoelectric actuator; A stacking step of stacking a plurality of green sheets each having an electrode pattern and an electrode extension portion to obtain a stack, and the stack obtained in the stacking step to a size corresponding to the one piezoelectric actuator. The green sheet is cut in the stacking direction at a position in contact with the electrode extension part, and the electrode extension part is hung along the cut surface. A cutting step, and a firing step of firing the laminated body is cut in the cutting step.
[0013]
According to the method for manufacturing a piezoelectric actuator according to claim 1, the internal electrode pattern corresponding to one piezoelectric actuator is formed on the green sheet having a planar shape larger than the planar shape of the one piezoelectric actuator by the internal electrode forming step. And an electrode extension portion in which one end of at least one internal electrode of the internal electrode pattern is extended to a position corresponding to the edge portion of the piezoelectric actuator. Next, a plurality of green sheets on which internal electrode patterns and electrode extending portions are formed are stacked by a stacking step. The laminated body obtained by this lamination process is cut | disconnected by the cutting process in the lamination direction of a green sheet. In this cutting step, the laminated body is cut into a size corresponding to one piezoelectric actuator at a position in contact with the electrode extension portion, and the electrode extension portion is hung along the cut surface. Thereafter, the cut laminate is fired by a firing process.
[0014]
The piezoelectric actuator manufacturing method according to claim 2 is the piezoelectric actuator manufacturing method according to claim 1, wherein the green sheet has a size corresponding to a plurality of piezoelectric actuators, and the internal electrode forming step Is for forming the internal electrode pattern and the electrode extension at a position corresponding to each piezoelectric actuator on the green sheet.
[0015]
The method for manufacturing a piezoelectric actuator according to claim 3 is the method for manufacturing a piezoelectric actuator according to claim 1 or 2, wherein the piezoelectric actuator is hung on the cut surface of the laminate along the cut surface after the firing step. An end face electrode forming step of forming an end face electrode that is electrically connected to the internal electrode is provided on the electrode extension portion.
[0016]
The method for manufacturing a piezoelectric actuator according to claim 4 is the method for manufacturing a piezoelectric actuator according to any one of claims 1 to 3, wherein the piezoelectric actuator is sandwiched between the internal electrodes facing in the stacking direction. An active portion that is deformed by the application of a voltage therebetween, and an inactive portion that is not deformed, and the internal electrode is connected to an external power source from the active portion through the inactive portion, and on the inactive portion A dummy electrode is provided in an inactive portion of another sheet corresponding to the stacking direction, and the internal electrode forming step includes forming the internal electrode and the dummy electrode on the sheet, and extending the electrode extension. One end of a dummy electrode formed on another sheet adjacent to the internal electrode provided with the protruding portion corresponds to the edge of the piezoelectric actuator. Forming a dummy electrode extension portion which extends to the location.
[0017]
The method for manufacturing a piezoelectric actuator according to claim 5 is the method for manufacturing a piezoelectric actuator according to any one of claims 1 to 4, wherein the internal electrode forming step includes an internal individual electrode pattern including a plurality of internal individual electrodes. And a step of forming an internal common electrode pattern on the second green sheet, and the electrode extension portion is connected to one end of the internal individual electrode or the internal common electrode pattern. Are formed at substantially the same position in each of the first green sheets or each of the second green sheets, and in the stacking step, the first green sheets and the second green sheets are alternately formed. It is to be laminated.
[0018]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an ink jet head, wherein the piezoelectric actuator manufactured by the manufacturing method according to any one of the first to fifth aspects is overlaid and fixed on a cavity plate having a pressure chamber communicating with an ink discharge nozzle. An assembly process is provided, and the assembly process positions the internal electrode and the pressure chamber by using the electrode extension portion hanging along the cut surface as a positioning mark.
[0019]
According to the method for manufacturing an ink jet head according to the sixth aspect, the piezoelectric actuator is manufactured by the manufacturing method according to any one of the first to fifth aspects. The piezoelectric actuator is fixed by being overlapped on a cavity plate having a pressure chamber communicating with the ink discharge nozzle by an assembly process. Here, the electrode extension part that hangs down along the cut surface serves as a positioning mark, and the internal electrode and the pressure chamber are positioned.
[0020]
The piezoelectric actuator according to claim 7, wherein a plurality of piezoelectric sheets are stacked with the internal electrodes sandwiched therebetween, and includes an electrode extension portion that extends at least one end of the internal electrodes to an edge portion of the piezoelectric sheet. The electrode extension portion is formed in a state of hanging along the side surface of the piezoelectric sheet laminate.
[0021]
According to the piezoelectric actuator of the seventh aspect, the plurality of piezoelectric sheets are laminated with the internal electrode interposed therebetween. At least one end of the internal electrode provided on the piezoelectric sheet extends as an electrode extending portion to the edge of the piezoelectric sheet. The electrode extending portion is formed in a state of hanging along the side surface of the piezoelectric sheet laminate.
[0022]
The piezoelectric actuator according to claim 8 is the piezoelectric actuator according to claim 7, wherein the piezoelectric actuator is superposed on the side surface of the laminate of the piezoelectric sheets on the electrode extension portion hanging along the side surface, and is electrically connected to the internal electrode. End face electrodes are provided.
[0023]
According to a ninth aspect of the present invention, in the piezoelectric actuator according to the seventh or eighth aspect, the electrode extending portions are provided at substantially the same position in the piezoelectric sheets so as to be substantially aligned in the stacking direction.
[0024]
The piezoelectric actuator according to claim 10 is the piezoelectric actuator according to any one of claims 7 to 9, wherein the piezoelectric actuator is sandwiched between the internal electrodes facing in the stacking direction, and voltage is applied between the electrodes. And an inactive portion that does not deform, and the internal electrode is connected to an external power source from the active portion through the inactive portion, and a portion of the internal electrode on the inactive portion; A dummy electrode is provided on an inactive portion of another piezoelectric sheet corresponding to the stacking direction, and is formed on another piezoelectric sheet adjacent to the internal electrode provided with the electrode extension portion. A dummy electrode extending portion having one end extending to a position corresponding to an edge portion of the piezoelectric actuator, and the dummy electrode extending portion is a laminate of the piezoelectric sheets. It is formed in a state of hanging along the side.
[0025]
The piezoelectric actuator according to claim 11 is the piezoelectric actuator according to any one of claims 7 to 10, wherein the piezoelectric actuator includes a first piezoelectric sheet including a plurality of internal individual electrodes and an internal common electrode. The second piezoelectric sheets are alternately laminated and provided, and the electrode extension portion extends from one end of the internal individual electrode or the internal common electrode to each of the first piezoelectric sheets or each of the second piezoelectric sheets. The piezoelectric sheets are substantially at the same position so as to be aligned in the stacking direction.
[0026]
An inkjet head according to a twelfth aspect includes the piezoelectric actuator according to any one of the seventh to eleventh aspects and a cavity plate having a pressure chamber communicating with an ink discharge nozzle, and the electrode extension that hangs down along the side surface. A positioning mark for positioning the internal electrode and the pressure chamber is provided at a position on the cavity plate corresponding to the protruding portion.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, the first embodiment will be described with reference to FIGS.
[0028]
FIG. 1 is a perspective view showing an inkjet printer equipped with an inkjet head manufactured using the piezoelectric actuator of the first embodiment. In FIG. 1, an ink jet printer 100 includes an ink cartridge 61 filled with four color inks of cyan, magenta, yellow, and black, and an ink jet head 6 (hereinafter referred to as head 6) for printing on paper 62. A head unit 63, a carriage 64 on which the ink cartridge 61 and the head unit 63 are mounted, a drive unit 65 for reciprocating the carriage 64 in a linear direction, and extending in the reciprocating direction of the carriage 64, so as to face the head 6. A platen roller 66 and a purge device 67 are provided.
[0029]
The drive unit 65 includes a carriage shaft 71 disposed at the lower end portion of the carriage 64 and extending in parallel with the platen roller 66, a guide plate 72 disposed at the upper end portion of the carriage 64 and extending in parallel with the carriage shaft 71, and the carriage shaft 71. It consists of two pulleys 73 and 74 disposed between the guide plate 72 and at both ends of the carriage shaft 71, and an endless belt 75 spanned between the pulleys 73 and 74.
[0030]
When one pulley 73 is rotated forward and backward by driving the motor, the carriage 64 joined to the endless belt 75 is moved to the carriage shaft 71 and the guide plate 72 as the pulley 73 rotates forward and backward. And reciprocally moved in a linear direction.
[0031]
The paper 62 is fed from a paper feed cassette (not shown) provided on the side of the inkjet printer 100, introduced between the head 6 and the platen roller 66, and ejected from the head (inkjet head) 6. Predetermined printing is performed by the ink to be discharged, and then discharged. In FIG. 1, the paper feed mechanism and paper discharge mechanism for the paper 62 are not shown.
[0032]
The purge device 67 is provided on the side of the platen roller 66 and is disposed so as to face the head 6 when the head unit 63 is at the reset position. The purge device 67 includes a purge cap 81 that comes into contact with an opening surface of the nozzle 6 so as to cover a plurality of nozzles described later of the head 6, a pump 82 and a cam 83, and an ink storage portion 84. When the unit 63 is at the reset position, the nozzle of the head 6 is covered with the purge cap 81, and defective ink containing bubbles accumulated inside the head 6 is sucked by the pump 82 by driving the cam 83. I try to recover. The sucked defective ink is stored in the ink storage unit 84.
[0033]
The cap 85 covers the plurality of nozzles 15 (see FIG. 2) of the head 6 mounted on the carriage 64 that is returned to the reset position when printing is completed in order to prevent ink from drying.
[0034]
FIG. 2 is a perspective view of the head 6. As shown in FIG. 2, the head 6 includes a laminated cavity plate 10, a plate-type piezoelectric actuator 20 that is bonded and laminated to the cavity plate 10 via an adhesive or an adhesive sheet, and an upper surface thereof. The flexible flat cable 40 is overlapped and joined for electrical connection with the control board in the main body, and ink is ejected downward from a nozzle opened on the lower surface side of the cavity plate 10.
[0035]
In the cavity plate 10, a plurality of narrow pressure chambers 16 extending in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the cavity plate 10 are arranged in two rows in a staggered arrangement. Each pressure chamber 16 is provided with a nozzle (not shown) that opens at one end on the lower surface side of the cavity plate 10 and discharges ink, and communicates with each pressure chamber 16. The ink supply hole 19 a is for supplying ink from the ink cartridge 61 to each ink chamber 16. When the piezoelectric actuator 20 operates, pressure is applied to the ink stored in the pressure chamber 16, and the ink is ejected from the nozzles described above (execution of printing).
[0036]
The cavity plate 10 is made of metal. For this reason, if the electrode hanging part 31Xa of the piezoelectric actuator 20 contacts, it will cause a short circuit. Therefore, the cavity plate 10 is provided with a notch 41 at a position corresponding to the electrode hanging portion 31Xa. The notch 41 is a mark for positioning the piezoelectric actuator 20 and the cavity plate 10 when they are stacked.
[0037]
The piezoelectric actuator 20 is for individually applying pressure to the pressure chamber 16 described above. On the upper surface of the uppermost piezoelectric sheet 21, surface electrodes 33 and 34 corresponding to the individual electrode 31 and the common electrode 32 (see FIG. 4) of the piezoelectric sheet are provided. On the surface electrodes 33 and 34, through holes 36 and 37 connected to the electrodes 33 and 34 are formed in the stacking direction of the piezoelectric sheets. The surface electrodes 33 and 34 are electrodes that are connected to the flexible flat cable 40 that is overlapped and joined to the upper surface of the piezoelectric actuator 20. Thereby, the control board of the main body and the piezoelectric actuator 20 are electrically connected.
[0038]
Among the surface electrodes 33, one surface electrode 33 located substantially at the center of the piezoelectric actuator 20 is formed with an electrode extending portion 33 c whose one end extends to the edge of the piezoelectric actuator 20. Further, an electrode hanging portion 31Xa connected to the electrode extending portion 33c is formed on the side surface 20a of the piezoelectric actuator (the side surface 20a of each piezoelectric sheet 21-30, see FIG. 4). The electrode hanging portion 31Xa is a positioning mark for positioning the stacking position of the cavity plate 10. By aligning the electrode hanging portion 31Xa with the above-described notch portion 41, the piezoelectric actuator 20 and the cavity plate 10 can be accurately positioned and stacked. The piezoelectric actuator 20 will be described in detail with reference to FIG.
[0039]
Next, a method for manufacturing the piezoelectric actuator 20 will be described.
[0040]
FIG. 3 is a diagram showing a method for manufacturing the plate-type piezoelectric actuator 20. The piezoelectric actuator 20 is formed as a piezoelectric actuator 20 through a green sheet molding step 51, a through hole forming step 52, an electrode printing step 53, a laminating step 54, a cutting step 55, a firing step 56, an electrode forming step 57, and a polarization treatment step 58 in this order. Complete. The completed piezoelectric actuator 20 is laminated on the cavity plate 10 by the assembly process 59.
[0041]
The green sheet molding step is a step of molding a ceramic green sheet (green sheet) 110 having a size in which a plurality of piezoelectric sheets 21 to 30 (see FIG. 4) forming one piezoelectric actuator 20 are arranged in a matrix. Specifically, first, lead zirconate titanate (PZT (PbTiO 3 ・ PbZrO 3 )) A slurry solution prepared by mixing and dispersing a ceramic powder in a binder resin is prepared. The slurry solution is coated (applied or coated) on a PET (polyethylene terephthalate) film or the like that has been subjected to a mold release process, thereby forming a green sheet 110 having a predetermined thickness. Since the piezoelectric sheets 21 to 30 forming one piezoelectric actuator 20 have the same size, the green sheet 110 having the same size is molded to produce the piezoelectric sheets 21 to 30.
[0042]
Each green sheet 110 is formed so that a plurality of the same piezoelectric sheets 21 to 30 (10 in this embodiment) are arranged in a matrix on the same green sheet 110.
[0043]
The through-hole forming step 52 uses a laser beam or the like to remove through the green sheet 110 formed in the green sheet forming step, a through-hole that penetrates in the thickness direction except for the sheet that is the lowest layer in the laminating step described later ( This is a step of drilling through holes 36, 37). A large number of the above-described through holes 36 and 37 are formed along the periphery of the portions to be the piezoelectric sheets 21 to 29 formed on the green sheet.
[0044]
The electrode printing step 53 is a step of printing the electrode patterns X1 to X3 (see FIG. 4) of the piezoelectric sheets 21 to 30 on the green sheet 110. The electrode patterns X <b> 1 to X <b> 3 represent the electrodes provided on one piezoelectric sheet of one piezoelectric actuator 20 as an integrated body (an assembly of electrodes of one piezoelectric sheet). The electrode patterns X1 to X3 are formed by screen printing a conductive paste on a green sheet.
[0045]
Of the green sheets on which the three types of electrode patterns are formed, an electrode pattern X1 including the individual electrodes 31 and a dummy electrode 35 described later is formed on the first green sheet. The individual electrode patterns X1 are printed in a state where the individual electrode patterns X1 are continuously provided by the number of piezoelectric actuators 20 that can be manufactured. On the second green sheet, an electrode pattern X2 composed of the common electrode 32 and the dummy electrode 39 is formed in the same manner. On the third green sheet, a surface electrode pattern X3 composed of the surface electrodes 33 and 34 is formed. It is formed similarly. In the electrode patterns X1 to X3, when the green sheets 110 are stacked, the individual electrodes 31, the dummy electrodes 35, and the surface electrodes 33 of each sheet correspond to the stacking direction, and the end portions 32a of the common electrodes 32 The dummy electrode 39 and the surface electrode 34 are configured to correspond to the stacking direction (see FIG. 4). Further, in each of the electrode patterns X1 to X3, the outside of one electrode on each side (one individual electrode 31, one dummy electrode 35, one surface electrode 33 on each side) located at the approximate center on both sides in the longitudinal direction of each pattern. Electrode extending portions 31c, 33c, and 35c are formed at the end portions of (see FIG. 4). These electrode extending portions 31c, 33c, and 35c are positions (cutting positions) that become edge portions of the piezoelectric sheet, such as the electrode extending portion 33c (of the surface electrode 33) shown in FIG. ), And the electrode is provided in a shape extending to a cutting margin described later. The electrodes provided with the electrode extending portions 31c, 33c, and 35c are provided on the green sheets 110 so that the electrodes 31, 33, and 35 are positioned at the same position (corresponding to the same position).
[0046]
Since the through holes 36 and 37 penetrate in the vertical direction of each green sheet 110 as described above, when the electrode patterns X1 to X3 are formed on the green sheet, the through holes 36 and 37 are also electrically conductive. The conductive paste enters and can be conducted on the upper and lower surfaces of the piezoelectric sheet through the through holes 36 and 37.
[0047]
The lamination process 54 is a process of laminating the green sheets 110 on which the electrode patterns X1 to X3 are printed in a predetermined order. In step 54, the green sheets 110 are laminated so that the piezoelectric sheets are in the order of the piezoelectric sheets 21 to 30 from the top. In the uppermost layer, the third green sheet on which the surface electrode pattern X3 is printed is laminated so as to be exposed. Below the third green sheet, four second green sheets printed with the common electrode pattern X2 are disposed. Further below that, five first green sheets on which the individual electrode patterns X1 are printed and second green sheets on which the common electrode patterns X2 are printed are alternately stacked, and no first through-holes are formed. One green sheet is arranged in the lowermost layer. That is, the individual electrodes 31 and the common electrodes 32 are alternately stacked.
[0048]
In the laminating step 54, the green sheets 110 are laminated so that the plurality of electrode patterns X1 to X3 formed on the green sheets 110 individually correspond to the laminating direction. Thereby, the laminated body 111 which can form the some piezoelectric actuator 20 is formed.
[0049]
The cutting step 55 is a step of cutting the laminated body 111 produced in the above-described lamination step 54 for each piezoelectric actuator 20. Thereby, the laminated body 111a corresponding to one piezoelectric actuator 20 is obtained. For this cutting, a general shearing method as shown in FIG. 7A, for example, a method of cutting between the blade 201 and the die 202 such as pressing, punching, and rotary cutting is appropriately used. At the time of cutting, the cutting for each piezoelectric actuator 20 is performed in contact with the electrode extending portion 33 c of the uppermost green sheet 110. By this cutting, as shown in FIG. 7 (b), the paste of each electrode that is still flexible by being sheared in the direction from the electrode of each green sheet toward the green sheet as seen from the piezoelectric actuator side. In each green sheet, the upper corner hangs in an arc shape, and the paste of each electrode is sheared linearly in the arc portion. For this reason, each electrode extension part 31c, 33c, 35c is largely exposed to the side surface 20a of the lamination direction of each piezoelectric actuator 20, and each electrode hanging part 31Xa is formed. In addition, since the electrode extending portions 31c, 33c, and 35c are formed side by side in the stacking direction, the electrode hanging portion 31Xa appears to be continuous in a band shape on the side surface 20a of the piezoelectric actuator 20. Preferably, the electrode paste is used when shearing by using a paste having a larger binding force in the lateral direction (direction perpendicular to the shearing direction) such as a viscosity higher than that of the green sheet. Is slightly pulled in the shearing direction, and the exposed areas of the electrode extension portions 31c, 33c, and 35c can be further increased.
[0050]
This cutting step 55 is a step performed in a state where the green sheet 110 is not fired. If a cutting step for cutting each piezoelectric actuator 20 is provided after the firing step, an expensive and sophisticated cutting system is required, such as cutting (dicing) by rotating the diamond blade at a high speed. However, if cutting is performed for each piezoelectric actuator 20 in a green sheet state as in the cutting step 55 of the present invention, cutting for each piezoelectric actuator 20 can be performed with a small load. That is, it can be separated into individual piezoelectric actuators 20 by an inexpensive and easy method. Further, since the piezoelectric sheet (green sheet) and the electrode extending portions 31c, 33c, and 35c are cut in a soft state, the electrode extending portions 31c, 33c, and 35c can be easily hung on the cut surface.
[0051]
In addition, although illustration is abbreviate | omitted in FIG. 3, the margin for cutting | disconnection is provided in the both ends (both ends along the longitudinal direction of an electrode pattern) of each green sheet 110. FIG. That is, both ends of the green sheet 110 are cut at the cutting margin. The piezoelectric actuator 20 electrode extension portions 31c, 33c, and 35c provided at both ends of the green sheet 110 are extended to the cutting margin. Therefore, the electrode extending portions 31c, 33c, and 35c can be hung on the side surfaces of the piezoelectric actuators 20 provided at both ends of the green sheet 110 to form the electrode hanging portions 31Xa.
[0052]
Next, the laminated body 111 a that has been cut is degreased and sintered in a firing step 56. And the laminated body 111a integrated as a sintered compact is obtained. In the stacked body 111a, the electrode material is again placed on the surface electrodes 33 and 34 in the electrode forming step 57. This is because the non-oxidized electrode material is printed again on the surface electrodes 33 and 34 oxidized by firing, so that the flexible flat cable 40 connected to the surface electrodes 33 and 34 can be soldered well. Because.
[0053]
Thereafter, a voltage higher than that during the normal ink ejection operation is applied between the individual electrodes 31 and the common electrode 32 by the polarization processing step 58 and sandwiched between the individual electrode 31 and the common electrode 32. The piezoelectric actuator 20 that performs the piezoelectric operation is completed by polarizing the existing sheet. The completed piezoelectric actuator 20 is laminated on the cavity plate 10 by the assembly process 59. In this assembly, positioning is performed by aligning the electrode hanging portion 31Xa of the piezoelectric actuator 20 with the cutout portion 41 of the cavity plate.
[0054]
FIG. 4 is an exploded perspective view of the plate-type piezoelectric actuator 20 manufactured by the manufacturing method described above. As shown in FIG. 4, the piezoelectric actuator 20 has a structure in which ten piezoelectric sheets 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, and 30 are laminated. Among the piezoelectric sheets 21 to 30, the narrow individual electrodes 31 of the piezoelectric sheets 26, 28, 30 have the electrode hanging parts 31 </ b> Xa in a state where the electrode hanging parts 31 </ b> Xa and the notch parts 41 are aligned. Since the position of the individual electrode 31 is accurately represented, it is positioned corresponding to the pressure chamber 16 (see FIG. 2) provided in the cavity plate 10. The other piezoelectric sheets 22, 23, 24, 25, 27, 29 are provided with dummy electrodes 35 corresponding to the end portions 31 a of the individual electrodes 31, and the individual electrodes 31 aligned in the stacking direction are The through-holes 36 connected to the end portions 31a of the individual electrodes 31, the dummy electrodes 35 of the piezoelectric sheets 27 and 29 therebetween, and the through-holes 36 connected to the dummy electrodes 35 are connected to each other. These are connected to one of the uppermost surface electrodes 33 via upper dummy electrodes 35 and through holes 36 corresponding to the stacking direction.
[0055]
The common electrodes 32 of the piezoelectric sheets 22, 23, 24, 25, 27, and 29 are located in a strip shape over all the pressure chambers 16. The other piezoelectric sheets 26, 28, 30 have dummy electrodes 39 corresponding to the end portions 32 a of the common electrodes 32, and each common electrode 32 in the stacking direction is connected to the end portions 32 a of the common electrodes. Through-holes 37, the dummy electrodes 39 of the piezoelectric sheets 26 and 28 between them, and the through-holes 37 connected to the dummy electrodes 39, and the upper layers corresponding to the stacking direction thereof. The dummy electrode 39 and the through hole 37 are connected to the uppermost surface electrode 34.
[0056]
The dummy electrodes 35 and 39 have the same thickness as that of the individual electrode 31 and the common electrode 32, and cause a difference in thickness between a portion where the individual electrode 31 and the common electrode 32 are present and a portion where the piezoelectric sheet is laminated. Or a difference in shrinkage is less likely to occur during firing.
[0057]
The polarization processing step 58 is performed in the above-described state, but the piezoelectric sheet sandwiched between the end 31a of the individual electrode 31 and the dummy electrode 35, the end 32a of the common electrode 32, the dummy electrode 39, and the common electrode 32 is Since no potential difference occurs, it is not polarized and does not operate piezoelectrically.
[0058]
As described above, in each of the piezoelectric sheets 21 to 30 having such a configuration, one electrode on each side (one individual electrode 31, one surface electrode 33, and one dummy electrode 35) on both sides of the center in the longitudinal direction of the piezoelectric sheet includes an electrode. Extension parts 31c, 33c, and 35c are formed. Electrodes (individual electrodes 31, dummy electrodes 35, surface electrodes 33) having electrode extending portions 31c, 33c, and 35c are formed at positions (same positions) corresponding to the stacking direction in the respective piezoelectric sheets 21 to 30. Yes.
[0059]
The electrode extending portions 31c, 33c, and 35c hang down on the side surface 20a after passing through the cutting step 55, but are formed in the same position on the side surface 20a because they are formed at the same position in the stacking direction. Yes. For this reason, each electrode extension part 31c, 33c, 35c is largely exposed to the side surface 20a, and the electrode hanging part 31Xa is formed. The electrode hanging portion 31Xa is visually different from other portions of the side surface 20a and has a large area, so that it can be clearly identified as a mark. Therefore, the piezoelectric actuator 20 and the cavity plate 10 can be positioned with the individual electrode 31 and the pressure chamber 16 accurately associated with each other by the electrode hanging portion 31Xa and the cutout portion 41.
[0060]
When a voltage is selectively applied to one of the surface electrodes 33 of the piezoelectric actuator 20 of the first embodiment described above, the portions of the piezoelectric sheets 25-29 that are completely sandwiched between the corresponding individual electrode 31 and common electrode 32 ( The active portion 20b) is distorted to expand in the stacking direction.
[0061]
The generated distortion is regulated by the piezoelectric sheets 22 to 24 serving as constraining layers above the piezoelectric sheet 25. For this reason, the generated strain cannot be extended upward, and is directed downward (in the direction of the cavity plate 10). Thereby, pressure can be efficiently applied to the pressure chamber 16 of the cavity plate 10.
[0062]
A portion where the individual electrode 31 and the common electrode 32 do not overlap becomes an inactive portion 20c where no piezoelectric operation occurs. The through holes 36 and 37 described above are provided in the inactive portion 20c, and the individual electrode 31 and the common electrode 32 are connected to an external power source through the inactive portion 20c.
[0063]
As described above, according to the piezoelectric actuator 20 of the first embodiment, the electrode extending portions 31c, 33c, and 35c are formed at the same position in the stacking direction. The piezoelectric actuator 20 can be cut so that hangs down on the cut surface. For this reason, the internal electrodes (electrode extension portions) can be largely exposed on the cut surface, and the electrode extension portions 31c, 33c, and 35c hanging from the cut surface are at the same position in the stacking direction. The portion (electrode hanging portion 31Xa) can be clearly distinguished from other portions. For this reason, the electrode hanging part 31Xa can be used as a positioning mark in the assembly process 59. Thereby, it is not necessary to newly provide the piezoelectric actuator 20 with a step of applying a positioning mark.
[0064]
Next, the piezoelectric actuator 120 according to the second embodiment, the ink jet head using the piezoelectric actuator 120, and the manufacturing method thereof will be described with reference to FIGS. The piezoelectric actuator 20 according to the first embodiment supplies power to each electrode through the through holes 36 and 37. However, the piezoelectric actuator 120 according to the second embodiment supplies power to each electrode via an end face electrode. To supply. Further, the electrode extending portions 31c, 33c, and 35c provided in the piezoelectric actuator 20 of the first embodiment are one at each side edge in each of the piezoelectric sheets 21 to 30, but the second embodiment In the piezoelectric actuator 120, electrode extending portions are provided for all the electrodes. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part same as the above-mentioned 1st Example, and the description is abbreviate | omitted.
[0065]
The piezoelectric actuator 120 is formed in a structure in which ten piezoelectric sheets 121 to 130 are laminated as in the first embodiment. Among the piezoelectric sheets 121 to 130, the piezoelectric sheets 126, 128, and 130 are first piezoelectric sheets including the individual electrode (internal individual electrode) 31 and the dummy electrode 35 (individual electrode pattern X1). The piezoelectric sheets 122 to 124, 125, 127, and 129 are second piezoelectric sheets that include a common electrode (internal common electrode) 32 and a dummy electrode 39 (common electrode pattern X2). The piezoelectric sheet 121 is a third piezoelectric sheet provided with surface electrodes 33 and 34.
[0066]
As in the first embodiment, the end 31a of the individual electrode 31, the surface electrode 33, and the dummy electrode 35 are provided at positions corresponding to the stacking direction. Further, the end 32a of the common electrode 32, the surface electrode 34, and the dummy electrode 39 are also provided at positions corresponding to the stacking direction.
[0067]
The surface electrodes 33 and 34, the individual electrodes 31, the dummy electrodes 35, the end portions 32a of the common electrodes 32, and the dummy electrodes 39 provided on the piezoelectric sheets 121 to 130 are all electrode extension portions 31c, 32c, and 33c. , 34c, 35c, 39c are provided. That is, in the state of the green sheet, all the electrodes provided to be electrically connected to the external power source (inkjet printer main body 100) are arranged so that one end of the electrode becomes the edge of the piezoelectric actuator 20 as in the first embodiment. Electrode extending portions 31c, 32c, 33c, 34c, 35c, and 39c extending beyond the cutting margin are provided.
[0068]
Each electrode extension part 31c, 32c, 33c, 34c, 35c, 39c hangs down on the cut surface of the laminated body, that is, the side surface 120a through the cutting step 55 as in the first embodiment, and the electrode hanging part 31Xa is formed. Is done.
[0069]
Each electrode hanging portion 31Xa is continuous from each electrode corresponding to the stacking direction, forms a row depending on the stacking direction, and is disposed below each of the surface electrodes 33 and 34 on the side surface 120a. .
[0070]
Then, after the firing step 56, the electrode surface 31Xa arranged in a row in the stacking direction is formed with an end face electrode 133 so as to overlap the upper surface. The end face electrode 133 can also be formed by screen-printing a conductive paste, vapor deposition, plating, or the like. Moreover, a new electrode material can be put on the surface electrodes 33 and 34 by the same method continuously with this process. Since the electrode hanging portion 31Xa and the end surface electrode 133 have a large contact area, the end surface electrode 133 and the electrode hanging portion 31Xa are electrically connected to each other. Since this electrode hanging part 31Xa is electrically connected to the electrodes (individual electrode 31, common electrode 32, surface electrodes 33, 34), as a result, the individual electrodes 31, the common electrodes 32, and those and the surface electrodes are connected. Conductivity in the stacking direction can be improved.
[0071]
The piezoelectric actuator 120 is fixed on the cavity plate 10. The cavity plate 10 is provided with a notch 141 for preventing a short circuit between the end face electrode 133 and the cavity plate 10. The notch 141 is recessed in a groove shape along the upper surface in the longitudinal direction of the cavity plate 10 at a position corresponding to the entire end face electrode 133.
[0072]
When a voltage is selectively applied to the surface electrode 33 of the piezoelectric actuator 120 of the second embodiment described above, portions of the piezoelectric sheets 125 to 129 completely sandwiched between the corresponding individual electrode 31 and common electrode 32 (active portion) Only 120b) produces a strain that expands in the stacking direction. A portion where the individual electrode 31 and the common electrode 32 do not overlap becomes an inactive portion 120c where no piezoelectric operation occurs. The electrode extending portions 31c, 32a1, 33c, 34c, 35c, and 39c are provided in the inactive portion 120c, and the individual electrode 31 and the common electrode 32 are respectively connected to the external power source through the inactive portion 120c. Will be connected.
[0073]
As described above, according to the piezoelectric actuator 120 of the second embodiment, the end surface electrode 133 and the internal electrode (individual electrode 31, common electrode 32) can be made to conduct well by forming the electrode hanging portion 31Xa. Can do. As a result, the internal electrode and the external power source, or the individual electrodes 31 or the common electrodes 32 can be made to conduct well.
[0074]
In addition, according to the piezoelectric actuator of each of the above embodiments, the inkjet head using the piezoelectric actuator, and the manufacturing method thereof, the laminate obtained by the lamination step 55 is cut by the cutting step 55 in a green sheet state. Therefore, cutting can be easily performed with a small load, and the piezoelectric actuators 20 and 120 can be manufactured efficiently and inexpensively. Further, an electrode extension part is formed by extending the electrode to the edge of the piezoelectric actuator, and in the cutting step 55, the piezoelectric actuators 20, 120 are cut so that the electrode extension part 31c and the like hang down on the cut surface. be able to. Therefore, the internal electrode (electrode extension portion) can be largely exposed on the cut surface, and the electrode extension portion (electrode drop portion 31Xa) hanging on the cut surface can be used as a positioning mark or an end face electrode in the assembly process 59. Can be used to make a good connection with.
[0075]
Although the present invention has been described based on the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements and modifications can be made without departing from the gist of the present invention. It can be easily guessed.
[0076]
For example, in the first embodiment, the number of electrodes provided with electrode extending portions is one at each of both longitudinal ends of the piezoelectric sheets 21 to 30, and in the second embodiment, all the electrodes are provided. Electrodes 31, 32, 33, 34, 35 and 39 were provided with electrode extending portions 31 c, 32 c, 33 c, 34 c, 35 c and 39 c. However, when the electrode hanging part 31Xa is used as a mark, the present invention is not limited to this. For example, an electrode extension part is formed every other electrode formed in the longitudinal direction of each piezoelectric sheet 21-30. Thus, the electrode hanging portion 31Xa may be formed. Moreover, an electrode extension part may be formed in the electrode of arbitrary places, and the electrode hanging part 31Xa may be provided. Thereby, more accurate positioning can be performed, and positioning suitable for the shape of the cavity plate 10 can be performed.
[0077]
In each of the above embodiments, all the individual electrodes 31, dummy electrodes 35, and surface electrodes 33 corresponding to the stacking direction of the piezoelectric actuators are extended to the end portions of the piezoelectric sheets to form electrode hanging portions 31 </ b> Xa. However, when the exposed end portion is used as a positioning mark for the cavity plate 10, if the individual electrode 31 or the like is exposed from at least one piezoelectric sheet on the cavity plate 10 side, another sheet is provided. May be omitted.
[0078]
In each of the above embodiments, in FIGS. 4 and 6, the sagging electrode extending portions are separated from each other, but the viscosity of the electrode paste and the like are adjusted as appropriate so that they are in contact with each other. By doing so, it becomes large as a mark, and it is preferable for obtaining electrical continuity with each other.
[0079]
Furthermore, by forming the electrode by vapor deposition, sputtering, or the like, it is less likely to be sheared than the green sheet, and the electrode appearing on the end face 20a can be made larger.
[0080]
Further, in the second embodiment, since the end face electrode is covered on the electrode hanging portion, the position of the end face electrode does not accurately represent the position of the internal individual electrode. For this reason, it is difficult to use one of the end face electrodes as a positioning mark, but it can be used when assembling with a component that does not require high positioning accuracy.
[0081]
【The invention's effect】
According to the piezoelectric actuator manufacturing method of the first aspect, the laminate obtained by the lamination step is cut in the green sheet lamination direction by the cutting step, and then fired by the firing step. Therefore, there is an effect that the cutting can be easily performed with a small load, and the piezoelectric actuator can be efficiently manufactured. In other words, since the load required for cutting is small, it is not necessary to introduce a large-scale apparatus using an expensive high-hardness cutting blade in the cutting process. For this reason, there exists an effect that it can cut | disconnect at low cost.
[0082]
Also, in the cutting step, the laminated body is cut to a size corresponding to one piezoelectric actuator at a position in contact with the electrode extension portion, so that the electrode extension portion hangs along the cut surface and exposed to the cut surface. The electrode area (of the electrode extension portion) can be increased. For this reason, use the electrode extension that hangs on this cut surface as a mark for assembling the piezoelectric actuator with other parts, or place another electrode material on the electrode extension to establish electrical continuity. Can be easily done.
[0083]
According to the method for manufacturing a piezoelectric actuator according to claim 2, in addition to the effect exhibited by the method for manufacturing a piezoelectric actuator according to claim 1, a green sheet having a size corresponding to a plurality of piezoelectric actuators by an internal electrode forming step. Above, an internal electrode pattern and an electrode extension part are formed in the position corresponding to each piezoelectric actuator. Therefore, a plurality of piezoelectric actuators can be manufactured with one green sheet, and the piezoelectric actuators can be manufactured in large quantities at low cost.
[0084]
According to the method for manufacturing a piezoelectric actuator according to claim 3, in addition to the effect exhibited by the method for manufacturing the piezoelectric actuator according to claim 1 or 2, an end face electrode forming step is provided after the firing step. In the forming step, an end face electrode that is electrically connected to the internal electrode is formed on the cut surface of the multilayer body so as to overlap the electrode extending portion that hangs down along the cut surface. Therefore, there is an effect that the end face electrode and the internal electrode can be electrically connected. If the electrode extension part hangs down on the cut surface, the electrode area exposed to the cut surface (of the electrode extension part) is large, so if an end face electrode is formed on the electrode extension part, the end face electrode and The contact area with the electrode extension can be increased. For this reason, the electrical conductivity in this contact surface (contact surface of an end surface electrode and an electrode extension part) can be improved. Since the electrode extension portion is formed by extending one end of the internal electrode, as a result, the end face electrode and the internal electrode can be electrically conducted well.
[0085]
According to the method for manufacturing a piezoelectric actuator according to claim 4, in addition to the effect of the method for manufacturing a piezoelectric actuator according to any one of claims 1 to 3, it corresponds to the internal electrode provided with the electrode extension portion. A dummy electrode extending portion is formed by extending one end of the dummy electrode formed on another sheet adjacent thereto to a position corresponding to the end edge portion of the piezoelectric actuator. Therefore, if the laminated body in which the dummy electrode extension portion is formed is cut by the cutting process, the electrode extension portion and the dummy electrode extension portion can be arranged in the stacking direction along the cut surface, and the drooping can be performed. When the extended portion is used as a mark as described above, it is possible to improve the discriminability and easily make the dummy electrode have the same potential as the electrode to which it corresponds.
[0086]
According to the method for manufacturing a piezoelectric actuator according to claim 5, in addition to the effect of the method for manufacturing a piezoelectric actuator according to any one of claims 1 to 4, the internal electrode forming step includes a plurality of internal individual electrodes. The method includes a step of forming an internal individual electrode pattern on the first green sheet and a step of forming an internal common electrode pattern on the second green sheet, and the electrode extension portion is connected to the internal individual electrode or the internal common electrode. One end of the pattern is extended and formed at substantially the same position in each first green sheet or each second green sheet. Then, a 1st green sheet and a 2nd green sheet are laminated | stacked alternately by a lamination process. Therefore, the electrode extension part formed in the state hung down on the cut surface of the laminated body can be formed at substantially the same position on the cut surface. That is, on the cut surface of the laminated body, the electrode extending portions are arranged so as to be continuous (or concentrated within the range) in the lamination direction, and when this is used as a mark as described above, it is clear. In addition, when electrical continuity is established between the internal individual electrodes corresponding to the stacking direction and between the internal common electrodes, the continuity can be reliably performed.
[0087]
According to the ink jet head manufacturing method of the sixth aspect, the piezoelectric actuator manufactured by the manufacturing method according to the first to fifth aspects is overlapped and fixed on the cavity plate. In such a case, the piezoelectric actuator and the cavity plate are positioned using the electrode extending portion hanging along the cut surface of the piezoelectric actuator as a positioning mark, and the two are overlapped. Therefore, there is an effect that the internal electrode of the piezoelectric actuator and the pressure chamber can be associated with each other with high accuracy without providing a step for newly marking the piezoelectric actuator.
[0088]
According to the piezoelectric actuator of claim 7, the electrode extension portion in which at least one end of the internal electrode extends to the edge portion of the piezoelectric sheet is formed in a state of hanging along the side surface of the laminate of the piezoelectric sheets. Therefore, there is an effect that the electrode area (of the electrode extension portion) exposed on the side surface of the laminate can be increased. For this reason, use the electrode extension that hangs on this cut surface as a mark for assembling the piezoelectric actuator with other parts, or place another electrode material on the electrode extension to establish electrical continuity. Can be easily done.
[0089]
According to the piezoelectric actuator of the eighth aspect, in addition to the effect produced by the piezoelectric actuator of the seventh aspect, the internal electrode is overlapped on the side surface of the laminated body of the piezoelectric sheets with the electrode extending portion hanging along the side surface. Since the conducting end face electrode is provided, there is an effect that the end face electrode and the internal electrode can be satisfactorily conducted similarly to the third aspect.
[0090]
According to the piezoelectric actuator of the ninth aspect, in addition to the effect achieved by the piezoelectric actuator according to the seventh or eighth aspect, the electrode extension portions are provided at substantially the same position in each piezoelectric sheet so as to be substantially aligned in the stacking direction. Therefore, the electrode extension part can be concentrated and appear in a certain range of the side surface of the laminate of the piezoelectric sheets. Therefore, when the extension is used as a mark as described above, it can be clearly identified, and when the electrodes are electrically connected to each other, the extension is easily connected to other electrode materials. Can be taken.
[0091]
According to the piezoelectric actuator of the tenth aspect, in addition to the effects exhibited by the piezoelectric actuator according to any one of the seventh to ninth aspects, the internal electrode portion on the inactive portion and the other sheet corresponding to the stacking direction are ineffective. A dummy electrode is provided in the active portion, and one end of the dummy electrode formed on another adjacent sheet corresponding to the internal electrode provided with the electrode extension portion corresponds to the edge portion of the piezoelectric actuator. Since the dummy electrode extending portion extending to the position is provided, the dummy electrode extending portion can be provided so as to be aligned in the stacking direction at substantially the same position as the electrode extending portion of the internal electrode. For this reason, more electrode extension portions can be exposed, and when this is used as a mark as described above, the discrimination can be improved, and the dummy electrode and the internal electrode can be made the same. When the potential is set, the extended portions of both electrodes can be easily conducted with other electrode materials.
[0092]
According to the piezoelectric actuator of the eleventh aspect, in addition to the effect exhibited by the piezoelectric actuator according to any one of the seventh to tenth aspects, the first piezoelectric sheet having a plurality of internal individual electrodes and the internal common electrode are provided. The second piezoelectric sheets are alternately laminated. In each first or second piezoelectric sheet, the electrode extension portion from which one end of the internal individual electrode or the internal common electrode extends is provided at substantially the same position in each first piezoelectric sheet or each second piezoelectric sheet. Since it is arranged in the stacking direction, the electrode extension portion is arranged so as to be continuous in the stacking direction (or concentrated in a range), and when this is used as a mark as described above, When the internal individual electrodes corresponding to the stacking direction are electrically connected to each other and the internal common electrodes are electrically connected to each other, the connection can be reliably performed.
[0093]
According to an twelfth aspect of the present invention, there is provided an ink jet head comprising the piezoelectric actuator according to any one of the seventh to eleventh aspects and a cavity plate having a pressure chamber communicating with an ink discharge nozzle, the electrode extending along a side surface. Since a positioning mark for positioning the internal electrode and the pressure chamber is provided at a position on the cavity plate corresponding to the protruding portion, the mark and the electrode extending portion hanging along the side surface of the piezoelectric actuator are combined. As a result, the piezoelectric actuator and the cavity plate can be accurately assembled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an ink jet printer equipped with an ink jet head manufactured using a piezoelectric actuator.
FIG. 2 is a perspective view of a head using a piezoelectric actuator.
FIG. 3 is a diagram showing a method for manufacturing a plate-type piezoelectric actuator.
FIG. 4 is an exploded perspective view of a plate-type piezoelectric actuator.
FIG. 5 is a perspective view of a head according to a second embodiment.
FIG. 6 is an exploded perspective view of a plate type piezoelectric actuator of a second embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a cutting process of a green sheet laminate.
[Explanation of symbols]
6 Head (Inkjet head)
10 Cavity plate
16 Pressure chamber
20,120 Piezoelectric actuator
20b, 120b active part
20c, 120c Inactive part
21-30, 121-130 Piezoelectric sheet
26, 28, 30, 126, 128, 130 First piezoelectric sheet
22 to 24, 25, 27, 29 Second piezoelectric sheet
122 to 124, 125, 127, 129 Second piezoelectric sheet
31 Individual electrodes (part of internal electrodes, internal individual electrodes)
31c to 34c, electrode extension part (electrode extension part)
31Xa Electrode hanging part, positioning mark (positioning mark)
32 Common electrode (part of internal electrode, internal common electrode)
35,39 Dummy electrode
35c, 39c Electrode extension (dummy electrode extension)
41, 141 Notch (positioning mark)
53 Electrode printing process (internal electrode formation process)
54 Lamination process (Lamination process)
55 Cutting process (cutting process)
56 Firing process (firing process)
57 Electrode formation process (end face electrode formation process)
59 Assembly process (assembly process)
100 External power supply, inkjet printer body (external power supply)
110 green sheet, first green sheet, second green sheet (green sheet, sheet, first green sheet, second green sheet)
111 Laminate (laminate)
133 End face electrode
X1, X2 electrode pattern (internal electrode pattern)
Nozzle (ink discharge nozzle)

Claims (12)

１の圧電アクチュエータの平面形状よりも大きい平面形状を有するグリーンシート上に、１の圧電アクチュエータに対応する内部電極パターンと、該内部電極パターンの少なくとも１の内部電極の一端を前記圧電アクチュエータの端縁部に相当する位置まで延出した電極延出部とを形成する内部電極形成工程と、
その内部電極形成工程により前記内部電極パターン及び電極延出部が形成されたグリーンシートを複数枚積層して積層体を得る積層工程と、
その積層工程で得られた前記積層体を、前記１の圧電アクチュエータに対応する大きさに、前記電極延出部に接する位置で前記グリーンシートの積層方向に切断し、その切断面に沿って前記電極延出部を垂れさせる切断工程と、
その切断工程で切断された前記積層体を焼成する焼成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。On a green sheet having a planar shape larger than the planar shape of one piezoelectric actuator, an internal electrode pattern corresponding to one piezoelectric actuator, and one end of at least one internal electrode of the internal electrode pattern are connected to an edge of the piezoelectric actuator An internal electrode forming step for forming an electrode extending portion extending to a position corresponding to the portion;
A lamination step of obtaining a laminate by laminating a plurality of green sheets on which the internal electrode pattern and the electrode extension are formed by the internal electrode formation step;
The laminated body obtained in the laminating step is cut in a size corresponding to the one piezoelectric actuator in the green sheet laminating direction at a position in contact with the electrode extending portion, and along the cut surface, A cutting step of hanging the electrode extension,
And a firing step of firing the laminate cut in the cutting step. 前記グリーンシートは、圧電アクチュエータの複数個分の大きさを有するものであり、前記内部電極形成工程は、前記グリーンシート上の各圧電アクチュエータに対応する位置に前記内部電極パターン及び電極延出部を形成するもの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の製造方法。The green sheet has a size corresponding to a plurality of piezoelectric actuators, and the internal electrode forming step includes arranging the internal electrode patterns and electrode extending portions at positions corresponding to the piezoelectric actuators on the green sheet. The method for manufacturing a piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the piezoelectric actuator is formed. 前記焼成工程の後に、前記積層体の切断面上に、その切断面に沿って垂れた前記電極延出部に重ねて、前記内部電極と導通する端面電極を形成する端面電極形成工程を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電アクチュエータの製造方法。After the firing step, an end face electrode forming step of forming an end face electrode that is electrically connected to the internal electrode is provided on the cut surface of the laminated body, overlapping the electrode extension portion that hangs along the cut surface. A method for manufacturing a piezoelectric actuator according to claim 1 or 2. 前記圧電アクチュエータは、前記積層方向に対向する前記内部電極間に挟まれ該電極間への電圧の印可により変形する活性部と、変形しない不活性部とを有するものであり、前記内部電極が前記活性部から不活性部をとおって外部電源に接続され、前記不活性部上の内部電極の部分と前記積層方向に対応する他のシートの不活性部にダミー電極を備え、
前記内部電極形成工程は、前記シート上に前記内部電極、ダミー電極を形成するとともに、前記電極延出部の設けられた内部電極に対応して、それに隣接する他のシートに形成されるダミー電極について、その一端を前記圧電アクチュエータの端縁部に相当する位置まで延出したダミー電極延出部を形成することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の圧電アクチュエータの製造方法。The piezoelectric actuator includes an active part that is sandwiched between the internal electrodes facing in the stacking direction and deforms by applying a voltage between the electrodes, and an inactive part that does not deform, The active part is connected to an external power source through the inactive part, and a dummy electrode is provided in the inactive part of the other sheet corresponding to the stacking direction and the part of the internal electrode on the inactive part,
In the internal electrode forming step, the internal electrode and the dummy electrode are formed on the sheet, and the dummy electrode is formed on another sheet adjacent to the internal electrode provided with the electrode extension portion. 4. The method of manufacturing a piezoelectric actuator according to claim 1, wherein a dummy electrode extending portion is formed by extending one end thereof to a position corresponding to an end edge portion of the piezoelectric actuator. 前記内部電極形成工程は、複数の内部個別電極からなる内部個別電極パターンを第１のグリーンシート上に形成する工程と、内部共通電極パターンを第２のグリーンシート上に形成する工程とからなり、かつ前記電極延出部を、前記内部個別電極または前記内部共通電極パターンの一端を延出して前記各第１のグリーンシートまたは各第２のグリーンシートにおいてほぼ同じ位置に形成するものであり、
前記積層工程は、前記第１のグリーンシートと第２のグリーンシートとを交互に積層するものであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の圧電アクチュエータの製造方法。The internal electrode forming step includes a step of forming an internal individual electrode pattern composed of a plurality of internal individual electrodes on the first green sheet and a step of forming an internal common electrode pattern on the second green sheet. And the electrode extension part is formed at substantially the same position in each first green sheet or each second green sheet by extending one end of the internal individual electrode or the internal common electrode pattern,
5. The method of manufacturing a piezoelectric actuator according to claim 1, wherein in the stacking step, the first green sheet and the second green sheet are alternately stacked. 請求項１から５のいずれかに記載の製造方法で製造された圧電アクチュエータを、インク吐出ノズルに連通する圧力室を有するキャビティプレートに重ねて固定する組み立て工程を備え、その組み立て工程は、前記切断面に沿って垂れた前記電極延出部を位置決めマークとして前記内部電極と圧力室とを位置決めすることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。An assembly process is provided in which the piezoelectric actuator manufactured by the manufacturing method according to claim 1 is overlaid and fixed on a cavity plate having a pressure chamber communicating with an ink discharge nozzle, and the assembly process includes the cutting step A method of manufacturing an ink jet head, comprising: positioning the internal electrode and the pressure chamber by using the electrode extension portion hanging along the surface as a positioning mark. 内部電極を挟んで複数の圧電シートを積層した圧電アクチュエータにおいて、
前記内部電極の少なくとも１の一端を前記圧電シートの端縁部まで延出した電極延出部を備え、
その電極延出部は、前記圧電シートの積層体の側面に沿って垂れた状態に形成されていることを特徴とする圧電アクチュエータ。In a piezoelectric actuator in which a plurality of piezoelectric sheets are stacked with an internal electrode in between
An electrode extension part that extends at least one end of the internal electrode to the edge of the piezoelectric sheet;
The piezoelectric extension part is formed in the state which hung down along the side surface of the laminated body of the said piezoelectric sheet, The piezoelectric actuator characterized by the above-mentioned. 前記圧電シートの積層体の側面に、その側面に沿って垂れた前記電極延出部に重ねられ、前記内部電極と導通する端面電極を備える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。8. The piezoelectric actuator according to claim 7, further comprising an end face electrode that is overlapped with the electrode extension portion that hangs down along the side surface of the laminate of the piezoelectric sheets and that is electrically connected to the internal electrode. 前記電極延出部は、積層方向にほぼ並ぶように前記各圧電シートにおいてほぼ同位置に設けられていることを特徴とする請求項７または８に記載の圧電アクチュエータ。9. The piezoelectric actuator according to claim 7, wherein the electrode extending portions are provided at substantially the same position in each piezoelectric sheet so as to be substantially aligned in the stacking direction. 前記圧電アクチュエータは、前記積層方向に対向する前記内部電極間に挟まれ該電極間への電圧の印可により変形する活性部と、変形しない不活性部とを有するものであり、前記内部電極が前記活性部から不活性部をとおって外部電源に接続され、前記不活性部上の内部電極の部分と前記積層方向に対応する他の圧電シートの不活性部にダミー電極を備えるとともに、前記電極延出部の設けられた内部電極に対応して、それに隣接する他の圧電シートに形成されるダミー電極について、その一端を前記圧電アクチュエータの端縁部に相当する位置まで延出したダミー電極延出部を備え、該ダミー電極延出部は前記圧電シートの積層体の側面に沿って垂れた状態に形成されていることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。The piezoelectric actuator includes an active part that is sandwiched between the internal electrodes facing in the stacking direction and deforms by applying a voltage between the electrodes, and an inactive part that does not deform, The active portion is connected to an external power source through the inactive portion, and a dummy electrode is provided in the portion of the internal electrode on the inactive portion and the inactive portion of the other piezoelectric sheet corresponding to the stacking direction. A dummy electrode extending corresponding to the internal electrode provided with the protruding portion, with one end extending to a position corresponding to the edge of the piezoelectric actuator, with respect to the dummy electrode formed on another piezoelectric sheet adjacent thereto 10. The piezoelectric actuator according to claim 7, wherein the dummy electrode extending portion is formed so as to hang down along a side surface of the laminate of the piezoelectric sheets. Eta. 前記圧電アクチュエータは、複数の内部個別電極を備えた第１の圧電シートと、内部共通電極を備えた第２の圧電シートとを交互に積層して備えており、かつ前記電極延出部は、前記内部個別電極または前記内部共通電極の一端を延出して前記各第１の圧電シートまたは各第２の圧電シートにおいて積層方向に並ぶようにほぼ同じ位置にあることを特徴とする請求項７から１０のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。The piezoelectric actuator includes a first piezoelectric sheet having a plurality of internal individual electrodes and a second piezoelectric sheet having an internal common electrode, which are alternately stacked. The one end of the internal individual electrode or the internal common electrode is extended and located at substantially the same position so as to be aligned in the stacking direction in each of the first piezoelectric sheets or each second piezoelectric sheet. The piezoelectric actuator according to any one of 10. 請求項７から１１のいずれかに記載の圧電アクチュエータと、インク吐出ノズルに連通する圧力室を有するキャビティプレートとを備え、前記側面に沿って垂れた前記電極延出部と対応するキャビティプレート上の位置に、前記内部電極と圧力室とを位置決めするための位置決めマークを設けたことを特徴とするインクジェットヘッド。12. A piezoelectric actuator according to claim 7, and a cavity plate having a pressure chamber communicating with an ink discharge nozzle, on the cavity plate corresponding to the electrode extension portion hanging along the side surface An inkjet head characterized in that a positioning mark for positioning the internal electrode and the pressure chamber is provided at a position.
JP2001182252A 2001-06-15 2001-06-15 Piezoelectric actuator, inkjet head using the piezoelectric actuator, and manufacturing method thereof Expired - Fee Related JP3997729B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001182252A JP3997729B2 (en) 2001-06-15 2001-06-15 Piezoelectric actuator, inkjet head using the piezoelectric actuator, and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001182252A JP3997729B2 (en) 2001-06-15 2001-06-15 Piezoelectric actuator, inkjet head using the piezoelectric actuator, and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002374012A JP2002374012A (en) 2002-12-26
JP3997729B2 true JP3997729B2 (en) 2007-10-24

Family

ID=19022394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001182252A Expired - Fee Related JP3997729B2 (en) 2001-06-15 2001-06-15 Piezoelectric actuator, inkjet head using the piezoelectric actuator, and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3997729B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4053822B2 (en) * 2002-06-10 2008-02-27 日本碍子株式会社 Piezoelectric / electrostrictive device and manufacturing method thereof
JP4091558B2 (en) * 2003-03-24 2008-05-28 Ｔｄｋ株式会社 Manufacturing method of ceramic element
US7266868B2 (en) 2003-06-30 2007-09-11 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Method of manufacturing liquid delivery apparatus
JP2005044927A (en) * 2003-07-25 2005-02-17 Kyocera Corp Piezoelectric actuator and its manufacturing method, and liquid discharge apparatus
JP4506172B2 (en) * 2003-12-26 2010-07-21 Ｔｄｋ株式会社 Multilayer piezoelectric element
JP4508683B2 (en) * 2004-03-05 2010-07-21 株式会社リコー Droplet discharge head and image forming apparatus
EP2443679A4 (en) * 2009-06-19 2013-10-09 Sonavation Inc Method for manufacturing a piezoelectric ceramic body

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002374012A (en) 2002-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5912526A (en) Layered-type piezoelectric element and method for producing the layered-type piezoelectric element
EP0732209B1 (en) Method for producing a layered piezoelectric element
JP3820922B2 (en) Piezoelectric actuator and inkjet head using the same
US6595628B2 (en) Laminated piezoelectric element for use as a drive device
JP2005022148A (en) Inkjet head, inkjet printer and manufacturing method for inkjet head
JP3997729B2 (en) Piezoelectric actuator, inkjet head using the piezoelectric actuator, and manufacturing method thereof
US6536880B2 (en) Piezoelectric ink jet printer head and method for manufacturing same
US6655790B2 (en) Piezoelectric actuator and fluid jet apparatus and method for manufacturing the piezoelectric actuator and the fluid jet apparatus
JP4135448B2 (en) Method for manufacturing droplet ejecting apparatus
JP4193890B2 (en) Inkjet head
JP4670159B2 (en) Inkjet printer head
JP4210866B2 (en) Method for manufacturing piezoelectric substrate
JP3915412B2 (en) Inkjet printer head and manufacturing method thereof
JP2004114558A (en) Inkjet printer head and manufacturing method therefor
JP2004202814A (en) Liquid drop ejector
US10086611B2 (en) Inkjet head and printer
JP2596629B2 (en) Inkjet recording head
JP2004160942A (en) Ink jet head and its manufacturing process
JP2637830B2 (en) Inkjet recording head
JP4208000B2 (en) Inkjet printer head
JP2000103056A (en) Ink jet head and its manufacture
JP4831186B2 (en) Method for manufacturing liquid transfer device
JP5444606B2 (en) Laminated body for piezoelectric actuator, manufacturing method thereof, and piezoelectric actuator
JP2006007669A (en) Manufacturing method for printed board, printed board, inkjet head and manufacturing method for inkjet head
JP6141735B2 (en) Piezoelectric actuator substrate, liquid ejection head using the same, and recording apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040318

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060508

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070717

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070730

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3997729

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100817

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100817

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110817

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120817

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120817

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130817

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees