JP4363879B2 - 圧電アクチュエータ、インクジェット記録ヘッド、圧電特性の調整方法およびインク吐出量の調整方法 - Google Patents
圧電アクチュエータ、インクジェット記録ヘッド、圧電特性の調整方法およびインク吐出量の調整方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4363879B2 JP4363879B2 JP2003096621A JP2003096621A JP4363879B2 JP 4363879 B2 JP4363879 B2 JP 4363879B2 JP 2003096621 A JP2003096621 A JP 2003096621A JP 2003096621 A JP2003096621 A JP 2003096621A JP 4363879 B2 JP4363879 B2 JP 4363879B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- electrode
- ceramic layer
- ink
- inspection
- 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
Links
Images
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細な変位を発生させることにより、各種デバイスの位置決めや加圧などに用いられる圧電アクチュエータ、これを備えたインクジェット記録ヘッド、圧電特性の調整方法およびインク吐出量の調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、圧電セラミックスを利用した製品としては、例えば圧電アクチュエータ、フィルタ、圧電共振子（発信子を含む）、超音波振動子、超音波モーター、圧電センサ等がある。
【０００３】
これらの中で、圧電アクチュエータは、電気信号に対する応答速度が１０-6秒台と非常に高速であるため、半導体製造装置のＸＹステージの位置決め用アクチュエータやプリンタのインクジェット記録ヘッドに用いられるアクチュエータ等に応用されている。
【０００４】
インクジェット記録ヘッドは、例えば図３に示すように、複数のインク流路３３ａが並設され、各インク流路３３ａを仕切る壁として隔壁３３ｂを形成した流路部材３３の上に、圧電アクチュエータ３４が設けられた構造を有する（特許文献１参照）。
【０００５】
圧電アクチュエータ３４は、振動板の役割を兼ねた導電性の共通電極３６上に、圧電セラミック層３５が積層され、この圧電セラミック層３５の表面に表面電極３７を複数配列して圧電変位部３８を複数形成したものである。この圧電アクチュエータ３４は、インク流路３３ａの上に表面電極３７が位置するようにして流路部材３３上に積層されている。
【０００６】
上記のようなインクジェット記録ヘッドは、共通電極３６と所定の表面電極３７との間に電圧を印加して該表面電極３７直下の圧電セラミック層３５を変位させることにより、インク流路３３ａ内のインクを加圧して、流路部材３３の底面に開口したインク吐出孔３３ｃよりインク滴を吐出する。
【０００７】
ところが、このようなインクジェット記録ヘッドでは、圧電アクチュエータ間に圧電特性のばらつきが生じてインク吐出量にばらつきが生じることがある。このインク吐出量のばらつきによって、印刷時のドットサイズにばらつきが生じて画像がにじむなどの印字品質の低下が生じる。
【０００８】
これに対して、特許文献２および特許文献３には、電極をトリミングすることにより有効電極面積を制御し、インク吐出量を調節してインク吐出量のばらつきを低減することが提案されている。しかしながら、特許文献２および特許文献３に記載の圧電アクチュエータは、トリミングに多くの時間を要するという問題がある。また、圧電アクチュエータの集積度が高くなった場合、電極も小型化されるのでトリミングプローブが接触するパッド面積が確保できず、トリミングの微調整が困難になるという問題がある。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−３４３２１号公報図１
【特許文献２】
特開昭６１−１１８２６１号公報
【特許文献３】
特開２００２−３０７６９６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、圧電アクチュエータ間に生じる圧電特性のばらつきを適正値に調整するには、圧電アクチュエータを流路部材に取り付ける前に、複数の圧電変位部の静電容量を直接計測して圧電アクチュエータの圧電特性を検査し、圧電アクチュエータ間に圧電特性のばらつきが生じている場合には、前記検査結果に基づいて表面電極と共通電極との間に印加する電圧を制御して圧電特性およびインク吐出量のばらつきを低減することができる。
【００１１】
しかしながら、圧電変位部の静電容量を直接計測する際に、計測用のプローブを表面電極に取り付けることによって表面電極に傷を付けてしまうおそれがあった。また、インクジェット記録ヘッドに搭載する圧電アクチュエータには複数の圧電変位部が形成されているため、各圧電変位部の静電容量を計測するには多くの時間を要するという問題があった。さらに、集積度の高い圧電アクチュエータでは、表面電極が小型化されているため、計測用のプローブを正確に表面電極に取り付けるのが困難であるという問題があった。
【００１２】
したがって、本発明の主たる目的は、表面電極に傷を付けることなく圧電変位部の圧電特性を正確にかつ容易に把握することができる圧電アクチュエータおよびこれを備えたインクジェット記録ヘッドを提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、複数の圧電変位部が形成された圧電アクチュエータであっても、表面電極に傷を付けることなく圧電変位部の圧電特性を短時間で正確にかつ容易に把握することができる圧電アクチュエータおよびこれを備えたインクジェット記録ヘッドを提供することである。
【００１４】
本発明のさらに他の目的は、集積度の高い圧電アクチュエータであっても、電極に計測用のプローブを正確に取り付けることができる圧電アクチュエータおよびこれを備えたインクジェット記録ヘッドを提供することである。
【００１５】
本発明のさらに他の目的は、圧電変位部の圧電特性を正確にかつ容易に調整することができる圧電特性の調整方法およびインク吐出量の調整方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、表面電極と共通電極間の静電容量値が、前記表面電極とは別に圧電セラミック層の表面に設けた検査用電極と前記共通電極間の静電容量値と高い相関性を有するという知見を得た。そして、この知見に基づいて、本発明者らは、さらに研究を重ねた結果、計測用のプローブを表面電極に取り付けて表面電極と共通電極間の静電容量を直接計測しなくても、検査用電極と共通電極間の静電容量を計測することにより、圧電アクチュエータの圧電特性を正確にかつ容易に把握することができるという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１７】
すなわち、本発明の圧電アクチュエータは、以下の構成からなる。
（１） 振動板上に、共通電極および圧電セラミック層がこの順に積層され、さらに前記圧電セラミック層の表面の一部に表面電極が積層されて、圧電変位部が設けられている圧電アクチュエータであって、前記圧電セラミック層が四角形であるとともに、前記圧電セラミック層の表面の四隅にそれぞれ前記圧電変位部の圧電特性を検査するための検査用電極が設けられていることを特徴とする圧電アクチュエータ。
（２） 前記圧電セラミック層の表面には、前記表面電極が複数形成されている（１）記載の圧電アクチュエータ。
【００１８】
本発明の圧電アクチュエータは、特にインクジェット記録ヘッドに好適である。すなわち、本発明のインクジェット記録ヘッドは、以下の構成からなる。
（３） 前記（２）記載の圧電アクチュエータが、インク吐出孔を有する複数のインク流路が配列された流路部材上に、前記インク流路と前記表面電極との位置を揃えて取り付けられているインクジェット記録ヘッド。
【００１９】
本発明の圧電特性の調整方法およびインク吐出量の調整方法は、以下の構成からなる。
（４） 振動板上に、共通電極および圧電セラミック層がこの順に積層され、さらに前記圧電セラミック層の表面の一部に表面電極が積層されて、圧電変位部が設けられているとともに、前記圧電セラミック層の表面に検査用電極が設けられている圧電アクチュエータにおける圧電特性の調整方法であって、前記圧電セラミック層を介して対向する前記検査用電極と前記共通電極との間の静電容量を計測し、この検査結果に基づいて前記表面電極と前記共通電極との間に印加する電圧を制御して圧電特性を調整することを特徴とする圧電特性の調整方法。
（５） 振動板上に、共通電極および圧電セラミック層がこの順に積層され、さらに前記圧電セラミック層の表面の一部に複数の表面電極が積層されて、複数の圧電変位部が設けられているとともに、前記圧電セラミック層の表面に検査用電極が設けられている圧電アクチュエータが、インク吐出孔を有する複数のインク流路が配列された流路部材上に、前記インク流路と前記表面電極との位置を揃えて取り付けられているインクジェット記録ヘッドにおけるインク吐出量の調整方法であって、前記圧電セラミック層を介して対向する前記検査用電極と前記共通電極との間の静電容量を計測し、この検査結果に基づいて前記表面電極と前記共通電極との間に印加する電圧を制御して圧電特性を調整することによりインク吐出量を調整することを特徴とするインク吐出量の調整方法。
【００２０】
前記（１）記載の圧電アクチュエータによれば、表面電極には計測用のプローブを取り付ける必要がなく、検査用電極を使用して圧電アクチュエータの圧電特性を把握することができるので、表面電極に傷が付くのを防止することができる。また、圧電セラミック層の四隅、すなわち圧電セラミック層のデッドスペースに検査用電極を配置することで、表面電極の配列の妨げになることがなく、小型化・高集積化する上で弊害が生じず、スペースを有効利用することができる。また、表面電極が配列されている部分以外の余白が多く存在すると、焼成後に反りが発生しやすいが、四隅の余白に検査用電極を配置することにより、反りが生じるのを抑制することができ、圧電アクチュエータの寸法精度も向上する。
【００２１】
前記(2)記載の圧電アクチュエータによれば、複数の表面電極が形成された集積度の高い圧電アクチュエータであっても、複数の前記圧電変位部の静電容量値が、圧電セラミック層の表面に設けた検査用電極と前記共通電極間の静電容量値と高い相関性を有するので、複数の前記圧電変位部の静電容量を直接計測しなくても、前記検査用電極と共通電極間の静電容量を計測することにより、表面電極に傷を付けることなく圧電アクチュエータの圧電特性を短時間で正確にかつ容易に把握することができる。
【００２７】
前記（３）記載のインクジェット記録ヘッドによれば、検査により圧電特性のばらつきが把握された圧電アクチュエータを備えているので、この検査結果に基づいてインク吐出量を調整することが可能である。
【００２８】
前記（４）記載の圧電特性の調整方法および前記（５）記載のインク吐出量の調整方法によれば、表面電極に傷を付けることなく圧電特性およびインク吐出量を正確にかつ容易に調整することができる。また、前記調整方法によれば、短時間で簡単に圧電特性およびインク吐出量を調整することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態にかかる圧電アクチュエータおよびインクジェット記録ヘッドについて図面を参照して詳細に説明する。図１は本実施形態の圧電アクチュエータを備えたインクジェット記録ヘッドを示す斜視図であり、図２は該インクジェット記録ヘッドを示す断面図である。
【００３０】
図１および図２に示すように、圧電アクチュエータ７は、振動板２ａ上に、共通電極６および圧電セラミック層２ｂがこの順に積層され、圧電セラミック層２ｂの表面の一部に表面電極３を等間隔で２次元的に複数配列して複数の圧電変位部８を形成している。複数の表面電極３は、それぞれ外部の電子制御回路に独立して接続されている。共通電極６は、ビア電極（図示せず）を介して引出電極４に接続されて電位が安定化されている。引出電極４はグランド電位に接続されている。圧電変位部８は、表面電極３と共通電極６との間に電圧が印加されることにより変位する。
【００３１】
インクジェット記録ヘッド１０は、圧電アクチュエータ７を、インク吐出孔１１ｂを有する複数のインク流路１１ａが配列された流路部材１１上に、インク流路１１ａと表面電極３との位置を揃えて積層接着したものである。各インク流路１１ａは隔壁１１ｃにより隔てられている。
【００３２】
圧電セラミック層２ｂ上には、圧電変位部８の圧電特性を検査するための検査用電極５が設けられている。検査用電極５は、四角形の圧電セラミック層２ｂ上の四隅に配置されている。検査用電極５の表面積は、表面電極３の表面積よりも大きくするのがよく、好ましくは２〜５倍程度大きくするのがよい。これにより、圧電アクチュエータの集積度が高くても、検査用電極に計測用のプローブを正確に取り付けることができ、圧電アクチュエータの圧電特性を正確に検査することができる。また、本実施形態では、圧電セラミック層２ｂ表面の相互に離隔した複数箇所に検査用電極５を設けているので、圧電特性の検査精度がより向上する。
【００３３】
本発明の圧電アクチュエータ７では、検査用電極５と共通電極６間の静電容量が計測された後、圧電セラミック層２ｂ上に、検査結果を示すマーク９が付される。これにより、このマーク９を、圧電特性を調整する際の目安とすることができる。このマーク９には４つの検査用電極５により検査された検査結果が付される。マーク９に付される検査結果は、該検査結果が判別できるものであれば特に限定されず、例えば計測した静電容量値をそのまま付してもよく、検査結果に応じてランク分けされた記号（例えば、Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・など）を付してもよい。また、マーク９に付される検査結果は、４つの検査用電極５により検査された検査結果をそれぞれ別々に付してもよいが、計測した４つの静電容量値を平均し、この平均値またはこの平均値に応じてランク分けされた記号を付してもよい。圧電セラミック層２ｂ上にマーク９を付する手段は、例えばＵＶインクなどにより印字することができる。
【００３４】
このマーク９に付された検査結果に基づいて、例えばＩＣ制御などにより表面電極３と共通電極６との間に印加する電圧を制御して、圧電アクチュエータ７毎に圧電特性を調整することができる。これにより、インクジェット記録ヘッド１０のインク吐出量を調整することができる。
【００３５】
圧電セラミック層２ｂの材質としては、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ系）、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ系）およびニッケルニオブ酸鉛（ＰＮＮ系）からなる群より選ばれる少なくとも１種を主成分とする圧電セラミックスが好適である。圧電セラミック層２ｂの厚みは、特に限定されないが、１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは１０〜３０μｍであるのがよい。圧電セラミック層２ｂの厚みが１００μｍ以下であると、圧電アクチュエータの小型薄型化が図れるとともに、小さい電圧で大きな変位を得ることができる。また、この圧電アクチュエータをインクジェット記録ヘッドに適用することにより、高解像度のインクジェットプリンタが得られる。
【００３６】
振動板２ａは、絶縁性の高いものであれば良いが、圧電体であること、特に圧電セラミック層２ｂと略同一の熱膨張率を有するものであることが好ましく、圧電セラミック層２ｂと略同一の組成であることがより好ましい。これにより、同時焼成が可能となり、熱膨張差に起因して焼成時に発生する熱応力によって反りや歪みが生じるのを防止することが容易となる。また、振動板２ａは、単層でも良いが、厚みを制御し、焼結後の組成ばらつきや特性ばらつきを抑制するため、積層体であることが好ましい。振動板２ａの厚みは、特に限定されないが、１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは１０〜３０μｍであるのがよい。また、圧電アクチュエータ７の総厚みは２００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは３０〜６０μｍであるのがよい。
【００３７】
また、振動板２ａおよび圧電セラミック層２ｂは気孔率が１％以下、特に０．８％以下、更には０．５％以下であることが、インク等の液体の染み込みを効果的に防止でき、インク漏れを低減することができるので好ましい。
【００３８】
共通電極６の材質としては、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｎｉ系材料の単独または２種以上の組み合わせが好ましく、特にＡｇ−Ｐｄ系合金がより好ましい。圧電セラミック層２ａと共通電極６とは同時焼成により形成される。共通電極６の厚みは、導電性を有しかつ変位を妨げない程度であるのがよく、０．５〜８μｍ、好ましくは１〜３μｍであるのがよい。
【００３９】
表面電極３と検査用電極５の材質は、例えば上記した共通電極６と同様の金属を使用することができるが、特に電気抵抗および耐食性に優れるＡｕを使用するのが好ましい。表面電極３および検査用電極５の厚みは１〜１０μｍ、好ましくは２〜５μｍであるのがよい。特に、検査精度を向上させるという点で、表面電極３と検査用電極５の材質および厚みは同じであるのが好ましい。引出電極４の材質としては、上記した表面電極３と同様の金属を使用することができる。
【００４０】
次に、圧電アクチュエータ７の製造方法について説明する。
(a) まず、前記した圧電セラミックスの粉末を用いてグリーンシートを必要枚数形成した後、このグリーンシートに貫通孔を形成する。
(b) ついで、貫通孔が形成されたグリーンシートにスクリーン印刷を用いて、ビア電極となる導体を充填するとともにグリーンシートの略全面に共通電極パターンを形成する。
(c) ついで、ビア電極パターンおよび共通電極パターンが形成されたグリーンシートに対して、共通電極パターンを狭持するように、グリーンシートを積層して積層体を形成する。
(d) さらに、この積層体を所定の形状に切断した後、９００〜１１００℃程度で焼成して圧電アクチュエータ本体を形成する。
(e) 最後に、この圧電アクチュエータ本体の表面に導電ペーストを印刷して所定の位置に検査用電極パターン、表面電極パターンおよび引出電極パターンを形成し、６００〜８５０℃程度で焼成する。これにより圧電アクチュエータ７を得ることができる。なお、表面電極、引出電極および検査用電極は、圧電セラミック層、共通電極および振動板と同時焼成することもできる。
【００４１】
次に、インクジェット記録ヘッド１０の製造方法について説明する。
流路部材１１は圧延法等によって得られ、インク吐出孔１１ｂおよびインク流路１１ａはエッチングにより所定の形状に加工されて設けられる。この流路部材１１は、Ｆｅ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、ＷＣ−ＴｉＣ系の群から選ばれる少なくとも１種によって形成されていることが望ましく、特にインクに対する耐食性の優れた材質からなることが望ましく、Ｆｅ−Ｃｒ系がより好ましい。
【００４２】
圧電アクチュエータ７と流路部材１１とは、例えば接着層を介して積層接着することができる。接着層としては、周知のものを使用することができるが、圧電アクチュエータ７や流路部材１１への影響を及ぼさないために、熱硬化温度が１３０〜２５０℃のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂の群から選ばれる少なくとも１種の熱硬化性樹脂系の接着剤を用いるのがよい。このような接着層を用いて熱硬化温度にまで加熱することによって、圧電アクチュエータ７と流路部材１１とを加熱接合することができ、これによりインクジェット記録ヘッド１０を得ることができる。
【００４３】
なお、上記実施形態では、複数の圧電変位部が形成されたインクジェット記録ヘッドに搭載される圧電アクチュエータを例にあげて説明したが、本発明は、微細な変位を発生させることにより各種デバイスの位置決めや加圧などに用いられる種々の圧電アクチュエータに対して適用することができる。
【００４４】
また、上記実施形態では、四角形の圧電セラミック層を用い、検査用電極を四隅にそれぞれ設けた場合について説明したが、圧電セラミック層の形状、並びに検査用電極の配置場所および個数は特に限定されるものではない。
【００４５】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明についてさらに詳細に説明する。
実施例１
焼成後５０μｍとなるＰＺＴのグリーンシートを２枚準備した。それぞれのグリーンシートに、共にＡｇ−Ｐｄペーストからなる表面電極パターンと共通電極パターンをスクリーン印刷により形成した。表面電極パターンを形成したグリーンシートには予め穿孔し導体を充填して、引出電極と共通電極とを電気的に接続できるようにしておいた。更に、表面電極を形成したグリーンシートには四隅にＡｇ−Ｐｄペーストの検査用電極パターンを、各検査用電極パターンの表面積が表面電極パターンの３倍の表面積となるように印刷形成した。この２枚のグリーンシートを積層し、１１００℃で焼成することにより、図１および図２に示すような圧電アクチュエータを得た。
【００４６】
得られた圧電アクチュエータにおいて、各表面電極と共通電極との間の静電容量値をそれぞれ計測し平均値を算出した。同様にして、各検査用電極と共通電極との間の静電容量値をそれぞれ計測し平均値を算出した。その結果、表面電極と共通電極との間の静電容量の平均値が、検査用電極と共通電極との間の静電容量の平均値と高い相関性があることがわかった。
【００４７】
次に、上記の圧電アクチュエータを流路部材上に積層接着して図１および図２に示すようなインクジェット記録ヘッドを作製した後、インク吐出量と、静電容量値との相関を調べた。その結果、検査用電極と共通電極との間の静電容量の平均値とインク吐出量との間にも高い相関性があることがわかった。したがって、圧電アクチュエータの圧電特性ばらつきおよびインクジェット記録ヘッドのインク吐出量のばらつきは、検査用電極と共通電極との間の静電容量値で検査できることがわかった。
【００４８】
実施例２
実施例１で得られた検査結果をランク分けし、該当するランクを示すマークを、実施例１で得られた圧電アクチュエータにおける圧電セラミック層上にＵＶインキを用いて印字した。ついで、印字されたマークをＣＣＤカメラで読みとり、読みとったデータに基づいて、表面電極と共通電極との間に印加する電圧を下記Ａ〜Ｃのいずれかの電圧に調整し、圧電特性を調整した。ついで、調整した電圧を印加してインクジェット記録ヘッドのインク吐出量を計測した。
＜ランク分け＞
Ａ：１８Ｖ駆動可容量
Ｂ：２０Ｖ駆動可容量
Ｃ：２２Ｖ駆動可容量
【００４９】
比較例
実施例１で得られた検査結果に基づく圧電特性の調整を行わず、適正な圧電特性を有していると仮定した場合に用いる電圧を印加した他は、実施例２と同様にしてインク吐出量の計測を行った。
【００５０】
比較例では、インク吐出量が適正値から１５％程度ばらついていたのに対して、実施例２では、適正値とほぼ同等のインク吐出量が得られた。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の圧電アクチュエータによれば、表面電極には計測用のプローブを取り付ける必要がなく、検査用電極を使用して圧電アクチュエータの圧電特性を把握することができ、表面電極に傷が付くのを防止することができるので、高品質な圧電アクチュエータを得ることができるという効果がある。
【００５２】
本発明では、複数の表面電極が形成された集積度の高い圧電アクチュエータであっても、表面電極に傷を付けることなく圧電アクチュエータの圧電特性を短時間で正確にかつ容易に把握することができるという効果がある。
【００５３】
本発明における検査用電極の表面積が表面電極の表面積よりも大きいときは、検査用電極に計測用のプローブを正確に取り付けることができるので、圧電アクチュエータの集積度が高くても、圧電特性を正確に検査することができるという効果がある。
【００５４】
本発明における圧電セラミック層の表面に、圧電特性の検査結果を示すマークが付されているときは、このマークを、圧電特性を調整する際の目安とすることができるので、正確にかつ容易に圧電特性のばらつきを調整することができるという効果がある。
【００５５】
本発明における圧電セラミック層表面の相互に離隔した複数箇所にそれぞれ検査用電極が設けられているときは、圧電特性の検査精度がより向上するので、圧電特性のばらつきをより低減することができるという効果がある。
【００５６】
本発明における四角形の前記圧電セラミック層の四隅にそれぞれ前記検査用電極が設けられているときは、表面電極の配列の妨げになることがなく、小型化・高集積化する上で弊害が生じず、スペースを有効利用することができ、しかも反りが生じるのを抑制することができ、圧電アクチュエータの寸法精度が向上するという効果がある。
【００５７】
本発明における圧電セラミック層の厚みが１００μｍ以下であるときは、圧電アクチュエータの小型薄型化が図れるとともに、小さい電圧で大きな変位を得ることができるという効果がある。また、この圧電アクチュエータをインクジェット記録ヘッドに適用することにより、高解像度のインクジェットプリンタを得ることができる。
【００５８】
本発明のインクジェット記録ヘッドによれば、インク吐出量のばらつきを正確にかつ容易に調整することができるという効果がある。
【００５９】
本発明の調整方法によれば、表面電極に傷を付けることなく圧電特性およびインク吐出量を調整することができるので、圧電アクチュエータおよびインクジェット記録ヘッドの品質を向上させることができるという効果がある。また、前記調整方法によれば、短時間で正確にかつ容易に圧電特性およびインク吐出量を調整することができるので、製造コストを低減す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】本発明の圧電アクチュエータを備えたインクジェット記録ヘッドを示す斜視図である。
【図２】本発明の圧電アクチュエータを備えたインクジェット記録ヘッドを示す断面図である。
【図３】従来のインクジェット記録ヘッドを示す断面図である。
【符号の説明】
２ａ 振動板
２ｂ 圧電セラミック層
３ 表面電極
５ 検査用電極
６ 共通電極
７ 圧電アクチュエータ
８ 圧電変位部
９ マーク
１０ インクジェット記録ヘッド
１１ 流路部材
１１ａ インク流路
１１ｂ インク吐出孔
１１ｃ 隔壁
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細な変位を発生させることにより、各種デバイスの位置決めや加圧などに用いられる圧電アクチュエータ、これを備えたインクジェット記録ヘッド、圧電特性の調整方法およびインク吐出量の調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、圧電セラミックスを利用した製品としては、例えば圧電アクチュエータ、フィルタ、圧電共振子（発信子を含む）、超音波振動子、超音波モーター、圧電センサ等がある。
【０００３】
これらの中で、圧電アクチュエータは、電気信号に対する応答速度が１０-6秒台と非常に高速であるため、半導体製造装置のＸＹステージの位置決め用アクチュエータやプリンタのインクジェット記録ヘッドに用いられるアクチュエータ等に応用されている。
【０００４】
インクジェット記録ヘッドは、例えば図３に示すように、複数のインク流路３３ａが並設され、各インク流路３３ａを仕切る壁として隔壁３３ｂを形成した流路部材３３の上に、圧電アクチュエータ３４が設けられた構造を有する（特許文献１参照）。
【０００５】
圧電アクチュエータ３４は、振動板の役割を兼ねた導電性の共通電極３６上に、圧電セラミック層３５が積層され、この圧電セラミック層３５の表面に表面電極３７を複数配列して圧電変位部３８を複数形成したものである。この圧電アクチュエータ３４は、インク流路３３ａの上に表面電極３７が位置するようにして流路部材３３上に積層されている。
【０００６】
上記のようなインクジェット記録ヘッドは、共通電極３６と所定の表面電極３７との間に電圧を印加して該表面電極３７直下の圧電セラミック層３５を変位させることにより、インク流路３３ａ内のインクを加圧して、流路部材３３の底面に開口したインク吐出孔３３ｃよりインク滴を吐出する。
【０００７】
ところが、このようなインクジェット記録ヘッドでは、圧電アクチュエータ間に圧電特性のばらつきが生じてインク吐出量にばらつきが生じることがある。このインク吐出量のばらつきによって、印刷時のドットサイズにばらつきが生じて画像がにじむなどの印字品質の低下が生じる。
【０００８】
これに対して、特許文献２および特許文献３には、電極をトリミングすることにより有効電極面積を制御し、インク吐出量を調節してインク吐出量のばらつきを低減することが提案されている。しかしながら、特許文献２および特許文献３に記載の圧電アクチュエータは、トリミングに多くの時間を要するという問題がある。また、圧電アクチュエータの集積度が高くなった場合、電極も小型化されるのでトリミングプローブが接触するパッド面積が確保できず、トリミングの微調整が困難になるという問題がある。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−３４３２１号公報図１
【特許文献２】
特開昭６１−１１８２６１号公報
【特許文献３】
特開２００２−３０７６９６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、圧電アクチュエータ間に生じる圧電特性のばらつきを適正値に調整するには、圧電アクチュエータを流路部材に取り付ける前に、複数の圧電変位部の静電容量を直接計測して圧電アクチュエータの圧電特性を検査し、圧電アクチュエータ間に圧電特性のばらつきが生じている場合には、前記検査結果に基づいて表面電極と共通電極との間に印加する電圧を制御して圧電特性およびインク吐出量のばらつきを低減することができる。
【００１１】
しかしながら、圧電変位部の静電容量を直接計測する際に、計測用のプローブを表面電極に取り付けることによって表面電極に傷を付けてしまうおそれがあった。また、インクジェット記録ヘッドに搭載する圧電アクチュエータには複数の圧電変位部が形成されているため、各圧電変位部の静電容量を計測するには多くの時間を要するという問題があった。さらに、集積度の高い圧電アクチュエータでは、表面電極が小型化されているため、計測用のプローブを正確に表面電極に取り付けるのが困難であるという問題があった。
【００１２】
したがって、本発明の主たる目的は、表面電極に傷を付けることなく圧電変位部の圧電特性を正確にかつ容易に把握することができる圧電アクチュエータおよびこれを備えたインクジェット記録ヘッドを提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、複数の圧電変位部が形成された圧電アクチュエータであっても、表面電極に傷を付けることなく圧電変位部の圧電特性を短時間で正確にかつ容易に把握することができる圧電アクチュエータおよびこれを備えたインクジェット記録ヘッドを提供することである。
【００１４】
本発明のさらに他の目的は、集積度の高い圧電アクチュエータであっても、電極に計測用のプローブを正確に取り付けることができる圧電アクチュエータおよびこれを備えたインクジェット記録ヘッドを提供することである。
【００１５】
本発明のさらに他の目的は、圧電変位部の圧電特性を正確にかつ容易に調整することができる圧電特性の調整方法およびインク吐出量の調整方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、表面電極と共通電極間の静電容量値が、前記表面電極とは別に圧電セラミック層の表面に設けた検査用電極と前記共通電極間の静電容量値と高い相関性を有するという知見を得た。そして、この知見に基づいて、本発明者らは、さらに研究を重ねた結果、計測用のプローブを表面電極に取り付けて表面電極と共通電極間の静電容量を直接計測しなくても、検査用電極と共通電極間の静電容量を計測することにより、圧電アクチュエータの圧電特性を正確にかつ容易に把握することができるという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１７】
すなわち、本発明の圧電アクチュエータは、以下の構成からなる。
（１） 振動板上に、共通電極および圧電セラミック層がこの順に積層され、さらに前記圧電セラミック層の表面の一部に表面電極が積層されて、圧電変位部が設けられている圧電アクチュエータであって、前記圧電セラミック層が四角形であるとともに、前記圧電セラミック層の表面の四隅にそれぞれ前記圧電変位部の圧電特性を検査するための検査用電極が設けられていることを特徴とする圧電アクチュエータ。
（２） 前記圧電セラミック層の表面には、前記表面電極が複数形成されている（１）記載の圧電アクチュエータ。
【００１８】
本発明の圧電アクチュエータは、特にインクジェット記録ヘッドに好適である。すなわち、本発明のインクジェット記録ヘッドは、以下の構成からなる。
（３） 前記（２）記載の圧電アクチュエータが、インク吐出孔を有する複数のインク流路が配列された流路部材上に、前記インク流路と前記表面電極との位置を揃えて取り付けられているインクジェット記録ヘッド。
【００１９】
本発明の圧電特性の調整方法およびインク吐出量の調整方法は、以下の構成からなる。
（４） 振動板上に、共通電極および圧電セラミック層がこの順に積層され、さらに前記圧電セラミック層の表面の一部に表面電極が積層されて、圧電変位部が設けられているとともに、前記圧電セラミック層の表面に検査用電極が設けられている圧電アクチュエータにおける圧電特性の調整方法であって、前記圧電セラミック層を介して対向する前記検査用電極と前記共通電極との間の静電容量を計測し、この検査結果に基づいて前記表面電極と前記共通電極との間に印加する電圧を制御して圧電特性を調整することを特徴とする圧電特性の調整方法。
（５） 振動板上に、共通電極および圧電セラミック層がこの順に積層され、さらに前記圧電セラミック層の表面の一部に複数の表面電極が積層されて、複数の圧電変位部が設けられているとともに、前記圧電セラミック層の表面に検査用電極が設けられている圧電アクチュエータが、インク吐出孔を有する複数のインク流路が配列された流路部材上に、前記インク流路と前記表面電極との位置を揃えて取り付けられているインクジェット記録ヘッドにおけるインク吐出量の調整方法であって、前記圧電セラミック層を介して対向する前記検査用電極と前記共通電極との間の静電容量を計測し、この検査結果に基づいて前記表面電極と前記共通電極との間に印加する電圧を制御して圧電特性を調整することによりインク吐出量を調整することを特徴とするインク吐出量の調整方法。
【００２０】
前記（１）記載の圧電アクチュエータによれば、表面電極には計測用のプローブを取り付ける必要がなく、検査用電極を使用して圧電アクチュエータの圧電特性を把握することができるので、表面電極に傷が付くのを防止することができる。また、圧電セラミック層の四隅、すなわち圧電セラミック層のデッドスペースに検査用電極を配置することで、表面電極の配列の妨げになることがなく、小型化・高集積化する上で弊害が生じず、スペースを有効利用することができる。また、表面電極が配列されている部分以外の余白が多く存在すると、焼成後に反りが発生しやすいが、四隅の余白に検査用電極を配置することにより、反りが生じるのを抑制することができ、圧電アクチュエータの寸法精度も向上する。
【００２１】
前記(2)記載の圧電アクチュエータによれば、複数の表面電極が形成された集積度の高い圧電アクチュエータであっても、複数の前記圧電変位部の静電容量値が、圧電セラミック層の表面に設けた検査用電極と前記共通電極間の静電容量値と高い相関性を有するので、複数の前記圧電変位部の静電容量を直接計測しなくても、前記検査用電極と共通電極間の静電容量を計測することにより、表面電極に傷を付けることなく圧電アクチュエータの圧電特性を短時間で正確にかつ容易に把握することができる。
【００２７】
前記（３）記載のインクジェット記録ヘッドによれば、検査により圧電特性のばらつきが把握された圧電アクチュエータを備えているので、この検査結果に基づいてインク吐出量を調整することが可能である。
【００２８】
前記（４）記載の圧電特性の調整方法および前記（５）記載のインク吐出量の調整方法によれば、表面電極に傷を付けることなく圧電特性およびインク吐出量を正確にかつ容易に調整することができる。また、前記調整方法によれば、短時間で簡単に圧電特性およびインク吐出量を調整することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態にかかる圧電アクチュエータおよびインクジェット記録ヘッドについて図面を参照して詳細に説明する。図１は本実施形態の圧電アクチュエータを備えたインクジェット記録ヘッドを示す斜視図であり、図２は該インクジェット記録ヘッドを示す断面図である。
【００３０】
図１および図２に示すように、圧電アクチュエータ７は、振動板２ａ上に、共通電極６および圧電セラミック層２ｂがこの順に積層され、圧電セラミック層２ｂの表面の一部に表面電極３を等間隔で２次元的に複数配列して複数の圧電変位部８を形成している。複数の表面電極３は、それぞれ外部の電子制御回路に独立して接続されている。共通電極６は、ビア電極（図示せず）を介して引出電極４に接続されて電位が安定化されている。引出電極４はグランド電位に接続されている。圧電変位部８は、表面電極３と共通電極６との間に電圧が印加されることにより変位する。
【００３１】
インクジェット記録ヘッド１０は、圧電アクチュエータ７を、インク吐出孔１１ｂを有する複数のインク流路１１ａが配列された流路部材１１上に、インク流路１１ａと表面電極３との位置を揃えて積層接着したものである。各インク流路１１ａは隔壁１１ｃにより隔てられている。
【００３２】
圧電セラミック層２ｂ上には、圧電変位部８の圧電特性を検査するための検査用電極５が設けられている。検査用電極５は、四角形の圧電セラミック層２ｂ上の四隅に配置されている。検査用電極５の表面積は、表面電極３の表面積よりも大きくするのがよく、好ましくは２〜５倍程度大きくするのがよい。これにより、圧電アクチュエータの集積度が高くても、検査用電極に計測用のプローブを正確に取り付けることができ、圧電アクチュエータの圧電特性を正確に検査することができる。また、本実施形態では、圧電セラミック層２ｂ表面の相互に離隔した複数箇所に検査用電極５を設けているので、圧電特性の検査精度がより向上する。
【００３３】
本発明の圧電アクチュエータ７では、検査用電極５と共通電極６間の静電容量が計測された後、圧電セラミック層２ｂ上に、検査結果を示すマーク９が付される。これにより、このマーク９を、圧電特性を調整する際の目安とすることができる。このマーク９には４つの検査用電極５により検査された検査結果が付される。マーク９に付される検査結果は、該検査結果が判別できるものであれば特に限定されず、例えば計測した静電容量値をそのまま付してもよく、検査結果に応じてランク分けされた記号（例えば、Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・など）を付してもよい。また、マーク９に付される検査結果は、４つの検査用電極５により検査された検査結果をそれぞれ別々に付してもよいが、計測した４つの静電容量値を平均し、この平均値またはこの平均値に応じてランク分けされた記号を付してもよい。圧電セラミック層２ｂ上にマーク９を付する手段は、例えばＵＶインクなどにより印字することができる。
【００３４】
このマーク９に付された検査結果に基づいて、例えばＩＣ制御などにより表面電極３と共通電極６との間に印加する電圧を制御して、圧電アクチュエータ７毎に圧電特性を調整することができる。これにより、インクジェット記録ヘッド１０のインク吐出量を調整することができる。
【００３５】
圧電セラミック層２ｂの材質としては、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ系）、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ系）およびニッケルニオブ酸鉛（ＰＮＮ系）からなる群より選ばれる少なくとも１種を主成分とする圧電セラミックスが好適である。圧電セラミック層２ｂの厚みは、特に限定されないが、１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは１０〜３０μｍであるのがよい。圧電セラミック層２ｂの厚みが１００μｍ以下であると、圧電アクチュエータの小型薄型化が図れるとともに、小さい電圧で大きな変位を得ることができる。また、この圧電アクチュエータをインクジェット記録ヘッドに適用することにより、高解像度のインクジェットプリンタが得られる。
【００３６】
振動板２ａは、絶縁性の高いものであれば良いが、圧電体であること、特に圧電セラミック層２ｂと略同一の熱膨張率を有するものであることが好ましく、圧電セラミック層２ｂと略同一の組成であることがより好ましい。これにより、同時焼成が可能となり、熱膨張差に起因して焼成時に発生する熱応力によって反りや歪みが生じるのを防止することが容易となる。また、振動板２ａは、単層でも良いが、厚みを制御し、焼結後の組成ばらつきや特性ばらつきを抑制するため、積層体であることが好ましい。振動板２ａの厚みは、特に限定されないが、１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは１０〜３０μｍであるのがよい。また、圧電アクチュエータ７の総厚みは２００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは３０〜６０μｍであるのがよい。
【００３７】
また、振動板２ａおよび圧電セラミック層２ｂは気孔率が１％以下、特に０．８％以下、更には０．５％以下であることが、インク等の液体の染み込みを効果的に防止でき、インク漏れを低減することができるので好ましい。
【００３８】
共通電極６の材質としては、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｎｉ系材料の単独または２種以上の組み合わせが好ましく、特にＡｇ−Ｐｄ系合金がより好ましい。圧電セラミック層２ａと共通電極６とは同時焼成により形成される。共通電極６の厚みは、導電性を有しかつ変位を妨げない程度であるのがよく、０．５〜８μｍ、好ましくは１〜３μｍであるのがよい。
【００３９】
表面電極３と検査用電極５の材質は、例えば上記した共通電極６と同様の金属を使用することができるが、特に電気抵抗および耐食性に優れるＡｕを使用するのが好ましい。表面電極３および検査用電極５の厚みは１〜１０μｍ、好ましくは２〜５μｍであるのがよい。特に、検査精度を向上させるという点で、表面電極３と検査用電極５の材質および厚みは同じであるのが好ましい。引出電極４の材質としては、上記した表面電極３と同様の金属を使用することができる。
【００４０】
次に、圧電アクチュエータ７の製造方法について説明する。
(a) まず、前記した圧電セラミックスの粉末を用いてグリーンシートを必要枚数形成した後、このグリーンシートに貫通孔を形成する。
(b) ついで、貫通孔が形成されたグリーンシートにスクリーン印刷を用いて、ビア電極となる導体を充填するとともにグリーンシートの略全面に共通電極パターンを形成する。
(c) ついで、ビア電極パターンおよび共通電極パターンが形成されたグリーンシートに対して、共通電極パターンを狭持するように、グリーンシートを積層して積層体を形成する。
(d) さらに、この積層体を所定の形状に切断した後、９００〜１１００℃程度で焼成して圧電アクチュエータ本体を形成する。
(e) 最後に、この圧電アクチュエータ本体の表面に導電ペーストを印刷して所定の位置に検査用電極パターン、表面電極パターンおよび引出電極パターンを形成し、６００〜８５０℃程度で焼成する。これにより圧電アクチュエータ７を得ることができる。なお、表面電極、引出電極および検査用電極は、圧電セラミック層、共通電極および振動板と同時焼成することもできる。
【００４１】
次に、インクジェット記録ヘッド１０の製造方法について説明する。
流路部材１１は圧延法等によって得られ、インク吐出孔１１ｂおよびインク流路１１ａはエッチングにより所定の形状に加工されて設けられる。この流路部材１１は、Ｆｅ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、ＷＣ−ＴｉＣ系の群から選ばれる少なくとも１種によって形成されていることが望ましく、特にインクに対する耐食性の優れた材質からなることが望ましく、Ｆｅ−Ｃｒ系がより好ましい。
【００４２】
圧電アクチュエータ７と流路部材１１とは、例えば接着層を介して積層接着することができる。接着層としては、周知のものを使用することができるが、圧電アクチュエータ７や流路部材１１への影響を及ぼさないために、熱硬化温度が１３０〜２５０℃のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂の群から選ばれる少なくとも１種の熱硬化性樹脂系の接着剤を用いるのがよい。このような接着層を用いて熱硬化温度にまで加熱することによって、圧電アクチュエータ７と流路部材１１とを加熱接合することができ、これによりインクジェット記録ヘッド１０を得ることができる。
【００４３】
なお、上記実施形態では、複数の圧電変位部が形成されたインクジェット記録ヘッドに搭載される圧電アクチュエータを例にあげて説明したが、本発明は、微細な変位を発生させることにより各種デバイスの位置決めや加圧などに用いられる種々の圧電アクチュエータに対して適用することができる。
【００４４】
また、上記実施形態では、四角形の圧電セラミック層を用い、検査用電極を四隅にそれぞれ設けた場合について説明したが、圧電セラミック層の形状、並びに検査用電極の配置場所および個数は特に限定されるものではない。
【００４５】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明についてさらに詳細に説明する。
実施例１
焼成後５０μｍとなるＰＺＴのグリーンシートを２枚準備した。それぞれのグリーンシートに、共にＡｇ−Ｐｄペーストからなる表面電極パターンと共通電極パターンをスクリーン印刷により形成した。表面電極パターンを形成したグリーンシートには予め穿孔し導体を充填して、引出電極と共通電極とを電気的に接続できるようにしておいた。更に、表面電極を形成したグリーンシートには四隅にＡｇ−Ｐｄペーストの検査用電極パターンを、各検査用電極パターンの表面積が表面電極パターンの３倍の表面積となるように印刷形成した。この２枚のグリーンシートを積層し、１１００℃で焼成することにより、図１および図２に示すような圧電アクチュエータを得た。
【００４６】
得られた圧電アクチュエータにおいて、各表面電極と共通電極との間の静電容量値をそれぞれ計測し平均値を算出した。同様にして、各検査用電極と共通電極との間の静電容量値をそれぞれ計測し平均値を算出した。その結果、表面電極と共通電極との間の静電容量の平均値が、検査用電極と共通電極との間の静電容量の平均値と高い相関性があることがわかった。
【００４７】
次に、上記の圧電アクチュエータを流路部材上に積層接着して図１および図２に示すようなインクジェット記録ヘッドを作製した後、インク吐出量と、静電容量値との相関を調べた。その結果、検査用電極と共通電極との間の静電容量の平均値とインク吐出量との間にも高い相関性があることがわかった。したがって、圧電アクチュエータの圧電特性ばらつきおよびインクジェット記録ヘッドのインク吐出量のばらつきは、検査用電極と共通電極との間の静電容量値で検査できることがわかった。
【００４８】
実施例２
実施例１で得られた検査結果をランク分けし、該当するランクを示すマークを、実施例１で得られた圧電アクチュエータにおける圧電セラミック層上にＵＶインキを用いて印字した。ついで、印字されたマークをＣＣＤカメラで読みとり、読みとったデータに基づいて、表面電極と共通電極との間に印加する電圧を下記Ａ〜Ｃのいずれかの電圧に調整し、圧電特性を調整した。ついで、調整した電圧を印加してインクジェット記録ヘッドのインク吐出量を計測した。
＜ランク分け＞
Ａ：１８Ｖ駆動可容量
Ｂ：２０Ｖ駆動可容量
Ｃ：２２Ｖ駆動可容量
【００４９】
比較例
実施例１で得られた検査結果に基づく圧電特性の調整を行わず、適正な圧電特性を有していると仮定した場合に用いる電圧を印加した他は、実施例２と同様にしてインク吐出量の計測を行った。
【００５０】
比較例では、インク吐出量が適正値から１５％程度ばらついていたのに対して、実施例２では、適正値とほぼ同等のインク吐出量が得られた。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の圧電アクチュエータによれば、表面電極には計測用のプローブを取り付ける必要がなく、検査用電極を使用して圧電アクチュエータの圧電特性を把握することができ、表面電極に傷が付くのを防止することができるので、高品質な圧電アクチュエータを得ることができるという効果がある。
【００５２】
本発明では、複数の表面電極が形成された集積度の高い圧電アクチュエータであっても、表面電極に傷を付けることなく圧電アクチュエータの圧電特性を短時間で正確にかつ容易に把握することができるという効果がある。
【００５３】
本発明における検査用電極の表面積が表面電極の表面積よりも大きいときは、検査用電極に計測用のプローブを正確に取り付けることができるので、圧電アクチュエータの集積度が高くても、圧電特性を正確に検査することができるという効果がある。
【００５４】
本発明における圧電セラミック層の表面に、圧電特性の検査結果を示すマークが付されているときは、このマークを、圧電特性を調整する際の目安とすることができるので、正確にかつ容易に圧電特性のばらつきを調整することができるという効果がある。
【００５５】
本発明における圧電セラミック層表面の相互に離隔した複数箇所にそれぞれ検査用電極が設けられているときは、圧電特性の検査精度がより向上するので、圧電特性のばらつきをより低減することができるという効果がある。
【００５６】
本発明における四角形の前記圧電セラミック層の四隅にそれぞれ前記検査用電極が設けられているときは、表面電極の配列の妨げになることがなく、小型化・高集積化する上で弊害が生じず、スペースを有効利用することができ、しかも反りが生じるのを抑制することができ、圧電アクチュエータの寸法精度が向上するという効果がある。
【００５７】
本発明における圧電セラミック層の厚みが１００μｍ以下であるときは、圧電アクチュエータの小型薄型化が図れるとともに、小さい電圧で大きな変位を得ることができるという効果がある。また、この圧電アクチュエータをインクジェット記録ヘッドに適用することにより、高解像度のインクジェットプリンタを得ることができる。
【００５８】
本発明のインクジェット記録ヘッドによれば、インク吐出量のばらつきを正確にかつ容易に調整することができるという効果がある。
【００５９】
本発明の調整方法によれば、表面電極に傷を付けることなく圧電特性およびインク吐出量を調整することができるので、圧電アクチュエータおよびインクジェット記録ヘッドの品質を向上させることができるという効果がある。また、前記調整方法によれば、短時間で正確にかつ容易に圧電特性およびインク吐出量を調整することができるので、製造コストを低減す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】本発明の圧電アクチュエータを備えたインクジェット記録ヘッドを示す斜視図である。
【図２】本発明の圧電アクチュエータを備えたインクジェット記録ヘッドを示す断面図である。
【図３】従来のインクジェット記録ヘッドを示す断面図である。
【符号の説明】
２ａ 振動板
２ｂ 圧電セラミック層
３ 表面電極
５ 検査用電極
６ 共通電極
７ 圧電アクチュエータ
８ 圧電変位部
９ マーク
１０ インクジェット記録ヘッド
１１ 流路部材
１１ａ インク流路
１１ｂ インク吐出孔
１１ｃ 隔壁
Claims (5)
- 振動板上に、共通電極および圧電セラミック層がこの順に積層され、さらに前記圧電セラミック層の表面の一部に表面電極が積層されて、圧電変位部が設けられている圧電アクチュエータであって、前記圧電セラミック層が四角形であるとともに、前記圧電セラミック層の表面の四隅にそれぞれ前記圧電変位部の圧電特性を検査するための検査用電極が設けられていることを特徴とする圧電アクチュエータ。
- 前記圧電セラミック層の表面には、前記表面電極が複数形成されている請求項１記載の圧電アクチュエータ。
- 請求項２記載の圧電アクチュエータが、インク吐出孔を有する複数のインク流路が配列された流路部材上に、前記インク流路と前記表面電極との位置を揃えて取り付けられているインクジェット記録ヘッド。
- 振動板上に、共通電極および圧電セラミック層がこの順に積層され、さらに前記圧電セラミック層の表面の一部に表面電極が積層されて、圧電変位部が設けられているとともに、前記圧電セラミック層の表面に検査用電極が設けられている圧電アクチュエータにおける圧電特性の調整方法であって、前記圧電セラミック層を介して対向する前記検査用電極と前記共通電極との間の静電容量を計測し、この検査結果に基づいて前記表面電極と前記共通電極との間に印加する電圧を制御して圧電特性を調整することを特徴とする圧電特性の調整方法。
- 振動板上に、共通電極および圧電セラミック層がこの順に積層され、さらに前記圧電セラミック層の表面の一部に複数の表面電極が積層されて、複数の圧電変位部が設けられているとともに、前記圧電セラミック層の表面に検査用電極が設けられている圧電アクチュエータが、インク吐出孔を有する複数のインク流路が配列された流路部材上に、前記インク流路と前記表面電極との位置を揃えて取り付けられているインクジェット記録ヘッドにおけるインク吐出量の調整方法であって、前記圧電セラミック層を介して対向する前記検査用電極と前記共通電極との間の静電容量を計測し、この検査結果に基づいて前記表面電極と前記共通電極との間に印加する電圧を制御して圧電特性を調整することによりインク吐出量を調整することを特徴とするインク吐出量の調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003096621A JP4363879B2 (ja) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | 圧電アクチュエータ、インクジェット記録ヘッド、圧電特性の調整方法およびインク吐出量の調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003096621A JP4363879B2 (ja) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | 圧電アクチュエータ、インクジェット記録ヘッド、圧電特性の調整方法およびインク吐出量の調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004304027A JP2004304027A (ja) | 2004-10-28 |
| JP4363879B2 true JP4363879B2 (ja) | 2009-11-11 |
Family
ID=33408620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003096621A Expired - Fee Related JP4363879B2 (ja) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | 圧電アクチュエータ、インクジェット記録ヘッド、圧電特性の調整方法およびインク吐出量の調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4363879B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103380001A (zh) * | 2011-07-28 | 2013-10-30 | 京瓷株式会社 | 压电致动器、液体喷射头、以及记录装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5321805B2 (ja) * | 2008-02-14 | 2013-10-23 | セイコーエプソン株式会社 | アクチュエータ装置の製造方法、液体噴射ヘッドの製造方法、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
| US8959733B2 (en) | 2009-03-05 | 2015-02-24 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing liquid transporting apparatus |
| JP5051261B2 (ja) | 2010-03-31 | 2012-10-17 | ブラザー工業株式会社 | 補強接点の接続状態検査方法、及び、圧電アクチュエータ装置 |
| KR102400052B1 (ko) * | 2019-12-26 | 2022-05-19 | 한국기계연구원 | 잉크젯 헤드 및 잉크젯 프린터 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3150737B2 (ja) * | 1991-11-15 | 2001-03-26 | 株式会社フコク | 超音波モータ用圧電振動板の製造方法 |
| JPH10257785A (ja) * | 1997-03-11 | 1998-09-25 | Ube Ind Ltd | センサー機能を有するアクチュエータ |
| JP2000196160A (ja) * | 1998-12-24 | 2000-07-14 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 剪断型圧電素子の製造方法 |
| JP3737677B2 (ja) * | 1999-06-07 | 2006-01-18 | 松下電器産業株式会社 | 圧電トランスの駆動回路、及び、圧電トランスを用いた冷陰極管駆動装置 |
| JP2002246666A (ja) * | 2001-02-19 | 2002-08-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 積層圧電アクチュエータ |
-
2003
- 2003-03-31 JP JP2003096621A patent/JP4363879B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103380001A (zh) * | 2011-07-28 | 2013-10-30 | 京瓷株式会社 | 压电致动器、液体喷射头、以及记录装置 |
| CN103380001B (zh) * | 2011-07-28 | 2016-08-17 | 京瓷株式会社 | 压电致动器、液体喷射头、以及记录装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004304027A (ja) | 2004-10-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2007097280A (ja) | 圧電アクチュエータおよびその製造方法、並びにインクジェット記録ヘッド | |
| JP2006187188A (ja) | 圧電アクチュエータ及び液体吐出装置 | |
| US7498716B2 (en) | Piezoelectric actuator, inspection method, and liquid eject apparatus | |
| JP4363879B2 (ja) | 圧電アクチュエータ、インクジェット記録ヘッド、圧電特性の調整方法およびインク吐出量の調整方法 | |
| JP4563786B2 (ja) | 液体吐出装置およびその駆動方法 | |
| US7465038B2 (en) | Liquid transporting apparatus and method of manufacturing liquid transporting apparatus | |
| JP4812244B2 (ja) | 印刷ヘッド | |
| JP3879685B2 (ja) | 圧電素子、圧電アクチュエータ、及び、液体噴射ヘッド | |
| US7517062B2 (en) | Liquid discharge device | |
| JP4917426B2 (ja) | 液体吐出装置 | |
| JP3185434B2 (ja) | インクジェット式印字ヘッド | |
| JP2004336981A (ja) | 圧電アクチュエータおよびインクジェット記録ヘッド | |
| JP4348418B2 (ja) | 圧電アクチュエータおよびインクジェット記録ヘッド | |
| JP4303997B2 (ja) | 圧電アクチュエータおよびこれを備えたインクジェット記録ヘッド | |
| JP2004338326A (ja) | インクジェット記録装置およびその制御方法 | |
| JP4456357B2 (ja) | 圧電アクチュエータおよびインクジェット記録ヘッド | |
| JP4583117B2 (ja) | 液体噴出装置及びインクジェットヘッド | |
| JP2008080622A (ja) | 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 | |
| JP2004082542A (ja) | アクチュエータ及び印刷ヘッド並びにプリンタ | |
| JP2005039986A (ja) | 圧電アクチュエータおよびこれを備えたインクジェット記録ヘッド | |
| JP4307164B2 (ja) | 液体吐出装置及びその浮遊容量の補正方法 | |
| JP4330374B2 (ja) | 圧電アクチュエータおよびインクジェット記録ヘッド | |
| JP4833510B2 (ja) | インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法 | |
| JP3873094B2 (ja) | 圧電素子 | |
| JP2005021779A (ja) | 圧電アクチュエータおよびこれを備えた液体吐出装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050909 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090428 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090626 |
|
| 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: 20090721 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090818 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120828 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130828 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |