JP5381516B2 - 圧電アクチュエータの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、個別電極と共通電極とにより挟まれた圧電層を有する圧電アクチュエータの製造方法に関する。

特許文献１には、流路ユニットの上端に配置されたトッププレート（振動板）上に圧電層が積層されており、これらの圧電層の一方の面に、圧力室と対向する個別電極が配置され、他方の面に個別電極の略中央部に対向する第１の定電位電極（第１共通電極）、及び、個別電極の短手方向の両端部と対向する第２の定電位電極（第２共通電極）が配置された圧電アクチュエータが記載されている。そして、このような構成を有する圧電アクチュエータにおいては、圧電層の個別電極と第１定電位電極と対向する部分、及び、個別電極と第２定電位電極と対向する部分が同時に変形することにより、圧電層及び振動板の圧力室に対向する部分が変形するようになっており、これにより、圧電層のある圧力室と対向する部分の変形が他の圧力室と対向する部分に伝播する、いわゆるクロストークを防止することができるようになっている。

特開２００９−９６１７３号公報（図１６）

ここで、このような構成の圧電アクチュエータを製造する場合、圧電アクチュエータの各圧力室に対応する部分の駆動特性を均一するという観点から考えると、個別電極及び２種類の共通電極の個別電極と対向する部分は精度よく形成することが好ましい。そして、これらの電極を精度よく形成するための方法として、圧電層上の複数の圧力室にまたがった領域に導電膜を形成しておき、レーザ加工によりこの導電膜から電極を切り出す方法が考えられる。

しかしながら、レーザ加工により導電膜から電極を切り出すことによって電極を形成する場合には、印刷により電極を形成する場合と比較して、精度よく電極を形成することはできるものの、電極を形成するのに多くの時間を要してしまう。

なお、上述したように圧電層の同じ面に２種類の共通電極が配置されている圧電アクチュエータ以外に、例えば、上述の圧電アクチュエータにおいて、上記２種類の共通電極のうち一方のみを共通電極として用いる圧電アクチュエータなどにおいても、上述の圧電アクチュエータと同様、個別電極、及び共通電極の個別電極と対向する部分を精度よく形成することが好ましいが、上述したのと同様、レーザ加工により電極を形成する場合には、電極を形成するのに多くの時間を要してしまう。

本発明の目的は、レーザ加工により電極を精度よく形成しつつ、且つ、電極を形成するのに要する時間を極力短くすることが可能な圧電アクチュエータの製造方法を提供することである。

第１の発明に係る圧電アクチュエータの製造方法は、圧電層と、前記圧電層の一方の面に配置された複数の個別電極と、前記圧電層の前記複数の個別電極と反対側の面に配置された第１共通電極とを備えており、前記第１共通電極が、前記複数の個別電極と対向する複数の対向部と、前記複数の対向部を互いに接続する接続部とを有する圧電アクチュエータの製造方法であって、前記圧電層の前記一方の面に前記複数の個別電極を形成する個別電極形成工程と、前記圧電層の前記複数の個別電極と反対側の面に前記第１共通電極を形成する共通電極形成工程を備えており、前記共通電極形成工程が、前記圧電層の前記複数の個別電極と反対側の面に、前記複数の個別電極と対向する部分にまたがって連続的に延びた導電膜を形成する導電膜形成工程と、レーザ加工により、前記導電膜から前記第１共通電極を切り出すレーザ加工工程とを備えており、前記レーザ加工工程において、前記接続部を切り出す際に、前記複数の対向部を切り出す際よりも、レーザの出力エネルギーを大きくするとともに、レーザの走査速度を速くすることを特徴とするものである。

これによると、高い精度が要求される対向部を切り出す際には、レーザの出力エネルギーを小さくするとともにレーザの移動速度を小さくし、それほど高い精度が要求されない接続部を切り出す際には、レーザの出力エネルギーを大きくするとともにレーザの移動速度を大きくすることにより、レーザ加工工程において、対向部を精度よく形成することができるとともに、レーザ加工工程全体に要する時間を極力短くすることができる。

第２の発明に係る圧電アクチュエータの製造方法は、第１発明に係る圧電アクチュエータの製造方法であって、前記複数の対向部は、対応する個別電極の一部分と対向しており、前記圧電アクチュエータが、前記圧電層の前記複数の個別電極と反対側の面に配置されており、前記複数の個別電極の前記一部分とは別の部分と対向する第２共通電極をさらに備えたものであって、前記レーザ加工工程において、前記導電膜から前記第１共通電極を切り出すことにより、前記導電膜の前記第１共通電極を除いた部分が、前記第２共通電極となることを特徴とするものである。

これによると、レーザ加工工程において第１共通電極と第２共通電極とを同時に形成することができる。

第３の発明に係る圧電アクチュエータの製造方法は、第２の発明に係る圧電アクチュエータの製造方法であって、前記レーザ加工工程において、さらに、前記導電膜の前記第１共通電極を除いた部分のうち、前記複数の個別電極と対向しない部分の一部を除去することを特徴とするものである。

これによると、導電膜の第１共通電極を除いた部分のうち、第２共通電極としては必要でない個別電極と対向しない部分の一部が除去されるので、製造された圧電アクチュエータにおいて、不要な静電容量や発熱などを低減することができる。

本発明によれば、導電膜から第１共通電極を切り出すレーザ加工工程において、対向部を精度よく形成することができるとともに、レーザ加工工程全体に要する時間を極力短くすることができる。

本発明における実施の形態に係るプリンタの概略構成図である。 図１のインクジェットヘッドの平面図である。 図２のインクジェットヘッドにおける振動板の上面の平面図である。 図２のインクジェットヘッドにおける圧電層の上面の平面図である。 図２のＶ−Ｖ線断面図である。 図２のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 圧電アクチュエータの製造工程を示す図である。 レーザ加工により除去される領域を模式的に示す図である。 変形例１の図７（ｄ）相当の図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。

図１は第１実施形態に係るプリンタの概略構成図である。図１に示すように、プリンタ１は、キャリッジ２、インクジェットヘッド３、搬送ローラ４などを備えている。キャリッジ２は、走査方向（図１の左右方向）に延びたガイド軸５に沿って往復移動する。インクジェットヘッド３は、キャリッジ２の下面に配置されており、その下面に配置されたノズル１５（図２参照）からインクを吐出する。搬送ローラ４は、記録用紙Ｐを紙送り方向（図１の手前方向）に搬送する。

そして、プリンタ１においては、キャリッジ２とともに走査方向に往復移動するインクジェットヘッド３から、搬送ローラ４により紙送り方向に搬送される記録用紙Ｐにインクを吐出することにより、記録用紙Ｐに印刷を行う。また、印刷が完了した記録用紙Ｐは搬送ローラ４によって紙送り方向に搬送されることにより排出される。

次に、インクジェットヘッド３について説明する。図２は図１のインクジェットヘッド３の平面図である。図３は図２における後述する振動板４１の上面の平面図である。図４は図２における後述する圧電層４２の上面の平面図である。なお、位置関係をわかりやすくするために、図３においては、後述する圧電層４２を、二点鎖線で示している。

インクジェットヘッド３は、図５、および図６に示すように、圧力室１０やノズル１５などを含むインク流路が形成された流路ユニット３１と、流路ユニット３１の上面に配置されており、圧力室１０内のインクに圧力を付与する圧電アクチュエータ３２とを備えている。

流路ユニット３１は、キャビティプレート２１、ベースプレート２２、マニホールドプレート２３及びノズルプレート２４の４枚のプレートが互いに積層されることにより形成されている。これら４枚のプレート２１〜２４のうちノズルプレート２４を除く３枚のプレート２１〜２３は、ステンレスなどの金属材料からなり、ノズルプレート２４は、ポリイミドなどの合成樹脂材料からなる。あるいは、ノズルプレート２４も、他の３枚のプレート２１〜２３と同様の金属材料により構成されていてもよい。

キャビティプレート２１には、複数の圧力室１０とインク供給口９（図２参照）が形成されている。圧力室１０は、走査方向（図２の左右方向）を長手方向とする略楕円の平面形状を有しており、紙送り方向に沿って２列に配列されている。ベースプレート２２には、複数の圧力室１０の走査方向に関する両端部と対向する部分に、それぞれ、略円形の貫通孔１２、１３が形成されている。また、インク供給口９は、後述するマニホールド流路１１に連通する位置に形成されている。

マニホールドプレート２３には、各列の圧力室１０の走査方向に関して貫通孔１２側の略半分と重なるように紙送り方向（図２の上下方向）に延びたマニホールド流路１１が形成されている。ここで、マニホールド流路１１には、インク供給口９からインクが供給される。また、マニホールドプレート２３には、貫通孔１３と重なる部分に、略円形の貫通孔１４が形成されている。ノズルプレート２４には、貫通孔１４と重なる部分にノズル１５が形成されている。

そして、流路ユニット３１においては、マニホールド流路１１が貫通孔１２を介して圧力室１０と連通しているとともに、圧力室１０が貫通孔１３、１４を介してノズル１５に連通している。このように、流路ユニット３１には、マニホールド流路１１の出口から圧力室１０を経てノズル１５にいたる複数の個別インク流路が形成されている。

圧電アクチュエータ３２は、振動板４１、圧電層４２、複数の個別電極４３、共通電極４４、４５、絶縁層４６及び複数の配線４７を備えている。

振動板４１は、複数の圧力室１０を覆うようにキャビティプレート２１の上面に配置されている。振動板４１は、例えば、アルミナ、ジルコニア、後述するＰＺＴなどのセラミックス材料や、ステンレスなどの金属材料などにより構成されている。ただし、振動板４１が金属材料により構成されている場合には、振動板４１が導電性を有するため、振動板４１と後述する個別電極４３及び配線４７との導通を防止するために、振動板４１の上面にセラミックス材料などからなる絶縁層（図示省略）を配置し、その上に個別電極４３及び配線４７を配置する必要がある。

圧電層４２は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との混晶であるチタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電材料（ＰＺＴ）からなる。圧電層４２は、振動板４１の上面に配置されており、複数の圧力室１０と対向する部分にまたがって連続的に延びている。

複数の個別電極４３は、振動板４１の上面（圧電層４２の下面（一方の面））に、複数の圧力室１０に対応して配置されている。複数の個別電極４３は、圧力室１０よりも若干大きい略楕円の平面形状を有しており、複数の圧力室１０を完全に覆うように配置されている。これにより、複数の個別電極４３は、複数の圧力室１０と同様、紙送り方向に２列に配列されている。また、複数の個別電極４３は、後述するようにドライバＩＣ５０に接続されており、ドライバＩＣ５０により、グランド電位、及び、所定の正電位（例えば、２０Ｖ程度）のいずれかの電位が選択的に付与される。

共通電極４４（第１共通電極）は、圧電層４２の上面（個別電極４３と反対側の面）に配置されているとともに、後述するようにドライバＩＣ５０に接続されており、ドライバＩＣ５０により、常にグランド電位に保持されている。また、共通電極４４は、複数の対向部４４ａ、２つの接続部４４ｂ及び連結部４４ｃを有している。

複数の対向部４４ａは、圧力室１０よりも一回り小さい略楕円の平面形状を有しており、複数の圧力室１０（個別電極４３）の略中央部と対向するように配置されている。そして、これにより、複数の対向部４４ａは、複数の個別電極４３と同様、紙送り方向に沿って２列に配列されている。

２つの接続部４４ｂは、紙送り方向に延びており、それぞれ、図２における左側の列を構成する複数の対向部４４ａの左側の端部、及び、右側の列を構成する複数の対向部４４ａの右側の端部を、互いに接続している。連結部４４ｃは、走査方向に延びて、２つの接続部４４ｂの図２における上端部同士を連結している。なお、本実施の形態では、２つの接続部４４ｂと連結部４４ｃとをあわせたものが、本発明に係る接続部に相当する。

共通電極４５（第２共通電極）は、共通電極４４が配置されているのと同じ圧電層４２の上面における、２つの接続部４４ｂと連結部４４ｃとによって囲まれた領域に配置されており、複数の対向部４５ａ及び接続部４５ｂを備えている。複数の対向部４５ａは、圧力室１０の共通電極４４と対向する部分の外側の部分と対向するように配置されている。接続部４５ｂは、共通電極４５のうち複数の対向部４５ａを除いた部分であって、複数の対向部４５ａを互いに接続している。

また、共通電極４５は、後述するようにドライバＩＣ５０に接続されており、ドライバＩＣ５０により、常に上記所定の正電位に保持されている。

ここで、前述した圧電層４２のうち、個別電極４３と共通電極４４（対向部４４ａ）とに挟まれた部分、および、個別電極４３と共通電極４５（対向部４５ａ）とに挟まれた部分は、圧電層４２の厚さ方向に分極されている。

絶縁層４６は、アルミナ、ジルコニア、ＰＺＴなどのセラミックス材料、あるいは、合成樹脂材料など、絶縁材料からなり、圧電層４２の上面のほぼ全域に、共通電極４４、４５を覆うように配置されている。共通電極４４と共通電極４５とは、同じ圧電層４２の上面に互いに近接して配置されているとともに、互いに異なる電位に保持されているが、共通電極４４、４５を覆う絶縁層４６が配置されているため、電極を形成する材料がマイグレーションを起こすことで共通電極４４と共通電極４５とが導通してしまうのを防止することができる。

複数の配線４７は、複数の個別電極４３に個別に接続される複数の配線４７ａ、共通電極４４に接続される配線４７ｂ、及び、共通電極４５に接続される配線４７ｃを含んでおり、これらの配線４７は、その一端が、各電極４３、４４、４５に接続されているとともに、他端が振動板４１上に配置されたドライバＩＣ５０接続されている。なお、図２〜図４では、複数の配線４７のうち、電極４３〜４５との接続部分の近傍の部分、及び、ドライバＩＣ５０との接続部分近傍の部分のみを図示しており、その他の部分については、図示を省略している。

配線４７ａ〜４７ｃについてより詳細に説明すると、配線４７ａは、その一端が個別電極４３の走査方向に関するノズル１５と反対側の端部に接続されているとともに、この部分から、個別電極４３が配置されているのと同じ振動板４１の上面を引き回されて、その他端がドライバＩＣ５０に接続されている。

配線４７ｂは、その一端が、圧電層４２の上面において、図２における右側の接続部４４ｂの上端部に接続されているとともに、この接続部分から、圧電層４２の図２における右側の側面を通って振動板４１の上面まで引き出されており、さらに、振動板４１の上面を引き回されて、その他端がドライバＩＣ５０に接続されている。

配線４７ｃは、その一端が、圧電層４２の上面において、共通電極４５の図２における左下端部に接続されているとともに、この接続部分から、圧電層４２の図２における下側の側面を通って振動板４１の上面まで引き出されており、さらに、振動板４１の上面を引き回されて、その他端がドライバＩＣ５０に接続されている。

なお、配線４７の各電極４３〜４５との接続位置や、配線４７の引き回し方は、上述したものには限られない。また、ドライバＩＣ５０についても、振動板４１の上面以外の面上に配置されていてもよい。さらには、配線４７が設けられておらず、電極４３〜４５が、圧電アクチュエータ３２の上方に配置されたフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）に形成された配線に接続されているとともに、この配線を介して圧電アクチュエータ３２から離れた位置にあるドライバＩＣに接続されていてもよい。

ここで、圧電アクチュエータ３２の駆動方法について説明する。圧電アクチュエータ３２においては、複数の個別電極４３は、予めグランド電位に保持されている。この状態では、個別電極４３と共通電極４５（対向部４５ａ）との間に電位差が生じており、圧電層４２のこれらの電極に挟まれた部分には、分極方向と平行な向きの電界が生じている。これにより、圧電層４２のこの部分は、電界の方向と直交する水平方向に収縮しており、その結果、振動板４１、圧電層４２及び絶縁層４６の圧力室１０と対向する部分が全体として圧力室１０と反対側に凸となるように変形しており、振動板４１及び圧電層４２が変形していない状態と比較して、圧力室１０の容積が大きくなっている。

圧電アクチュエータ３２を駆動させる際には、複数の個別電極４３のうちのいずれかの電位をグランド電位から所定の正電位に切り替える。すると、圧電層４２の、個別電極４３と共通電極４５とに挟まれた部分が収縮前の状態に戻る。一方、圧電層４２の個別電極４３と共通電極４４（対向部４４ａ）とにより挟まれた部分に、分極方向と平行な向きの電界が発生し、圧電層４２のこの部分が電界の方向と直交する水平方向に収縮する。これにより、振動板４１、圧電層４２及び絶縁層４６の対応する圧力室１０と対向する部分が全体として圧力室１０側に凸となるように変形し、圧力室１０の容積が小さくなる。その結果、圧力室１０内のインクの圧力が上昇し、圧力室１０に連通するノズル１５からインクが吐出される。そして、インクの吐出後、個別電極４３の電位を所定の正電位からグランド電位に切り替えて、圧電アクチュエータ３２を最初の状態に戻す。

このとき、圧電アクチュエータ３２においては、個別電極４３の電位をグランド電位から所定の正電位に切り替えたときに、圧電層４２の個別電極４３と対向部４４ａとに挟まれた部分が水平方向に収縮すると同時に、圧電層４２の個別電極４３と共通電極４５とに挟まれた部分が収縮した状態から収縮前の状態に伸張する。これにより、圧電層４２の上記収縮と上記伸張とが互いに吸収しあうことになり、その結果、圧電層４２のある圧力室１０に対向する部分の変形が、別の圧力室１０に対向する部分に伝播することによってノズル１５からのインクの吐出特性が変動する、いわゆるクロストークを防止することができる。

次に、圧電アクチュエータ３２の製造方法について説明する。図７は圧電アクチュエータ３２の製造方法を示す工程図である。なお、図面をわかりやすくするため、図７では、流路ユニット３１内に形成されたインク流路の図示を省略している。

圧電アクチュエータ３２を製造する際には、まず、図７（ａ）に示すように、振動板４１の上面に、複数の個別電極４３及び配線４７を形成する。ここで、複数の個別電極４３及び配線４７は、後述する共通電極４４、４５を形成する場合と同様、振動板４１の上面のほぼ全域に、印刷などにより導電膜を形成してから、レーザ加工により導電膜の不要な部分を除去して、導電膜から複数の個別電極４３及び配線４７を切り出すことによって形成する。なお、振動板４１の上面のほぼ全域に、導電膜を形成することなく、個別電極４３及び配線４７を、マスクをして直接印刷することで形成してもよい。

続いて、図７（ｂ）に示すように、複数の個別電極４３及び配線４７が形成された振動板４１の上面に圧電層４２を形成する。ここで、圧電層４２を形成する方法としては、例えば、超微粒子材料を高速で衝突させて堆積させるエアロゾルデポジション法（ＡＤ法）、ゾルゲル法、スパッタ法などがあげられる。あるいは、振動板４１の上面に圧電材料のグリーンシートを配置してから、このグリーンシートを焼成することによって圧電層４２を形成することも可能である。

そして、複数の個別電極４３が配置された振動板４１の上面に圧電層４２が形成されることにより、複数の個別電極４３は、圧電層４２の下面（一方の面）に配置されることとなる。すなわち、本実施の形態では、上述の、振動板４１の上面に個別電極４３を形成する工程と、個別電極４３が形成された振動板４１の上面に圧電層４２を形成する工程とをあわせたものが、本発明に係る個別電極形成工程に相当する。

次に、図７（ｃ）に示すように、圧電層４１の上面におけるほぼ全域（複数の個別電極４３と対向する部分にまたがって連続的に延びた領域）に、印刷などにより導電膜５１を形成する（導電膜形成工程）。

続いて、図７（ｄ）に示すように、レーザ加工により、導電膜５１のうち、共通電極４４と共通電極４５との境界となる部分など不要な部分を除去することによって、導電膜５１から共通電極４４を切り出す（レーザ加工工程）。これにより、共通電極４４が形成される（共通電極形成工程）とともに、共通電極４４が切り出された導電膜５１の残りの部分が、共通電極４５となる。

また、レーザ加工工程により複数の対向部４４ａを切り出す際には、レーザの出力エネルギーを小さくするとともに、レーザの走査速度を遅くする。一方、レーザ加工工程により接続部４４ｂ及び連結部４４ｃを切り出す際には、複数の対向部４４ａを切り出す際よりも、レーザの出力エネルギーを大きくするとともに、レーザの走査速度を速くする。なお、比較的薄い導電膜５１を除去する上記レーザ加工においては、例えばＹＡＧレーザなど、瞬間的な出力エネルギーの高いレーザを用いることが好ましい。

ここで、圧電アクチュエータ３２においては、各圧力室１０に対応する部分の駆動特性が均一であることが好ましい。一方、圧電アクチュエータ３２においては、個別電極４３、及び対向部４４ａ、４５ａの大きさや位置にばらつきがあると、その駆動特性にばらつきが生じてしまう。したがって、個別電極４３、及び共通電極４４、４５の対向部４４ａ、４５ａは、特に精度よく形成されることが好ましい。

一方、レーザ加工についてより詳細に説明すると、レーザ加工においては、例えば、図８に示すように、略円形の断面を有するレーザを導電膜に照射することにより、導電膜の円形の領域を除去するとともに、このようなレーザの照射を、その照射位置を所定距離ずつずらしつつ（レーザを所定の走査速度で走査させつつ）、繰り返し行うことにより、導電膜の不要な部分を順に除去していく。このとき、レーザの出力強度が大きいほど、照射されるレーザの直径が大きくなる。一例を挙げると、例えば、対向部４４ａを切り出す際には、レーザの出力エネルギーを１Ｗとすると、１度の加工径が４０ｍｍとなり、直径の１／３ずらして加工すると周波数１０ｋＨｚ（走査速度にして１３３ｍｍ／ｓ）で加工し、接続部４４ｂ及び連結部４４ｃを切り出す際には、レーザの出力エネルギーを２Ｗとすると、１度の加工径が５６．６ｍｍとなり、直径の１／３をずらして加工すると周波数１４ｋＨｚ（走査速度にして２６４ｍｍ／ｓ）で加工することができる。

図８は、このようにしてレーザ加工を行ったときの、導電膜５１のレーザによって除去される領域を模式的に示した図であり、（ａ）がレーザの直径をＤ１とした場合、（ｂ）がレーザの直径をＤ１よりも大きいＤ２とした場合を示している。なお、図８では、１回のレーザの照射ごとに、レーザの照射位置をレーザの直径の３分の１程度ずつ図の右方にずらして、７回のレーザの照射を行った場合を示している。

このようにしてレーザ加工を行うと、図８に示すように、導電膜５１のレーザ加工によって除去される領域（図８の太線で囲まれた領域Ａ１、Ａ２）の上下方向に関する両端の位置は、ある範囲（図８に示す長さＷ１、Ｗ２の範囲）でばらつくことになる。そして、図８においてＷ１＜Ｗ２となっているように、このばらつきの範囲は、レーザの直径（出力エネルギー）が大きくなるほど大きくなる。逆に言えば、レーザの直径（出力エネルギー）が小さいほど、上記ばらつきの範囲が小さくなり、導電膜５１から精度よく電極を切り出すことができる。

また、１回のレーザの照射ごとに、レーザの照射位置をレーザの直径の３分の１程度ずつ右方にずらす場合には、例えば、図８で（Ｄ１／３）＜（Ｄ２／３）となっているように、レーザの直径が大きくなるほど、１回のレーザの照射ごとに、レーザの照射位置を大きくずらすことになる。つまり、レーザの出力エネルギーが大きいときほどレーザの走査速度が速くなる。その結果、ある同じ回数だけレーザの照射を行った場合に、導電膜５１のレーザにより除去される領域Ａ１、Ａ２の図中左右方向に関する長さ（図８に示す長さＬ１、Ｌ２）も、レーザの直径（出力エネルギー）が大きいほど大きくなる（図８ではＬ１＜Ｌ２となっている）。言い換えれば、導電膜のある領域を除去するのに要する時間を短くすることができる。

以上のことから、本実施の形態では、上述したように、それほど高い精度を必要としない接続部４４ｂ、連結部４４ｃ及び配線４７を切り出す際に、高い精度を必要とする個別電極４３及び対向部４４ａを切り出す際よりも、レーザの出力エネルギーを大きくしているとともに、レーザの走査速度を速くしている。なお、導電膜５１から共通電極４４を切り出せば、導電膜５１の残りの部分が共通電極４５となるため、対向部４５ａは対向部４４ａと同程度の高い精度で切り出され、接続部４５ｂは、接続部４４ｂ、４４ｃと同程度の対向部４５ａよりも低い精度で形成される。

これにより、複数の個別電極４３、及び共通電極４４、４５の対向部４４ａ、４５ａを精度よく形成することができるとともに、接続部４４ｂ、４５ｂ、連結部４４ｃ及び配線４７を切り出す際のレーザの走査速度を速くした分だけ、レーザ加工工程に要する時間を短くすることができる。

次に、本実施の形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。ただし、本実施の形態と同様の構成については同じ符号を付し、適宜その説明を省略する。

上述の実施の形態では、共通電極４４を切り出した導電膜５１の残りの部分全体が共通電極４５となっていたが、これには限られず、レーザ加工工程において、さらに、導電膜５１の上記残りの部分のうち、例えば、複数の対向部４５ａとなる部分から大きく離隔した部分など、不要な部分（個別電極４３と対向しない部分の一部）を除去してもよい（変形例１）。

ここで、上記不要な部分を除去する方法としては、上記レーザ加工工程において、さらに、図９（ａ）に示すように、導電膜５１の上記残りの部分のうち、共通電極４５となる部分と、不要な部分との境界部分のみを除去して、これら２つの部分を切り離す。あるいは、図９（ｂ）に示すように、導電膜５１の上記残りの部分のうち、共通電極４５としない不要な部分を完全に除去してもよい。なお、図９（ａ）、（ｂ）は、導電膜５１の上記残りの部分のうち、図中左右両端部、右上端部及び左下端部を不要な部分とした場合を示している。

なお、導電膜５１の上記不要な部分を除去する際には、それほど高い精度は要求されないため、対向部４４ａを切り出す際よりもレーザの出力エネルギーを大きくするとともにレーザの走査速度を速くすることにより、レーザ加工工程に要する時間を極力短くすることができる。

そして、図９（ａ）の場合には、導電膜５１の不要な部分を残したままにしている分、レーザ加工工程に要する時間を短くすることができる。さらに、圧電層４２の上面のほぼ全域に共通電極４４、４５又は導電膜５１のいずれかが配置されることになるため、圧電層４２の強度が均一になり、加熱時などに圧電層４２に反りなどが発生しにくい。しかしながら、何らかの要因によって導電膜５１の残した不要な部分に電位が付与されてしまうと、不要な静電容量が発生したり、発熱したりしてしまう虞がある。

一方、図９（ｂ）の場合には、不要な部分を完全に除去しているため、上述したような不要な静電容量の発生や発熱といった問題は生じにくい。しかしながら、導電膜５１の不要な部分を除去する分、レーザ加工工程に要する時間は長くなってしまう。さらに、圧電層４２において、共通電極４４、４５が配置されているた部分と、導電膜５１が除去された部分との間に強度の差が生じてしまうため、加熱時などに圧電層４２に反りなどが発生してしまう虞がある。

また、上述の実施の形態では、共通電極４４（対向部４４ａ）が圧力室１０（個別電極４３）の略中央部に対向しているとともに、共通電極４５が圧力室１０の短手方向の両端部と対向していたが、これには限られず、例えば、これとは逆に、共通電極４４が圧力室１０の短手方向の両端部と対向しているとともに、共通電極４５が圧力室１０の略中央部と対向しているなど、共通電極４４、４５が、圧力室１０の上記とは異なる部分と対向していてもよい。

また、上述の実施の形態では、連結部４４ｃにより２つの接続部４４ｂが連結されていたが、共通電極４４は、２つの接続部４４ｂに別々に配線４７が接続されている場合などには、連結部４４ｃはなくてもよい。

また、上述の実施の形態では、圧電アクチュエータ３２が圧電層４２の上面に２種類の共通電極４４、４５が配置されたものであり、このような圧電アクチュエータ３２を製造するために、共通電極４４を切り出した導電膜５１の残りの部分を共通電極４５としていたが、これには限られず、圧電アクチュエータが、１種類の共通電極（共通電極４４、４５のいずれか一方）のみを有するものであり、共通電極を切り出した導電膜５１の残りの部分を電極として用いないものであってもよい。

この場合には、圧電アクチュエータは、個別電極４３と上記１種類の共通電極との電位差によって生じる、圧電層４２のこれらの電極に挟まれた部分の変形のみによって駆動する。

また、この場合には、共通電極を切り出した導電膜５１の残りの部分については、残してもよいし、除去してもよい。そして、導電膜５１の残りの部分を残した場合には、圧電層４２の上面のほぼ全域に、共通電極及び導電膜５１の残りの部分のいずれかが配置されることになるため、圧電層４２の強度が均一になり、加熱時などに圧電層４２に反りなどが発生しにくい。

しかしながら、何らかの要因によって導電膜５１の残りの部分に電位が付与されてしまうと、個別電極４３と導電膜５１の残りの部分との電位差により、圧電層４２のこれらに挟まれた部分が変形して圧電アクチュエータの駆動特性が変動しまう虞がある。あるいは、導電膜５１の残りの部分に電位が付与されてしまうことにより、不要な静電容量が発生したり、発熱したりする虞がある。

一方、導電膜５１の上記残りの部分を除去する場合には、上述したような、圧電アクチュエータの駆動特性の変動、不要な静電容量の発生、発熱といった問題は生じにくい。しかしながら、導電膜５１の不要な部分を除去する分、レーザ加工工程に要する時間は長くなってしまう。さらに、圧電層４２において、共通電極が配置されている部分と、導電膜５１が除去された部分との間に強度の差が生じてしまうため、加熱時などに圧電層４２に反りなどが発生してしまう虞がある。

ただし、導電膜５１の上記残りの部分については、その全てを除去することには限られず、少なくとも圧力室１０に対向する部分を除去すれば、圧電層４２の個別電極４３と導電膜５１の上記残りの部分とに挟まれた部分の変形を防止することはできる。

また、導電膜５１の電極でない部分を除去する際には、それほど高い精度は要求されないため、対向部４４ａを切り出す際よりもレーザの出力エネルギーを大きくするとともにレーザの走査速度を速くすることにより、レーザ加工工程に要する時間を極力短くすることができる。

なお、この場合には、圧電層４２の上面に１種類の共通電極のみが配置されるだけであるため、２種類の共通電極間の導通を防止するための絶縁層４６は設けられていなくてもよい。

また、上述の実施の形態では、共通電極４４を切り出した導電膜５１の残りの部分を共通電極４５としていたが、これには限られず、圧電アクチュエータが、１種類の共通電極（共通電極４４、４５のいずれか一方）のみを有するものであり、共通電極を切り出した導電膜５１の残りの部分を共通電極とは異なる電極としてもよい。

例えば、共通電極を切り出した導電膜５１の残りの部分を、圧電アクチュエータの製造工程において、圧電層４２に生じているクラックを検出するためのクラック検出用電極に用いることもできる。このクラック検出用電極と個別電極との間の電気抵抗を測定することで、圧電層４２にクラックが生じているか否かを検出することが可能である。さらに、この場合には、クラック検出用電極が形成されているため、圧電層４２の強度が均一になり、加熱時などに圧電層４２に反りなどが発生しにくい。

また、上述の実施の形態では、共通電極４４が常にグランド電位に保持されており、共通電極４５が常に所定の正電位に保持されていたが、これには限られず、交通電極４４が常に所定の正電位に保持されており、共通電極４５が常にグランド電位に保持されていてもよい。

また、上述の実施の形態では、振動板４１の上面に圧電層４２を形成してから、圧電層４２の上面に共通電極４４、４５を形成していたが、これには限られず、共通電極４４、４５が配置された圧電層４２を振動板４１の上面に接合してもよい。

ここで、共通電極４４、４５が配置された圧電層４２は、例えば、焼成前のグリーンシートの上面に共通電極４４、４５を形成してからグリーンシートを焼成する、あるいは、グリーンシートを焼成することによってできた圧電層４２の上面に共通電極４４、４５を形成することによって作製することができる。なお、この場合でも、共通電極４４、４５の形成方法は、上述の実施の形態の場合と同様である。

また、上述の実施の形態では、振動板４１の上面に複数の個別電極４３を形成してから、振動板４１の上面に圧電層４２を形成することによって、圧電層４２の下面に複数の個別電極４３を形成していたが、これには限られず、圧電層の４２の下面に複数の個別電極４３を直接形成し（個別電極形成工程）、その後、複数の個別電極４３が形成された圧電層４２を振動板４１に接合してもよい。

なお、複数の個別電極４３が形成された圧電層４２は、例えば、圧電材料のグリーンシートの下面に予め複数の個別電極４３を形成してから、このグリーンシートを焼成する、あるいは、グリーンシートを焼成することによってできる圧電層４２の下面に複数の個別電極４３を形成することによって作製することができる。

また、上述の実施の形態では、複数の個別電極４３が圧電層４２の下面に配置されているとともに、共通電極４４、４５が圧電層４２の上面に配置されていたが、これとは逆に複数の個別電極４３が圧電層４２の上面に配置されているとともに、共通電極４４、４５が圧電層４２の下面に配置されていてもよい。

また、以上では、走査方向に往復移動しつつノズルからインクを吐出する、いわゆるシリアル式のプリンタの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の製造に本発明を適用したが、これには限られず、記録用紙の幅方向の全長にわたって延びているとともにプリンタ本体に固定される、いわゆるラインヘッドの製造に本発明を適用することも可能である。さらには、インクジェットヘッド以外の装置に用いられる圧電アクチュエータの製造に本発明を適用することも可能である。

３２ 圧電アクチュエータ
４２ 圧電層
４３ 個別電極
４４ 共通電極
４４ａ 対向部
４４ｂ 接続部
４４ｃ 連結部
４５ 共通電極

Claims (3)

1. 圧電層と、
   前記圧電層の一方の面に配置された複数の個別電極と、
   前記圧電層の前記複数の個別電極と反対側の面に配置された第１共通電極とを備えており、
   前記第１共通電極が、
   前記複数の個別電極と対向する複数の対向部と、
   前記複数の対向部を互いに接続する接続部とを有する圧電アクチュエータの製造方法であって、
   前記圧電層の前記一方の面に前記複数の個別電極を形成する個別電極形成工程と、
   前記圧電層の前記複数の個別電極と反対側の面に前記第１共通電極を形成する共通電極形成工程を備えており、
   前記共通電極形成工程が、
   前記圧電層の前記複数の個別電極と反対側の面に、前記複数の個別電極と対向する部分にまたがって連続的に延びた導電膜を形成する導電膜形成工程と、
   レーザ加工により、前記導電膜から前記第１共通電極を切り出すレーザ加工工程とを備えており、
   前記レーザ加工工程において、前記接続部を切り出す際に、前記複数の対向部を切り出す際よりも、レーザの出力エネルギーを大きくするとともに、レーザの走査速度を速くすることを特徴とする圧電アクチュエータの製造方法。
2. 前記複数の対向部は、対応する個別電極の一部分と対向しており、
   前記圧電アクチュエータが、前記圧電層の前記複数の個別電極と反対側の面に配置されており、前記複数の個別電極の前記一部分とは別の部分と対向する第２共通電極をさらに備えたものであって、
   前記レーザ加工工程において、前記導電膜から前記第１共通電極を切り出すことにより、前記導電膜の前記第１共通電極を除いた部分が、前記第２共通電極とな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。
3. 前記レーザ加工工程において、さらに、前記導電膜の前記第１共通電極を除いた部分のうち、前記複数の個別電極と対向しない部分の一部を除去することを特徴とする請求項２に記載の圧電アクチュエータの製造方法。

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