JP5803528B2 - 圧電アクチュエータ、液体移送装置及び圧電アクチュエータの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1参考例に係る圧電アクチュエータは、それ自身よりも線膨張係数の大きな部材に接合された圧電層と、前記圧電層の一方の面に配置された第1電極と、前記圧電層の前記一方の面における前記第1電極とは異なる部分に配置され、前記第1電極と導通する第2電極と、を備え、前記第1電極と前記第2電極とは、絶縁材料に金属粒子を含有した材料により形成されており、前記第2電極は、前記第1電極よりも前記金属粒子の配合比率が小さい材料で形成されている。
ここで、1つの金属粒子が圧電層と接触する面積は径によらずほぼ同じである。したがって、圧電層と接触する金属粒子の数が多いほど、圧電層と接触する面に露出した導電部分の面積は大きいことになる。そこで、本発明では第2電極を第1電極よりも金属粒子の径が大きい材料で形成することで、本発明の第1参考例では第2電極を第1電極よりも金属粒子の配合比率が小さい材料で形成することで、圧電層の一方の面と接触する金属粒子の数が少なく、絶縁材料や空気が圧電層の一方の面に多く接触することになり、第2電極と圧電層との間に、低誘電層を形成することができる。これにより、駆動電圧印加時には、低誘電層に電圧が集中するため、圧電層の第2部分には電圧がほとんどかからなくなる。その結果、圧電層の第2部分の圧電変形が小さくなり、圧電層の第1部分の圧電変形を阻害しにくい。
以上のように、駆動時には、第1部分にのみ電界を付与することができる。また、分極時には、第1部分と第2部分ともに電界を付与することができる。そして、仮に、第1電極と第2電極が導通していなければ、それぞれの電極に対して駆動時や分極時に電圧を印加するための端子や配線などが必要となる。しかしながら、第1電極と第2電極が導通していることで、端子数や配線数を共通化することができる。
3 インクジェットヘッド
6 流路ユニット
7 圧電アクチュエータ
41、42 圧電層
43 共通電極
44 個別電極
45 外周電極
47 低誘電層
Claims (8)
- それ自身よりも線膨張係数の大きな部材に接合された圧電層と、
前記圧電層の一方の面に配置された第1電極と、
前記圧電層の前記一方の面における前記第1電極とは異なる部分に配置され、前記第1電極と導通する第2電極と、
前記圧電層と前記第2電極との間に形成された、前記圧電層の比誘電率よりも比誘電率の低い低誘電層と、を備え、
前記第1電極と前記第2電極とは、絶縁材料に金属粒子を含有した材料により形成されており、
前記第2電極は、前記第1電極よりも前記金属粒子の径が大きい材料で形成されていることを特徴とする圧電アクチュエータ。 - 前記第2電極は、前記第1電極と隙間なく接触しながら前記第1電極を取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記圧電層と積層して配置され、基材の一表面に配置される振動板をさらに備え、
前記振動板は、前記圧電層の変形を許容する前記基材の変形許容部を覆った状態で、前記基材の前記変形許容部の周囲領域に接合されており、
前記第1電極は、前記圧電層の前記一方の面における前記変形許容部と対向する領域内に配置され、
前記第2電極は、前記圧電層の前記一方の面における前記変形許容部と対向する領域を取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項2に記載の圧電アクチュエータ。 - 前記圧電アクチュエータは、前記圧電層の前記一方の面に配線部材が接続されるものであって、
前記圧電層の前記一方の面に配置され、前記第1電極から引き出され、前記変形許容部と対向しない領域まで延在した引出電極と、
前記引出電極の前記変形許容部と対向しない領域に形成され、前記配線部材と接続される接続端子と、をさらに備えていることを特徴とする請求項3に記載の圧電アクチュエ−タ。 - 前記圧電アクチュエータは、前記圧電層の前記一方の面に配線部材が接続されるものであって、
前記圧電層の前記一方の面と反対側の他方の面において、前記第1電極及び前記第2電極のそれぞれと共通に対向して配置された共通電極と、
前記圧電層の一方の面の前記第1電極と前記第2電極と異なる部分において、前記共通電極と対向して配置され、前記第2電極と同じ材料で形成された表面電極と、
前記圧電層の前記共通電極と前記表面電極とが対向する部分において前記厚み方向に貫通し、導電材料が充填されたスルーホールと、
前記第2電極及び前記表面電極に形成され、前記配線部材と接続される接続端子と、をさらに備えていることを特徴とする請求項3に記載の圧電アクチュエータ。 - 圧力室を含む液体流路が形成された流路ユニットと、前記流路ユニットに設けられて、前記圧力室内の液体に圧力を付与する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の圧電アクチュエータと、を備えた液体移送装置であって、
前記圧電アクチュエータは、
前記第1電極が、前記圧電層の一方の面における前記圧力室と対向する領域に配置され、
前記第2電極が、前記第1電極とは異なる材料で形成されていることを特徴とする液体移送装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記圧電層にそれ自身よりも線膨張係数の大きな部材を熱硬化性接着剤により加熱接合する接合工程と、
前記圧電層の前記一方の面に、前記第2電極を形成する第2電極形成工程と、
前記接合工程及び前記第2電極形成工程の後に、前記第2電極に分極電圧を印加する第1の分極工程と、
前記第1の分極工程の後に、前記圧電層の前記一方の面に、前記第1電極を形成する第1電極形成工程と、
前記第1電極形成工程の後に、前記第1電極に前記第1の分極工程時よりも小さな分極電圧を印加する第2の分極工程と、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。 - 前記圧電アクチュエータは、
前記圧電層の前記一方の面に配線部材が接続されるものであって、
前記圧電層の前記一方の面と反対側の他方の面に配置され、前記第1電極及び前記第2電極と共通に対向する共通電極と、
前記圧電層の一方の面の前記第1電極と前記第2電極と異なる部分において、前記共通電極と対向して配置され、前記第2電極と同じ材料で形成された表面電極と、
前記圧電層の前記共通電極と前記表面電極とが対向する部分において前記厚み方向に貫通し、導電材料が充填されたスルーホールと、を備え、
前記第2電極及び前記表面電極に、前記配線部材と接続される接続端子が設けられており、
前記第2電極形成工程と同じ工程において、前記圧電層の前記一方の面に、前記表面電極を形成する表面電極形成工程をさらに備えてい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の製造方法。
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