JP7459614B2 - 圧電アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、複数の圧電層と複数の電極層とを備えた圧電アクチュエータに関する。

特許文献１には、複数の圧電層と、各圧電層の表面に配置された複数の電極層（駆動電極、高電位電極及び低電位電極）とを備えた圧電アクチュエータが示されている。

特開２０１８－０３４４７４号公報

圧電アクチュエータを他の部材（流路部材等）に固定する際に、電極層に形成された貫通孔を検出し、当該貫通孔を基準として、圧電アクチュエータと他の部材との位置決めを行うことが考えられる。しかしながら、貫通孔（第２貫通孔）の形成により、電気抵抗が増大し、電流の流れが阻害され得る。

本発明の目的は、電極層に貫通孔（第２貫通孔）を形成した場合でも電気抵抗の増大を抑制できる圧電アクチュエータを提供することにある。

本発明に係る圧電アクチュエータは、第１圧電層と、前記第１圧電層の表面に配置された第１電極層であって、給電部に接続される第１電極層と、前記表面と直交する第１方向において前記第１電極層との間に前記第１圧電層を挟む第２圧電層と、前記第１方向において前記第１圧電層と前記第２圧電層との間に配置された第２電極層と、を備え、前記第１電極層と前記第２電極層とは、前記第１圧電層に形成された複数の第１貫通孔を介して、互いに電気的に接続され、前記第２電極層は、幹部と、前記幹部から分岐した複数の枝部と、を含み、前記幹部における、前記複数の枝部がそれぞれ分岐する複数の分岐部と、前記複数の分岐部から離隔した端部との間に、第２貫通孔が形成され、前記複数の第１貫通孔は、前記幹部における前記端部と前記第２貫通孔との間の領域と前記第１方向に重なる第１群と、前記幹部の前記第２貫通孔と前記複数の枝部との間の領域と前記第１方向に重なる第２群と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、第１電極層と第２電極層とが、複数の第１貫通孔の、第１群のみでなく、第２群をも介して、互いに電気的に接続される。これにより、第２電極層に第２貫通孔を形成した場合でも、第２群からの電荷供給により、電気抵抗の増大を抑制できる。

本発明の一実施形態に係る圧電アクチュエータを含むプリンタの全体構成図である。 図１のヘッドの平面図である。 図２の領域ＩＩＩの拡大図である。 図３のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。 図３のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。 図５の断面におけるアクチュエータ部の動作を示す図である。 図２の圧電アクチュエータを構成する３つの圧電層のうち、最も上方の圧電層の上面を示す平面図である。 図２の圧電アクチュエータを構成する３つの圧電層のうち、中間の圧電層の上面を示す平面図である。 図２の圧電アクチュエータを構成する３つの圧電層のうち、最も下方の圧電層の上面を示す平面図である。 図７の領域Ｘの拡大図である。

以下の説明において、Ｚ方向は鉛直方向であり、Ｘ方向及びＹ方向は水平方向である。Ｘ方向及びＹ方向は共にＺ方向と直交する。Ｘ方向はＹ方向と直交する。Ｚ方向は第１方向、Ｘ方向は第３方向、Ｙ方向は第２方向に該当する。

＜プリンタの全体構成＞
先ず、図１を参照し、本発明の一実施形態に係る圧電アクチュエータを含むプリンタ１の全体構成について説明する。

プリンタ１は、ヘッド３と、キャリッジ２と、２つの搬送ローラ対４とを備えている。

キャリッジ２は、Ｙ方向に延びる２本のガイドレール５に支持され、ガイドレール５に沿ってＹ方向に移動可能である。

ヘッド３は、シリアル式であって、キャリッジ２に搭載され、キャリッジ２と共にＹ方向に移動可能である。ヘッド３の下面（Ｚ方向において下方を向く面）には、複数のノズル１５が形成されている。

２つの搬送ローラ対４は、Ｘ方向にキャリッジ２を挟んで配置されている。搬送ローラ対４が用紙Ｐを挟持した状態で回転することで、用紙ＰがＸ方向に沿った搬送方向に搬送される。

プリンタ１の制御部（図示略）は、キャリッジ２と共にヘッド３をＹ方向に移動させながらノズル１５からインクを吐出させる吐出動作と、搬送ローラ対４によって用紙Ｐを搬送方向に所定量搬送する搬送動作とを、交互に行わせる。これにより、用紙Ｐに画像が記録される。

＜ヘッドの構成＞
ヘッド３は、図２に示すように、流路ユニット２１と、圧電アクチュエータ２２と、ＣＯＦ（Chip On Film）２３とを有する。圧電アクチュエータ２２は、流路ユニット２１の上面に配置されている。ＣＯＦ２３は、Ｘ方向に長尺であり、Ｘ方向の中央部が圧電アクチュエータ２２の上面に固定され、Ｘ方向の両端部はヘッド３の上方に引き出され、プリンタ１の制御部に接続されている。

＜流路ユニットの構成＞
流路ユニット２１は、図４に示すように、Ｚ方向に積層された４枚のプレート３１～３４で構成されている。

プレート３１には、複数の圧力室１０が形成されている。プレート３２には、圧力室１０毎に、連通路１２，１３が形成されている。連通路１２，１３は、それぞれ、対応する圧力室１０のＹ方向の一端及び他端とＺ方向に重なっている。プレート３３には、連通路１３毎に、連通路１４が形成されている。連通路１４は、対応する連通路１３とＺ方向に重なっている。プレート３３には、さらに、１２本のマニホールド流路１１が形成されている。マニホールド流路１１は、Ｘ方向に配列された圧力室１０の列１０Ｒ（図２参照）毎に設けられている。各マニホールド流路１１は、Ｘ方向に延び、対応する列１０Ｒに属する複数の圧力室１０と連通路１２を介して連通している。プレート３４には、複数のノズル１５が形成されている。各ノズル１５は、連通路１４とＺ方向に重なっている。

プレート３１の上面において、圧電アクチュエータ２２が配置されない領域に、４つのインク供給口８が形成されている（図２参照）。各インク供給口８は、インクカートリッジ（図示略）と連通し、かつ、３本のマニホールド流路１１と連通している。インクカートリッジから各インク供給口８に供給されたインクは、３本のマニホールド流路１１に供給される。各マニホールド流路１１から、各列１０Ｒに属する複数の圧力室１０に、連通路１２を介してインクが供給される。そして後述のように圧電アクチュエータ２２が駆動することで、圧力室１０内のインクに圧力が付与され、連通路１３，１４を通ってノズル１５からインクが吐出される。

＜圧電アクチュエータの構成＞
圧電アクチュエータ２２は、Ｚ方向に積層された３つの圧電層４１～４３及びインク分離層４４と、複数の駆動電極５１と、高電位電極５２と、低電位電極５３とを有する。

インク分離層４４は、プレート３１の上面に配置され、プレート３１に形成された全ての圧力室１０を覆っている。インク分離層４４は、例えば、ステンレス鋼等の金属材料、チタン酸ジルコン酸鉛等を主成分とする圧電材料、合成樹脂材料等からなる。

圧電層４３は、インク分離層４４の上面に配置されている。圧電層４２は、圧電層４３の上面に配置されている。圧電層４１は、圧電層４２の上面に配置されている。圧電層４１～４３は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛等を主成分とする圧電材料からなる。

複数の駆動電極５１は、図３に示すように、圧電層４１の上面に、圧力室１０のそれぞれに対応して配置されている。各駆動電極５１は、主部５１ａと、突出部５１ｂとを有する。主部５１ａは、対応する圧力室１０の略全域とＺ方向に重なっている。突出部５１ｂは、主部５１ａからＹ方向に突出し、対応する圧力室１０とＺ方向に重なっていない。突出部５１ｂには、ＣＯＦ２３の配線と電気的に接続される接点が設けられている。ＣＯＦ２３に実装されたドライバＩＣ（図示略）は、制御部の制御により、ＣＯＦ２３の配線を介して各駆動電極５１に対して個別に、高電位（ＶＤＤ電位）及び低電位（ＧＮＤ電位）のいずれかを付与する。

図７に示すように、圧電層４１の上面には、複数の駆動電極５１に加え、２つの高電位端子群５４と、２つの低電位端子群５５と、２つの電極群６０とが配置されている。

高電位端子群５４、低電位端子群５５及び電極群６０は、圧電層４１のＹ方向の一端４１ｃ及び他端４１ｄのそれぞれに配置され、圧電層４１のＹ方向の中心を通ってＸ方向に延びる直線に関して対称に配置されている。圧電層４１のＹ方向の一端４１ｃに、１つの高電位端子群５４と、１つの低電位端子群５５と、１つの電極群６０とが、Ｘ方向に並んで配置されている。圧電層４１のＹ方向の他端４１ｄに、１つの高電位端子群５４と、１つの低電位端子群５５と、１つの電極群６０とが、Ｘ方向に並んで配置されている。

各高電位端子群５４は、複数の電極５４ａで構成される電極部５４１と、１つの電極で構成される電極部５４２とを含む。電極部５４２は、Ｘ方向において圧電層４１の一端４１ａと電極部５４１との間に配置されている。電極部５４１を構成する複数の電極５４ａは、Ｘ方向に等間隔で配置されている。電極部５４１と電極部５４２とは、互いに離隔しており、これらのＸ方向の間隔は、電極部５４１を構成する複数の電極５４ａ同士の間隔よりも大きい。また、電極部５４２の面積は、複数の電極５４ａを含む電極部５４１の面積よりも小さい。

各低電位端子群５５は、複数の電極５５ａで構成される電極部５５１と、１つの電極で構成される電極部５５２とを含む。電極部５５２は、Ｘ方向において圧電層４１の他端４１ｂと電極部５５１との間に配置されている。電極部５５１を構成する複数の電極５５ａは、Ｘ方向に等間隔で配置されている。電極部５５１と電極部５５２とは、互いに離隔しており、これらのＸ方向の間隔は、電極部５５１を構成する複数の電極５５ａ同士の間隔よりも大きい。また、電極部５５２の面積は、複数の電極５５ａを含む電極部５５１の面積よりも小さい。

高電位端子群５４及び低電位端子群５５は、Ｘ方向において電極群６０を挟み、かつ、圧電層４１のＸ方向の中心を通ってＹ方向に延びる直線に関して対称に配置されている。

電極群６０は、Ｘ方向に等間隔で配置された複数の電極６１で構成されている。

高電位端子群５４及び低電位端子群５５は、ＣＯＦ２３の配線と電気的に接続されている。ドライバＩＣは、制御部の制御により、ＣＯＦ２３の配線を介して、高電位端子群５４の各電極５４ａに高電位（ＶＤＤ電位）を付与し、低電位端子群５５の各電極５５ａに低電位（ＧＮＤ電位）を付与する。

電極群６０は、ＣＯＦ２３の配線と電気的に接続されず、ドライバＩＣから電荷が付与されない。

高電位電極５２は、図８に示すように、圧電層４２の上面に配置されており、１つの幹部５２１と、幹部５２１から分岐した複数の枝部５２３と、Ｘ方向に配列されかつ枝部５２３によって連結された複数の個別部５２ａとを含む。各個別部５２ａは、各圧力室１０のＸ方向の中央部とＺ方向に重なる（図５参照）。

幹部５２１は、Ｙ方向に延びる延在部分５２１１と、Ｘ方向に延びる延在部分５２１２，５２１３とを含む。延在部分５２１２，５２１３は、それぞれ、Ｘ方向の一端５２１２ａ，５２１３ａ及び他端５２１２ｂ，５２１３ｂを有する。各延在部分５２１２の一端５２１２ａ，５２１３ａは、延在部分５２１１に接続している。

延在部分５２１１は、圧電層４２のＸ方向の一端４２ａにおいて、Ｙ方向に延びている。延在部分５２１１に、複数の枝部５２３が設けられている。複数の枝部５２３は、延在部分５２１１から、圧電層４２のＸ方向の一端４２ａから他端４２ｂに向かって、Ｘ方向に延びている。

延在部分５２１２は、圧電層４２のＹ方向の一端４２ｃにおいて、圧電層４２のＸ方向の一端４２ａから中央に向かって、Ｘ方向に延びている。延在部分５２１２は、延在部分５２１１のＹ方向の一端５２１１ａ、及び、複数の枝部５２３のうちＹ方向において一端４２ｃに最も近い枝部５２３に接続している。

延在部分５２１３は、圧電層４２のＹ方向の他端４２ｄにおいて、圧電層４２のＸ方向の一端４２ａから中央に向かって、Ｘ方向に延びている。延在部分５２１３は、延在部分５２１１のＹ方向の他端５２１１ｂ、及び、複数の枝部５２３のうちＹ方向において他端４２ｄに最も近い枝部５２３に接続している。

延在部分５２１２，５２１３は、それぞれ、圧電層４１に形成された複数の貫通孔７１（図７参照）を介して、高電位端子群５４と電気的に接続されている。したがって、延在部分５２１２，５２１３を含む高電位電極５２は、高電位端子群５４と電気的に接続されている。

圧電層４２の上面には、高電位電極５２に加え、２つの接続電極群５６と、２つの電極群６２と、複数の電極５７とが配置されている。

接続電極群５６及び電極群６２は、圧電層４２のＹ方向の一端４２ｃ及び他端４２ｄのそれぞれに配置され、圧電層４２のＹ方向の中心を通ってＸ方向に延びる直線に関して対称に配置されている。圧電層４２のＹ方向の一端４２ｃに、１つの接続電極群５６と、１つの電極群６２とが、Ｘ方向に並んで配置されている。圧電層４２のＹ方向の他端４２ｄに、１つの接続電極群５６と、１つの電極群６２とが、Ｘ方向に並んで配置されている。

各接続電極群５６は、複数の電極５６ａで構成される電極部５６１と、１つの電極で構成される電極部５６２とを含む。電極部５６２は、Ｘ方向において圧電層４２の他端４２ｂと電極部５６１との間に配置されている。電極部５６１を構成する複数の電極５６ａは、Ｘ方向に等間隔で配置されている。電極部５６１と電極部５６２とは、互いに離隔しており、これらのＸ方向の間隔は、電極部５６１を構成する複数の電極５６ａ同士の間隔よりも大きい。また、電極部５６２の面積は、複数の電極５６ａを含む電極部５６１の面積よりも小さい。

電極群６２は、Ｘ方向に等間隔で配置された複数の電極６３で構成されている。

複数の電極５７は、圧電層４２のＸ方向の他端４２ｂにおいて、Ｙ方向に並んでいる。

２つの接続電極群５６は、それぞれ、圧電層４１に形成された複数の貫通孔７４（図７参照）を介して、低電位端子群５５と電気的に接続されている。

電極群６２及び複数の電極５７は、高電位端子群５４及び低電位端子群５５のいずれとも電気的に接続されず、ドライバＩＣから電荷が付与されない。

低電位電極５３は、図９に示すように、圧電層４３の上面に配置されており、１つの幹部５３１と、幹部５３１から分岐した複数の枝部５３３と、Ｘ方向に配列されか枝部５３３によって連結された複数の個別部５３ａとを含む。Ｘ方向に配列された複数の個別部５３ａのうち、Ｘ方向の一端及び他端に位置する個別部５３ａを除き、各個別部５３ａは、Ｘ方向に互いに隣接する２つの圧力室１０に跨り、当該２つの圧力室１０とＺ方向に重なる部分を有する（図５参照）。上記Ｘ方向の一端及び他端に位置する個別部５３ａは、１つの圧力室１０とＺ方向に重なる部分を有する。各圧力室１０のＸ方向の一端及び他端とＺ方向に重なる領域と、Ｘ方向に互いに隣接する２つの圧力室１０の間とＺ方向に重なる領域とに、個別部５３ａが配置されている。

幹部５３１は、Ｙ方向に延びる延在部分５３１１と、Ｘ方向に延びる延在部分５３１２，５３１３とを含む。

延在部分５３１１は、圧電層４３のＸ方向の他端４３ｂにおいて、Ｙ方向に延びている。延在部分５３１１に、複数の枝部５３３が設けられている。複数の枝部５３３は、延在部分５３１１から、圧電層４３のＸ方向の他端４３ｂから一端４３ａに向かって、Ｘ方向に延びている。

延在部分５３１２は、圧電層４３のＹ方向の一端４３ｃにおいて、圧電層４３のＸ方向の他端４３ｂから中央に向かって、Ｘ方向に延びている。延在部分５３１２は、延在部分５３１１のＹ方向の一端５３１１ａに接続している。

延在部分５３１３は、圧電層４３のＹ方向の他端４３ｄにおいて、圧電層４３のＸ方向の他端４３ｂから中央に向かって、Ｘ方向に延びている。延在部分５３１３は、延在部分５３１１のＹ方向の他端５３１１ｂに接続している。

延在部分５３１２，５３１３は、それぞれ、圧電層４２に形成された複数の貫通孔７５（図８参照）を介して、接続電極群５６と電気的に接続されている。接続電極群５６は、上述のように、圧電層４１に形成された複数の貫通孔７４（図７参照）を介して、低電位端子群５５と電気的に接続されている。したがって、延在部分５３１２，５３１３を含む低電位電極５３は、低電位端子群５５と電気的に接続されている。

圧電層４３の上面には、低電位電極５３に加え、接続電極５８と、２つの電極群６４とが配置されている。

接続電極５８は、圧電層４３のＸ方向の一端４３ａにおいてＹ方向に延びる延在部分５８１と、延在部分５８１のＹ方向の一端５８１ａ及び他端５８１ｂにそれぞれ接続し、Ｘ方向に延びる一対の延在部分５８２とを有する。

電極群６４は、圧電層４３のＹ方向の一端４３ｃ及び他端４３ｄのそれぞれに配置され、Ｘ方向において低電位電極５３の延在部分５３１２と接続電極５８の延在部分５８２との間に配置されている。電極群６４は、Ｘ方向に等間隔で配置された複数の電極６５で構成されている。

一対の延在部分５８２は、それぞれ、圧電層４２に形成された複数の貫通孔７３（図８参照）を介して、高電位電極５２の延在部分５２１２，５２１３と電気的に接続されている。延在部分５２１２，５２１３は、上述のように、圧電層４１に形成された複数の貫通孔７１（図７参照）を介して、高電位端子群５４と電気的に接続されている。したがって、一対の延在部分５８２を含む接続電極５８は、高電位端子群５４と電気的に接続されている。

高電位電極５２の下方に、高電位電極５２と電気的に接続される接続電極５８を設けたことで、ドライバＩＣから高電位端子群５４に付与された電荷を、高電位電極５２に分配する経路を増やすことができ、電気的な信頼性を向上させることができる。

電極群６４は、ＣＯＦ２３の配線と電気的に接続されず、ドライバＩＣから電荷が付与されない。

＜アクチュエータ部＞
図５に示すように、圧電層４１のうち、Ｚ方向において駆動電極５１と高電位電極５２の個別部５２ａとに挟まれた部分を、第１活性部９１という。圧電層４２，４３のうち、Ｚ方向において駆動電極５１と低電位電極５３の個別部５３ａとに挟まれた部分を、第２活性部９２という。第１活性部９１は主に上向きに分極され、第２活性部９２は主に下向きに分極されている。圧電アクチュエータ２２は、圧力室１０毎に、１つの第１活性部９１と２つの第２活性部９２とから構成されるアクチュエータ部９０を有する。２つの第２活性部９２は、Ｘ方向において第１活性部９１を挟んでいる。

ここで、図６を参照し、あるノズル１５からインクを吐出させる際の、当該ノズル１５に対応するアクチュエータ部９０の動作について説明する。

プリンタ１が記録動作を開始する前は、図６（ａ）に示すように、各駆動電極５１に低電位（ＧＮＤ電位）が付与されている。このとき、駆動電極５１と高電位電極５２との電位差によって、第１活性部９１にその分極方向に等しい上向きの電界が生じ、第１活性部９１が面方向（Ｘ方向及びＹ方向に沿った方向）に収縮している。これにより、圧電層４１～４３及びインク分離層４４からなる積層体における圧力室１０とＺ方向に重なる部分が、圧力室１０に向かって（下向きに）凸となるように撓んでいる。このとき圧力室１０は、上記積層体がフラットな場合と比べ、容積が小さくなっている。

プリンタ１が記録動作を開始し、あるノズル１５からインクが吐出させる際には、先ず、図６（ｂ）に示すように、当該ノズル１５に対応する駆動電極５１の電位が低電位（ＧＮＤ電位）から高電位（ＶＤＤ電位）に切り替えられる。このとき、駆動電極５１と高電位電極５２との電位差がなくなることで、第１活性部９１の収縮が解消される。一方、駆動電極５１と低電位電極５３との電位差が生じることで、第２活性部９２にその分極方向に等しい下向きの電界が生じ、第２活性部９２が面方向に収縮する。ただし、第２活性部９２は、クロストーク（ある圧力室１０におけるアクチュエータ部９０の変形に伴う圧力変動が、当該圧力室１０にＸ方向に隣接する別の圧力室１０に伝わる現象）を抑制する機能を有するものであり、アクチュエータ部９０の変形にほとんど寄与しない。つまり、このとき上記積層体は、圧力室１０とＺ方向に重なる部分が圧力室１０から離れる方向に（上向きに）凸となるように撓まず、フラットな状態となる。これにより、圧力室１０の容積は、図６（ａ）に比べて大きくなる。

その後、図６（ａ）に示すように、当該ノズル１５に対応する駆動電極５１の電位が高電位（ＶＤＤ電位）から低電位（ＧＮＤ電位）に切り替えられる。このとき、駆動電極５１と低電位電極５３との電位差がなくなることで、第２活性部９２の収縮が解消される。一方、駆動電極５１と高電位電極５２との電位差が生じることで、第１活性部９１にその分極方向に等しい上向きの電界が生じ、第１活性部９１が面方向に収縮する。これにより、上記積層体における圧力室１０とＺ方向に重なる部分が、圧力室１０に向かって（下向きに）凸となるように撓む。このとき、圧力室１０の容積が大きく減少することで、圧力室１０内のインクに大きな圧力が付与され、ノズル１５からインクが吐出される。

＜本発明の特徴＞

本実施形態において、圧電層４１が、本発明の「第１圧電層」に該当し、圧電層４１の上面（表面）に配置された高電位端子群５４が、本発明の「第１電極層」に該当する。電極部５４１が、本発明の「第１電極部」に該当し、電極部５４２が、本発明の「第２電極部」に該当する。Ｚ方向において高電位端子群５４との間に圧電層４１を挟む圧電層４２が、本発明の「第２圧電層」に該当し、Ｚ方向において圧電層４１と圧電層４２との間に配置された高電位電極５２が、本発明の「第２電極層」に該当する。延在部分５２１１が本発明の「第１延在部分」に該当し、延在部分５２１２が本発明の「第２延在部分」に該当し、延在部分５２１３が本発明の「第３延在部分」に該当する。Ｚ方向において高電位端子群５４との間に圧電層４２を挟む圧電層４３が、本発明の「第３圧電層」に該当し、Ｚ方向において圧電層４２と圧電層４３との間に配置された接続電極５８が、本発明の「第３電極層」に該当する。ＣＯＦ２３が、本発明の「給電部」に該当する。

高電位電極５２において、幹部５２１は、図８に示すように、複数の枝部５２３がそれぞれ分岐する複数の分岐部Ｂと、複数の分岐部Ｂから離隔した一対の端部５２１ａとを有する。複数の分岐部Ｂは、延在部分５２１１に設けられている。一対の端部５２１ａは、延在部分５２１２，５２１３のＸ方向の他端５２１２ｂに該当する。

幹部５２１における、複数の分岐部Ｂと各端部５２１ａとの間（具体的には、延在部分５２１２，５２１３）には、それぞれ、貫通孔７２が形成されている。

延在部分５２１２は、Ｙ方向に延在部分５２１１と重なる第１領域Ｒ１と、Ｙ方向に延在部分５２１１と重ならない第２領域Ｒ２とを有する。延在部分５２１３は、Ｙ方向に延在部分５２１１と重なる第３領域Ｒ３と、Ｙ方向に延在部分５２１１と重ならない第４領域Ｒ４とを有する。貫通孔７２は、延在部分５２１２の第２領域Ｒ２と、延在部分５２１３の第４領域Ｒ４とに形成されている。

また、貫通孔７２は、各延在部分５２１２，５２１３のＹ方向の外側部分（図８の左側及び右側）に形成されている。具体的には、延在部分５２１２，５２１３のそれぞれにおける（図１０には延在部分５２１２が示されているが、延在部分５２１３も同様に）、Ｙ方向の中心Ｏと、Ｙ方向において延在部分５２１１から離隔した端部５２１２ｅとの間に、貫通孔７２の中心７２ｘが位置する。

貫通孔７２が形成された高電位電極５２は、上述のとおり、圧電層４１に形成された複数の貫通孔７１を介して、高電位端子群５４と電気的に接続されている。貫通孔７１が本発明の「第１貫通孔」に該当し、貫通孔７２が本発明の「第２貫通孔」に該当する。

貫通孔７１は、図１０に示すように、幹部５２１における端部５２１ａと貫通孔７２との間の領域（高電位端子群５４の電極部５４１が配置された領域）とＺ方向に重なる第１群Ｇ１と、幹部５２１における貫通孔７２と複数の分岐部Ｂとの間の領域（高電位端子群５４の電極部５４２が配置された領域）とＺ方向に重なる第２群Ｇ２とを有する。

第１群Ｇ１は、高電位端子群５４の電極部５４１を構成する各電極５４ａの下方に設けられ、各電極５４ａとＺ方向に重なる複数の貫通孔７１で構成される。第２群Ｇ２は、高電位端子群５４の電極部５４２の下方に設けられ、電極部５４２とＺ方向に重なる複数の貫通孔７１で構成される。第２群Ｇ２を構成する複数の貫通孔７１の密度は、第１群Ｇ１を構成する複数の貫通孔７１の密度よりも大きい。

図１０に示すように、延在部分５２１２の第２領域Ｒ２とＺ方向に重なる領域に、複数の貫通孔７１、電極部５４１及び電極部５４２が配置されている。延在部分５２１３においても同様に、第４領域Ｒ４（図８参照）とＺ方向に重なる領域に、複数の貫通孔７１、電極部５４１及び電極部５４２が配置されている。

また、高電位電極５２は、上述のとおり、圧電層４２に形成された複数の貫通孔７３（図８参照）を介して、接続電極５８（図９参照）と互いに電気的に接続されている。貫通孔７３が、本発明の「第３貫通孔」に該当する。

複数の貫通孔７３は、図８に示すように、幹部５２１における端部５２１ａと貫通孔７２との間の領域に設けられており、第１群Ｇ１が設けられた領域（高電位端子群５４の電極部５４１が配置された領域）とＺ方向に重なり、かつ、第２群Ｇ２が設けられた領域とＺ方向に重ならない。

以上に述べたように、本実施形態によれば、高電位電極５２は、幹部５２１と、幹部５２１から分岐した複数の枝部５２３とを含む（図８参照）。幹部５２１は、複数の枝部５２３がそれぞれ分岐する複数の分岐部Ｂと、複数の分岐部Ｂから離隔した一対の端部５２１ａとを有する。幹部５２１における複数の分岐部Ｂと端部５２１ａとの間に、貫通孔７２が形成されている。高電位電極５２と高電位端子群５４とを電気的に接続する複数の貫通孔７１は、幹部５２１における端部５２１ａと貫通孔７２との間の領域とＺ方向に重なる第１群Ｇ１と、幹部５２１における貫通孔７２と複数の分岐部Ｂとの間の領域とＺ方向に重なる第２群Ｇ２とを有する（図１０参照）。
本実施形態によれば、高電位電極５２と高電位端子群５４とが、複数の貫通孔７１の、第１群Ｇ１のみでなく、第２群Ｇ２をも介して、互いに電気的に接続される。これにより、高電位電極５２に貫通孔７２を形成した場合でも、第２群Ｇ２からの電荷供給により、電気抵抗の増大（ひいては、幹部５２１から複数の枝部５２３への電荷供給不足により、アクチュエータ部９０の変形が阻害され得る問題）を抑制できる。

第２群Ｇ２を構成する複数の貫通孔７１の密度は、第１群Ｇ１を構成する複数の貫通孔７１の密度よりも大きい（図１０参照）。この場合、第２群Ｇ２からの電荷供給がより効率よく行われ、電気抵抗の増大をより一層抑制できる。

高電位電極５２と接続電極５８とを電気的に接続する複数の貫通孔７３は、第１群Ｇ１が設けられた領域とＺ方向に重なり、かつ、第２群Ｇ２が設けられた領域とＺ方向に重ならない領域に、形成されている（図８参照）。この場合、第１群Ｇ１を構成する貫通孔７１の密度は、下方に貫通孔７３があるため、大きくし難い。一方、第２群を構成する貫通孔７１の密度は、下方に貫通孔７３がないため、大きく易い。したがって、「第２群Ｇ２を構成する複数の貫通孔７１の密度は、第１群Ｇ１を構成する複数の貫通孔７１の密度よりも大きい」という構成を、実効的に実現できる。

高電位端子群５４は、第１群Ｇ１及び第２群Ｇ２のそれぞれに対して設けられ、互いに離隔した、２つの電極部５４１，５４２を有する（図１０参照）。この場合、第１群Ｇ１及び第２群Ｇ２に跨る電極部が設けられる場合に比べ、電極部５４１，５４２毎の面積を小さくでき、電極部５４１，５４２の反りや剥離を抑制できる。

電極部５４２の面積は、電極部５４１の面積よりも小さい（図１０参照）。この場合、電極部５４２の面積が小さいことで、貫通孔７２を、第１領域Ｒ１（幹部５２１の角部）の近くに配置できる。貫通孔７２を、幹部５２１の角部近傍に配置することで、貫通孔７２の検出に基づく位置決めを精度よく行える。

延在部分５２１２の第２領域Ｒ２に、貫通孔７２が形成されている（図８参照）。延在部分５２１２の第１領域Ｒ１は、幹部５２１の角部に該当し、反りが生じ易い。第１領域Ｒ１に貫通孔７２を形成し、貫通孔７２を検出して位置決めを行う場合、反りの影響で貫通孔７２の検出精度が悪化し、位置決めを適切に行えない問題が生じ得る。この点、本実施形態では、第１領域Ｒ１ではなく、第２領域Ｒ２に、貫通孔７２を形成したことで、上記のような位置決めを適切に行えない問題を抑制できる。

Ｙ方向に互いに離隔した延在部分５２１２，５２１３のそれぞれにおける、第２領域Ｒ２に、貫通孔７２が形成されている（図８参照）。この場合、一対の貫通孔７２を検出し、位置決めを精度よく行うことができる。

Ｙ方向に互いに離隔した延在部分５２１２，５２１３のそれぞれにおける、Ｙ方向の中心Ｏと、Ｙ方向において延在部分５２１１から離隔した端部５２１２ｅとの間に、貫通孔７２の中心７２ｘが位置する（図１０参照）。この場合、一対の貫通孔７２（図８参照）のＹ方向の間隔を大きくでき、位置決めをより精度よく行うことができる。

＜変形例＞
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

第１～第３貫通孔の形状は、上述の実施形態では第１方向（Ｚ方向）から見て円形であるが、任意の形状（例えば、矩形等）であってよい。

第２貫通孔の位置は、延在部分の第２領域Ｒ２（図８参照）に限定されず、第１領域Ｒ１であってもよい。また、第２貫通孔の中心が、延在部分の第２方向の中心と一致してもよい。一対の延在部分５２１２，５２１３（図８参照）の一方のみに、貫通孔７２が形成されてもよい。

第２貫通孔の内部に、マーク（例えば、第２電極層と同じ材料からなるマーク）を形成し、当該マークを位置決め用のマークとして検出してもよい。

第２群が設けられた領域と第１方向に重なる領域に、複数の第３貫通孔が形成されてもよい。また、第３電極層を省略してもよい。

第２群を構成する複数の第１貫通孔の密度は、第１群を構成する複数の第１貫通孔の密度と同じ又はこれより小さくてもよい。

第２電極部の面積は、第１電極部の面積と同じ又はこれより大きくてもよい。

第１電極層は、第１群及び第２群のそれぞれに対して設けられかつ互いに離隔した２つの電極部ではなく、第１群及び第２群に跨る電極部を有してもよい。

上述の実施形態では、３つの圧電層４１～４３のうち中間の圧電層４２を「第２圧電層」、圧電層４２の表面に形成された高電位電極５２を「第２電極層」として説明したが、これに限定されない。例えば、３つの圧電層４１～４３のうち最も下方の圧電層４３を「第２圧電層」、圧電層４３の表面に形成された低電位電極５３を「第２電極層」とし、低電位電極５３に貫通孔７２を形成してもよい。この場合、圧電層４２を「第１圧電層」、接続電極群５６とを「第１電極層」としてよい。

圧電アクチュエータを構成する圧電層の数は、上述の実施形態では３つであるが、これに限定されず、任意の数であってよい。

本発明は、プリンタに限定されず、ファクシミリ、コピー機、複合機等にも適用可能である。また、本発明は、画像の記録以外の用途で使用される液体吐出装置（例えば、基板に導電性の液体を吐出して導電パターンを形成する液体吐出装置）にも適用可能である。さらに、本発明に係る圧電アクチュエータは、液体吐出装置以外の任意の装置に適用可能である。

２２ 圧電アクチュエータ
２３ ＣＯＦ（給電部）
４１ 圧電層（第１圧電層）
４２ 圧電層（第２圧電層）
４３ 圧電層（第３圧電層）
５１ 駆動電極
５２ 高電位電極（第２電極層）
５２１ 幹部
５２１ａ 端部
５２１１ 延在部分（第１延在部分）
５２１２ 延在部分（第２延在部分）
５２１３ 延在部分（第３延在部分）
５２３ 枝部
５３ 低電位電極
５４ 高電位端子群（第１電極層）
５４１ 電極部（第１電極部）
５４２ 電極部（第２電極部）
５８ 接続電極（第３電極層）
７１ 貫通孔（第１貫通孔）
７２ 貫通孔（第２貫通孔）
７３ 貫通孔（第３貫通孔）
Ｂ 分岐部
Ｇ１ 第１群
Ｇ２ 第２群
Ｒ１ 第１領域
Ｒ２ 第２領域
Ｒ３ 第３領域
Ｒ４ 第４領域

Claims (8)

1. 第１圧電層と、
   前記第１圧電層の表面に配置された第１電極層であって、給電部に接続される第１電極層と、
   前記表面と直交する第１方向において前記第１電極層との間に前記第１圧電層を挟む第２圧電層と、
   前記第１方向において前記第１圧電層と前記第２圧電層との間に配置された第２電極層と、を備え、
   前記第１電極層と前記第２電極層とは、前記第１圧電層に形成された複数の第１貫通孔を介して、互いに電気的に接続され、
   前記第２電極層は、幹部と、前記幹部における複数の分岐部からそれぞれ分岐した複数の枝部と、を含み、
   前記幹部は、
   前記複数の枝部が設けられ、前記第１方向と直交する第２方向に延びる第１延在部分と、
   前記第１延在部分の前記第２方向の一端に接続し、前記第１方向と直交しかつ前記第２方向と交差する第３方向に延びる第２延在部分と、を含み、
   前記幹部における前記第２延在部分に、第２貫通孔が形成され、
   前記複数の第１貫通孔は、
   前記幹部における前記第２延在部分の前記第３方向の端部と前記第２貫通孔との間の領域と前記第１方向に重なる第１群と、
   前記幹部における前記第２貫通孔と前記複数の分岐部との間の領域と前記第１方向に重なる第２群と、を有することを特徴とする、圧電アクチュエータ。
2. 前記第２群を構成する前記複数の第１貫通孔の密度は、前記第１群を構成する前記複数の第１貫通孔の密度よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
3. 前記第１方向において前記第１電極層との間に前記第２圧電層を挟む第３圧電層と、
   前記第１方向において前記第２圧電層と前記第３圧電層との間に配置された第３電極層と、をさらに備え、
   前記第２電極層と前記第３電極層とは、前記第２圧電層に形成された複数の第３貫通孔を介して、互いに電気的に接続され、
   前記複数の第３貫通孔は、前記第１群が設けられた領域と前記第１方向に重なり、かつ、前記第２群が設けられた領域と前記第１方向に重ならない領域に、形成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。
4. 前記第１電極層は、
   前記第１群が設けられた領域と前記第１方向に重なる第１電極部と、
   前記第２群が設けられた領域と前記第１方向に重なる第２電極部と、を有し、
   前記第１電極部と前記第２電極部とは、互いに離隔していることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータ。
5. 前記第２電極部の面積は、前記第１電極部の面積よりも小さいことを特徴とする、請求項４に記載の圧電アクチュエータ。
6. 前記第２延在部分は、前記第２方向に前記第１延在部分と重なる第１領域と、前記第２方向に前記第１延在部分と重ならない第２領域と、を有し、
   前記第２領域に、前記第２貫通孔が形成されたことを特徴とする、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。
7. 前記幹部は、
   前記第１延在部分の前記第２方向の他端に接続し、前記第３方向に延びる第３延在部分をさらに含み、
   前記第３延在部分は、前記第２方向に前記第１延在部分と重なる第３領域と、前記第２方向に前記第１延在部分と重ならない第４領域と、を有し、
   前記第４領域に、前記第２貫通孔が形成されたことを特徴とする、請求項６に記載の圧電アクチュエータ。
8. 前記第２延在部分及び前記第３延在部分のそれぞれにおける、前記第２方向の中心と、前記第２方向において前記第１延在部分から離隔した端部との間に、前記第２貫通孔の中心が位置す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。

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