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JP7533162B2 - Piezoelectric actuator and method for manufacturing liquid ejection head having piezoelectric actuator and flow path unit - Google Patents
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JP7533162B2 - Piezoelectric actuator and method for manufacturing liquid ejection head having piezoelectric actuator and flow path unit - Google Patents

Piezoelectric actuator and method for manufacturing liquid ejection head having piezoelectric actuator and flow path unit Download PDF

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Description

本発明は、少なくとも3つの圧電層及び3つの電極層を備えた圧電アクチュエータ、及び、圧電アクチュエータと流路ユニットとを備えた液体吐出ヘッドの製造方法に関する。 The present invention relates to a piezoelectric actuator having at least three piezoelectric layers and three electrode layers, and a method for manufacturing a liquid ejection head having a piezoelectric actuator and a flow path unit.

特許文献1には、3つの圧電層(第1~第3圧電層)と3つの電極層(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と、複数のノズル及び複数の圧力室を含む流路が形成された流路ユニットとを備えたインクジェットヘッド(液体吐出ヘッド)が示されている。 Patent document 1 shows an inkjet head (liquid ejection head) that includes a piezoelectric actuator having three piezoelectric layers (first to third piezoelectric layers) and three electrode layers (a drive electrode, a high potential electrode, and a low potential electrode), and a flow path unit in which a flow path including multiple nozzles and multiple pressure chambers is formed.

特開2018-034474号公報JP 2018-034474 A

圧電アクチュエータを流路ユニットに接着するにあたり、圧電アクチュエータと流路ユニットとを位置決めするため、予め、第1電極層及び第3電極層の一方に、第1貫通孔を形成し、第2電極層に、第1貫通孔と重なる第2貫通孔を形成することが考えられる。この場合、圧電アクチュエータに対し、第1電極層及び第3電極層の一方から他方に向けて光を照射する。光は、圧電層を透過しかつ電極層を透過しないようになっており、第1貫通孔及び第2貫通孔を通り、さらに第1圧電層及び第3圧電層の他方を通る。当該照射による撮像結果から第2貫通孔を検出し、第2貫通孔を基準として、圧電アクチュエータと流路ユニットとの位置決めを行う。 When adhering the piezoelectric actuator to the flow path unit, in order to position the piezoelectric actuator and the flow path unit, it is possible to form a first through hole in one of the first and third electrode layers in advance, and form a second through hole in the second electrode layer that overlaps with the first through hole. In this case, light is irradiated from one of the first and third electrode layers to the other of the piezoelectric actuator. The light passes through the piezoelectric layers but does not pass through the electrode layers, passes through the first and second through holes, and then passes through the other of the first and third piezoelectric layers. The second through hole is detected from the image obtained by this irradiation, and the piezoelectric actuator and the flow path unit are positioned based on the second through hole.

しかしながら、第1貫通孔の周縁は、特に電極層をスクリーン印刷で形成する場合においては、スクリーン印刷の印刷方向の上流側に、滲みが生じ易い。この場合、第1貫通孔の周縁の滲みによって光の透過が阻害されるため、第2貫通孔を精度よく検出できず、圧電アクチュエータと流路ユニットとの位置決めを適切に行えない問題が生じ得る。 However, the periphery of the first through hole is prone to bleeding on the upstream side of the printing direction of the screen printing, especially when the electrode layer is formed by screen printing. In this case, the bleeding on the periphery of the first through hole prevents light from passing through, so the second through hole cannot be detected accurately, which can cause a problem in that the piezoelectric actuator and the flow path unit cannot be properly positioned.

本発明の目的は、圧電アクチュエータと流路ユニットとの位置決めを適切に行うことができる、圧電アクチュエータ、及び、液体吐出ヘッドの製造方法を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a piezoelectric actuator and a method for manufacturing a liquid ejection head that allows proper positioning of the piezoelectric actuator and the flow path unit.

本発明の第1観点によれば、第1圧電層と、前記第1圧電層に対して前記第1圧電層の厚み方向に沿った第1方向に積層された第2圧電層と、前記第1圧電層及び前記第2圧電層に対して前記第1方向に積層され、前記第1圧電層との間に前記第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1圧電層の前記第2圧電層と反対側の面に配置された第1電極層と、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、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、を備え、前記第1電極層は、それぞれ第1電位及び前記第1電位と異なる第2電位のいずれかが選択的に付与される複数の駆動電極を含み、前記第2電極層は、前記第1電位に保持される第1電位電極を含み、前記第3電極層は、前記第2電位に保持される第2電位電極を含み、前記第1電極層及び前記第3電極層の一方は、第1貫通孔と、前記第1貫通孔を画定する第1厚肉部と、前記第1厚肉部に接続しかつ前記第1厚肉部よりも前記第1方向の厚みが小さい第1薄肉部であって、前記第1貫通孔内における前記第1方向と直交する第2方向の上流側に配置された第1薄肉部とを有し、前記第2電極層は、前記第1貫通孔と前記第1方向に重なる第2貫通孔を有し、前記第2貫通孔の中心は、前記第1貫通孔の中心に対して前記第2方向の下流側に位置することを特徴とする圧電アクチュエータが提供される。 According to a first aspect of the present invention, a piezoelectric element includes a first piezoelectric layer, a second piezoelectric layer stacked on the first piezoelectric layer in a first direction along the thickness direction of the first piezoelectric layer, a third piezoelectric layer stacked on the first piezoelectric layer and the second piezoelectric layer in the first direction and sandwiching the second piezoelectric layer between the first piezoelectric layer, a first electrode layer arranged on a surface of the first piezoelectric layer opposite the second piezoelectric layer in the first direction, a second electrode layer arranged between the first piezoelectric layer and the second piezoelectric layer in the first direction, and a third electrode layer arranged between the second piezoelectric layer and the third piezoelectric layer in the first direction, and the first electrode layer is provided with a plurality of driving electrodes to which either a first potential or a second potential different from the first potential is selectively applied. The piezoelectric actuator includes a first electrode, the second electrode layer includes a first potential electrode held at the first potential, the third electrode layer includes a second potential electrode held at the second potential, one of the first electrode layer and the third electrode layer has a first through hole, a first thick portion defining the first through hole, and a first thin portion connected to the first thick portion and having a thickness in the first direction smaller than that of the first thick portion, the first thin portion being disposed upstream in the first through hole in a second direction perpendicular to the first direction, the second electrode layer has a second through hole overlapping the first through hole in the first direction, and the center of the second through hole is located downstream in the second direction relative to the center of the first through hole.

本発明の第2観点によれば、第1圧電層と、前記第1圧電層に対して前記第1圧電層の厚み方向に沿った第1方向に積層された第2圧電層と、前記第1圧電層及び前記第2圧電層に対して前記第1方向に積層され、前記第1圧電層との間に前記第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1圧電層の前記第2圧電層と反対側の面に配置された第1電極層と、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、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、を備え、前記第1電極層は、それぞれ第1電位及び前記第1電位と異なる第2電位のいずれかが選択的に付与される複数の駆動電極を含み、前記第2電極層は、前記第1電位に保持される第1電位電極を含み、前記第3電極層は、前記第2電位に保持される第2電位電極を含み、前記第1電極層及び前記第3電極層の一方は、当該電極層の前記第1方向と直交する第4方向の一端に切欠き状に開口した第1貫通孔を有し、前記第2電極層は、前記第1貫通孔と前記第1方向に重なる第2貫通孔を有することを特徴とする圧電アクチュエータが提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a piezoelectric element including a first piezoelectric layer, a second piezoelectric layer stacked on the first piezoelectric layer in a first direction along the thickness direction of the first piezoelectric layer, a third piezoelectric layer stacked on the first piezoelectric layer and the second piezoelectric layer in the first direction and sandwiching the second piezoelectric layer between the first piezoelectric layer and the third piezoelectric layer, a first electrode layer arranged on the surface of the first piezoelectric layer opposite the second piezoelectric layer in the first direction, a second electrode layer arranged between the first piezoelectric layer and the second piezoelectric layer in the first direction, and a third electrode layer arranged between the second piezoelectric layer and the third piezoelectric layer in the first direction. The piezoelectric actuator is provided, in which the first electrode layer includes a plurality of drive electrodes to which either a first potential or a second potential different from the first potential is selectively applied, the second electrode layer includes a first potential electrode held at the first potential, the third electrode layer includes a second potential electrode held at the second potential, one of the first electrode layer and the third electrode layer has a first through hole that opens in a notch shape at one end of the electrode layer in a fourth direction perpendicular to the first direction, and the second electrode layer has a second through hole that overlaps with the first through hole in the first direction.

本発明の第3観点によれば、第1圧電層、第2圧電層及び第3圧電層が前記第1圧電層の厚み方向に沿った第1方向に積層された圧電アクチュエータを作製するアクチュエータ作製工程と、前記圧電アクチュエータを、複数のノズルと前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室とを含む流路が形成された流路ユニットに接着する接着工程と、を備え、前記アクチュエータ作製工程は、前記第1圧電層の表面に、それぞれ第1電位及び前記第1電位と異なる第2電位のいずれかが選択的に付与される複数の駆動電極を含む第1電極層を、スクリーン印刷により形成する第1電極層形成ステップと、前記第2圧電層の表面に、前記第1電位に保持される第1電位電極を含む第2電極層を、スクリーン印刷により形成する第2電極層形成ステップと、前記第3圧電層の表面に、前記第2電位に保持される第2電位電極を含む第3電極層を、スクリーン印刷により形成する第3電極層形成ステップと、前記第1電極層形成ステップ、前記第2電極層形成ステップ及び前記第3電極層形成ステップの後、前記第1電極層が前記第1方向において前記第1圧電層の前記第2圧電層と反対側の面に配置され、前記第2電極層が前記第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、かつ、前記第3電極層が前記第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るように、前記第1圧電層、前記第2圧電層及び前記第3圧電層を前記第1方向に積層する積層ステップと、を含み、前記第1電極層形成ステップ及び前記第3電極層形成ステップの一方において、当該電極層に第1貫通孔を形成し、前記第2電極層形成ステップにおいて、前記第2電極層に、前記第1貫通孔と前記第1方向に重なる第2貫通孔であって、前記第1貫通孔の中心に対してその中心が前記第1方向と直交する第2方向の下流側であって前記第1電極層形成ステップ及び前記第3電極層形成ステップの前記一方における前記スクリーン印刷の印刷方向の下流側に位置する第2貫通孔を形成し、前記接着工程は、前記圧電アクチュエータに対し、前記第1電極層及び前記第3電極層のうち前記第1貫通孔が形成された一方から他方に向けて光を照射し、撮像結果を取得する撮像ステップと、前記撮像結果に基づいて、前記圧電アクチュエータと前記流路ユニットとを位置決めする位置決めステップと、を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法が提供される。 According to a third aspect of the present invention, a method for manufacturing a piezoelectric actuator includes an actuator fabrication process for fabricating a piezoelectric actuator in which a first piezoelectric layer, a second piezoelectric layer, and a third piezoelectric layer are stacked in a first direction along the thickness direction of the first piezoelectric layer, and an adhesion process for adhering the piezoelectric actuator to a flow path unit in which a flow path including a plurality of nozzles and a plurality of pressure chambers each communicating with the plurality of nozzles is formed. The actuator fabrication process includes forming, by screen printing, a first electrode layer including a plurality of driving electrodes to which either a first potential or a second potential different from the first potential is selectively applied on the surface of the first piezoelectric layer. a first electrode layer forming step of forming a first electrode layer including a first potential electrode held at the first potential on a surface of the second piezoelectric layer by screen printing; a third electrode layer forming step of forming a third electrode layer including a second potential electrode held at the second potential on a surface of the third piezoelectric layer by screen printing; and after the first electrode layer forming step, the second electrode layer forming step, and the third electrode layer forming step, the first electrode layer is disposed on a surface of the first piezoelectric layer opposite to the second piezoelectric layer in the first direction, and the second electrode layer is disposed on a surface of the third piezoelectric layer opposite to the first potential electrode on the surface of the third piezoelectric layer by screen printing. and a laminating step of laminating the first piezoelectric layer, the second piezoelectric layer, and the third piezoelectric layer in the first direction such that the first piezoelectric layer, the second piezoelectric layer, and the third electrode layer are disposed between the first piezoelectric layer and the second piezoelectric layer in the first direction, wherein in one of the first electrode layer forming step and the third electrode layer forming step, a first through hole is formed in the electrode layer, and in the second electrode layer forming step, a second through hole is formed in the second electrode layer, the second through hole overlapping with the first through hole in the first direction, the center of which is in the first direction with respect to the center of the first through hole. A second through hole is formed downstream in a second direction perpendicular to the first electrode layer forming step and downstream in the printing direction of the screen printing in one of the first electrode layer forming step and the third electrode layer forming step, and the bonding process includes an imaging step of irradiating the piezoelectric actuator with light from one of the first electrode layer and the third electrode layer in which the first through hole is formed to the other, thereby obtaining an imaging result, and a positioning step of positioning the piezoelectric actuator and the flow path unit based on the imaging result.

本発明の第1実施形態に係る圧電アクチュエータを含むプリンタ1の全体構成図である。1 is a diagram showing the overall configuration of a printer 1 including a piezoelectric actuator according to a first embodiment of the present invention. ヘッド3の平面図である。FIG. 図2の領域IIIの拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of region III in FIG. 2 . 図3のIV-IV線に沿った断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 図3のV-V線に沿った断面図である。4 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 3. 図5の断面におけるアクチュエータ部90の動作を示す図である。6A to 6C are diagrams illustrating the operation of the actuator section 90 in the cross section of FIG. 5. 図2の圧電アクチュエータ22を構成する3つの圧電層41~43のうち、最も上方の圧電層41の上面を示す平面図である。3 is a plan view showing the top surface of the uppermost piezoelectric layer 41 of the three piezoelectric layers 41 to 43 that constitute the piezoelectric actuator 22 in FIG. 2. 図2の圧電アクチュエータ22を構成する3つの圧電層41~43のうち、中間の圧電層42の上面を示す平面図である。3 is a plan view showing the upper surface of the middle piezoelectric layer 42 of the three piezoelectric layers 41 to 43 that constitute the piezoelectric actuator 22 in FIG. 2. 図2の圧電アクチュエータ22を構成する3つの圧電層41~43のうち、最も下方の圧電層43の上面を示す平面図である。3 is a plan view showing the upper surface of the lowermost piezoelectric layer 43 of the three piezoelectric layers 41 to 43 that constitute the piezoelectric actuator 22 in FIG. 2. 図8の領域Xの拡大図である。FIG. 9 is an enlarged view of region X in FIG. 8 . 図10のXI-XI線に沿った断面図である。11 is a cross-sectional view taken along line XI-XI of FIG. 圧電層43の上面に高電位接続電極部57をスクリーン印刷により形成する工程を示す、図11の領域XIIに対応する図である。12 is a diagram showing a step of forming a high-potential connecting electrode portion 57 on the upper surface of the piezoelectric layer 43 by screen printing, and corresponds to region XII in FIG. 11 . ヘッド3の製造方法を示すフロー図である。4 is a flow diagram showing a manufacturing method of the head 3. FIG. 本発明の第2実施形態に係る圧電アクチュエータ222を示す図8相当の図である。9 is a view corresponding to FIG. 8 and showing a piezoelectric actuator 222 according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係る圧電アクチュエータ222を示す図9相当の図である。10 is a view corresponding to FIG. 9 and showing a piezoelectric actuator 222 according to a second embodiment of the present invention. 図14の領域XVIの拡大図である。FIG. 15 is an enlarged view of region XVI of FIG. 14. 図16のXVII-XVII線に沿った断面図である。17 is a cross-sectional view taken along line XVII-XVII in FIG. 16.

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。 In the following description, the Z direction is the vertical direction, and the X and Y directions are the horizontal directions. Both the X and Y directions are perpendicular to the Z direction. The X direction is perpendicular to the Y direction.

<プリンタの全体構成>
先ず、図1を参照し、本発明の第1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。
<Overall printer configuration>
First, with reference to FIG. 1, the overall configuration of a printer 1 including a piezoelectric actuator according to a first embodiment of the present invention will be described.

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。 The printer 1 has a head 3, a carriage 2, and two pairs of transport rollers 4.

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。 The carriage 2 is supported by two guide rails 5 extending in the Y direction and can move in the Y direction along the guide rails 5.

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の下面には、複数のノズル15が形成されている。 The head 3 is of a serial type, is mounted on the carriage 2, and is movable in the Y direction together with the carriage 2. A number of nozzles 15 are formed on the underside of the head 3.

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。 The two transport roller pairs 4 are arranged in the X direction, sandwiching the carriage 2 between them. When the transport roller pairs 4 rotate while holding the paper P, the paper P is transported in the transport direction along the X direction.

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。 The control unit (not shown) of the printer 1 alternates between an ejection operation in which ink is ejected from the nozzles 15 while moving the head 3 in the Y direction together with the carriage 2, and a transport operation in which the transport roller pair 4 transports the paper P a predetermined distance in the transport direction. This causes an image to be recorded on the paper P.

<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、本発明の第1実施形態に係る圧電アクチュエータ22とを有する。流路ユニット21及び圧電アクチュエータ22は、共に、Z方向と直交する平面において、X方向の長さがY方向の長さよりも長い、矩形状である。
<Head configuration>
2, the head 3 has a flow passage unit 21 and a piezoelectric actuator 22 according to the first embodiment of the present invention. The flow passage unit 21 and the piezoelectric actuator 22 are both rectangular in shape, with the length in the X direction being longer than the length in the Y direction, in a plane perpendicular to the Z direction.

<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方向に積層された金属製の4枚のプレート31~34で構成されている。
<Configuration of Flow Path Unit>
As shown in FIG. 4, the flow passage unit 21 is composed of four metal plates 31 to 34 stacked in the Z direction.

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。 A plurality of pressure chambers 10 are formed in the plate 31. A communication passage 12, 13 is formed in the plate 32 for each pressure chamber 10. The communication passages 12, 13 overlap one end and the other end of the corresponding pressure chamber 10 in the Y direction in the Z direction. A communication passage 14 is formed in the plate 33 for each communication passage 13. The communication passage 14 overlaps the corresponding communication passage 13 in the Z direction. The plate 33 further has 12 manifold channels 11. The manifold channels 11 are provided for each row 10R (see FIG. 2) of pressure chambers 10 arranged in the X direction. Each manifold channel 11 extends in the X direction and communicates with the plurality of pressure chambers 10 belonging to the corresponding row 10R via the communication passage 12. A plurality of nozzles 15 are formed in the plate 34. Each nozzle 15 overlaps with the communication passage 14 in the Z direction.

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。 Four ink supply ports 8 are formed on the upper surface of the plate 31 in an area where the piezoelectric actuators 22 are not arranged (see FIG. 2). Each ink supply port 8 communicates with an ink cartridge (not shown) and also communicates with three manifold channels 11. Ink supplied from the ink cartridge to each ink supply port 8 is supplied to the three manifold channels 11. Ink is supplied from each manifold channel 11 to a plurality of pressure chambers 10 belonging to each row 10R via a communication channel 12. Then, as described below, when the piezoelectric actuator 22 is driven, pressure is applied to the ink in the pressure chamber 10, and ink is ejected from the nozzle 15 through the communication channels 13 and 14.

<圧電アクチュエータの構成>
圧電アクチュエータ22は、図4に示すように、流路ユニット21の上面に配置されている。圧電アクチュエータ22は、3つの圧電層41~43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。
<Configuration of Piezoelectric Actuator>
4, the piezoelectric actuator 22 is disposed on the upper surface of the flow path unit 21. The piezoelectric actuator 22 has three piezoelectric layers 41 to 43, a plurality of driving electrodes 51, a high potential electrode 52, and a low potential electrode 53.

3つの圧電層41~43は、それぞれZ方向を厚み方向として、Z方向に積層されている。圧電層42は、圧電層41に対してZ方向に積層されている。圧電層43は、圧電層41及び圧電層42に対してZ方向に積層され、圧電層41との間に圧電層42を挟む。Z方向が本発明の「第1方向」に該当する。圧電層41が本発明の「第1圧電層」に該当し、圧電層42が本発明の「第2圧電層」に該当し、圧電層43が本発明の「第3圧電層」に該当する。 The three piezoelectric layers 41 to 43 are stacked in the Z direction, with the Z direction being the thickness direction. Piezoelectric layer 42 is stacked in the Z direction on piezoelectric layer 41. Piezoelectric layer 43 is stacked in the Z direction on piezoelectric layers 41 and 42, with piezoelectric layer 42 sandwiched between piezoelectric layer 41 and piezoelectric layer 43. The Z direction corresponds to the "first direction" of the present invention. Piezoelectric layer 41 corresponds to the "first piezoelectric layer" of the present invention, piezoelectric layer 42 corresponds to the "second piezoelectric layer" of the present invention, and piezoelectric layer 43 corresponds to the "third piezoelectric layer" of the present invention.

各圧電層41~43の厚みは互いに同じ(略10~15μm)であり、圧電層41~43全体の厚みは略30~45μmである。3つの圧電層41~43のZ方向の中央面Mは、圧電層42内にある(図11参照)。 The thickness of each piezoelectric layer 41-43 is the same (approximately 10-15 μm), and the total thickness of the piezoelectric layers 41-43 is approximately 30-45 μm. The central plane M in the Z direction of the three piezoelectric layers 41-43 is within the piezoelectric layer 42 (see FIG. 11).

各圧電層41~43は、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。 Each piezoelectric layer 41 to 43 is made of a piezoelectric material whose main component is lead zirconate titanate or the like.

圧電層43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。圧電アクチュエータ22と流路ユニット21とは、圧電層43とプレート31との間に配置された接着剤(図示略)により、互いに接着されている。 The piezoelectric layer 43 is disposed on the upper surface of the plate 31 and covers all of the pressure chambers 10 formed in the plate 31. The piezoelectric actuator 22 and the flow path unit 21 are bonded to each other by an adhesive (not shown) disposed between the piezoelectric layer 43 and the plate 31.

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、COF(Chip On Film)(図示略)と電気的に接続される接点が設けられている。COFに実装されたドライバIC(図示略)は、制御部の制御により、COF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)のいずれかを選択的に付与する。 As shown in FIG. 3, the driving electrodes 51 are arranged on the upper surface of the piezoelectric layer 41 in correspondence with the pressure chambers 10. Each driving electrode 51 has a main portion 51a and a protruding portion 51b. The main portion 51a overlaps with substantially the entire area of the corresponding pressure chamber 10 in the Z direction. The protruding portion 51b protrudes from the main portion 51a in the Y direction and does not overlap with the corresponding pressure chamber 10 in the Z direction. The protruding portion 51b is provided with a contact that is electrically connected to a COF (Chip On Film) (not shown). A driver IC (not shown) mounted on the COF selectively applies either a high potential (VDD potential) or a low potential (GND potential) to each driving electrode 51 individually via the wiring of the COF under the control of the control unit.

複数の駆動電極51は、図7に示すように、圧電層41の上面の中央領域(圧電層41におけるX方向の両端及びY方向の両端を除く領域)において、X方向に配列されており、圧力室10の列10R(図2参照)のそれぞれに対応する、複数の駆動電極列51Rを形成している。複数の駆動電極列51Rは、Y方向に並んでいる。 As shown in FIG. 7, the multiple drive electrodes 51 are arranged in the X direction in the central region of the top surface of the piezoelectric layer 41 (region excluding both ends of the piezoelectric layer 41 in the X direction and both ends of the piezoelectric layer 41 in the Y direction), forming multiple drive electrode rows 51R corresponding to the rows 10R of the pressure chambers 10 (see FIG. 2). The multiple drive electrode rows 51R are aligned in the Y direction.

各駆動電極列51Rに対し、X方向の一方(図7の上方)及び他方(図7の下方)のそれぞれに、ダミー電極59が設けられている。ダミー電極59は、対応する駆動電極列51Rに属する駆動電極51と、Z方向と直交する平面におけるサイズ及び形状が同じであり、当該駆動電極51と共にX方向に等間隔に配置されている。ダミー電極59は、COFと電気的に接続されず、電位が付与されない。ダミー電極59を設けることで、各駆動電極列51RにおいてX方向の中央にある駆動電極51とX方向の端部にある駆動電極51とにおける電極形成による収縮量の差を抑制でき、ひいては各駆動電極列51Rに対応する複数のノズル15からの吐出量のばらつきを抑制できる。 Dummy electrodes 59 are provided on one side (upper side in FIG. 7) and the other side (lower side in FIG. 7) of each drive electrode row 51R in the X direction. The dummy electrodes 59 have the same size and shape in a plane perpendicular to the Z direction as the drive electrodes 51 belonging to the corresponding drive electrode row 51R, and are arranged at equal intervals in the X direction together with the drive electrodes 51. The dummy electrodes 59 are not electrically connected to the COF, and no potential is applied to them. By providing the dummy electrodes 59, the difference in the amount of shrinkage due to electrode formation between the drive electrodes 51 at the center in the X direction and the drive electrodes 51 at the ends in the X direction in each drive electrode row 51R can be suppressed, and thus the variation in the amount of ejection from the multiple nozzles 15 corresponding to each drive electrode row 51R can be suppressed.

圧電層41の上面には、駆動電極51及びダミー電極59に加え、2つの高電位接続電極部54と、2つの低電位接続電極部55とが設けられている。 In addition to the drive electrode 51 and the dummy electrode 59, two high potential connection electrode parts 54 and two low potential connection electrode parts 55 are provided on the upper surface of the piezoelectric layer 41.

2つの高電位接続電極部54は、それぞれ、圧電層41のY方向の一端(図7の左端)及び他端(図7の右端)において、圧電層41におけるX方向の一方側(図7の上側)に配置されている。2つの低電位接続電極部55は、それぞれ、圧電層41のY方向の一端(図7の左端)及び他端(図7の右端)において、圧電層41におけるX方向の他方側(図7の下側)に配置されている。 The two high potential connection electrodes 54 are arranged on one side of the piezoelectric layer 41 in the X direction (upper side in FIG. 7) at one end (left end in FIG. 7) and the other end (right end in FIG. 7) of the piezoelectric layer 41 in the Y direction. The two low potential connection electrodes 55 are arranged on the other side of the piezoelectric layer 41 in the X direction (lower side in FIG. 7) at one end (left end in FIG. 7) and the other end (right end in FIG. 7) of the piezoelectric layer 41 in the Y direction.

2つの高電位接続電極部54は、それぞれ、X方向に互いに離隔して配置された8個の端部電極54aで構成されている。2つの低電位接続電極部55は、それぞれ、X方向に互いに離隔して配置された8個の端部電極55aで構成されている。端部電極54a,55aは、Z方向と直交する平面におけるサイズ及び形状が互いに略同じである。ドライバICは、制御部の制御により、COFの配線を介して、端部電極54aに高電位(VDD電位)を付与し、端部電極55aに低電位(GND電位)を付与する。 The two high potential connection electrode sections 54 are each composed of eight end electrodes 54a spaced apart from each other in the X direction. The two low potential connection electrode sections 55 are each composed of eight end electrodes 55a spaced apart from each other in the X direction. The end electrodes 54a, 55a have approximately the same size and shape in a plane perpendicular to the Z direction. Under the control of the control section, the driver IC applies a high potential (VDD potential) to the end electrodes 54a and a low potential (GND potential) to the end electrodes 55a via the COF wiring.

なお、各高電位接続電極部54を構成する8個の端部電極54aのうち、X方向の一端(図7の上端)に位置する端部電極54aを除く、7個の端部電極54aは、X方向に等間隔に配置されている。X方向の一端(図7の上端)に位置する端部電極54aは、X方向において、上記7個の端部電極54aと、上記7個の端部電極54a同士の間隔よりも大きな間隔Aを隔てて、配置されている。 Of the eight end electrodes 54a constituting each high potential connection electrode portion 54, seven end electrodes 54a are arranged at equal intervals in the X direction, excluding the end electrode 54a located at one end in the X direction (the upper end in FIG. 7). The end electrode 54a located at one end in the X direction (the upper end in FIG. 7) is arranged in the X direction at an interval A that is larger than the intervals between the seven end electrodes 54a.

各低電位接続電極部55を構成する8個の端部電極55aのうち、X方向の他端(図7の下端)に位置する端部電極55aを除く、7個の端部電極55aは、X方向に等間隔に配置されている。X方向の他端(図7の下端)に位置する端部電極55aは、X方向において、上記7個の端部電極55aと、上記7個の端部電極55a同士の間隔よりも大きな間隔Aを隔てて、配置されている。 Of the eight end electrodes 55a constituting each low potential connection electrode portion 55, seven end electrodes 55a are arranged at equal intervals in the X direction, excluding the end electrode 55a located at the other end in the X direction (the lower end of FIG. 7). The end electrode 55a located at the other end in the X direction (the lower end of FIG. 7) is arranged in the X direction at an interval A that is larger than the intervals between the seven end electrodes 55a.

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、幹部521と、幹部521から延びる複数の枝部523と、各枝部523に連結された複数の個別部52aと、2つの重複部524とを含む。 As shown in FIG. 8, the high potential electrode 52 is disposed on the upper surface of the piezoelectric layer 42 and includes a trunk 521, a number of branches 523 extending from the trunk 521, a number of individual parts 52a connected to each branch 523, and two overlapping parts 524.

幹部521は、圧電層42のX方向の一端(図8の上端)において、Y方向に延びている。複数の枝部523は、Y方向に並び、それぞれ幹部521からX方向の他方側(図8の下側)に延びている。各個別部52aは、各圧力室10のX方向の中央部分とZ方向に重なっている(図5参照)。 The trunk 521 extends in the Y direction from one end of the piezoelectric layer 42 in the X direction (the upper end in FIG. 8). The multiple branch portions 523 are aligned in the Y direction and each extends from the trunk 521 to the other side in the X direction (the lower side in FIG. 8). Each individual portion 52a overlaps in the Z direction with the central portion of each pressure chamber 10 in the X direction (see FIG. 5).

2つの重複部524のうち、一方は、幹部521のY方向の一端(図8の左端)と、複数の枝部523のうちY方向の一端(図8の左端)に位置する枝部523とに接続している。2つの重複部524のうち、他方は、幹部521のY方向の他端(図8の右端)と、複数の枝部523のうちY方向の他端(図8の右端)に位置する枝部523とに接続している。2つの重複部524は、それぞれ、圧電層42のY方向の一端(図8の左端)及び他端(図8の右端)において、X方向に延びている。 One of the two overlapping portions 524 is connected to one end of the trunk 521 in the Y direction (left end in FIG. 8) and to a branch 523 located at one end in the Y direction (left end in FIG. 8) of the multiple branch portions 523. The other of the two overlapping portions 524 is connected to the other end of the trunk 521 in the Y direction (right end in FIG. 8) and to a branch 523 located at the other end in the Y direction (right end in FIG. 8) of the multiple branch portions 523. The two overlapping portions 524 extend in the X direction at one end (left end in FIG. 8) and the other end (right end in FIG. 8) of the piezoelectric layer 42 in the Y direction, respectively.

2つの重複部524は、それぞれ、高電位接続電極部54の3つの端部電極54a(X方向の一端側(図7の上側)に配置された3つの端部電極54a)及び間隔Aに相当する部分とZ方向に重なっており、圧電層41に形成された貫通孔を介して上記3つの端部電極54aと電気的に接続されている。 The two overlapping portions 524 each overlap in the Z direction with the three end electrodes 54a (the three end electrodes 54a arranged on one end side in the X direction (upper side in Figure 7)) of the high-potential connection electrode portion 54 and the portion corresponding to the interval A, and are electrically connected to the three end electrodes 54a via through holes formed in the piezoelectric layer 41.

圧電層42の上面には、高電位電極52に加え、2つの低電位接続電極部56と、2つの浮き電極部64と、浮き電極部65とが設けられている。 In addition to the high potential electrode 52, two low potential connection electrode parts 56, two floating electrode parts 64, and a floating electrode part 65 are provided on the upper surface of the piezoelectric layer 42.

2つの低電位接続電極部56は、それぞれ、圧電層42のY方向の一端(図8の左端)及び他端(図8の右端)において、圧電層42におけるX方向の他方側(図8の下側)に配置されている。2つの低電位接続電極部56は、それぞれ、X方向に互いに離隔して配置された2つの端部電極56aと1つの端部電極56bとで構成されている。 The two low potential connection electrode parts 56 are respectively arranged on the other side in the X direction (lower side in FIG. 8) of the piezoelectric layer 42 at one end (left end in FIG. 8) and the other end (right end in FIG. 8) of the piezoelectric layer 42 in the Y direction. Each of the two low potential connection electrode parts 56 is composed of two end electrodes 56a and one end electrode 56b arranged at a distance from each other in the X direction.

2つの浮き電極部64は、それぞれ、圧電層42のY方向の一端(図8の左端)及び他端(図8の右端)において、X方向において重複部524と低電位接続電極部56との間に配置されている。2つの浮き電極部64は、それぞれ、X方向に互いに離隔して配置された10個の端部電極64aで構成されている。 The two floating electrode sections 64 are disposed at one end (left end in FIG. 8) and the other end (right end in FIG. 8) of the piezoelectric layer 42 in the Y direction, between the overlapping section 524 and the low potential connection electrode section 56 in the X direction. Each of the two floating electrode sections 64 is composed of ten end electrodes 64a disposed at a distance from each other in the X direction.

浮き電極部65は、圧電層42のX方向の他端(図8の下端)に配置されている。浮き電極部65は、Y方向に互いに離隔して配置された複数の端部電極65aで構成されている。端部電極65aは、Z方向と直交する平面におけるサイズ及び形状が互いに略同じであり、Y方向に等間隔に配置されている。 The floating electrode section 65 is disposed at the other end of the piezoelectric layer 42 in the X direction (the lower end in FIG. 8). The floating electrode section 65 is composed of multiple end electrodes 65a disposed at a distance from each other in the Y direction. The end electrodes 65a have approximately the same size and shape in a plane perpendicular to the Z direction, and are disposed at equal intervals in the Y direction.

低電位接続電極部56の端部電極56aと、浮き電極部64の端部電極64aとは、Z方向と直交する平面におけるサイズ及び形状が互いに略同じであり、圧電層42のY方向の一端(図8の左端)及び他端(図8の右端)のそれぞれにおいて、X方向に等間隔に配置されている。一方、低電位接続電極部56の端部電極56bは、端部電極56aよりもX方向の長さが長い。 The end electrode 56a of the low potential connection electrode 56 and the end electrode 64a of the floating electrode 64 have approximately the same size and shape in a plane perpendicular to the Z direction, and are disposed at equal intervals in the X direction at each of one end (left end in FIG. 8) and the other end (right end in FIG. 8) of the piezoelectric layer 42 in the Y direction. On the other hand, the end electrode 56b of the low potential connection electrode 56 is longer in the X direction than the end electrode 56a.

2つの端部電極56aは、低電位接続電極部55の2つの端部電極55a(X方向の他端側(図7の下側)から2、3番目に配置された2つの端部電極55a)とZ方向に重なっており、圧電層41に形成された貫通孔を介して上記2つの端部電極55aと電気的に接続されている。 The two end electrodes 56a overlap in the Z direction with the two end electrodes 55a of the low potential connection electrode section 55 (the two end electrodes 55a arranged second and third from the other end side in the X direction (the lower side in FIG. 7)) and are electrically connected to the two end electrodes 55a via through holes formed in the piezoelectric layer 41.

端部電極56bは、低電位接続電極部55の1つの端部電極55a(X方向の他端(図7の下端)に配置された1つの端部電極55a)及び間隔Aに相当する部分とZ方向に重なっており、圧電層41に形成された貫通孔を介して上記1つの端部電極55aと電気的に接続されている。 The end electrode 56b overlaps in the Z direction with one end electrode 55a (one end electrode 55a arranged at the other end in the X direction (the lower end of Figure 7)) of the low potential connection electrode part 55 and the part corresponding to the interval A, and is electrically connected to the one end electrode 55a via a through hole formed in the piezoelectric layer 41.

浮き電極部64,65の各端部電極64a,65aは、いずれの電極とも電気的に接続されず、電位が付与されない。 The end electrodes 64a, 65a of the floating electrode sections 64, 65 are not electrically connected to any of the electrodes and are not applied with a potential.

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、幹部531と、幹部531から延びる複数の枝部533と、各枝部533に連結された複数の個別部53aと、2つの重複部534とを含む。 As shown in FIG. 9, the low potential electrode 53 is disposed on the upper surface of the piezoelectric layer 43 and includes a trunk 531, a number of branch portions 533 extending from the trunk 531, a number of individual portions 53a connected to each branch portion 533, and two overlapping portions 534.

幹部531は、圧電層43のX方向の他端(図9の下端)において、Y方向に延びている。複数の枝部533は、Y方向に並び、それぞれ幹部531からX方向の一方側(図9の上側)に延びている。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、上記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。 The trunk 531 extends in the Y direction at the other end of the piezoelectric layer 43 in the X direction (the lower end in Figure 9). The multiple branch portions 533 are lined up in the Y direction, and each extends from the trunk 531 to one side in the X direction (the upper side in Figure 9). Of the multiple individual portions 53a, except for the individual portions 53a located at one and the other ends in the X direction, each individual portion 53a spans two pressure chambers 10 adjacent to each other in the X direction and has a portion that overlaps with the two pressure chambers 10 in the Z direction (see Figure 5). The individual portions 53a located at one and the other ends in the X direction have a portion that overlaps with one pressure chamber 10 in the Z direction.

2つの重複部534のうち、一方は、幹部531のY方向の一端(図9の左端)に接続している。2つの重複部524のうち、他方は、幹部531のY方向の他端(図9の右端)に接続している。2つの重複部534は、それぞれ、圧電層43のY方向の一端(図9の左端)及び他端(図9の右端)において、X方向に延びている。 One of the two overlapping portions 534 is connected to one end of the stem 531 in the Y direction (the left end in FIG. 9). The other of the two overlapping portions 524 is connected to the other end of the stem 531 in the Y direction (the right end in FIG. 9). The two overlapping portions 534 extend in the X direction at one end (the left end in FIG. 9) and the other end (the right end in FIG. 9) of the piezoelectric layer 43 in the Y direction, respectively.

2つの重複部534は、それぞれ、低電位接続電極部55の3つの端部電極55a(X方向の他端側(図7の下側)に配置された3つの端部電極55a)及び間隔Aに相当する部分、並びに、低電位接続電極部56の3つの端部電極56a,56b(図8参照)と、Z方向に重なっている。各重複部534は、圧電層42に形成された貫通孔を介して低電位接続電極部56の3つの端部電極56a,56bと電気的に接続されている。3つの端部電極56a,56bは、それぞれ、上述のように、低電位接続電極部55の3つの端部電極55aと電気的に接続されている。したがって、各重複部534は、低電位接続電極部56(図8参照)を介して、低電位接続電極部55(図7参照)と電気的に接続されている。 The two overlapping portions 534 overlap in the Z direction with the three end electrodes 55a (the three end electrodes 55a arranged on the other end side in the X direction (the lower side of FIG. 7)) of the low potential connection electrode portion 55 and the portion corresponding to the interval A, as well as the three end electrodes 56a, 56b of the low potential connection electrode portion 56 (see FIG. 8). Each overlapping portion 534 is electrically connected to the three end electrodes 56a, 56b of the low potential connection electrode portion 56 through a through hole formed in the piezoelectric layer 42. The three end electrodes 56a, 56b are each electrically connected to the three end electrodes 55a of the low potential connection electrode portion 55 as described above. Therefore, each overlapping portion 534 is electrically connected to the low potential connection electrode portion 55 (see FIG. 7) through the low potential connection electrode portion 56 (see FIG. 8).

圧電層43の上面には、低電位電極53に加え、高電位接続電極部57と、2つの浮き電極部66とが設けられている。 In addition to the low potential electrode 53, a high potential connection electrode portion 57 and two floating electrode portions 66 are provided on the upper surface of the piezoelectric layer 43.

高電位接続電極部57は、Y方向に延びる部分57aと、X方向に延びる2つの部分57bとを有する。部分57aは、圧電層43のX方向の一端(図9の上端)において、Y方向に延びている。2つの部分57bのうち、一方は、部分57aのY方向の一端(図9の左端)に接続している。2つの部分57bのうち、他方は、部分57aのY方向の他端(図9の右端)に接続している。 The high potential connection electrode portion 57 has a portion 57a extending in the Y direction and two portions 57b extending in the X direction. The portion 57a extends in the Y direction at one end of the piezoelectric layer 43 in the X direction (the upper end in FIG. 9). One of the two portions 57b is connected to one end of the portion 57a in the Y direction (the left end in FIG. 9). The other of the two portions 57b is connected to the other end of the portion 57a in the Y direction (the right end in FIG. 9).

2つの部分57bは、それぞれ、高電位接続電極部54の3つの端部電極54a(X方向の一端側(図7の上側)に配置された3つの端部電極54a)及び間隔Aに相当する部分、並びに、高電位電極52の各重複部524(図8参照)と、Z方向に重なっている。各部分57bは、圧電層42に形成された貫通孔を介して各重複部524と電気的に接続されている。各重複部524は、上述のように、高電位接続電極部54の3つの端部電極54aと電気的に接続されている。したがって、部分57bは、重複部524(図8参照)を介して、高電位接続電極部54(図7参照)と電気的に接続されている。 The two portions 57b overlap in the Z direction with the three end electrodes 54a (the three end electrodes 54a arranged on one end side in the X direction (upper side in FIG. 7)) of the high potential connection electrode portion 54 and the portion corresponding to the interval A, as well as with each overlapping portion 524 (see FIG. 8) of the high potential electrode 52. Each portion 57b is electrically connected to each overlapping portion 524 via a through hole formed in the piezoelectric layer 42. As described above, each overlapping portion 524 is electrically connected to the three end electrodes 54a of the high potential connection electrode portion 54. Therefore, the portion 57b is electrically connected to the high potential connection electrode portion 54 (see FIG. 7) via the overlapping portion 524 (see FIG. 8).

2つの浮き電極部66は、それぞれ、圧電層43のY方向の一端(図9の左端)及び他端(図9の右端)において、X方向において部分57bと重複部534との間に配置されている。2つの浮き電極部66は、それぞれ、X方向に互いに離隔して配置された10個の端部電極66aで構成されている。端部電極66aは、Z方向と直交する平面におけるサイズ及び形状が互いに略同じであり、X方向に等間隔に配置されている。 The two floating electrode sections 66 are respectively arranged at one end (left end in FIG. 9) and the other end (right end in FIG. 9) of the piezoelectric layer 43 in the Y direction, between the portion 57b and the overlapping portion 534 in the X direction. Each of the two floating electrode sections 66 is composed of ten end electrodes 66a arranged at a distance from each other in the X direction. The end electrodes 66a have approximately the same size and shape in a plane perpendicular to the Z direction, and are arranged at equal intervals in the X direction.

浮き電極部66の各端部電極66aは、いずれの電極とも電気的に接続されず、電位が付与されない。 Each end electrode 66a of the floating electrode section 66 is not electrically connected to any electrode and is not applied with a potential.

<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、X方向に第1活性部91を挟む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。
<Actuator section>
5, a portion of the piezoelectric layer 41 sandwiched in the Z direction between the driving electrode 51 and the individual portion 52a of the high potential electrode 52 is referred to as a first active portion 91. A portion of the piezoelectric layers 42, 43 sandwiched in the Z direction between the driving electrode 51 and the individual portion 53a of the low potential electrode 53 is referred to as a second active portion 92. The first active portion 91 is mainly polarized upward, and the second active portion 92 is mainly polarized downward. The piezoelectric actuator 22 has an actuator portion 90 for each pressure chamber 10, which is composed of one first active portion 91 and two second active portions 92 sandwiching the first active portion 91 in the X direction.

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。 Now, referring to Figure 6, we will explain the operation of the actuator unit 90 corresponding to a nozzle 15 when ink is ejected from that nozzle 15.

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。 Before the printer 1 starts a recording operation, as shown in FIG. 6(a), a low potential (GND potential) is applied to each drive electrode 51. At this time, due to the potential difference between the drive electrode 51 and the high potential electrode 52, an upward electric field equal to the polarization direction is generated in the first active section 91, causing the first active section 91 to contract in the planar direction (directions along the X and Y directions). As a result, the portion of the laminate consisting of the piezoelectric layers 41 to 43 that overlaps with the pressure chamber 10 in the Z direction is bent so as to be convex (downward) toward the pressure chamber 10. At this time, the volume of the pressure chamber 10 is smaller than when the laminate is flat.

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。 When the printer 1 starts a recording operation and ink is ejected from a certain nozzle 15, first, as shown in FIG. 6B, the potential of the drive electrode 51 corresponding to the nozzle 15 is switched from a low potential (GND potential) to a high potential (VDD potential). At this time, the potential difference between the drive electrode 51 and the high potential electrode 52 disappears, and the contraction of the first active section 91 is eliminated. On the other hand, the potential difference between the drive electrode 51 and the low potential electrode 53 occurs, and a downward electric field equal to the polarization direction is generated in the second active section 92, and the second active section 92 contracts in the planar direction. However, the second active section 92 has a function of suppressing crosstalk (a phenomenon in which pressure fluctuations accompanying deformation of the actuator section 90 in a certain pressure chamber 10 are transmitted to another pressure chamber 10 adjacent to the pressure chamber 10 in the X direction), and does not contribute much to the deformation of the actuator section 90. In other words, at this time, the laminate is in a flat state, with the portion that overlaps with the pressure chamber 10 in the Z direction not bending so as to be convex (upward) away from the pressure chamber 10. As a result, the volume of the pressure chamber 10 becomes larger than that in FIG. 6(a).

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。 6A, the potential of the drive electrode 51 corresponding to the nozzle 15 is switched from high potential (VDD potential) to low potential (GND potential). At this time, the potential difference between the drive electrode 51 and the low potential electrode 53 disappears, and the contraction of the second active portion 92 is eliminated. On the other hand, the potential difference between the drive electrode 51 and the high potential electrode 52 occurs, and an upward electric field equal to the polarization direction is generated in the first active portion 91, and the first active portion 91 contracts in the planar direction. As a result, the portion of the laminate that overlaps with the pressure chamber 10 in the Z direction is bent so as to be convex (downward) toward the pressure chamber 10. At this time, the volume of the pressure chamber 10 is greatly reduced, and a large pressure is applied to the ink in the pressure chamber 10, and ink is ejected from the nozzle 15.

<本発明の説明>
圧電層41の上面(Z方向において圧電層41の圧電層42と反対側の面)に配置された、駆動電極51、ダミー電極59、高電位接続電極部54及び低電位接続電極部55が、第1電極層71を構成する(図7参照)。圧電層42の上面(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、低電位接続電極部56、浮き電極部64,65が、第2電極層72を構成する(図8参照)。圧電層43の上面(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、低電位電極53、高電位接続電極部57、及び、浮き電極部66が、第3電極層73を構成する(図9参照)。第1電極層71、第2電極層72及び第3電極層73のZ方向の厚みは、0.5~1.5μmである。また、第1電極層71及び第2電極層72の厚みは、互いに同じであり、第3電極層73の厚みは、第1電極層71及び第2電極層72の厚みよりも大きい(図4~図6、図11参照)。
Description of the Invention
The driving electrode 51, the dummy electrode 59, the high potential connection electrode portion 54, and the low potential connection electrode portion 55 arranged on the upper surface of the piezoelectric layer 41 (the surface of the piezoelectric layer 41 opposite to the piezoelectric layer 42 in the Z direction) constitute the first electrode layer 71 (see FIG. 7). The high potential electrode 52, the low potential connection electrode portion 56, and the floating electrode portions 64 and 65 arranged on the upper surface of the piezoelectric layer 42 (between the piezoelectric layer 41 and the piezoelectric layer 42 in the Z direction) constitute the second electrode layer 72 (see FIG. 8). The low potential electrode 53, the high potential connection electrode portion 57, and the floating electrode portion 66 arranged on the upper surface of the piezoelectric layer 43 (between the piezoelectric layer 42 and the piezoelectric layer 43 in the Z direction) constitute the third electrode layer 73 (see FIG. 9). The thickness of the first electrode layer 71, the second electrode layer 72, and the third electrode layer 73 in the Z direction is 0.5 to 1.5 μm. The first electrode layer 71 and the second electrode layer 72 have the same thickness, and the third electrode layer 73 has a thickness greater than the thicknesses of the first electrode layer 71 and the second electrode layer 72 (see FIGS. 4 to 6 and 11).

高電位が本発明の「第1電位」に該当し、高電位電極52が本発明の「第1電位電極」に該当する。低電位が本発明の「第2電位」に該当し、低電位電極53が本発明の「第2電位電極」に該当する。 The high potential corresponds to the "first potential" of the present invention, and the high potential electrode 52 corresponds to the "first potential electrode" of the present invention. The low potential corresponds to the "second potential" of the present invention, and the low potential electrode 53 corresponds to the "second potential electrode" of the present invention.

図9に示すように、高電位接続電極部57の2つの部分57b、及び、低電位電極53の2つの重複部534には、それぞれ、貫通孔81が形成されている。貫通孔81は、本発明の「第1貫通孔」に該当する。 As shown in FIG. 9, a through hole 81 is formed in each of the two portions 57b of the high potential connection electrode portion 57 and the two overlapping portions 534 of the low potential electrode 53. The through hole 81 corresponds to the "first through hole" of the present invention.

図8に示すように、高電位電極52の2つの重複部524、及び、低電位接続電極部56の2つの端部電極56bには、それぞれ、貫通孔82が形成されている。貫通孔82は、本発明の「第2貫通孔」に該当する。各貫通孔82は、図9に示す各貫通孔81とZ方向に重なる。各貫通孔82の内部には、内部電極83が設けられている。 As shown in FIG. 8, a through hole 82 is formed in each of the two overlapping portions 524 of the high potential electrode 52 and the two end electrodes 56b of the low potential connection electrode portion 56. The through holes 82 correspond to the "second through holes" of the present invention. Each through hole 82 overlaps with each through hole 81 shown in FIG. 9 in the Z direction. An internal electrode 83 is provided inside each through hole 82.

このように、本実施形態では、圧電アクチュエータ22の四隅に、Z方向(第1方向D1)に互いに重なる貫通孔81、貫通孔82及び内部電極83の組が設けられている。 In this manner, in this embodiment, a set of through holes 81, through holes 82, and internal electrodes 83 that overlap each other in the Z direction (first direction D1) is provided at the four corners of the piezoelectric actuator 22.

貫通孔81、貫通孔82及び内部電極83は、共に円形状であるが、図10に示すように、サイズ(径)が互いに異なり、また、中心O1,O2,O3がY方向に互いに異なる位置にある。詳細には、貫通孔81は貫通孔82及び内部電極83よりもサイズ(径)が大きく、貫通孔82は内部電極83よりもサイズ(径)が大きい。Z方向(第1方向D1)に互いに重なる貫通孔81、貫通孔82及び内部電極83の組のそれぞれにおいて、中心O1,O2,O3は、X方向に互いに同じ位置にあるが、Y方向に互いに異なる位置にある。 Through hole 81, through hole 82 and internal electrode 83 are all circular, but as shown in FIG. 10, they are different in size (diameter), and centers O1, O2, O3 are at different positions in the Y direction. In detail, through hole 81 is larger in size (diameter) than through hole 82 and internal electrode 83, and through hole 82 is larger in size (diameter) than internal electrode 83. In each set of through hole 81, through hole 82 and internal electrode 83 that overlap in the Z direction (first direction D1), centers O1, O2, O3 are at the same position in the X direction but at different positions in the Y direction.

Y方向の一方を「第2方向D2」、Y方向の他方を「第3方向D3」としたとき、貫通孔82の中心O2は、貫通孔81の中心O1に対して第2方向D2の下流側に位置する。内部電極83の中心O3は、貫通孔82の中心O2に対して第3方向Y3の下流側に位置する。 When one side of the Y direction is the "second direction D2" and the other side of the Y direction is the "third direction D3", the center O2 of the through hole 82 is located downstream of the center O1 of the through hole 81 in the second direction D2. The center O3 of the internal electrode 83 is located downstream of the center O2 of the through hole 82 in the third direction Y3.

貫通孔81の中心O1と貫通孔82の中心O2とのY方向の距離(第1距離)L1は、内部電極83の中心O3と貫通孔82の中心とのY方向の距離(第2距離)L2よりも大きい。 The distance (first distance) L1 in the Y direction between the center O1 of the through hole 81 and the center O2 of the through hole 82 is greater than the distance (second distance) L2 in the Y direction between the center O3 of the internal electrode 83 and the center of the through hole 82.

なお、図9及び図10には図示していないが、貫通孔81が形成された高電位接続電極部57の各部分57bは、図11に示すように、貫通孔81を画定する厚肉部(第1厚肉部)T1と、厚肉部T1に接続しかつ厚肉部T1よりもZ方向の厚みが小さい薄肉部(第1薄肉部)S1とを有する。薄肉部S1は、厚肉部T1の下端から第2方向D2に突出し、貫通孔81内における第2方向D2の上流側に配置されている。 9 and 10, each portion 57b of the high-potential connection electrode portion 57 in which the through hole 81 is formed has a thick portion (first thick portion) T1 that defines the through hole 81, and a thin portion (first thin portion) S1 that is connected to the thick portion T1 and has a smaller thickness in the Z direction than the thick portion T1, as shown in FIG. 11. The thin portion S1 protrudes from the lower end of the thick portion T1 in the second direction D2, and is disposed upstream of the through hole 81 in the second direction D2.

貫通孔81が形成された低電位電極53の各重複部534も、同様に、厚肉部(第1厚肉部)T1と薄肉部(第1薄肉部)S1とを有する。 Each overlapping portion 534 of the low potential electrode 53 in which the through hole 81 is formed similarly has a thick portion (first thick portion) T1 and a thin portion (first thin portion) S1.

また、図8及び図10には図示していないが、貫通孔82が形成された高電位電極52の各重複部524は、図11に示すように、貫通孔82を画定する厚肉部(第2厚肉部)T2と、厚肉部T2に接続しかつ厚肉部T2よりもZ方向の厚みが小さい薄肉部(第2薄肉部)S2とを有する。薄肉部S2は、厚肉部T2の下端から第3方向D3に突出し、貫通孔82内における第3方向D3の上流側に配置されている。 8 and 10, each overlapping portion 524 of the high potential electrode 52 in which the through hole 82 is formed has a thick portion (second thick portion) T2 that defines the through hole 82, and a thin portion (second thin portion) S2 that is connected to the thick portion T2 and has a smaller thickness in the Z direction than the thick portion T2, as shown in FIG. 11. The thin portion S2 protrudes from the lower end of the thick portion T2 in the third direction D3 and is disposed upstream of the through hole 82 in the third direction D3.

貫通孔82が形成された低電位接続電極部56の各端部電極56bも、同様に、厚肉部(第2厚肉部)T2と薄肉部(第2薄肉部)S2とを有する。 Each end electrode 56b of the low potential connection electrode portion 56 in which the through hole 82 is formed similarly has a thick portion (second thick portion) T2 and a thin portion (second thin portion) S2.

以上のような厚肉部T1,T2及び薄肉部S1,S2の構成は、各電極層71~73がスキージを用いたスクリーン印刷により形成されることに起因する。 The above-described configuration of the thick portions T1, T2 and the thin portions S1, S2 results from the fact that each electrode layer 71 to 73 is formed by screen printing using a squeegee.

例えば、高電位接続電極部57を形成する際には、図12に示すように、圧電層43の上面に、高電位接続電極部57に対応する孔101xが形成されたマスク101を配置し、スキージ100を移動させて、スクリーン印刷により高電位接続電極部57を形成する。このときスキージ100は、その移動方向(スクリーン印刷の印刷方向:第2方向D2)の下流側に電極の材料(例えば、銀、ニッケル、金等)110を保持しつつ、移動する。当該材料110が孔101xに入り込むことで、厚肉部T1が形成される。さらにこのとき、厚肉部T1に対して上記移動方向の下流側に材料110が流れ込むことで、滲みAが生じる。この滲みAが、薄肉部S1として形成される。 For example, when forming the high-potential connection electrode portion 57, as shown in FIG. 12, a mask 101 having holes 101x formed therein corresponding to the high-potential connection electrode portion 57 is placed on the upper surface of the piezoelectric layer 43, and the squeegee 100 is moved to form the high-potential connection electrode portion 57 by screen printing. At this time, the squeegee 100 moves while holding the electrode material (e.g., silver, nickel, gold, etc.) 110 on the downstream side of its movement direction (screen printing printing direction: second direction D2). The material 110 enters the holes 101x to form the thick portion T1. Furthermore, at this time, the material 110 flows into the thick portion T1 downstream of the movement direction, causing oozing A. This oozing A is formed as the thin portion S1.

厚肉部T1,T2のZ方向の厚みは0.5~1.5μm程度であり、薄肉部S1,S2のZ方向の厚みは0.1μm以下である。また、薄肉部S1,S2のY方向の長さは、例えば、10~100μmである。 The thickness of the thick portions T1 and T2 in the Z direction is approximately 0.5 to 1.5 μm, and the thickness of the thin portions S1 and S2 in the Z direction is 0.1 μm or less. The length of the thin portions S1 and S2 in the Y direction is, for example, 10 to 100 μm.

本実施形態では、貫通孔81内に形成される薄肉部S1が貫通孔82とZ方向に重ならないように、かつ、貫通孔82内に形成される薄肉部S2が内部電極83と接続しないように、各貫通孔81,82及び内部電極83の中心O1~O3の位置が設定される。 In this embodiment, the positions of the centers O1 to O3 of the through holes 81, 82 and the internal electrodes 83 are set so that the thin-walled portion S1 formed in the through hole 81 does not overlap with the through hole 82 in the Z direction, and so that the thin-walled portion S2 formed in the through hole 82 does not connect to the internal electrode 83.

<ヘッドの製造方法>
次いで、図13を参照し、ヘッド3の製造方法について説明する。
<Head Manufacturing Method>
Next, a method of manufacturing the head 3 will be described with reference to FIG.

先ず、圧電アクチュエータ22を作製する(S1:アクチュエータ作製工程)。S1では、各圧電層41~43の上面(表面)に各電極層71~73をスクリーン印刷により形成し(S11:第1~第3電極層形成ステップ)、その後、圧電層41~43を積層して互いに接着する(S12:積層ステップ)。 First, the piezoelectric actuator 22 is fabricated (S1: actuator fabrication step). In S1, the electrode layers 71-73 are formed on the upper surfaces (front surfaces) of the piezoelectric layers 41-43 by screen printing (S11: first to third electrode layer formation step), and then the piezoelectric layers 41-43 are stacked and bonded to each other (S12: stacking step).

S11の第3電極層形成ステップ(第3電極層73を形成するステップ)では、第3電極層73における高電位接続電極部57の2つの部分57b及び低電位電極53の2つの重複部534のそれぞれに、貫通孔81を形成する(図9参照)。 In the third electrode layer formation step S11 (step of forming the third electrode layer 73), through holes 81 are formed in each of the two portions 57b of the high potential connection electrode portion 57 in the third electrode layer 73 and the two overlapping portions 534 of the low potential electrode 53 (see FIG. 9).

S11の第2電極層形成ステップ(第2電極層72を形成するステップ)では、第2電極層72における高電位電極52の2つの重複部524及び低電位接続電極部56の2つの端部電極56bのそれぞれに、貫通孔82を形成すると共に、各貫通孔82の内部に内部電極83を形成する(図8参照)。 In the second electrode layer formation step S11 (step of forming the second electrode layer 72), through holes 82 are formed in each of the two overlapping portions 524 of the high potential electrode 52 in the second electrode layer 72 and the two end electrodes 56b of the low potential connection electrode portion 56, and an internal electrode 83 is formed inside each through hole 82 (see FIG. 8).

ここで、第3電極層形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向は、第2方向D2であるのに対し、第2電極層形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向は、第3方向D3(第2方向D2と逆の方向)である。第2電極層形成ステップでは、貫通孔82を、貫通孔81の中心O1に対してその中心O2が第2方向D2(第3電極層形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向)の下流側に位置するように形成し、かつ、内部電極83を、貫通孔82の中心O2に対してその中心O3が第3方向D3(第2電極層形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向)の下流側に位置するように、形成する。 Here, the printing direction of the screen printing in the third electrode layer formation step is the second direction D2, whereas the printing direction of the screen printing in the second electrode layer formation step is the third direction D3 (the opposite direction to the second direction D2). In the second electrode layer formation step, the through hole 82 is formed so that its center O2 is located downstream of the center O1 of the through hole 81 in the second direction D2 (the printing direction of the screen printing in the third electrode layer formation step), and the internal electrode 83 is formed so that its center O3 is located downstream of the center O2 of the through hole 82 in the third direction D3 (the printing direction of the screen printing in the second electrode layer formation step).

S1の後、S1で作製された圧電アクチュエータ22を、流路ユニット21に接着する(S2:接着工程)。S2では、圧電アクチュエータ22に対し、光源(例えば、LED光源)を用いて、第3電極層73から第1電極層71に向けて(図11において、Z方向(第1方向D1)の下から上に向けて)光を照射して、撮像結果を取得し(S21:撮像ステップ)、その後、S21で得られた撮像結果に基づいて、圧電アクチュエータ22と流路ユニット21とを位置決めする(S22:位置決めステップ)。 After S1, the piezoelectric actuator 22 produced in S1 is bonded to the flow path unit 21 (S2: bonding step). In S2, a light source (e.g., an LED light source) is used to irradiate the piezoelectric actuator 22 with light from the third electrode layer 73 toward the first electrode layer 71 (from bottom to top in the Z direction (first direction D1) in FIG. 11) to obtain an image (S21: imaging step), and then the piezoelectric actuator 22 and the flow path unit 21 are positioned based on the image obtained in S21 (S22: positioning step).

S21では、光が、圧電層41~43を透過しかつ電極層71~73を透過しないようになっている。貫通孔81に向けて照射された光は、貫通孔81内における薄肉部S1を除く部分を通り、貫通孔82内における薄肉部S2と内部電極83とを除く部分を通り、さらに圧電層41の領域Aを通って、撮像素子により受光される。 In S21, light is transmitted through the piezoelectric layers 41-43 but not through the electrode layers 71-73. Light irradiated toward the through hole 81 passes through the portion of the through hole 81 excluding the thin portion S1, passes through the portion of the through hole 82 excluding the thin portion S2 and the internal electrode 83, and then passes through region A of the piezoelectric layer 41 before being received by the imaging element.

S22では、S21で得られた撮像結果に基づいて、圧電アクチュエータ22の四隅に設けられた4つの貫通孔82及び4つの内部電極83の位置を検出し、当該貫通孔82及び内部電極83の位置から圧電アクチュエータ22の重心位置を割り出す。 In S22, the positions of the four through holes 82 and the four internal electrodes 83 provided at the four corners of the piezoelectric actuator 22 are detected based on the imaging results obtained in S21, and the position of the center of gravity of the piezoelectric actuator 22 is determined from the positions of the through holes 82 and the internal electrodes 83.

S2の後、COFを圧電アクチュエータ22に接着することで(S3)、ヘッド3が完成する。S3では、COFの配線を、圧電アクチュエータ22の圧電層41の上面に設けられた駆動電極51、高電位接続電極部54の端部電極54a、及び、低電位接続電極部55の端部電極55aのそれぞれに接続する。 After S2, the COF is attached to the piezoelectric actuator 22 (S3), completing the head 3. In S3, the wiring of the COF is connected to the drive electrode 51 provided on the upper surface of the piezoelectric layer 41 of the piezoelectric actuator 22, the end electrode 54a of the high potential connection electrode part 54, and the end electrode 55a of the low potential connection electrode part 55.

<本実施形態の構成及び効果>
以上に述べたように、本実施形態によれば、貫通孔82の中心O2が、貫通孔81の中心O1に対して第2方向D2(第3電極層73のスクリーン印刷の印刷方向)の下流側に位置する(図10及び図11参照)。この場合、図12に示すように、貫通孔81の周縁(第2方向D2の上流側。第3電極層73のスクリーン印刷の印刷方向の上流側)に滲みA(薄肉部S1)が生じ、当該滲みA(薄肉部S1)において光の透過が阻害されても、貫通孔82が滲みA(薄肉部S1)とZ方向(第1方向D1)に重なる可能性が低いため、貫通孔82を精度よく検出できる。これにより、圧電アクチュエータ22と流路ユニット21との位置決めを適切に行うことができる。
<Configuration and Effects of This Embodiment>
As described above, according to this embodiment, the center O2 of the through hole 82 is located downstream of the center O1 of the through hole 81 in the second direction D2 (the printing direction of the screen printing of the third electrode layer 73) (see FIGS. 10 and 11). In this case, as shown in FIG. 12, even if a smear A (thin portion S1) occurs on the periphery of the through hole 81 (upstream side in the second direction D2, upstream side in the printing direction of the screen printing of the third electrode layer 73) and the transmission of light is hindered by the smear A (thin portion S1), the through hole 82 is unlikely to overlap with the smear A (thin portion S1) in the Z direction (first direction D1), so that the through hole 82 can be detected with high accuracy. This allows the piezoelectric actuator 22 and the flow path unit 21 to be appropriately positioned.

貫通孔82は、高電位電極52を含む第2電極層72に設けられている(図8参照)。高電位電極52の位置によって、第1活性部91の位置が規定される(図5及び図6参照)。第1活性部91の位置は、アクチュエータ部90の変形特性に大きく影響するため、高電位電極52の位置決めが重要になる。この点、本構成では、高電位電極52を含む電極層72に設けられた貫通孔82に基づいて位置決めを行うことで、第1活性部91の位置が精確に規定され、アクチュエータ部90の所望の変形特性を得ることができる。 The through-hole 82 is provided in the second electrode layer 72 including the high-potential electrode 52 (see FIG. 8). The position of the first active section 91 is determined by the position of the high-potential electrode 52 (see FIG. 5 and FIG. 6). The position of the first active section 91 significantly affects the deformation characteristics of the actuator section 90, so positioning of the high-potential electrode 52 is important. In this regard, in the present configuration, the position of the first active section 91 is accurately determined by performing positioning based on the through-hole 82 provided in the electrode layer 72 including the high-potential electrode 52, and the desired deformation characteristics of the actuator section 90 can be obtained.

貫通孔81は、低電位電極53に設けられている(図9参照)。低電位電極53に貫通孔81を形成する場合、貫通孔81のサイズを大きくすると、電気抵抗が増大し(ひいては電荷供給不足が生じ)、アクチュエータ部90の変形が阻害され得る。この点、本実施形態では、貫通孔82の中心O2を貫通孔81の中心O1に対して第2方向D2の下流側に位置させることにより課題を解決するため、貫通孔81を過度に大きくする必要がない。したがって、上記のようなアクチュエータ部90の変形阻害の問題を抑制できる。 The through hole 81 is provided in the low potential electrode 53 (see FIG. 9). When the through hole 81 is formed in the low potential electrode 53, if the size of the through hole 81 is increased, the electrical resistance increases (and thus a shortage of charge supply occurs), which may hinder the deformation of the actuator section 90. In this regard, in the present embodiment, the problem is solved by positioning the center O2 of the through hole 82 downstream in the second direction D2 from the center O1 of the through hole 81, so there is no need to make the through hole 81 excessively large. Therefore, the problem of the above-mentioned deformation hindering of the actuator section 90 can be suppressed.

第3電極層73の厚みは、第2電極層72の厚みよりも大きい(図4~図6及び図11参照)。圧電層41~43のZ方向の中央面Mが圧電層42内にあると(図11参照)、中央面Mに対して上側(第1電極層71及び第2電極層72が配置された側)の電極量が多くなり、電極焼成時の熱収縮による反り上りが生じ得る。この点、本構成では、第3電極層73の厚みを大きくすることで、中央面Mに対して上側と下側の電極の体積比率のバランスを整え、反り上りを抑制できる。また、電極層の厚みを大きくすると滲みA(図12参照)が生じ易くなるが、本実施形態では、貫通孔82の中心O2を貫通孔81の中心O1に対して第2方向D2の下流側に位置させることにより、滲みAによって貫通孔82を精度よく検出できないという課題を解決するため、反り上りを抑制するために第3電極層73の厚みを大きくしても、滲みAによる問題が生じ難い。 The thickness of the third electrode layer 73 is greater than the thickness of the second electrode layer 72 (see Figures 4 to 6 and 11). If the central plane M of the piezoelectric layers 41 to 43 in the Z direction is within the piezoelectric layer 42 (see Figure 11), the amount of electrode on the upper side (the side where the first electrode layer 71 and the second electrode layer 72 are arranged) relative to the central plane M will be greater, and warping due to thermal contraction during electrode firing may occur. In this regard, in this configuration, by increasing the thickness of the third electrode layer 73, the volume ratio of the electrodes on the upper and lower sides relative to the central plane M can be balanced, and warping can be suppressed. In addition, when the thickness of the electrode layer is increased, bleeding A (see Figure 12) is more likely to occur, but in this embodiment, the center O2 of the through hole 82 is positioned downstream in the second direction D2 relative to the center O1 of the through hole 81, thereby solving the problem that the through hole 82 cannot be detected accurately due to bleeding A, so that even if the thickness of the third electrode layer 73 is increased to suppress warping, problems due to bleeding A are less likely to occur.

第2電極層72は、貫通孔82の内部に配置された内部電極83をさらに有する(図8及び図10参照)。この場合、滲みが生じ易い貫通孔82ではなく、内部電極83を検出することで、検出精度が向上し、圧電アクチュエータ22と流路ユニット21との位置決めをより適切に行うことができる。 The second electrode layer 72 further has an internal electrode 83 disposed inside the through hole 82 (see Figures 8 and 10). In this case, by detecting the internal electrode 83 instead of the through hole 82, which is prone to bleeding, the detection accuracy is improved and the positioning of the piezoelectric actuator 22 and the flow path unit 21 can be more appropriately performed.

内部電極83の中心O3は、貫通孔82の中心O2に対して第3方向D3(第2電極層72のスクリーン印刷の印刷方向)の下流側に位置する(図10及び図11参照)。内部電極83が、貫通孔82の周縁の滲み(薄肉部S2)と接続する可能性が低くなる。したがって、検出精度を維持し、圧電アクチュエータ22と流路ユニット21との位置決めをより適切に行うことができる。また、内部電極83の中心O3と貫通孔82の中心O2とが互いに同じ位置にある場合、上記のような内部電極83と貫通孔82の周縁の滲み(薄肉部S2)との接続を回避するために、貫通孔82の周縁と内部電極83との距離を確保しようとすると、貫通孔82を大きくする必要が生じる。貫通孔82を大きくすると、電気抵抗が増大し(ひいては電荷供給不足が生じ)、アクチュエータ部90の変形が阻害され得る。この点、本構成では、内部電極83の中心O3を貫通孔82の中心O2に対して第3方向D3の下流側に位置させることで、貫通孔82を大きくしなくとも、貫通孔82の周縁と内部電極83との距離を確保できる。そのため、貫通孔82を過度に大きくする必要がなく、上記のようなアクチュエータ部90の変形阻害の問題を抑制できる。 The center O3 of the internal electrode 83 is located downstream of the center O2 of the through hole 82 in the third direction D3 (the printing direction of the screen printing of the second electrode layer 72) (see FIGS. 10 and 11). The possibility that the internal electrode 83 will connect with the bleed (thin portion S2) of the periphery of the through hole 82 is reduced. Therefore, the detection accuracy can be maintained and the positioning of the piezoelectric actuator 22 and the flow path unit 21 can be more appropriately performed. In addition, when the center O3 of the internal electrode 83 and the center O2 of the through hole 82 are in the same position, in order to avoid the connection between the internal electrode 83 and the bleed (thin portion S2) of the periphery of the through hole 82 as described above, it is necessary to enlarge the through hole 82 in order to ensure the distance between the periphery of the through hole 82 and the internal electrode 83. If the through hole 82 is enlarged, the electrical resistance increases (and thus a shortage of charge supply occurs), which may hinder the deformation of the actuator part 90. In this regard, in this configuration, by positioning the center O3 of the internal electrode 83 downstream in the third direction D3 from the center O2 of the through hole 82, the distance between the periphery of the through hole 82 and the internal electrode 83 can be ensured without enlarging the through hole 82. Therefore, there is no need to enlarge the through hole 82 excessively, and the problem of deformation inhibition of the actuator section 90 as described above can be suppressed.

第2電極層72の形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向(第3方向D3)は、第3電極層73の形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向(第2方向D2)と逆の方向である(図10及び図11参照)。そして、第2電極層72の形成ステップにおいて、貫通孔82の内部に配置される内部電極83を、貫通孔82の中心O2に対してその中心O3が第3方向D3の下流側に位置するように形成する。この場合、内部電極83を、貫通孔81の周縁の滲み(薄肉部S1)と貫通孔82の周縁の滲み(薄肉部S2)との間であって、貫通孔81の中心O1の近くに配置することができる。また、第2電極層72の形成ステップにおいてスクリーン印刷を2回実行する場合、1回目のスクリーン印刷の印刷方向を、第3電極層73の形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向と逆の方向とし、2回目のスクリーン印刷の印刷方向を、第3電極層73の形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向と同じ方向とすることで、圧電層41~43の積層作業を簡素化できる。この場合、2回目よりも1回目の方が一般に印刷精度が高いため、1回目に内部電極83を形成する。 The printing direction (third direction D3) of the screen printing in the formation step of the second electrode layer 72 is the opposite direction to the printing direction (second direction D2) of the screen printing in the formation step of the third electrode layer 73 (see Figures 10 and 11). In the formation step of the second electrode layer 72, the internal electrode 83 arranged inside the through hole 82 is formed so that its center O3 is located downstream of the center O2 of the through hole 82 in the third direction D3. In this case, the internal electrode 83 can be arranged between the peripheral bleeding (thin portion S1) of the through hole 81 and the peripheral bleeding (thin portion S2) of the through hole 82, and near the center O1 of the through hole 81. Furthermore, when screen printing is performed twice in the step of forming the second electrode layer 72, the printing direction of the first screen printing is set to the opposite direction to the printing direction of the screen printing in the step of forming the third electrode layer 73, and the printing direction of the second screen printing is set to the same direction as the printing direction of the screen printing in the step of forming the third electrode layer 73, thereby simplifying the lamination work of the piezoelectric layers 41 to 43. In this case, the first time is generally more accurate than the second time, so the internal electrode 83 is formed in the first time.

貫通孔81の中心O1と貫通孔82の中心O2とのY方向の距離(第1距離)L1は、内部電極83の中心O3と貫通孔82の中心とのY方向の距離(第2距離)L2よりも大きい(図10及び図11参照)。貫通孔81が形成された第3電極層73の厚みが比較的大きいため、貫通孔81の周縁に滲みA(図12参照)が生じ易いが、本構成では、第1距離L1を大きくしたことで、貫通孔82が滲みA(薄肉部S1)とZ方向(第1方向D1)に重なる可能性がより低くなり、貫通孔82を精度よく検出できる。 The distance (first distance) L1 in the Y direction between the center O1 of the through hole 81 and the center O2 of the through hole 82 is greater than the distance (second distance) L2 in the Y direction between the center O3 of the internal electrode 83 and the center of the through hole 82 (see Figures 10 and 11). Because the third electrode layer 73 in which the through hole 81 is formed is relatively thick, a bleed A (see Figure 12) is likely to occur around the edge of the through hole 81. However, in this configuration, by increasing the first distance L1, the possibility that the through hole 82 will overlap the bleed A (thin portion S1) in the Z direction (first direction D1) is reduced, and the through hole 82 can be detected with high accuracy.

内部電極83は、円形状である(図10参照)。内部電極83が矩形状の場合、撮像結果から内部電極83の重心位置を検出し難い。これに対し、本構成では、内部電極83が円形状であるため、撮像結果から内部電極83の重心位置を検出し易い。 The internal electrode 83 has a circular shape (see FIG. 10). If the internal electrode 83 were rectangular, it would be difficult to detect the center of gravity of the internal electrode 83 from the imaging results. In contrast, in this configuration, the internal electrode 83 has a circular shape, so it is easy to detect the center of gravity of the internal electrode 83 from the imaging results.

貫通孔82は、円形状である(図10参照)。貫通孔82が矩形状の場合、撮像結果から貫通孔82の重心位置を検出し難い。これに対し、本構成では、貫通孔82が円形状であるため、撮像結果から貫通孔82の重心位置を検出し易い。 The through hole 82 is circular (see FIG. 10). If the through hole 82 is rectangular, it is difficult to detect the center of gravity of the through hole 82 from the imaging results. In contrast, in this configuration, since the through hole 82 is circular, it is easy to detect the center of gravity of the through hole 82 from the imaging results.

<第2実施形態>
続いて、図14~図17を参照し、本発明の第2実施形態に係る圧電アクチュエータ222について説明する。本実施形態と第1実施形態との主な相違点は、貫通孔81,82の構成である。
Second Embodiment
Next, a piezoelectric actuator 222 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 14 to 17. The main difference between this embodiment and the first embodiment is the configuration of the through holes 81, 82.

本実施形態において、貫通孔81は、図15に示すように、高電位接続電極部の2つの部分57b、及び、低電位電極の2つの重複部534のそれぞれにおいて、Y方向に沿った第4方向D4の一端に、切欠き状に開口している。貫通孔82は、図14に示すように、高電位電極の2つの重複部524、及び、低電位接続電極部の2つの端部電極56bのそれぞれにおいてY方向に沿った第4方向D4の一端に、切欠き状に開口している。各貫通孔82は、図15に示す各貫通孔81とZ方向に重なる。各貫通孔82の内部には、内部電極83が設けられている。 In this embodiment, as shown in FIG. 15, the through holes 81 are notched at one end in the fourth direction D4 along the Y direction in each of the two parts 57b of the high potential connection electrode portion and the two overlapping parts 534 of the low potential electrode. As shown in FIG. 14, the through holes 82 are notched at one end in the fourth direction D4 along the Y direction in each of the two overlapping parts 524 of the high potential electrode and the two end electrodes 56b of the low potential connection electrode portion. Each through hole 82 overlaps with each through hole 81 shown in FIG. 15 in the Z direction. An internal electrode 83 is provided inside each through hole 82.

なお、本実施形態では、第1実施形態(図8)における複数の枝部523のうち、Y方向の両端にある2つの枝部523が省略されている。 In addition, in this embodiment, of the multiple branch portions 523 in the first embodiment (Figure 8), the two branch portions 523 at both ends in the Y direction are omitted.

本実施形態では、部分57b及び重複部534を含む第3電極層の形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向(第2方向D2)と、重複部524及び端部電極56bを含む第2電極層の形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向(第3方向D3)とが、互いに同じである。第2方向D2及び第3方向D3は、第4方向D4と逆の方向であって、貫通孔81,82が開口するY方向の一端から他端に向かう方向である。 In this embodiment, the printing direction (second direction D2) of the screen printing in the step of forming the third electrode layer including the portion 57b and the overlapping portion 534 is the same as the printing direction (third direction D3) of the screen printing in the step of forming the second electrode layer including the overlapping portion 524 and the end electrode 56b. The second direction D2 and the third direction D3 are opposite to the fourth direction D4 and are directions from one end of the Y direction where the through holes 81 and 82 open to the other end.

以上に述べたように、本実施形態によれば、貫通孔81が、部分57b及び重複部534の第4方向D4の一端に、切欠き状に開口している(図15参照)。この場合、貫通孔81を形成する際のスクリーン印刷の印刷方向(第2方向D2)を、第4方向D4と逆の方向とすることで、貫通孔81の周縁(第2方向D2の上流側。当該スクリーン印刷の印刷方向の上流側)に滲みが生じない(図17参照)。つまり、貫通孔81が設けられた部分57b及び重複部534は、薄肉部S1(図11参照)が形成されず、厚肉部T1のみで構成される。これにより、第1実施形態(図10参照)のように貫通孔82の中心O2を貫通孔81の中心O1に対して第2方向D2の下流側に位置させなくとも、貫通孔82が滲みA(薄肉部S1)とZ方向(第1方向D1)に重なることがなく、貫通孔82を精度よく検出できる。したがって、圧電アクチュエータ22と流路ユニット21との位置決めを適切に行うことができる。 As described above, according to this embodiment, the through hole 81 is opened in a notch shape at one end of the portion 57b and the overlapping portion 534 in the fourth direction D4 (see FIG. 15). In this case, by making the printing direction (second direction D2) of the screen printing when forming the through hole 81 the opposite direction to the fourth direction D4, no bleeding occurs on the periphery of the through hole 81 (upstream side of the second direction D2, upstream side of the printing direction of the screen printing) (see FIG. 17). In other words, the portion 57b and the overlapping portion 534 in which the through hole 81 is provided do not have a thin portion S1 (see FIG. 11) formed therein, and are composed only of the thick portion T1. As a result, even if the center O2 of the through hole 82 is not positioned downstream of the center O1 of the through hole 81 in the second direction D2 as in the first embodiment (see FIG. 10), the through hole 82 does not overlap with the bleeding A (thin portion S1) in the Z direction (first direction D1), and the through hole 82 can be detected with high accuracy. Therefore, the piezoelectric actuator 22 and the flow passage unit 21 can be properly positioned.

貫通孔82が、重複部524及び端部電極56bの第4方向D4の一端に、切欠き状に開口している(図14参照)。この場合、貫通孔82を形成する際のスクリーン印刷の印刷方向(第3方向D3)を、第4方向D4と逆の方向とすることで、貫通孔82の周縁(第3方向D3の上流側。当該スクリーン印刷の印刷方向の上流側)に滲みが生じない(図17参照)。つまり、貫通孔82が設けられた重複部524及び端部電極56bは、薄肉部S2(図11参照)が形成されず、厚肉部T2のみで構成される。これにより、貫通孔81及び貫通孔82それぞれの滲みによる光の透過の阻害がなく、貫通孔82をより一層精度よく検出できる。また、内部電極83が貫通孔82の周縁の滲みと接続するという問題が生じないため、第1実施形態(図10参照)のように内部電極83の中心O3を貫通孔82の中心O2に対して第3方向D3の下流側に位置させる必要や、貫通孔82の周縁と内部電極83との距離を確保するために貫通孔82を過度に大きくする必要がない。 The through hole 82 is opened in a notch shape at one end of the overlapping portion 524 and the end electrode 56b in the fourth direction D4 (see FIG. 14). In this case, by making the printing direction (third direction D3) of the screen printing when forming the through hole 82 the opposite direction to the fourth direction D4, no bleeding occurs around the periphery of the through hole 82 (upstream side of the third direction D3, upstream side of the printing direction of the screen printing) (see FIG. 17). In other words, the overlapping portion 524 and the end electrode 56b in which the through hole 82 is provided are not formed with the thin part S2 (see FIG. 11), and are composed only of the thick part T2. As a result, there is no obstruction of light transmission due to bleeding of the through holes 81 and 82, and the through hole 82 can be detected with even greater accuracy. In addition, since there is no problem with the internal electrode 83 connecting with the bleeding around the periphery of the through hole 82, there is no need to position the center O3 of the internal electrode 83 downstream in the third direction D3 from the center O2 of the through hole 82 as in the first embodiment (see FIG. 10), and there is no need to make the through hole 82 excessively large to ensure a distance between the periphery of the through hole 82 and the internal electrode 83.

<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。
<Modification>
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various design modifications are possible within the scope of the claims.

貫通孔81,82及び内部電極83の形状は、上述の実施形態(図11及び図16参照)では円形状であるが、任意の形状(例えば、矩形状等)であってよい。また、貫通孔81,82及び内部電極83の形状が、互いに異なってもよい(例えば、貫通孔81が矩形状、貫通孔82及び内部電極83が円形状であってもよい)。 The shapes of the through holes 81, 82 and the internal electrode 83 are circular in the above-described embodiment (see Figures 11 and 16), but may be any shape (e.g., rectangular, etc.). The shapes of the through holes 81, 82 and the internal electrode 83 may be different from each other (e.g., the through hole 81 may be rectangular, and the through hole 82 and the internal electrode 83 may be circular).

第1実施形態(図10及び図11参照)では、第2電極層72の形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向(第3方向D3)は、第3電極層73の形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向(第2方向D2)と逆の方向であるが、第3電極層73の形成ステップにおけるスクリーン印刷の印刷方向(第2方向D2)と同じ方向であってもよい。 In the first embodiment (see Figures 10 and 11), the printing direction (third direction D3) of the screen printing in the step of forming the second electrode layer 72 is opposite to the printing direction (second direction D2) of the screen printing in the step of forming the third electrode layer 73, but may be the same direction as the printing direction (second direction D2) of the screen printing in the step of forming the third electrode layer 73.

各電極層71~73は、スクリーン印刷以外の手法で形成されてもよい。 Each electrode layer 71-73 may be formed by a method other than screen printing.

貫通孔82の内部に、内部電極83を設けなくてもよい。 It is not necessary to provide an internal electrode 83 inside the through hole 82.

第3電極層73の厚みは、第1電極層71及び第2電極層72の厚みと同じであってもよい。 The thickness of the third electrode layer 73 may be the same as the thickness of the first electrode layer 71 and the second electrode layer 72.

貫通孔81は、低電位電極53に設けられることに限定されず、例えば端部電極66a(図9参照)に設けられてもよい。 The through-hole 81 is not limited to being provided in the low potential electrode 53, but may be provided, for example, in the end electrode 66a (see FIG. 9).

貫通孔82が設けられる第2電極層72は、高電位電極52を含む層であるが、これに限定されず、例えば低電位電極53又は駆動電極51を含む層であってもよい。 The second electrode layer 72 in which the through hole 82 is provided is a layer including a high potential electrode 52, but is not limited to this and may be, for example, a layer including a low potential electrode 53 or a driving electrode 51.

第1電位が高電位、第2電位が低電位であることに限定されず、これとは逆(即ち、第1電位が低電位、第2電位が高電位)であってもよい。この場合、高電位電極52が最下層、低電位電極53が中間層に位置してよい。 The first potential is not limited to being a high potential and the second potential is a low potential, and the opposite may also be true (i.e., the first potential is a low potential and the second potential is a high potential). In this case, the high potential electrode 52 may be located in the bottom layer, and the low potential electrode 53 may be located in the middle layer.

上述の実施形態(図9参照)では、第3電極層73に貫通孔81が設けられているが、第1電極層71に貫通孔81が設けられてもよい。この場合、ヘッド3の製造方法(図13参照)において、S21(撮像ステップ)で、圧電アクチュエータ22に対し、第1電極層71から第3電極層73に向けて光を照射して、撮像結果を取得する。 In the embodiment described above (see FIG. 9), the through-hole 81 is provided in the third electrode layer 73, but the through-hole 81 may be provided in the first electrode layer 71. In this case, in the method for manufacturing the head 3 (see FIG. 13), in S21 (imaging step), light is irradiated from the first electrode layer 71 toward the third electrode layer 73 on the piezoelectric actuator 22 to obtain an imaging result.

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、4つ以上であってもよい。例えば、上述の実施形態(図4等参照)において、圧電アクチュエータ22の圧電層43と流路ユニット21のプレート31との間に、別の圧電層が配置されてもよい。 The number of piezoelectric layers constituting the piezoelectric actuator is three in the above-described embodiment, but may be four or more. For example, in the above-described embodiment (see FIG. 4, etc.), another piezoelectric layer may be disposed between the piezoelectric layer 43 of the piezoelectric actuator 22 and the plate 31 of the flow channel unit 21.

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。 The present invention is not limited to printers, but can also be applied to facsimiles, copiers, multifunction machines, etc. The present invention can also be applied to liquid ejection devices used for purposes other than image recording (for example, liquid ejection devices that eject conductive liquid onto a substrate to form a conductive pattern). Furthermore, the piezoelectric actuator according to the present invention can be applied to any device other than a liquid ejection device.

10 圧力室
15 ノズル
21 流路ユニット
22;222 圧電アクチュエータ
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1電位電極)
53 低電位電極(第2電位電極)
71 第1電極層
72 第2電極層
73 第3電極層
81 貫通孔(第1貫通孔)
82 貫通孔(第2貫通孔)
83 内部電極
T1 厚肉部(第1厚肉部)
T2 厚肉部(第2厚肉部)
S1 薄肉部(第1薄肉部)
S2 薄肉部(第2薄肉部)
O1,O2,O3 中心
L1 距離(第1距離)
L2 距離(第2距離)
D1 第1方向
D2 第2方向
D3 第3方向
10 Pressure chamber 15 Nozzle 21 Flow passage unit 22; 222 Piezoelectric actuator 41 Piezoelectric layer (first piezoelectric layer)
42 Piezoelectric layer (second piezoelectric layer)
43 Piezoelectric layer (third piezoelectric layer)
51 Drive electrode 52 High potential electrode (first potential electrode)
53 Low potential electrode (second potential electrode)
71 First electrode layer 72 Second electrode layer 73 Third electrode layer 81 Through hole (first through hole)
82 Through hole (second through hole)
83 Internal electrode T1 Thick part (first thick part)
T2 Thick part (second thick part)
S1 Thin wall part (first thin wall part)
S2 Thin-walled section (second thin-walled section)
O1, O2, O3 center L1 distance (first distance)
L2 Distance (second distance)
D1 First direction D2 Second direction D3 Third direction

Claims (14)

第1圧電層と、前記第1圧電層に対して前記第1圧電層の厚み方向に沿った第1方向に積層された第2圧電層と、前記第1圧電層及び前記第2圧電層に対して前記第1方向に積層され、前記第1圧電層との間に前記第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1圧電層の前記第2圧電層と反対側の面に配置された第1電極層と、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、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、を備え、
前記第1電極層は、それぞれ第1電位及び前記第1電位と異なる第2電位のいずれかが選択的に付与される複数の駆動電極を含み、
前記第2電極層は、前記第1電位に保持される第1電位電極を含み、
前記第3電極層は、前記第2電位に保持される第2電位電極を含み、
前記第1電極層及び前記第3電極層の一方は、第1貫通孔と、前記第1貫通孔を画定する第1厚肉部と、前記第1厚肉部に接続しかつ前記第1厚肉部よりも前記第1方向の厚みが小さい第1薄肉部であって、前記第1貫通孔内における前記第1方向と直交する第2方向の上流側に配置された第1薄肉部とを有し、
前記第2電極層は、前記第1貫通孔と前記第1方向に重なる第2貫通孔を有し、
前記第2貫通孔の中心は、前記第1貫通孔の中心に対して前記第2方向の下流側に位置することを特徴とする、圧電アクチュエータ。
a first piezoelectric layer; a second piezoelectric layer stacked on the first piezoelectric layer in a first direction along a thickness direction of the first piezoelectric layer; a third piezoelectric layer stacked on the first piezoelectric layer and the second piezoelectric layer in the first direction and sandwiching the second piezoelectric layer between the first piezoelectric layer and the third piezoelectric layer; a first electrode layer arranged on a surface of the first piezoelectric layer opposite to the second piezoelectric layer in the first direction; a second electrode layer arranged between the first piezoelectric layer and the second piezoelectric layer in the first direction; and a third electrode layer arranged between the second piezoelectric layer and the third piezoelectric layer in the first direction,
the first electrode layer includes a plurality of drive electrodes to which either a first potential or a second potential different from the first potential is selectively applied;
the second electrode layer includes a first potential electrode held at the first potential;
the third electrode layer includes a second potential electrode held at the second potential;
one of the first electrode layer and the third electrode layer has a first through hole, a first thick portion defining the first through hole, and a first thin portion connected to the first thick portion and having a thickness in the first direction smaller than that of the first thick portion, the first thin portion being disposed on the upstream side in a second direction perpendicular to the first direction within the first through hole;
the second electrode layer has a second through hole overlapping the first through hole in the first direction;
A piezoelectric actuator, wherein a center of the second through hole is located downstream in the second direction with respect to a center of the first through hole.
前記第1電位は、高電位であり、
前記第2電位は、前記高電位よりも電位が低い低電位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。
the first potential is a high potential,
2. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the second potential is a low potential that is lower than the high potential.
前記第1貫通孔は、前記第3電極層の前記第2電位電極に形成されたことを特徴とする、請求項2に記載の圧電アクチュエータ。 The piezoelectric actuator according to claim 2, characterized in that the first through-hole is formed in the second potential electrode of the third electrode layer. 前記第3電極層の厚みは、前記第2電極層の厚みよりも大きいことを特徴とする、請求項3に記載の圧電アクチュエータ。 The piezoelectric actuator of claim 3, characterized in that the thickness of the third electrode layer is greater than the thickness of the second electrode layer. 前記第2電極層は、前記第2貫通孔の内部に配置された内部電極をさらに有す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。 The piezoelectric actuator according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the second electrode layer further has an internal electrode disposed inside the second through hole. 前記第2電極層は、前記第2貫通孔を画定する第2厚肉部と、前記第2厚肉部に接続しかつ前記第2厚肉部よりも前記第1方向の厚みが小さい第2薄肉部であって、前記第2貫通孔内における前記第1方向と直交する第3方向の上流側に配置された第2薄肉部とを有し、
前記内部電極の中心は、前記第2貫通孔の中心に対して前記第3方向の下流側に位置することを特徴とする、請求項5に記載の圧電アクチュエータ。
the second electrode layer has a second thick portion that defines the second through hole, and a second thin portion that is connected to the second thick portion and has a thickness in the first direction smaller than that of the second thick portion, the second thin portion being disposed upstream in the second through hole in a third direction perpendicular to the first direction,
The piezoelectric actuator according to claim 5 , wherein a center of the internal electrode is located downstream in the third direction with respect to a center of the second through hole.
前記第1電極層及び前記第3電極層の前記一方の厚みは、前記第2電極層の厚みよりも大きいことを特徴とする、請求項6に記載の圧電アクチュエータ。 The piezoelectric actuator according to claim 6, characterized in that the thickness of one of the first electrode layer and the third electrode layer is greater than the thickness of the second electrode layer. 前記第1貫通孔の中心と前記第2貫通孔の中心との前記第2方向の第1距離は、前記内部電極の中心と前記第2貫通孔の中心との前記第2方向の第2距離よりも大きいことを特徴とする、請求項7に記載の圧電アクチュエータ。 The piezoelectric actuator according to claim 7, characterized in that the first distance in the second direction between the center of the first through hole and the center of the second through hole is greater than the second distance in the second direction between the center of the internal electrode and the center of the second through hole. 前記内部電極は、円形状であることを特徴とする、請求項5~8のいずれか1項に記載の圧電アクチュエータ。 The piezoelectric actuator according to any one of claims 5 to 8, characterized in that the internal electrode is circular. 第1圧電層と、前記第1圧電層に対して前記第1圧電層の厚み方向に沿った第1方向に積層された第2圧電層と、前記第1圧電層及び前記第2圧電層に対して前記第1方向に積層され、前記第1圧電層との間に前記第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1圧電層の前記第2圧電層と反対側の面に配置された第1電極層と、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、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、を備え、
前記第1電極層は、それぞれ第1電位及び前記第1電位と異なる第2電位のいずれかが選択的に付与される複数の駆動電極を含み、
前記第2電極層は、前記第1電位に保持される第1電位電極を含み、
前記第3電極層は、前記第2電位に保持される第2電位電極を含み、
前記第1電極層及び前記第3電極層の一方は、当該電極層の前記第1方向と直交する第4方向の一端に切欠き状に開口した第1貫通孔を有し、
前記第2電極層は、前記第1貫通孔と前記第1方向に重なる第2貫通孔を有することを特徴とする、圧電アクチュエータ。
a first piezoelectric layer; a second piezoelectric layer stacked on the first piezoelectric layer in a first direction along a thickness direction of the first piezoelectric layer; a third piezoelectric layer stacked on the first piezoelectric layer and the second piezoelectric layer in the first direction and sandwiching the second piezoelectric layer between the first piezoelectric layer and the third piezoelectric layer; a first electrode layer arranged on a surface of the first piezoelectric layer opposite to the second piezoelectric layer in the first direction; a second electrode layer arranged between the first piezoelectric layer and the second piezoelectric layer in the first direction; and a third electrode layer arranged between the second piezoelectric layer and the third piezoelectric layer in the first direction,
the first electrode layer includes a plurality of drive electrodes to which either a first potential or a second potential different from the first potential is selectively applied;
the second electrode layer includes a first potential electrode held at the first potential;
the third electrode layer includes a second potential electrode held at the second potential;
one of the first electrode layer and the third electrode layer has a first through hole that opens in a notch shape at one end of the electrode layer in a fourth direction perpendicular to the first direction,
The second electrode layer has a second through hole overlapping the first through hole in the first direction.
前記第2貫通孔は、前記第2電極層の前記第4方向の一端に切欠き状に開口していることを特徴とする、請求項10に記載の圧電アクチュエータ。 The piezoelectric actuator according to claim 10, characterized in that the second through hole opens in a notch shape at one end of the second electrode layer in the fourth direction. 前記第2貫通孔は、円形状であることを特徴とする、請求項1~11のいずれか1項に記載の圧電アクチュエータ。 The piezoelectric actuator according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the second through hole is circular. 第1圧電層、第2圧電層及び第3圧電層が前記第1圧電層の厚み方向に沿った第1方向に積層された圧電アクチュエータを作製するアクチュエータ作製工程と、
前記圧電アクチュエータを、複数のノズルと前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室とを含む流路が形成された流路ユニットに接着する接着工程と、を備え、
前記アクチュエータ作製工程は、
前記第1圧電層の表面に、それぞれ第1電位及び前記第1電位と異なる第2電位のいずれかが選択的に付与される複数の駆動電極を含む第1電極層を、スクリーン印刷により形成する第1電極層形成ステップと、
前記第2圧電層の表面に、前記第1電位に保持される第1電位電極を含む第2電極層を、スクリーン印刷により形成する第2電極層形成ステップと、
前記第3圧電層の表面に、前記第2電位に保持される第2電位電極を含む第3電極層を、スクリーン印刷により形成する第3電極層形成ステップと、
前記第1電極層形成ステップ、前記第2電極層形成ステップ及び前記第3電極層形成ステップの後、前記第1電極層が前記第1方向において前記第1圧電層の前記第2圧電層と反対側の面に配置され、前記第2電極層が前記第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、かつ、前記第3電極層が前記第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るように、前記第1圧電層、前記第2圧電層及び前記第3圧電層を前記第1方向に積層する積層ステップと、を含み、
前記第1電極層形成ステップ及び前記第3電極層形成ステップの一方において、当該電極層に第1貫通孔を形成し、
前記第2電極層形成ステップにおいて、前記第2電極層に、前記第1貫通孔と前記第1方向に重なる第2貫通孔であって、前記第1貫通孔の中心に対してその中心が前記第1方向と直交する第2方向の下流側であって前記第1電極層形成ステップ及び前記第3電極層形成ステップの前記一方における前記スクリーン印刷の印刷方向の下流側に位置する第2貫通孔を形成し、
前記接着工程は、
前記圧電アクチュエータに対し、前記第1電極層及び前記第3電極層のうち前記第1貫通孔が形成された一方から他方に向けて光を照射し、撮像結果を取得する撮像ステップと、
前記撮像結果に基づいて、前記圧電アクチュエータと前記流路ユニットとを位置決めする位置決めステップと、を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
an actuator fabrication step of fabricating a piezoelectric actuator in which a first piezoelectric layer, a second piezoelectric layer, and a third piezoelectric layer are stacked in a first direction along a thickness direction of the first piezoelectric layer;
a bonding step of bonding the piezoelectric actuator to a flow path unit in which a flow path including a plurality of nozzles and a plurality of pressure chambers respectively communicating with the plurality of nozzles is formed,
The actuator fabrication process includes:
a first electrode layer forming step of forming, by screen printing, a first electrode layer including a plurality of driving electrodes to which either a first potential or a second potential different from the first potential is selectively applied, on a surface of the first piezoelectric layer;
a second electrode layer forming step of forming a second electrode layer including a first potential electrode held at the first potential on a surface of the second piezoelectric layer by screen printing;
a third electrode layer forming step of forming a third electrode layer including a second potential electrode held at the second potential on a surface of the third piezoelectric layer by screen printing;
a lamination step of laminating the first piezoelectric layer, the second piezoelectric layer, and the third piezoelectric layer in the first direction such that, after the first electrode layer forming step, the second electrode layer forming step, and the third electrode layer forming step, the first electrode layer is disposed on a surface of the first piezoelectric layer opposite to the second piezoelectric layer in the first direction, the second electrode layer is disposed between the first piezoelectric layer and the second piezoelectric layer in the first direction, and the third electrode layer is disposed between the second piezoelectric layer and the third piezoelectric layer in the first direction,
forming a first through hole in the electrode layer in one of the first electrode layer forming step and the third electrode layer forming step;
In the second electrode layer forming step, a second through hole is formed in the second electrode layer, the second through hole overlapping with the first through hole in the first direction, the center of the second through hole being located downstream of a center of the first through hole in a second direction perpendicular to the first direction and downstream of a printing direction of the screen printing in one of the first electrode layer forming step and the third electrode layer forming step;
The bonding step includes:
an imaging step of irradiating the piezoelectric actuator with light from one of the first electrode layer and the third electrode layer, in which the first through hole is formed, to the other, and acquiring an imaging result;
and a positioning step of positioning the piezoelectric actuator and the flow path unit based on the imaging result.
前記第2電極層形成ステップにおける前記スクリーン印刷の印刷方向は、前記第1方向と直交しかつ前記第2方向と逆の第3方向であり、
前記第2電極層形成ステップにおいて、前記第2貫通孔の内部に配置される内部電極を、前記第2貫通孔の中心に対してその中心が前記第3方向の下流側に位置するように、形成することを特徴とする、請求項13に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
a printing direction of the screen printing in the second electrode layer forming step is a third direction that is perpendicular to the first direction and opposite to the second direction;
14. A method for manufacturing a liquid ejection head as described in claim 13, characterized in that, in the second electrode layer formation step, an internal electrode to be placed inside the second through hole is formed so that its center is located downstream in the third direction with respect to the center of the second through hole.
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