特開 2024-6010 圧電アクチュエータ及びその検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024006010

(43)【公開日】2024-01-17

(54)【発明の名称】圧電アクチュエータ及びその検査方法

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/14 20060101AFI20240110BHJP

【ＦＩ】

B41J2/14 611

B41J2/14 305

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022106540

(22)【出願日】2022-06-30

(71)【出願人】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】弁理士法人ＡＴＥＮ

(72)【発明者】

【氏名】大井 しおり

(72)【発明者】

【氏名】相羽 貴司

【テーマコード（参考）】

2C057

【Ｆターム（参考）】

2C057AF93

2C057AG15

2C057AG42

2C057AP82

2C057BA04

2C057BA14

2C057DB04

(57)【要約】

【課題】枝部の電気抵抗を測定可能とする。
【解決手段】圧電アクチュエータ２２の圧電体４０を構成する３つの圧電層のうち、最上層の圧電層４１の上面（圧電体４０の表面４０ａ）に、検査電極８０ｘ，８０ｙが配置されている。検査電極８０ｘ，８０ｙは、圧電層４１に形成された孔部４１１ｘ，４１１ｙ及び孔部４１１ｘ，４１１ｙに設けられた接続電極を介して、中間層の圧電層上に配置された高電位電極の枝部５２３と電気的に接続されている。
【選択図】図１０

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向に積層された複数の圧電層を有する圧電体と、
前記第１方向において前記複数の圧電層の間に配置された内部電極と、を備え、
前記内部電極は、
前記第１方向と直交する第２方向に配列され、それぞれ活性部を構成する複数の個別部と、
前記第２方向に延び、前記複数の個別部を連結する枝部と、を有し、
前記複数の圧電層のうち前記圧電体における前記第２方向に沿った表面と前記内部電極との間に配置された圧電層に形成され、前記枝部における前記第２方向に互いに離隔した複数の測定部のそれぞれを前記表面と繋ぐ複数の孔部と、
前記複数の孔部に設けられ、前記複数の測定部のそれぞれと電気的に接続する複数の接続電極と、
前記表面における前記複数の孔部のそれぞれを覆う位置に配置され、前記複数の接続電極を介して前記複数の測定部のそれぞれと電気的に接続する複数の検査電極と、
をさらに備えたことを特徴とする、圧電アクチュエータ。

【請求項2】

前記枝部は、第１枝と、前記第１方向及び前記第２方向と直交する第３方向に前記第１枝から離隔した第２枝と、前記第３方向において前記第１枝と前記第２枝との間に配置された第３枝と、を含み、
前記複数の検査電極からなる検査電極組が、前記第１枝及び前記第２枝のそれぞれに対して設けられたことを特徴とする、請求項１に記載の圧電アクチュエータ。

【請求項3】

前記検査電極組が、前記第３枝に対してさらに設けら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。

【請求項4】

前記枝部は、前記第１枝、前記第２枝及び前記第３枝を含む複数の枝であって、前記第３方向に互いに離隔した複数の枝で構成され、
前記第１枝及び前記第２枝は、前記複数の枝のうち前記第３方向の一端及び他端に位置することを特徴とする、請求項２に記載の圧電アクチュエータ。

【請求項5】

前記枝部は、前記第１方向及び前記第２方向と直交する第３方向に互いに離隔した複数の枝で構成され、
前記複数の検査電極からなる検査電極組が、前記複数の枝のそれぞれに対して設けられたことを特徴とする、請求項１に記載の圧電アクチュエータ。

【請求項6】

前記複数の孔部は、それぞれ、前記第２方向に互いに離隔した複数の貫通孔で構成され、
前記複数の検査電極は、それぞれ、前記第２方向に長尺な形状を有し、前記複数の貫通孔を覆うことを特徴とする、請求項１に記載の圧電アクチュエータ。

【請求項7】

前記枝部は、前記複数の個別部が連結された連結領域と、前記連結領域と前記第２方向に並ぶ非連結領域と、を有し、
前記複数の測定部が、前記非連結領域に設けられたことを特徴とする、請求項１～６のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータ。

【請求項8】

前記枝部は、前記第１方向及び前記第２方向と直交する第３方向に互いに離隔した複数の枝で構成され、
前記複数の枝は、それぞれ、前記連結領域と、前記連結領域を前記第２方向に挟む２つの前記非連結領域と、を有し、
前記複数の枝における前記２つの非連結領域の一方を連結する幹部をさらに備え、
前記複数の測定部が、前記複数の枝の少なくとも１つにおける、前記２つの非連結領域の一方及び他方のそれぞれに設けられたことを特徴とする、請求項７に記載の圧電アクチュエータ。

【請求項9】

第１方向に積層された複数の圧電層を有する圧電体と、前記複数の圧電層のいずれかの表面に配置された対象電極と、を備えた圧電アクチュエータであって、前記対象電極は、前記第１方向と直交する第２方向に配列され、それぞれ活性部を構成する複数の個別部と、前記第２方向に延び、前記複数の個別部を連結する枝部と、を有する圧電アクチュエータの検査方法において、
前記圧電体における前記第２方向に沿った表面に、前記枝部における前記第２方向に互いに離隔した測定部のそれぞれと電気的に接続する複数の検査電極を配置する電極配置ステップと、
前記電極配置ステップの後、前記複数の検査電極を用いて前記枝部の電気抵抗を測定する測定ステップと、
を備えたことを特徴とする、圧電アクチュエータの検査方法。

【請求項10】

前記対象電極は、前記第１方向において前記複数の圧電層の間に配置された内部電極であり、
前記電極配置ステップは、
前記複数の圧電層のうち前記圧電体の前記表面と前記内部電極との間に配置された圧電層に、前記枝部の前記複数の測定部のそれぞれを前記表面と繋ぐ複数の孔部を形成する第１ステップと、
前記第１ステップの後、前記表面において前記複数の孔部のそれぞれを覆う位置に、前記複数の接続電極を介して前記複数の測定部のそれぞれと電気的に接続する前記複数の検査電極を形成する第２ステップと、
前記第１ステップの後、前記第２ステップの前又は後に、前記複数の孔部に、前記複数の測定部のそれぞれと電気的に接続する複数の接続電極を設ける第３ステップと、
を含むことを特徴とする、請求項９に記載の圧電アクチュエータの検査方法。

【請求項11】

前記電極配置ステップの後、前記圧電体を焼成する焼成ステップと、
前記焼成ステップの後、前記複数の検査電極の位置を検出する位置検出ステップと、
をさらに備えたことを特徴とする、請求項１０に記載の圧電アクチュエータの検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、それぞれ活性部を構成する複数の個別部と複数の個別部を連結する枝部とを有する内部電極又は対象電極を備えた圧電アクチュエータ及びその検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、それぞれ活性部を構成する複数の電極部５５ａ（個別部）と複数の電極部５５ａを連結する第１接続部５５ｂ（枝部）とを有する第１導電部５５（内部電極又は対象電極）を備えた圧電アクチュエータが示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１５７０７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１において、第１接続部５５ｂ（枝部）は搬送方向（第２方向）に延びている。第１接続部５５ｂの搬送方向の一端と他端とにおいて、電極部５５ａ（個別部）に供給される電荷量に差が生じ、活性部の駆動態様に差が生じ得る。例えば、ノズルを含む流路が形成された流路部材に圧電アクチュエータを固定し、活性部を駆動させた際に、第２方向に配列された複数の活性部の駆動態様に差が生じ、ノズルからの液体の吐出速度にもバラつきが生じ得る。当該問題は、枝部の電気抵抗が大きいほど顕著化する。

【0005】

本発明の目的は、枝部の電気抵抗を測定可能な圧電アクチュエータ及びその検査方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１観点によれば、第１方向に積層された複数の圧電層を有する圧電体と、前記第１方向において前記複数の圧電層の間に配置された内部電極と、を備え、前記内部電極は、前記第１方向と直交する第２方向に配列され、それぞれ活性部を構成する複数の個別部と、前記第２方向に延び、前記複数の個別部を連結する枝部と、を有し、前記複数の圧電層のうち前記圧電体における前記第２方向に沿った表面と前記内部電極との間に配置された圧電層に形成され、前記枝部における前記第２方向に互いに離隔した複数の測定部のそれぞれを前記表面と繋ぐ複数の孔部と、前記複数の孔部に設けられ、前記複数の測定部のそれぞれと電気的に接続する複数の接続電極と、前記表面における前記複数の孔部のそれぞれを覆う位置に配置され、前記複数の接続電極を介して前記複数の測定部のそれぞれと電気的に接続する複数の検査電極と、をさらに備えたことを特徴とする、圧電アクチュエータが提供される。

【0007】

本発明の第２観点によれば、第１方向に積層された複数の圧電層を有する圧電体と、前記複数の圧電層のいずれかの表面に配置された対象電極と、を備えた圧電アクチュエータであって、前記対象電極は、前記第１方向と直交する第２方向に配列され、それぞれ活性部を構成する複数の個別部と、前記第２方向に延び、前記複数の個別部を連結する枝部と、を有する圧電アクチュエータの検査方法において、前記圧電体における前記第２方向に沿った表面に、前記枝部における前記第２方向に互いに離隔した測定部のそれぞれと電気的に接続する複数の検査電極を配置する電極配置ステップと、前記電極配置ステップの後、前記複数の検査電極を用いて前記枝部の電気抵抗を測定する測定ステップと、を備えたことを特徴とする、圧電アクチュエータの検査方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態に係る圧電アクチュエータ２２を含むプリンタ１００の平面図である。

【図2】図１に示す単位ヘッド１ｕの平面図である。

【図3】図２の領域ＩＩＩの拡大図である。

【図4】図３のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。

【図5】図３のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。

【図6】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。

【図7】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。

【図8】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。

【図9】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。

【図10】（ａ）は、図７の領域ＸＡの拡大図である。（ｂ）は、図７の領域ＸＢの拡大図である。

【図11】（ａ）は、図１０（ａ）のＸＩＡ－ＸＩＡ線に沿った断面図である。（ｂ）は、図１０（ｂ）のＸＩＢ－ＸＩＢ線に沿った断面図である。

【図12】圧電アクチュエータ２２の検査方法を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

＜プリンタの全体構成＞
先ず、図１を参照し、本発明の一実施形態に係る圧電アクチュエータ２２を含むプリンタ１００の全体構成について説明する。

【0010】

なお、以下の説明において、第１方向Ｄ１は鉛直方向であり、第２方向Ｄ２及び第３方向Ｄ３は水平方向である。第２方向Ｄ２及び第３方向Ｄ３は共に第１方向Ｄ１と直交する。第２方向Ｄ２は第３方向Ｄ３と直交する。

【0011】

プリンタ１００は、ヘッド１と、プラテン３と、搬送機構４と、制御部５とを備えている。

【0012】

ヘッド１は、第２方向Ｄ２に長尺であり、位置が固定された状態でノズル１５（図３及び図４参照）から用紙９に対してインクを吐出するライン式である。ヘッド１は、第２方向Ｄ２に千鳥状に配列された４つの単位ヘッド１ｕを含む。各単位ヘッド１ｕから吐出されるインクは、互いに同じ色のインク（例えばブラックインク）である。

【0013】

プラテン３は、第１方向Ｄ１と直交する方向に沿った上面を有する平板部材であり、ヘッド１の下方に配置されている。プラテン３の上面に用紙９が載置される。

【0014】

搬送機構４は、第３方向Ｄ３にプラテン３を挟んで配置された２つのローラ対４ａ，４ｂを有する。制御部５の制御により搬送モータ（図示略）が駆動されると、ローラ対４ａ，４ｂが用紙９を挟持した状態で回転し、用紙９が第３方向Ｄ３に沿った搬送方向に搬送される。

【0015】

制御部５は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を有する。ＡＳＩＣは、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、記録処理を実行する。記録処理において、制御部５は、ＰＣ等の外部装置から入力された記録指令（画像データを含む。）に基づき、搬送モータ及びドライバＩＣ（共に図示略）を制御することで、搬送機構４による用紙９の搬送と、ヘッド１による用紙９へのインクの吐出とを行わせる。これにより、用紙９上に画像が記録される。

【0016】

＜単位ヘッド＞
単位ヘッド１ｕは、図２に示すように、流路部材２１及び圧電アクチュエータ２２を有する。流路部材２１及び圧電アクチュエータ２２は、共に、第１方向Ｄ１と直交する平面において、第２方向Ｄ２の長さが第３方向Ｄ３の長さよりも長い、矩形状である。

【0017】

＜流路部材＞
流路部材２１は、図４に示すように、第１方向Ｄ１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。

【0018】

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の第３方向Ｄ３の一端及び他端と第１方向Ｄ１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と第１方向Ｄ１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、第２方向Ｄ２に配列された複数の圧力室１０からなる圧力室列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、第２方向Ｄ２方向に延び、対応する圧力室列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と第１方向Ｄ１に重なっている。

【0019】

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、２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、チューブを介してインクカートリッジ（図示略）と連通し、かつ、６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チューブを介して各インク供給口８に供給されたインクは、６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、各圧力室列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。

【0020】

＜圧電アクチュエータ＞
圧電アクチュエータ２２は、図４に示すように、流路部材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を有する圧電体４０と、複数の駆動電極５１と、高電位電極５２と、低電位電極５３とを含む。

【0021】

３つの圧電層４１～４３は、第１方向Ｄ１に積層されている。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。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。圧電層４２は、圧電層４３の上面に配置されている。圧電層４１は、圧電層４２の上面に配置されている。圧電層４１と圧電層４３との間に、圧電層４２が配置されている。

【0022】

複数の駆動電極５１は、図７に示すように、第２方向Ｄ２に配列されており、圧力室列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。

【0023】

各駆動電極５１は、図３に示すように、圧電層４１の上面（即ち、圧電体４０における第２方向Ｄ２及び第３方向Ｄ３に沿った表面４０ａ）に、圧力室１０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の略全域と第１方向Ｄ１に重なっている。突出部５１ｂは、主部５１ａから第３方向Ｄ３に突出し、対応する圧力室１０と第１方向Ｄ１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５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。

【0024】

圧電層４１の上面には、駆動電極５１に加え、２つの高電位部５４と、２つの低電位部５５と、検査電極８０ｘ，８０ｙとが設けられている。

【0025】

２つの高電位部５４は、それぞれ、圧電層４１の第３方向Ｄ３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における第２方向Ｄ２の一方側（図７の上側）に配置されている。２つの低電位部５５は、それぞれ、圧電層４１の第３方向Ｄ３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における第２方向Ｄ２の他方側（図７の下側）に配置されている。

【0026】

高電位部５４及び低電位部５５は、それぞれ、第２方向Ｄ２に互いに離隔して配置された複数の電極５４ａ，５５ａで構成されている。電極５４ａ，５５ａは、第１方向Ｄ１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５の制御により、ＣＯＦの配線を介して、電極５４ａに高電位（ＶＤＤ電位）を付与し、電極５５ａに低電位（ＧＮＤ電位）を付与する。電極５４ａは高電位に保持され、電極５５ａは低電位に保持される。

【0027】

検査電極８０ｘ，８０ｙは、複数の駆動電極５１からなる群の外側に配置されている。検査電極８０ｘは、当該群に対して第２方向Ｄ２の一方側（図７の上側）に配置されている。検査電極８０ｙは、当該群に対して第２方向Ｄ２の他方側（図７の下側）に配置されている。１つの検査電極８０ｘと１つの検査電極８０ｙとからなる検査電極組８０が、後述する複数の枝５２３ａ～５２３ｇ（図８参照）のそれぞれに対して設けられている。

【0028】

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、２つの高電位受容部５２２と、枝部５２３と、複数の個別部５２ａとを含む。高電位電極５２は、圧電層４１と圧電層４２との間に配置されており（図４～図６参照）、本発明の「内部電極」「対象電極」に該当する。

【0029】

幹部５２１は、圧電層４２の第２方向Ｄ２の一端（図８の上端）において、第３方向Ｄ３に延びている。

【0030】

２つの高電位受容部５２２のうち、一方は、幹部５２１の第３方向Ｄ３の一端（図８の左端）に接続している。２つの高電位受容部５２２のうち、他方は、幹部５２１の第３方向Ｄ３の他端（図８の右端）に接続している。２つの高電位受容部５２２は、それぞれ、圧電層４２の第３方向Ｄ３の一端（図８の左端）及び他端（図８の右端）において、第２方向Ｄ２に延びている。

【0031】

２つの高電位受容部５２２は、それぞれ、高電位部５４を構成するいくつかの電極５４ａ（図７参照）と第１方向Ｄ１に重なっている。２つの高電位受容部５２２は、それぞれ、圧電層４１に形成された貫通孔（図示略）を介して当該電極５４ａと電気的に接続されており、当該電極５４ａから高電位を受ける。

【0032】

枝部５２３は、それぞれ幹部５２１から分岐して第２方向Ｄ２の他方側（図８の下側）に延びる複数の枝５２３ａ～５２３ｇで構成されている。複数の枝５２３ａ～５２３ｇは、第３方向Ｄ３に互いに離隔している。

【0033】

複数の個別部５２ａは、複数の駆動電極５１（図７参照）と同様、第２方向Ｄ２に配列されている。各個別部５２ａは、圧力室１０の第２方向Ｄ２の中央部分と第１方向Ｄ１に重なり、駆動電極５１と第１方向Ｄ１に重なる部分を有する（図５参照）。各個別部５２ａは、後述する第１活性部９１（図４～図６参照）を構成する。

【0034】

各枝５２３ａ～５２３ｇは、複数の個別部５２ａを連結している。各枝５２３ａ～５２３ｇは、複数の個別部５２ａが連結された連結領域Ｒ１と、複数の個別部５２ａが連結されていない２つの非連結領域Ｒ２とを有する。連結領域Ｒ１に対して第２方向Ｄ２の一方（図８の上方）及び他方（図８の下方）のそれぞれに、非連結領域Ｒ２が設けられている。連結領域Ｒ１と２つの非連結領域Ｒ２とは第２方向Ｄ２に並び、２つの非連結領域Ｒ２が連結領域Ｒ１を第２方向Ｄ２に挟んでいる。各枝５２３ａ～５２３ｇにおける２つの非連結領域Ｒ２の一方（図８の上方に設けられた非連結領域Ｒ２）が、幹部５２１によって連結されている。

【0035】

各枝５２３ａ～５２３ｇにおいて、２つの非連結領域Ｒ２の一方（図８の上方に設けられた非連結領域Ｒ２）に測定部Ｘが設けられ、２つの非連結領域Ｒ２の一方（図８の上方に設けられた非連結領域Ｒ２）に測定部Ｙが設けられている。各枝５２３ａ～５２３ｇの測定部Ｘ，Ｙは、第２方向Ｄ２に互いに離隔している。測定部Ｘ，Ｙは、それぞれ、圧電層４１（圧電体４０の表面４０ａと高電位電極５２との間に配置された圧電層）に形成された孔部４１１ｘ，４１１ｙを介して、検査電極Ｘ，Ｙと電気的に接続されている。

【0036】

具体的には、図１０（ａ）及び図１１（ａ）に示すように、圧電層４１の上面（圧電体４０の表面４０ａ）において測定部Ｘと第１方向Ｄ１に重なる位置に、検査電極８０ｘが配置されている。圧電層４１において検査電極８０ｘと第１方向Ｄ１に重なる部分に、孔部４１１ｘが設けられている。孔部４１１ｘは、第２方向Ｄ２に互いに離隔した２つの貫通孔４１１で構成されている。各貫通孔４１１は、測定部Ｘと表面４０ａとを繋ぎ、検査電極８０ｘによって覆われている。測定部Ｘと検査電極８０ｘとは、各貫通孔４１１に設けられた接続電極８１を介して、互いに電気的に接続されている。

【0037】

同様に、図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）に示すように、圧電層４１の上面（圧電体４０の表面４０ａ）において測定部Ｙと第１方向Ｄ１に重なる位置に、検査電極８０ｙが配置されている。圧電層４１において検査電極８０ｙと第１方向Ｄ１に重なる部分に、孔部４１１ｙが設けられている。孔部４１１ｙは、第２方向Ｄ２に互いに離隔した２つの貫通孔４１１で構成されている。各貫通孔４１１は、測定部Ｙと表面４０ａとを繋ぎ、検査電極８０ｙによって覆われている。測定部Ｙと検査電極８０ｙとは、各貫通孔４１１に設けられた接続電極８１を介して、互いに電気的に接続されている。

【0038】

各検査電極８０ｘ，８０ｙは、第２方向Ｄに長尺な略楕円形状を有し、各孔部４１１ｘ，４１１ｙを構成する２つの貫通孔４１１を覆っている。

【0039】

圧電層４２の上面には、高電位電極５２に加え、２つの低電位部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。

【0040】

２つの低電位部５６は、それぞれ、圧電層４２の第３方向Ｄ３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における第２方向Ｄ２の他方側（図８の下側）に配置されている。２つの低電位部５６は、それぞれ、第２方向Ｄ２に互いに離隔して配置された２つの電極５６ａと１つの電極５６ｂとで構成されている。

【0041】

２つの浮き電極部６４は、それぞれ、圧電層４２の第３方向Ｄ３の一端（図８の左端）及び他端（図８の右端）において、第２方向Ｄ２において高電位受容部５２２と低電位部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、第２方向Ｄ２に互いに離隔して配置された複数の電極６４ａで構成されている。

【0042】

浮き電極部６５は、圧電層４２の第２方向Ｄ２の他端（図８の下端）に配置されている。浮き電極部６５は、第３方向Ｄ３に互いに離隔して配置された複数の電極６５ａで構成されている。電極６５ａは、第１方向Ｄ１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、第３方向Ｄ３に等間隔に配置されている。

【0043】

低電位部５６の電極５６ａと、浮き電極部６４の電極６４ａとは、第１方向Ｄ１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の第３方向Ｄ３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、第２方向Ｄ２に等間隔に配置されている。一方、低電位部５６の電極５６ｂは、電極５６ａよりも第２方向Ｄ２の長さが長い。

【0044】

電極５６ａ，５６ｂは、低電位部５５を構成するいくつかの電極５５ａ（図７参照）と第１方向Ｄ１に重なっている。電極５６ａ，５６ｂは、圧電層４１に形成された貫通孔（図示略）を介して当該電極５５ａと電気的に接続されている。

【0045】

浮き電極部６４，６５の各電極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。

【0046】

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、２つの低電位受容部５３２と、枝部５３３と、複数の個別部５３ａとを含む。

【0047】

幹部５３１は、圧電層４３の第２方向Ｄ２の他端（図９の下端）において、第３方向Ｄ３に延びている。

【0048】

２つの低電位受容部５３２のうち、一方は、幹部５３１の第３方向Ｄ３の一端（図９の左端）に接続している。２つの低電位受容部５３２のうち、他方は、幹部５３１の第３方向Ｄ３の他端（図９の右端）に接続している。２つの低電位受容部５３２は、それぞれ、圧電層４３の第３方向Ｄ３の一端（図９の左端）及び他端（図９の右端）において、第２方向Ｄ２に延びている。

【0049】

２つの低電位受容部５３２は、それぞれ、低電位部５５を構成するいくつかの電極５５ａ（図７参照）及び低電位部５６を構成するいくつかの電極５６ａ，５６ｂ（図８参照）と第１方向Ｄ１に重なっている。２つの低電位受容部５３２は、それぞれ、圧電層４２に形成された貫通孔（図示略）を介して当該電極５６ａ，５６ｂと電気的に接続されている。当該電極５６ａ，５６ｂは、それぞれ、上述のように、低電位部５５の電極５５ａと電気的に接続されている。したがって、各低電位受容部５３２は、低電位部５６（図８参照）を介して低電位部５５（図７参照）と電気的に接続されており、低電位部５５から低電位を受ける。

【0050】

枝部５３３は、それぞれ幹部５３１から分岐して第２方向Ｄ２の一方側（図９の上側）に延びる複数の枝５３３ａ～５３３ｆで構成されている。複数の枝５３３ａ～５３３ｆは、第３方向Ｄ３に互いに離隔している。

【0051】

複数の個別部５３ａは、複数の駆動電極５１（図７参照）と同様、第２方向Ｄ２に配列されている。複数の個別部５３ａのうち、第２方向Ｄ２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、第２方向Ｄ２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と第１方向Ｄ１に重なる部分を有する（図５参照）。上記第２方向Ｄ２の一端及び他端に位置する個別部５３ａは、１つの圧力室１０と第１方向Ｄ１に重なる部分を有する。また、各個別部５３ａは、各駆動電極５１と第１方向Ｄ１に重なる部分を有する。各個別部５３ａは、後述する第２活性部９２（図４～図６参照）を構成する。

【0052】

各枝５３３ａ～５３３ｆは、複数の個別部５３ａを連結している。

【0053】

圧電層４３の上面には、低電位電極５３に加え、高電位部５７と、２つの浮き電極部６６とが設けられている。

【0054】

高電位部５７は、第３方向Ｄ３に延びる部分５７ａと、第２方向Ｄ２に延びる２つの部分５７ｂとを有する。部分５７ａは、圧電層４３の第２方向Ｄ２の一端（図９の上端）において、第３方向Ｄ３に延びている。２つの部分５７ｂのうち、一方は、部分５７ａの第３方向Ｄ３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の第３方向Ｄ３の他端（図９の右端）に接続している。

【0055】

２つの部分５７ｂは、それぞれ、高電位部５４を構成するいくつかの電極５４ａ（図７参照）及び高電位電極５２の各高電位受容部５２２（図８参照）と第１方向Ｄ１に重なっている。２つの部分５７ｂは、それぞれ、圧電層４２に形成された貫通孔（図示略）を介して各高電位受容部５２２と電気的に接続されている。各高電位受容部５２２は、上述のように、高電位部５４の電極５４ａと電気的に接続されている。したがって、各部分５７ｂは、高電位受容部５２２（図８参照）を介して高電位部５４（図７参照）と電気的に接続されており、高電位部５４から高電位を受ける。

【0056】

２つの浮き電極部６６は、それぞれ、圧電層４３の第３方向Ｄ３の一端（図９の左端）及び他端（図９の右端）において、第２方向Ｄ２において部分５７ｂと低電位受容部５３２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、第２方向Ｄ２に互いに離隔して配置された複数の電極６６ａで構成されている。電極６６ａは、第１方向Ｄ１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、第２方向Ｄ２に等間隔に配置されている。

【0057】

浮き電極部６６の各電極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。

【0058】

＜アクチュエータ部＞
図５に示すように、圧電層４１のうち、第１方向Ｄ１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、第１方向Ｄ１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、第２方向Ｄ２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。

【0059】

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。

【0060】

プリンタ１００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（第２方向Ｄ２及び第３方向Ｄ３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と第１方向Ｄ１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。

【0061】

プリンタ１００が記録動作を開始し、あるノズル１５からインクを吐出させる際には、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と第１方向Ｄ１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。

【0062】

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と第１方向Ｄ１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。

【0063】

＜圧電アクチュエータの検査方法＞
次いで、図１２を参照し、圧電アクチュエータ２２の検査方法について説明する。

【0064】

先ず、圧電層４１となるグリーンシートに、レーザー照射等により、各孔部４１１ｘ，４１１ｙを構成する貫通孔４１１（図１０及び図１１参照）を形成する（Ｓ１：第１ステップ）。このとき、当該グリーンシートに、貫通孔４１１に加え、高電位部５４と高電位受容部５２２とを電気的に接続するための貫通孔や、低電位部５５と低電位部５６とを電気的に接続するための貫通孔を形成してよい。

【0065】

Ｓ１の後、圧電層４１となるグリーンシートの上面において、各孔部４１１ｘ，４１１ｙを構成する２つの貫通孔４１１を覆う位置に、導電性ペーストをスクリーン印刷すること等により、検査電極８０ｘ，８０ｙを形成する（Ｓ２：第２ステップ）。

【0066】

Ｓ２の後、貫通孔４１１に、接続電極８１となる導電性ペーストを充填する（Ｓ３：第３ステップ）。このとき、貫通孔４１１に加え、高電位部５４と高電位受容部５２２とを電気的に接続するための貫通孔や、低電位部５５と低電位部５６とを電気的に接続するための貫通孔にも、導電性ペーストを充填してよい。

【0067】

ここで、Ｓ１～Ｓ３が本発明の「電極配置ステップ」に該当する。

【0068】

Ｓ３の後、それぞれ電極が形成された圧電層４１～４３となるグリーンシートを積層して圧電体４０を形成し、当該圧電体４０を公知のセラミックと同様に脱脂して所定の温度で焼成する（Ｓ４：焼成ステップ）。

【0069】

Ｓ４の後、検査電極８０ｘ，８０ｙを用いて、枝部５２３の電気抵抗を測定する（Ｓ５：測定ステップ）。具体的には、検査電極組８０毎に、２つの検査電極８０ｘ，８０ｙのそれぞれに検査用端子（図示略）を接触させる。そして、検査用端子間に電流を印加し、検査用端子間に生じる電位差を測定することで、各枝５２３ａ～５２３ｇの電気抵抗を求める。検査電極組８０は枝部５２３を構成する複数の枝５２３ａ～５２３ｇ毎に設けられており、各検査電極組８０について上記のように測定を行うことで、各枝５２３ａ～５２３ｇの電気抵抗を求めることができる。

【0070】

Ｓ５の後、Ｓ５で求められた各枝５２３ａ～５２３ｇの電気抵抗が、所定の閾値以下であるか否かを判断する（Ｓ６）。

【0071】

枝５２３ａ～５２３ｇの電気抵抗のいずれかが閾値を超える場合（Ｓ６：ＮＯ）、圧電アクチュエータ２２を廃棄し（Ｓ７）、当該ルーチンを終了する。

【0072】

枝５２３ａ～５２３ｇの電気抵抗がいずれも閾値以下である場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、カメラ等の撮像素子により、各検査電極８０ｘ，８０ｙの位置を検出する（Ｓ８：位置検出ステップ）。

【0073】

Ｓ８の後、Ｓ８の検出結果に基づいて流路部材２０を選定し（Ｓ９）、当該ルーチンを終了する。具体的には、Ｓ８で検出された各検査電極８０ｘ，８０ｙの位置から、焼成後の圧電体４０の寸法を導出する。そして、圧電アクチュエータ２２とは別工程で作製された複数の流路部材２０のうち、当該圧電体４０の寸法に適した流路部材２０を選定する。

【0074】

＜本実施形態の効果＞
以上に述べたように、本実施形態によれば、圧電体４０の表面４０ａに配置された検査電極８０ｘ，８０ｙを用いて、枝部５２３の電気抵抗を測定することができる（図１０～図１２参照）。ひいては、枝部５２３の電気抵抗の測定結果に基づいて、圧電アクチュエータ２２の廃棄（Ｓ７）等の適宜の処理を行うことができる。

【0075】

枝部５２３は、第３方向Ｄ３に互いに離隔した複数の枝５２３ａ～５２３ｇを含む（図８参照）。例えば、枝５２３ａが本発明の「第１枝」、枝５２３ｇが本発明の「第２枝」、枝５２３ｄが本発明の「第３枝」に該当する。２つの検査電極８０ｘ，８０ｙからなる検査電極組８０（図７参照）は、枝５２３ａ，５２３ｇのそれぞれに対して設けられている。この場合、第３方向Ｄ３に比較的大きく離隔した２つの枝５２３ａ，５２３ｇの電気抵抗を測定することで、枝部５２３を構成する複数の枝５２３ａ～５２３ｇ全体の電気抵抗を知ることができる。

【0076】

２つの検査電極８０ｘ，８０ｙからなる検査電極組８０（図７参照）は、枝５２３ａ，５２３ｇのみならず、枝５２３ｄに対してさらに設けられている。この場合、枝部５２３を構成する複数の枝５２３ａ～５２３ｇ全体の電気抵抗を精度良く知ることができる。

【0077】

枝５２３ａ，５２３ｇは、複数の枝５２３ａ～５２３ｇのうち、第３方向Ｄ３の一端及び他端に位置する。この場合、枝部５２３を構成する複数の枝５２３ａ～５２３ｇ全体の電気抵抗をより精度良く知ることができる。

【0078】

２つの検査電極８０ｘ，８０ｙからなる検査電極組８０（図７参照）は、複数の枝５２３ａ～５２３ｇのそれぞれに対して設けられている。この場合、枝部５２３を構成する複数の枝５２３ａ～５２３ｇ全体の電気抵抗をより一層精度良く知ることができる。

【0079】

各検査電極８０ｘ，８０ｙに対応する孔部４１１ｘ，４１１ｙは、それぞれ、第２方向Ｄ２に互いに離隔した２つの貫通孔４１１で構成される（図１０参照）。この場合、孔部４１１ｘ，４１１ｙが１つの貫通孔４１１で構成される場合に比べ、検査電極８０ｘ，８０ｙと枝部５２３との電気的接続の信頼性を確保できる。また、各検査電極８０ｘ，８０ｙを第２方向Ｄ２に長尺な形状としたことで、検査電極８０ｘ，８０ｙに検査用端子を接触させ易く、電気抵抗の測定作業を容易に行うことができる。

【0080】

枝部５２３の測定部Ｘ，Ｙは、非連結領域Ｒ２に設けられている（図８参照）。圧電体４０の表面４０ａにおいて、連結領域Ｒ１と第１方向Ｄ１に重なる領域には、駆動電極５１が配置されており（図７参照）、検査電極８０ｘ，８０ｙを配置し難い。一方、圧電体４０の表面４０ａにおいて、非連結領域Ｒ２と第１方向Ｄ１に重なる領域には、駆動電極５１が配置されておらず、検査電極８０ｘ，８０ｙを配置するスペースを確保し易い。

【0081】

枝部５２３を構成する複数の枝５２３ａ～５２３ｇは、それぞれ、連結領域Ｒ１と、連結領域Ｒ１を第２方向Ｄ２に挟む２つの非連結領域Ｒ２とを有する（図８参照）。複数の枝５２３ａ～５２３ｇの２つの非連結領域Ｒ２の一方は、幹部５２１によって連結されている。当該構成において、測定部Ｘ，Ｙを、２つの非連結領域Ｒ２の一方と他方とに設け、第２方向Ｄ２に比較的遠くに配置することで、枝５２３ａ～５２３ｇの電気抵抗を精度よく測定することができる。

【0082】

圧電アクチュエータ２２の検査方法において、内部電極である高電位電極５２の枝部５２３を、電気抵抗の測定対象としている。この場合において、圧電層４１に孔部４１１ｘ，４１１ｙ（貫通孔４１１）を形成し（Ｓ１：第１ステップ）、圧電層４１の上面における孔部４１１ｘ，４１１ｙ（貫通孔４１１）を覆う位置に検査電極８０ｘ，８０ｙを形成し（Ｓ２：第２ステップ）、孔部４１１ｘ，４１１ｙ（貫通孔４１１）に接続電極８１を設ける（Ｓ３：第３ステップ）。これにより、測定対象が内部電極である場合においても、電気抵抗を適切に測定することができる。

【0083】

圧電アクチュエータ２２の検査方法において、電極配置ステップ（Ｓ１～Ｓ３）の後、圧電体４０を焼成し（Ｓ４：焼成ステップ）、その後、検査電極８０ｘ，８０ｙの位置を検出する（Ｓ８：位置検出ステップ）。これにより、Ｓ８で検出された各検査電極８０ｘ，８０ｙの位置から、焼成後の圧電体４０の寸法を導出し、当該圧電体４０の寸法に適した流路部材２０を選定することができる（Ｓ９）。

【0084】

＜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。

【0085】

圧電アクチュエータを構成する圧電層の数は、上述の実施形態では３つであるが、これに限定されない。例えば、上述の実施形態（図４参照）において、圧電アクチュエータ２２の圧電層４３と流路部材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。また、圧電アクチュエータは、図５及び図６に示すような圧力室１０毎に１つの第１活性部９１と２つの活性部９２とからなるアクチュエータ部９０が形成された３層構成の圧電アクチュエータ２２に限定されず、圧力室毎に１つの活性部を有する２層構成の圧電アクチュエータであってもよい。

【0086】

「内部電極」は、複数の圧電層の間に配置された電極であればよく、上述の実施形態では最上層の圧電層４１と中間の圧電層４２との間に配置された高電位電極５２を「内部電極」としているが、中間の圧電層４２と最下層の圧電層４３との間に配置された低電位電極５３を「内部電極」としてもよい。この場合、圧電層４１，４２に孔部を形成して低電位電極５３の枝部５３３の電気抵抗を測定する。

【0087】

「対象電極」は、複数の圧電層のいずれかの表面に配置された電極であればよく、内部電極に限定されず、圧電体の表面に配置された表面電極であってもよい。例えば、高電位電極５２が圧電層４１の上面（圧電体４０の表面４０ａ）に配置され、駆動電極５１が圧電層４２の上面に配置された場合、高電位電極５２が表面電極に該当する。この場合、検査用端子が「検査電極」に該当し、表面電極である高電位電極５２の枝部５２３に検査用端子（検査電極）を接触させることが「電極配置ステップ」に該当する。

【0088】

上述の実施形態では、枝部５２３を構成する複数の枝５２３ａ～５２３ｇのそれぞれに対し、検査電極組８０が設けられているが、これに限定されない。複数の枝５２３ａ～５２３ｇのうち、少なくとも１つに検査電極組８０が設けられればよい。

【0089】

上述の実施形態では、検査電極組８０が２つの検査電極８０ｘ，８０ｙからなるが、検査電極組８０が３つ以上の検査電極からなってもよい。

【0090】

上述の実施形態では、各孔部４１１ｘ，４１１ｙが２つの貫通孔４１１で構成されるが、各孔部４１１ｘ，４１１ｙが１つ又は３以上の貫通孔で構成されてもよい。

【0091】

検査電極の形状は、楕円形に限定されず、矩形等であってもよい。

【0092】

上述の実施形態では、第２ステップの後に第３ステップが行われるが、第３ステップの後に第２ステップが行われてもよい。

【0093】

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。

【符号の説明】

【0094】

２２ 圧電アクチュエータ
４０ 圧電体
４０ａ 表面
４１～４３ 圧電層
４１１ 貫通孔
４１１ｘ，４１１ｙ 孔部
５２ 高電位電極（内部電極、対象電極）
５２ａ 個別部
５２１ 幹部
５２３ 枝部
５２３ａ～５２３ｇ 枝
８０ 検査電極組
８０ｘ，８０ｙ 検査電極
８１ 接続電極
９１，９２ 活性部
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向
Ｄ３ 第３方向
Ｘ，Ｙ 測定部
Ｒ１ 連結領域
Ｒ２ 非連結領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】