特許 7571386 圧電アクチュエータ、及び、その製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-15

(45)【発行日】2024-10-23

(54)【発明の名称】圧電アクチュエータ、及び、その製造方法

(51)【国際特許分類】

   H10N 30/87 20230101AFI20241016BHJP

   B41J 2/14 20060101ALI20241016BHJP

   B41J 2/16 20060101ALI20241016BHJP

   H10N 30/20 20230101ALI20241016BHJP

   H10N 30/50 20230101ALI20241016BHJP

   H10N 30/081 20230101ALI20241016BHJP

   H02N 2/04 20060101ALI20241016BHJP

【ＦＩ】

H10N30/87

B41J2/14 305

B41J2/16 501

H10N30/20

H10N30/50

H10N30/081

H02N2/04

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020059486

(22)【出願日】2020-03-30

(65)【公開番号】P2021158294

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2023-02-14

(73)【特許権者】

【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】蔵 圭司

(72)【発明者】

【氏名】相羽 貴司

【審査官】田邊 顕人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０５４５９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２０１８４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０９６３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１１０８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１３０７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０２７８９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０３４４７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０７７７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２６０１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０３６５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－００８３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０８０２４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０８０２４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０９３８００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ１０Ｎ ３０／８７

Ｂ４１Ｊ ２／１４

Ｂ４１Ｊ ２／１６

Ｈ１０Ｎ ３０／２０

Ｈ１０Ｎ ３０／５０

Ｈ１０Ｎ ３０／０８１

Ｈ０２Ｎ ２／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧電層と、
前記圧電層の表面に配置された電極層と、を備え、
前記電極層は、幹部と、前記幹部から分岐した複数の枝部と、を含み、
前記幹部における、前記複数の枝部がそれぞれ分岐する複数の分岐部と、前記複数の分岐部から離隔した端部との間に、貫通孔が形成され、
前記貫通孔の内部に、前記貫通孔に形成される滲みと離間して、マークが形成され、
前記マークの前記表面における面積が、前記貫通孔の前記表面における面積よりも小さいことを特徴とする、圧電アクチュエータ。

【請求項2】

前記マークの中心と、前記貫通孔の中心とが、互いに異なる位置に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。

【請求項3】

前記貫通孔は、前記電極層の一端に開口していることを特徴とする、請求項１又は２に記載の圧電アクチュエータ。

【請求項4】

前記幹部は、
前記複数の枝部が設けられ、前記表面に沿った第１方向に延びる第１延在部分と、
前記第１延在部分の前記第１方向の一端及び他端にそれぞれ接続し、前記表面に沿って前記第１方向と交差する第２方向に延びる一対の第２延在部分と、を含み、
前記一対の第２延在部分のそれぞれに、前記貫通孔と前記マークとが形成されており、
前記貫通孔は、
前記一対の第２延在部分の一方における、前記第１方向において前記第１延在部分から離隔した端部と、
前記一対の第２延在部分の他方における、前記第１方向において前記第１延在部分に近接した端部と、のそれぞれに開口していることを特徴とする、請求項３に記載の圧電アクチュエータ。

【請求項5】

前記幹部は、
前記複数の枝部が設けられ、前記表面に沿った第１方向に延びる第１延在部分と、
前記第１延在部分の前記第１方向の一端及び他端にそれぞれ接続し、前記表面に沿って前記第１方向と交差する第２方向に延びる一対の第２延在部分と、を含み、
前記一対の第２延在部分のそれぞれに、前記マークが形成されたことを特徴とする、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。

【請求項6】

前記一対の第２延在部分のそれぞれにおける、前記第１方向の中心と、前記第１方向において前記第１延在部分から離隔した端部との間に、前記マークの中心が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。

【請求項7】

前記一対の第２延在部分のそれぞれにおける、前記第２方向の一端であって、前記第１延在部分と接続する一端と、前記第２方向の中心との間に、前記マークが形成されたことを特徴とする、請求項４～６のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータ。

【請求項8】

前記一対の第２延在部分は、それぞれ、前記第１方向に前記第１延在部分と重なる第１領域と、前記第１方向に前記第１延在部分と重ならない第２領域と、を有し、
前記一対の第２延在部分のそれぞれにおける、前記第２領域に、前記マークが形成されたことを特徴とする、請求項４～７のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータ。

【請求項9】

前記表面に前記電極層を介して配置された第１圧電層と、
前記表面と直交する直交方向において第１圧電層との間に前記圧電層を挟む第２圧電層と、
前記第１圧電層の表面に配置され、前記直交方向において前記電極層との間に前記圧電層を挟む第１電極層と、
前記直交方向において前記圧電層と前記第２圧電層との間に配置された第２電極層と、をさらに備え、
前記第１圧電層における前記直交方向において前記第１電極層と前記電極層とで挟まれた部分に、第１活性部が設けられ、
前記第１圧電層及び前記圧電層における前記直交方向において前記第１電極層と前記第２電極層とで挟まれた部分に、２つの第２活性部が設けられ、
前記２つの第２活性部は、前記表面に沿った方向において前記第１活性部を挟むことを特徴とする、請求項１～８のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータ。

【請求項10】

前記マークは、前記電極層と同じ材料からなることを特徴とする、請求項１～９のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータ。

【請求項11】

圧電層と、前記圧電層の表面に配置された電極層とを備えた圧電アクチュエータの製造方法であって、
幹部と、前記幹部から分岐した複数の枝部とを含み、前記幹部における前記複数の枝部がそれぞれ分岐する複数の分岐部と前記複数の分岐部から離隔した端部との間に貫通孔が形成された電極層を、前記表面に沿った移動方向に沿ってスキージを移動させてスクリーン印刷により形成する、電極層形成工程と、
前記電極層形成工程の後、前記貫通孔の内部に、前記貫通孔に形成される滲みと離間して、マークを形成するマーク形成工程と、を備え、
前記マークの前記表面における面積が、前記貫通孔の前記表面における面積よりも小さいことを特徴とする、製造方法。

【請求項12】

前記マーク形成工程において、前記マークの中心が前記貫通孔の中心に対して前記移動方向の下流側に位置するように、前記マークを形成することを特徴とする、請求項１１に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧電層と電極層とを備えた圧電アクチュエータ、及び、その製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

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

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－０３４４７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

圧電アクチュエータを他の部材（流路部材等）に固定する際に、電極層に形成された貫通孔を検出し、当該貫通孔を基準として、圧電アクチュエータと他の部材との位置決めを行うことが考えられる。しかしながら、電極層における貫通孔の周縁は、特に電極層をスキージを用いたスクリーン印刷で形成する場合においては、スキージの移動方向の下流部分に、滲みが生じ易く、貫通孔（位置決め用のマーク）を精度よく検出できない。このため、圧電アクチュエータと他の部材（流路ユニット等）との位置決めを適切に行えない問題が生じ得る。

【0005】

本発明の目的は、位置決め用のマークの検出精度を高めることができる圧電アクチュエータ及びその製造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】

本発明に係る圧電アクチュエータは、圧電層と、前記圧電層の表面に配置された電極層と、を備え、前記電極層は、幹部と、前記幹部から分岐した複数の枝部と、を含み、前記幹部における、前記複数の枝部がそれぞれ分岐する複数の分岐部と、前記複数の分岐部から離隔した端部との間に、貫通孔が形成され、前記貫通孔の内部に、マークが形成され、前記マークの前記表面における面積が、前記貫通孔の前記表面における面積よりも小さいことを特徴とする。

【0007】

本発明に係る圧電アクチュエータの製造方法は、圧電層と、前記圧電層の表面に配置された電極層とを備えた圧電アクチュエータの製造方法であって、幹部と、前記幹部から分岐した複数の枝部とを含み、前記幹部における前記複数の枝部がそれぞれ分岐する複数の分岐部と前記複数の分岐部から離隔した端部との間に貫通孔が形成された電極層を、前記表面に沿った移動方向に沿ってスキージを移動させてスクリーン印刷により形成する、電極層形成工程と、前記電極層形成工程の後、前記貫通孔の内部に、マークを形成するマーク形成工程と、を備え、前記マークの前記表面における面積が、前記貫通孔の前記表面における面積よりも小さいことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、滲みが生じ易い貫通孔ではなく、貫通孔の内部に形成されたマークを、位置決め用のマークとして検出することができ、位置決め用のマークの検出精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】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の全体構成図である。

【図2】図１のヘッドの平面図である。

【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の動作を示す図である。

【図7】図２の圧電アクチュエータを構成する３つの圧電層のうち、最も上方の圧電層の上面を示す平面図である。

【図8】図２の圧電アクチュエータを構成する３つの圧電層のうち、中間の圧電層の上面を示す平面図である。

【図9】図２の圧電アクチュエータを構成する３つの圧電層のうち、最も下方の圧電層の上面を示す平面図である。

【図10】図８の領域Ｘの拡大図である。

【図11】高電位電極をスクリーン印刷により形成する電極層形成工程を示す、図１０のＸＩ－ＸＩ線に沿った断面図である。

【図12】本発明の第２実施形態に係る圧電アクチュエータを示す図８相当の図である。

【図13】本発明の第２実施形態に係る圧電アクチュエータの変形例を示す図１２の領域ＸＩＩＩの拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

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

【0011】

＜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。

【0012】

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。

【0013】

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。

【0014】

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

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

＜ヘッドの構成＞
ヘッド３は、図２に示すように、流路ユニット２１と、圧電アクチュエータ２２とを有する。

【0018】

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

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

＜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、Ｚ方向に積層された３つの圧電層４１～４３及びインク分離層４４と、複数の駆動電極５１と、高電位電極５２と、低電位電極５３とを有する。

【0022】

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

【0023】

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

【0024】

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）の配線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）のいずれかを付与する。

【0025】

図７に示すように、圧電層４１の上面には、複数の駆動電極５１に加え、２つの高電位端子５４と、２つの低電位端子５５とが配置されている。ドライバＩＣは、制御部の制御により、ＣＯＦの配線を介して、各高電位端子５４に高電位（ＶＤＤ電位）を付与し、各低電位端子５５に低電位（ＧＮＤ電位）を付与する。

【0026】

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

【0027】

幹部５２１は、Ｙ方向に延びる延在部分５２１１と、Ｘ方向に延びる一対の延在部分５２１２とを含む。一対の延在部分５２１２は、それぞれ、Ｘ方向の一端５２１２ａ及び他端５２１２ｂと、Ｘ方向の中心５２１２ｃとを有する。各延在部分５２１２の一端５２１２ａは、延在部分５２１１に接続している。Ｘ方向及びＹ方向は、圧電層４２の上面に沿った方向である。Ｘ方向は、Ｙ方向と交差（本実施形態では直交）する。

【0028】

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

【0029】

一対の延在部分５２１２のうち、一方は、圧電層４２のＹ方向の一端４２ｃにおいて、圧電層４２のＸ方向の一端４２ａから中央に向かって、Ｘ方向に延びている。当該延在部分５２１２は、延在部分５２１１のＹ方向の一端５２１１ａ、及び、複数の枝部５２３のうちＹ方向において一端４２ｃに最も近い枝部５２３に接続している。

【0030】

一対の延在部分５２１２のうち、他方は、圧電層４２のＹ方向の他端４２ｄにおいて、圧電層４２のＸ方向の一端４２ａから中央に向かって、Ｘ方向に延びている。当該延在部分５２１２は、延在部分５２１１のＹ方向の他端５２１１ｂ、及び、複数の枝部５２３のうちＹ方向において他端４２ｄに最も近い枝部５２３に接続している。

【0031】

一対の延在部分５２１２は、それぞれ、圧電層４１に形成された貫通孔４１ｘ（図７参照）を介して、高電位端子５４と電気的に接続されている。したがって、延在部分５２１２を含む高電位電極５２は、高電位端子５４と電気的に接続されている。

【0032】

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

【0033】

２つの接続電極５６のうち、一方は、圧電層４２のＹ方向の一端４２ｃにおいて、一対の延在部分５２１２の一方とＸ方向に並び、Ｘ方向に延びている。２つの接続電極５６のうち、他方は、圧電層４２のＹ方向の他端４２ｄにおいて、一対の延在部分５２１２の他方とＸ方向に並び、Ｘ方向に延びている。２つの接続電極５６は、それぞれ、圧電層４１に形成された貫通孔４１ｙ（図７参照）を介して、低電位端子５５と電気的に接続されている。

【0034】

複数の電極５７は、圧電層４２のＸ方向の他端４２ｂにおいて、Ｙ方向に並んでいる。複数の電極５７は、高電位端子５４及び低電位端子５５のいずれとも電気的に接続されず、ドライバＩＣから電荷が付与されない。

【0035】

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

【0036】

幹部５３１は、Ｙ方向に延びる延在部分５３１１と、Ｘ方向に延びる一対の延在部分５３１２とを含む。

【0037】

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

【0038】

一対の延在部分５３１２のうち、一方は、圧電層４３のＹ方向の一端４３ｃにおいて、圧電層４３のＸ方向の他端４３ｂから中央に向かって、Ｘ方向に延びている。当該延在部分５３１２は、延在部分５３１１のＹ方向の一端５３１１ａに接続している。

【0039】

一対の延在部分５３１２のうち、他方は、圧電層４３のＹ方向の他端４３ｄにおいて、圧電層４３のＸ方向の他端４３ｂから中央に向かって、Ｘ方向に延びている。当該延在部分５３１２は、延在部分５３１１のＹ方向の他端５３１１ｂに接続している。

【0040】

一対の延在部分５３１２は、それぞれ、圧電層４２に形成された貫通孔４２ｙ（図８参照）を介して、接続電極５６と電気的に接続されている。接続電極５６は、上述のように、圧電層４１に形成された貫通孔４１ｙ（図７参照）を介して、低電位端子５５と電気的に接続されている。したがって、一対の延在部分５３１２を含む低電位電極５３は、低電位端子５５と電気的に接続されている。

【0041】

圧電層４３の上面には、低電位電極５３に加え、接続電極５８が配置されている。

【0042】

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

【0043】

一対の延在部分５８２は、それぞれ、圧電層４２に形成された貫通孔４２ｘ（図８参照）を介して、高電位電極５２の一対の延在部分５２１２と電気的に接続されている。一対の延在部分５２１２は、上述のように、圧電層４１に形成された貫通孔４１ｘ（図７参照）を介して、高電位端子５４と電気的に接続されている。したがって、一対の延在部分５８２を含む接続電極５８は、高電位端子５４と電気的に接続されている。

【0044】

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

【0045】

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

【0046】

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。

【0047】

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

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

＜本発明の特徴＞

【0051】

本実施形態において、圧電層４２が、本発明の「圧電層」に該当し、圧電層４２の上面（表面）に配置された高電位電極５２が、本発明の「電極層」に該当する。延在部分５２１１が本発明の「第１延在部分」に該当し、延在部分５２１２が本発明の「第２延在部分」に該当する。圧電層４２の上面（表面）に高電位電極５２を介して配置された圧電層４１が、本発明の「第１圧電層」に該当する。Ｚ方向において圧電層４１との間に圧電層４２を挟む圧電層４３が、本発明の「第２圧電層」に該当する。圧電層４１の上面（表面）に配置され、Ｚ方向において高電位電極５２との間に圧電層４２を挟む駆動電極５１が、「第１電極層」に該当する。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が、「第２電極層」に該当する。

【0052】

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

【0053】

幹部５２１における、複数の分岐部Ｂと各端部５２１ａとの間（具体的には、一対の延在部分５２１２）には、それぞれ、貫通孔７１が形成されている。各貫通孔７１の内部には、マーク７２が形成されている。マーク７２は、高電位電極５２や、その他各電極（駆動電極５１、低電位電極５３等）と、互いに同じ材料（例えば、銀、ニッケル、金等）からなる。

【0054】

貫通孔７１及びマーク７２は、一対の延在部分５２１２のそれぞれにおける、Ｘ方向の一端５２１２ａと中心５２１２ｃとの間に形成されている。

【0055】

一対の延在部分５２１２は、それぞれ、Ｙ方向に延在部分５２１１と重なる第１領域Ｒ１と、Ｙ方向に延在部分５２１１と重ならない第２領域Ｒ２とを有する。貫通孔７１及びマーク７２は、一対の延在部分５２１２の第２領域Ｒ２に形成されている。

【0056】

また、貫通孔７１及びマーク７２は、各延在部分５２１２のＹ方向の外側部分（図８の左側及び右側）に形成されている。具体的には、図１０に示すように、一対の延在部分５２１２のそれぞれにおける、Ｙ方向の中心Ｏと、Ｙ方向において延在部分５２１１から離隔した端部５２１２ｅとの間に、貫通孔７１の中心７１ｘとマーク７２の中心７２ｘとが位置する。

【0057】

貫通孔７１及びマーク７２は、共にＺ方向から見て円形であるが、マーク７２の中心７２ｘと貫通孔７１の中心７１ｘとは、互いに異なる位置にある。具体的には、一対の延在部分５２１２のそれぞれに設けられたマーク７２の中心７２ｘは、対応する貫通孔７１の中心７１ｘに対して、後述するスキージ１００の移動方向Ｄの下流側に位置する。移動方向Ｄは、Ｙ方向と平行であり、図８において左から右に向かう方向である。

【0058】

ここで、圧電アクチュエータ２２の製造方法について説明する。

【0059】

本実施形態では、インク分離層４４（図５参照）の上面に、圧電層４１～４３及び各電極（駆動電極５１、高電位電極５２、低電位電極５３等）を順次形成することにより、圧電アクチュエータ２２を製造する。各電極は、当該電極が形成される圧電層の上面にマスク１０１を配置し、スキージ１００（図１１参照）を移動させ、スクリーン印刷により形成する。

【0060】

高電位電極５２を形成する工程（電極層形成工程）では、図１１に示すように、圧電層４２の上面に、貫通孔７１に対応する部分１０１ａを含むマスク１０１を配置し、移動方向Ｄに沿ってスキージ１００を移動させて、スクリーン印刷により高電位電極５２を形成する。このときスキージ１００は、その移動方向Ｄ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がマスク１０１に形成された孔１０１ｘに入り込むことで、高電位電極５２が形成される。しかしこのとき、高電位電極５２における貫通孔７１の周縁において、移動方向Ｄの下流部分Ａに、材料１１０が流れ込むことで、滲みが生じ易い。

【0061】

そこで本実施形態では、上記のようにして貫通孔７１が形成された高電位電極５２を形成した後、貫通孔７１の内部にマーク７２を形成する（マーク形成工程）。マーク形成工程では、高電位電極５２と同じ材料１１０を用い、高電位電極５２の形成時と同様にスクリーン印刷により、マーク７２の中心７２ｘが貫通孔７１の中心に対して移動方向Ｄの下流側に位置するように（図１０参照）、マーク７２を形成する。

【0062】

以上に述べたように、本実施形態の圧電アクチュエータ２２によれば、高電位電極５２は、幹部５２１と、幹部５２１から分岐した複数の枝部５２３とを含む。幹部５２１は、複数の枝部５２３がそれぞれ分岐する複数の分岐部Ｂと、複数の分岐部Ｂから離隔した一対の端部５２１ａとを有する。幹部５２１における複数の分岐部Ｂと端部５２１ａとの間に貫通孔７１が形成され、貫通孔７１の内部にマーク７２が形成されている。
本実施形態の圧電アクチュエータ２２の製造方法では、貫通孔７１が形成された高電位電極５２を、移動方向Ｄに沿ってスキージ１００を移動させて、スクリーン印刷により形成した後、貫通孔７１の内部にマーク７２を形成する。
本実施形態によれば、滲み（図１１参照）が生じ易い貫通孔７１ではなく、貫通孔７１の内部に形成されたマーク７２を、位置決め用のマークとして検出することができ、位置決め用のマークの検出精度を高めることができる。

【0063】

また、マーク７２を貫通孔７１の内部に形成したことで、マーク７２を貫通孔７１の内部ではなく高電位電極５２の側方（例えば、延在部分５２１２に対してＹ方向の外側）等に設けた場合に比べ、圧電アクチュエータ２２のサイズ（Ｙ方向の長さ等）を抑えることができる。

【0064】

本実施形態の圧電アクチュエータ２２によれば、マーク７２の中心７２ｘと貫通孔７１の中心７１ｘとが、互いに異なる位置にある（図１０参照）。マーク７２の中心７２ｘと貫通孔７１の中心７１ｘとが互いに同じ位置にある場合、マーク７２が貫通孔７１の滲みと接続してマーク７２を検出し難くなる問題を抑制するため、貫通孔７１の周縁とマーク７２との距離を確保しようとすると、貫通孔７１を大きくする必要が生じる。貫通孔７１が大きくなると、電気抵抗が増大し得る（ひいては、幹部５２１から複数の枝部５２３への電荷供給不足により、アクチュエータ部９０の変形が阻害されるという問題が生じ得る）。この点、本実施形態では、マーク７２の中心７２ｘと貫通孔７１の中心７１ｘとが互いに異なる位置にあるため、貫通孔７１を大きくしなくとも、貫通孔７１の周縁とマーク７２との距離を確保できる。したがって、貫通孔７１が大きくなることで電気抵抗が増大するという問題を抑制できる。

【0065】

本実施形態の圧電アクチュエータ２２の製造方法では、マーク７２の中心７２ｘが貫通孔７１の中心に対して移動方向Ｄの下流側に位置するように（図１０参照）、マーク７２を形成する。この場合、より確実に、滲みが生じやすい部分Ａを避けて、マーク７２を形成することができる。したがって、マーク７２が貫通孔７１の滲みと接続してマーク７２を検出し難くなる問題を、より確実に抑制できる。

【0066】

Ｙ方向に互いに離隔した一対の延在部分５２１２のそれぞれに、マーク７２が形成されている（図８参照）。この場合、一対のマーク７２を検出し、位置決めを精度よく行うことができる。

【0067】

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

【0068】

一対の延在部分５２１２のそれぞれにおける、Ｘ方向の一端５２１２ａと中心５２１２ｃとの間に、マーク７２が形成されている（図８参照）。このように、コの字状の幹部５２１の角部に近い部分にマーク７２を設けたことで、位置決めをより精度よく行える。

【0069】

一対の延在部分５２１２のそれぞれにおける、第２領域Ｒ２に、マーク７２が形成されている（図８参照）。第１領域Ｒ１は、コの字状の幹部５２１の角部に該当し、反りが生じ易い。第１領域Ｒ１にマーク７２を形成し、マーク７２を検出して位置決めを行う場合、反りの影響でマーク７２の検出精度が悪化し、位置決めを適切に行えない問題が生じ得る。この点、本実施形態では、第１領域Ｒ１ではなく、第２領域Ｒ２に、マーク７２を形成したことで、上記のような位置決めを適切に行えない問題を抑制できる。

【0070】

本実施形態のアクチュエータ部９０の構成では、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。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、本実施形態では、マーク７２によって高電位電極５２の位置決めを精度よく行えることから、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。

【0071】

マーク７２は、高電位電極５２と同じ材料からなる。この場合、製造が容易である。

【0072】

＜第２実施形態＞
続いて、図１２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について説明する。

【0073】

第１実施形態（図８）では、貫通孔７１及びマーク７２は、各延在部分５２１２のＹ方向の外側部分（図８の左側及び右側）に形成されているが、第２実施形態（図１２）では、貫通孔７１及びマーク７２は、各延在部分５２１２のＹ方向の外側及び内側（共に図１２の左側）に形成されている。

【0074】

また、第１実施形態（図８）では、貫通孔７１は、高電位電極５２の一端に開口せず、全周縁が高電位電極５２により画定されているが、第２実施形態（図１２）では、貫通孔７１は、高電位電極５２の一端に開口している。

【0075】

具体的には、一方（図１２の左側）の延在部分５２１２において、貫通孔７１は、Ｙ方向において延在部分５２１１から離隔した端部５２１２ｅに開口している。他方（図１２の右側）の延在部分５２１２において、貫通孔７１は、Ｙ方向において延在部分５２１１に近接した端部５２１２ｆに開口している。

【0076】

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方向において一端４２ｃに最も近い枝部５２３と、Ｙ方向において他端４２ｄに最も近い枝部５２３とが、省略されている。

【0077】

本実施形態において、高電位電極５２を形成する工程（電極層形成工程）では、第１実施形態と同様、移動方向Ｄに沿ってスキージ１００（図１１参照）を移動させ、スクリーン印刷により高電位電極５２を形成する。貫通孔７１は、各延在部分５２１１における移動方向Ｄの上流側の端部５２１２ｅ，５２１２ｆに、開口している。

【0078】

以上に述べたように、本実施形態によれば、貫通孔７１が、高電位電極５２の一端に開口している。これにより、貫通孔７１が大きくなること、ひいては電気抵抗が増大することを抑制できる。

【0079】

貫通孔７１は、一方（図１２の左側）の延在部分５２１２における、Ｙ方向において延在部分５２１１から離隔した端部５２１２ｅと、他方（図１２の右側）の延在部分５２１２における、Ｙ方向において延在部分５２１１に近接した端部５２１２ｆと、のそれぞれに開口している。この場合、スキージ１００の移動方向Ｄを、Ｙ方向に沿って、各延在部分５２１２において貫通孔７１が開口した端部５２１２ｅ，５２１２ｆから貫通孔７１が開口していない端部に向かう方向とすることで、貫通孔７１の周縁において滲みが生じ易い部分Ａ（図１０及び図１１参照：移動方向Ｄの下流部分Ａ）がなくなる。これにより、マーク７２が貫通孔７１の滲みと接続してマーク７２を検出し難くなる問題を抑制できる。

【0080】

＜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。

【0081】

貫通孔及びマークの形状は、上述の実施形態では直交方向（Ｚ方向）から見て円形であるが、任意の形状（例えば、矩形等）であってよい。

【0082】

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

【0083】

マークは、スクリーン印刷以外の手法で形成されてもよい。また、マークは、電極層と異なる材料からなってもよい。

【0084】

マークの中心と貫通孔の中心とが、互いに同じ位置にあってもよい。特に第２実施形態（図１２参照）では、貫通孔７１の周縁において滲みが生じ易い部分Ａ（図１０及び図１１参照：移動方向Ｄの下流部分Ａ）がなく、マーク７２が貫通孔７１の滲みと接続し難くなることから、マークの中心と貫通孔の中心とが、互いに同じ位置にあってもよい。また例えば、図１３の変形例のように、マーク７２の中心７２ｘが、対応する貫通孔７１の中心７１ｘに対して、スキージ１００の移動方向Ｄの上流側に位置してもよい。本変形例において、貫通孔７１は矩形状である。

【0085】

上述の実施形態では、３つの圧電層４１～４３のうち中間の圧電層４２の表面に形成された高電位電極５２を「電極層」として説明したが、これに限定されない。例えば、最も下方の圧電層４３に形成された低電位電極５３を「電極層」とし、低電位電極５３に貫通孔７１及びマーク７２を形成してもよい。

【0086】

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

【0087】

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】

【0088】

２２ 圧電アクチュエータ
４１ 圧電層（第１圧電層）
４２ 圧電層
４３ 圧電層（第２圧電層）
５１ 駆動電極（第１電極層）
５２ 高電位電極（電極層）
５２１ 幹部
５２１ａ 端部
５２１１ 延在部分（第１延在部分）
５２１２ 延在部分（第２延在部分）
５２１２ａ 一端
５２３ 枝部
５３ 低電位電極（第２電極層）
７１ 貫通孔
７２ マーク
９１ 第１活性部
９２ 第２活性部
１００ スキージ
Ｂ 分岐部
Ｄ 移動方向
Ｒ１ 第１領域
Ｒ２ 第２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】

【図13】