JP2010069618A - 液体吐出ヘッド及び圧電アクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【課題】焼成時において前記駆動に用いる電極による反りを抑制するとともに、前記複数の圧電層の、前記圧力室側からの亀裂の有無を検査する。
【解決手段】インクジェットヘッド3は、複数の圧力室14Aaとその各圧力室14Aaとそれぞれ連通する複数のノズルとを有するキャビティユニット11と、キャビティユニット11に固着された積層型圧電アクチュエータ12とを備える。圧電アクチュエータ12は、複数の圧電層12a,12bと駆動に用いる駆動電極21,22とダミー電極23とが厚み方向に積層されて構成される。その積層体の積層方向における圧力室14Aa側に、ダミー電極23が位置している。焼成時において前記駆動に用いる電極21,22による反りを抑制するとともに、圧電層15の、圧力室14Aa側からの亀裂の有無を検査する機能を有する。
【選択図】 図4
【解決手段】インクジェットヘッド3は、複数の圧力室14Aaとその各圧力室14Aaとそれぞれ連通する複数のノズルとを有するキャビティユニット11と、キャビティユニット11に固着された積層型圧電アクチュエータ12とを備える。圧電アクチュエータ12は、複数の圧電層12a,12bと駆動に用いる駆動電極21,22とダミー電極23とが厚み方向に積層されて構成される。その積層体の積層方向における圧力室14Aa側に、ダミー電極23が位置している。焼成時において前記駆動に用いる電極21,22による反りを抑制するとともに、圧電層15の、圧力室14Aa側からの亀裂の有無を検査する機能を有する。
【選択図】 図4
Description
本発明は、液体吐出ヘッド及び圧電アクチュエータに関するものである。
液体吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッドにおいて、複数の圧力室とその各圧力室とそれぞれ連通する複数のノズルとを有するキャビティユニットと、前記キャビティユニットに固着された積層型圧電アクチュエータとを備えるものは知られており、そのような圧電アクチュエータは、複数の圧電層と駆動に用いる駆動電極とを厚み方向に積層して構成されている。
そのようなアクチュエータは、通常、2層あるいは3層の圧電素子(PZT)単板と駆動電極とを厚み方向に積層し焼成することにより形成されるが、駆動電極の配置が厚み方向において対称でないと、焼成後のアクチュエータに、いわゆる反りが発生する。
つまり図13に示すように、圧電アクチェエータ101は、圧力室14Aaを平面視したとき(キャビティユニット102と圧電アクチュエータ101との積層方向から見たとき)、最も上側の圧電層103(第1層)の上側に形成され圧力室102aの中央部分に対応する個別電極121と、上側から2番目の圧電層104(第2層・振動板)の上側に全体に亘って形成されるグランド電極122とを備える。焼成後のアクチュエータは、圧電材と電極材の収縮率が異なるために、駆動電極の配置が厚み方向において対称でないと、図14に示すように、いわゆる反りが発生する。
そこで、複数の圧電層を有する構造において、それらの間に駆動に用いる駆動電極と駆動変形に寄与しないダミー電極とを厚み方向において対称に形成することで、圧電素子(PZT)と電極との熱収縮率が異なることを原因とする、焼成時における圧電アクチュエータの反りを矯正することが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。
特開2001−162796号公報(請求項5)
特許文献1に記載の技術のように、駆動電極とダミー電極とを対称に形成することで、焼成時における圧電アクチュエータの反りを矯正することができるが、駆動変形に寄与する駆動電極とは異なり、ダミー電極は駆動変形に寄与しないので、ダミー電極は焼成後には無駄なものとなる。また、駆動電極のほかに、そのようなダミー電極を設けることは、圧電アクチュエータの大型化の原因ともなる。
この発明は、ダミー電極を利用して、焼成時における反りを抑制するだけでなく、前記複数の圧電層の、前記圧力室側からの亀裂の有無を検査することもできる液体吐出ヘッド及び圧電アクチュエータを提供することを目的とする。
請求項1の発明は、複数の圧力室とその各圧力室とそれぞれ連通する複数のノズルとを有するキャビティユニットと、前記キャビティユニットに固着された積層型圧電アクチュエータと、を備えている液体吐出ヘッドであって、前記積層型圧電アクチュエータは、複数の圧電層と駆動に用いる駆動電極とダミー電極とが厚み方向に積層されて構成されるとともに、その積層体の積層方向において前記ダミー電極が前記駆動電極よりも前記圧力室側に位置しており、前記ダミー電極は、前記圧電アクチュエータの焼成時において前記駆
動に用いる電極による反りを抑制するとともに、前記複数の圧電層の、前記圧力室側からの亀裂の有無を検査する機能を有することを特徴とする。ここで、「駆動に用いる駆動電極」とは、駆動に用いる、つまり圧電層に電界を付与し、圧電層の変形に寄与する電極を意味する。「ダミー電極」とは、駆動に用いない、つまり圧電層に電界を付与したり圧電層の変形に寄与したりしない電極を意味する。
動に用いる電極による反りを抑制するとともに、前記複数の圧電層の、前記圧力室側からの亀裂の有無を検査する機能を有することを特徴とする。ここで、「駆動に用いる駆動電極」とは、駆動に用いる、つまり圧電層に電界を付与し、圧電層の変形に寄与する電極を意味する。「ダミー電極」とは、駆動に用いない、つまり圧電層に電界を付与したり圧電層の変形に寄与したりしない電極を意味する。
このようにすれば、積層型圧電アクチュエータが、複数の圧電層と駆動に用いる駆動電極とダミー電極とを厚み方向に積層して構成されるとともに、前記ダミー電極が、その積層体の積層方向において前記駆動電極よりも前記圧力室側に位置しているので、前記ダミー電極の機能により、焼成時において前記駆動に用いる電極による、圧電アクチュエータの反りが抑制(あるいは矯正)される。また、焼成後においては、ダミー電極を利用して、前記複数の圧電層の、前記圧力室側からの亀裂の有無を検査することもできる。
請求項2に記載のように、請求項1の液体吐出ヘッドにおいて、前記ダミー電極は、前記各圧力室に対応する領域に存在するとともに、隣接する2つの前記圧力室の間に対応する領域には存在しないように形成されている構成とすることができる。
このようにすれば、前記ダミー電極は、隣接する2つの前記圧力室の間に対応する領域には存在しないように形成されていても、前記各圧力室に対応する領域に存在するので、そのダミー電極を、前記複数の圧電層の、前記圧力室側からの亀裂の有無の検査(検出)に利用することができる。
請求項3に記載のように、請求項1の液体吐出ヘッドにおいて、前記ダミー電極は、前記圧電層の全域にわたって形成されている構成とすることも可能である。
このようにすれば、ダミー電極は、前記圧電層の全域にわたって形成されているので、圧力室との関係を考慮する必要がなく、製造が容易である。
請求項4に記載のように、請求項1〜3のいずれかの液体吐出ヘッドにおいて、前記駆動に用いる電極のみを配置した場合における前記圧電アクチュエータの焼成時における反り量よりも、前記駆動に用いる電極および前記ダミー電極を配置した場合における前記圧電アクチュエータの焼成時における反り量が小さくなるように、前記ダミー電極が設けられていることが望ましい。
このようにすれば、ダミー電極を設けることで、設けない場合に比べて、前記圧電アクチュエータの焼成時における反り量が小さくなる。
請求項5に記載のように、請求項1〜3のいずれかの液体吐出ヘッドにおいて、前記駆動に用いる電極のみを配置した場合における前記圧電アクチュエータの焼成時における反り量と、前記駆動に用いる電極および前記ダミー電極のみを配置した場合における前記圧電アクチュエータの焼成時における反り量との差が一定量以下となるように、前記ダミー電極の大きさと設けられる位置とが設定されていることが望ましい。 なお、ここでの反り量とは、反りの方向には関係しない絶対値である。
このようにすれば、ダミー電極を設け、そのダミー電極の大きさと設けられる位置とを設定することで、ダミー電極を設けない場合の、前記圧電アクチュエータの焼成時における反り量との差が一定量以下となる。
請求項6に記載のように、請求項4または5の液体吐出ヘッドにおいて、前記圧電アクチュエータは、前記厚み方向の中間面より圧力室側に配置される各電極の面積と前記中間
面から各電極までの長さとの積の和が、厚さ方向の中間面より反圧力室側に配置される各電極の面積と前記中間面から各電極までの長さとの積の和と等しくなるように、駆動に用いる電極およびダミー電極が配置されている構成とすることができる。
面から各電極までの長さとの積の和が、厚さ方向の中間面より反圧力室側に配置される各電極の面積と前記中間面から各電極までの長さとの積の和と等しくなるように、駆動に用いる電極およびダミー電極が配置されている構成とすることができる。
このようにすれば、駆動に用いる電極とダミー電極との大きさ(面積)、位置のバランスがとられ、前記圧電アクチュエータの焼成時における反りが抑制される。
請求項7に記載のように、請求項1〜6のいずれかの液体吐出ヘッドにおいて、前記キャビティユニットは、導電性を有するように構成されるもので、前記ダミー電極と前記キャビティユニットには、それらの間の導通状態を検査する検査手段が接続可能である構成とすることができる。
このようにすれば、ダミー電極と、導電性を有するキャビティユニットとの間の導通状態(例えば、電気抵抗や電流の状態)を、検査手段にて検査することで、前記複数の圧電層の、前記圧力室側からの亀裂の有無を検査することができる。
請求項8に記載のように、請求項1〜6のいずれかの液体吐出ヘッドにおいて、前記キャビティユニットは、導電性を有するように構成されるもので、前記圧力室側の圧電層およびそれよりも前記圧力室から離れた圧電層に、ダミー電極もしくは駆動に用いる電極がそれぞれ設けられ、前記ダミー電極もしくは前記駆動電極と前記キャビティユニットには、それらの間の導通状態を検査する検査手段がそれぞれ接続可能であることが望ましい。
このようにすれば、ダミー電極もしくは前記駆動電極と、導電性を有するキャビティユニットとの間の導通状態を、検査手段にて検査することで、前記複数の圧電層の、前記圧力室側からの亀裂の有無を検査することができる。
請求項9に記載のように、請求項1〜6のいずれかの液体吐出ヘッドにおいて、前記圧力室側の圧電層およびそれよりも前記圧力室から離れた圧電層に、ダミー電極もしくは駆動に用いる電極がそれぞれ設けられ、前記圧力室側の圧電層およびそれの上側の圧電層のダミー電極もしくは駆動に用いる電極には、それらの間の導通状態を検査する検査手段が接続可能であることが望ましい。
このようにすれば、前記圧力室側の圧電層およびそれの上側の圧電層のダミー電極もしくは駆動に用いる電極の間の導通状態を、前記複数の圧電層の、前記圧力室側からの亀裂の有無を検査することができる。
請求項10に記載のように、請求項1〜9のいずれかの液体吐出ヘッドにおいて、前記圧電アクチュエータは、前記駆動電極が前記厚み方向における前記圧力室と離れる側の部分に偏って設けられこの部分が活性部になるとともに、前記駆動電極が設けられていない前記圧力室に近接する側の部分が非活性部となるユニモルフタイプの圧電アクチュエータであり、前記ダミー電極は、前記非活性部となる部分に設けられている構成とすることができる。ここで、「活性部」とは、電圧の印加・非印加で、変形状態になったり、非変形状態になったりして形態が変化する部分を意味し、「非活性部」は、そのように形態が変化しない部分を意味する。
このようにすれば、液体の吐出のために形態が変化する(変形状態になったり非変形状態になったりする)活性部となる部分ではなく、形態が変化しない非活性部となる部分にダミー電極を設けているので、ダミー電極が液体の吐出に影響を与えるおそれがない。
請求項11に記載のように、請求項1〜9のいずれかの液体吐出ヘッドにおいて、前記
圧電アクチュエータは、前記圧力室の中央部分に対応する第1の活性部と、前記圧力室の中央部分よりも外周側の部分に対応する第2の活性部を備えるものであり、前記駆動に用いる電極は、前記第1の活性部に対応する領域と前記第2の活性部に対応する領域とに跨ってこれら両領域をともに占めるように形成された個別電極と、前記第1の活性部に対応する領域を占めるように形成された第1の定電位電極と、少なくとも前記第2の活性部に対応する領域を占めるように形成された第2の定電位電極とを備えるものである構成とすることができる。
圧電アクチュエータは、前記圧力室の中央部分に対応する第1の活性部と、前記圧力室の中央部分よりも外周側の部分に対応する第2の活性部を備えるものであり、前記駆動に用いる電極は、前記第1の活性部に対応する領域と前記第2の活性部に対応する領域とに跨ってこれら両領域をともに占めるように形成された個別電極と、前記第1の活性部に対応する領域を占めるように形成された第1の定電位電極と、少なくとも前記第2の活性部に対応する領域を占めるように形成された第2の定電位電極とを備えるものである構成とすることができる。
このようにすれば、第1の活性部の変形が、隣の圧力室に対する第1の活性部に伝達されるのが第2の活性部にてキャンセルされ、いわゆるクロストークの抑制に有利な構造を実現できる。
請求項12の発明は、複数の圧力室とその各圧力室とそれぞれ連通する複数のノズルとを有するキャビティユニットに固着される積層型圧電アクチュエータであって、複数の圧電層と駆動に用いる駆動電極とダミー電極とが厚み方向に積層されて構成されるとともに、前記ダミー電極は、その積層体の積層方向における前記圧力室側に位置しており、焼成時において前記駆動に用いる電極による反りを抑制するとともに、前記複数の圧電層の、前記圧力室側からの亀裂の有無を検査する機能を有することを特徴とする。
このようにすれば、ダミー電極により、焼成時において前記駆動に用いる電極による、圧電アクチュエータの反りが抑制(あるいは矯正)され、また、焼成後においては、ダミー電極を利用して、前記複数の圧電層の、前記圧力室側からの亀裂の有無を検査することもできる。
本発明は、上記のように、複数の圧電層と駆動に用いる駆動電極とダミー電極とが厚み方向に積層されて構成されるとともに、前記ダミー電極が、その積層体の積層方向における前記圧力室側に位置しているので、前記ダミー電極によって、焼成時において前記駆動に用いる電極による、反りを抑制(あるいは矯正)することができる。また、焼成後においては、ダミー電極を利用して、前記複数の圧電層の、前記圧力室側からの亀裂の有無を検査することもできる。
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
(第1の実施の形態)
図1(a)は本発明の第1の実施の形態にかかるインクジェットプリンタ(液滴吐出装置)の概略構成を示す概略構成図、図1(b)は本発明にかかるキャビティユニット、圧電アクチュエータ及びフレキシブル配線板(COP)の関係を示す説明図である。
(第1の実施の形態)
図1(a)は本発明の第1の実施の形態にかかるインクジェットプリンタ(液滴吐出装置)の概略構成を示す概略構成図、図1(b)は本発明にかかるキャビティユニット、圧電アクチュエータ及びフレキシブル配線板(COP)の関係を示す説明図である。
本発明に係るインクジェットプリンタ1は、図1(a)に示すように、インクカートリッジ(図示せず)が搭載されるキャリッジ2の下面に、記録用紙P(記録媒体)に記録するためのインクジェットヘッド3(液滴吐出ヘッド)が設けられている。キャリッジ2はプリンタフレーム4内に設けられるキャリッジ軸5とガイド板(図示せず)とによって支持され、記録用紙Pの搬送方向Aと直交する方向Bにおいて往復移動する構成とされている。図示しない給紙部からA方向に搬送される記録用紙Pは、プラテンローラ(図示せず)とインクジェットヘッド3との間に導入されて、インクジェットヘッド3から記録用紙Pに向けて吐出されるインクにより所定の記録がなされ、その後排紙ローラ6にて排紙される。
また、図1(b)に示すように、インクジェットヘッド3は、キャビティユニット11
と、圧電アクチュエータ12とを下側から順に備え、圧電アクチュエータ12の上面に駆動信号を供給するフレキシブル配線板13(信号線)が設けられている。
と、圧電アクチュエータ12とを下側から順に備え、圧電アクチュエータ12の上面に駆動信号を供給するフレキシブル配線板13(信号線)が設けられている。
キャビティユニット11は、図2に示すように、複数枚のプレート部材からなる積層体14を含む。その積層体14の上側には、振動板としての圧電層15(トッププレート)が設けられる一方、下側には、ノズル穴16aを有するノズルプレート16及びノズル穴16aに対応して貫通穴17aを有するスペーサプレート17を貼り合わせてなるプレートアッセンブリ18が一体に貼り付けられている。そして、圧電層15の上側に、各圧力室14Aa内のインク(液体)を選択的に吐出させるための圧電アクチュエータ12が接合(固着)されている。また、キャビティユニット11の開孔11aには、インク内に含有される塵挨などを捕獲するためのフィルタ19が設けられている。ノズルプレート16は、(積層体14を構成する)キャビティプレート14Aの1つの圧力室14Aaについて、1つのノズル穴16aがそれぞれ設けられた合成樹脂(例えば、ポリイミド樹脂)のプレートである。なお、ノズルプレート16は金属プレートとしてもよい。
積層体14は、図3に示すように、上側から順にキャビティプレート14A、べースプレート14B、アパチャープレート14C,2枚のマニホールドプレート14D,14E及びダンパープレート14Fがそれぞれ重ねられて金属拡散接合されたものである。これら6枚のプレート14A〜14Fは、各ノズル穴16a毎に個別にインク流路が形成されるように、互いに位置合わせして積層されている。ここで、キャビティプレート14Aは、複数の圧力室14Aaとして機能する開口が、ノズル列に対応して規則的に形成された金属プレートである。べースプレート14Bは、マニホールド14Da,14Ea(共通インク室)から各圧力室14Aaへの連通穴14Ba及び各圧力室14Aaから各ノズル穴16aへの連通穴14Bbがそれぞれ設けられた金属プレートである。アパチャープレート14Cには、それの上面に、各圧力室14Aaとマニホールド14Da,14Eaとを連通する連通路21が凹部通路として形成されるとともに、マニホールド14Da,14Ea(共通インク室)から各圧力室14Aaへの連通穴14Ca及び各圧力室14Aaからノズル穴16aへの連通穴14Cbがそれぞれ設けられた金属プレートである。マニホールドプレート14D,14Eは、マニホールド14Da,14Eaに加えて、各圧力室14Aaから各ノズル穴16aへの連通穴14Db,14Ebがそれぞれ設けられた金属プレートである。ダンパープレート14Fは、下面に凹部として形成されるダンパー室14Faのほか、各圧力室14Aaを各ノズル穴16aに連通する連通穴14Fbが設けられた金属プレートである。
このように、キャビティユニット11は、複数のノズル穴16a、複数のノズル穴16aの各々に連通する複数の圧力室14Aa及びこの圧力室14Aaに供給するインクを一時的に貯留するマニホールド14Da,14Eaを含む構成とされ、複数の圧力室と14Aaが複数のノズル穴16aとそれぞれ連通している。
圧電アクチュエータ12は、図4に示すように、複数層の圧電層12a,12bを上側から順に積層して形成されている。圧電層12a,12bは、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)系のセラミックス材料(圧電シート)からなり、その厚み方向において分極している。なお、この実施の形態では圧電層15も、圧電層12a,12b吐同じ材料、つまり、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)系のセラミックス材料(圧電シート)からなる。
そして、圧電アクチェエータ12は、複数の圧電層12a,12bと、駆動に用いる駆動電極である個別電極21及び定電位電極22と、駆動に寄与しないダミー電極23とを厚み方向に積層して構成されている。これら圧電層12a,12bと電極21〜23との積層体の積層方向における圧力室14Aa側に、ダミー電極23が位置している。これは
、圧電アクチュエータの12の厚み方向において、その中心よりも圧力室14Aa側にダミー電極23が位置している、と言い換えることもできる。また、ダミー電極23は、駆動に用いる個別電極21及び定電位電極22よりも圧力室14Aa側に位置している。
、圧電アクチュエータの12の厚み方向において、その中心よりも圧力室14Aa側にダミー電極23が位置している、と言い換えることもできる。また、ダミー電極23は、駆動に用いる個別電極21及び定電位電極22よりも圧力室14Aa側に位置している。
つまり、図4に示すように、最も上側の圧電層12a(第1層)の上側に形成され圧力室14Aaの中央部分に対応する個別電極21と、上側から2番目の圧電層12b(第2層)の上側に全体に亘って形成されるグランド電極22とを備える。また、上側から3番目の層となる圧電層15の上側に全体に亘って形成されるダミー電極23を備える。ここで、圧力室14Aaの中央部分とは、ノズル穴16aが配列されているノズル列方向Xにおける中央部分である。電極21〜23はAg−Pd系等の金属材料からなる。
また、各圧電層12a,12bの電極21〜23は、平面視したとき(キャビティユニット11と圧電アクチュエータ12との積層方向から見たとき)、図5に示すように配置されている。即ち、圧電層12a(第1層)の上面側には、各圧力室14Aaに対応して個別電極21がノズル列方向において一定ピッチで形成されている。そして、隣り合う個別電極21は、ノズル列方向において半ピッチずれて形成され、それらの列の間において、各個別電極21の、フレキシブル配線板13の接続端子(図示せず)に接続される接続端子部21aが千鳥状に形成されている。
そして、ダミー電極23は、焼成時において前記駆動に用いる電極(個別電極21,定電位電極22)による反りを抑制(あるいは矯正)するという第1の機能を有する。それとともに、複数の圧電層12a,12bの、圧力室14Aa側からの亀裂の有無を検査するという第2の機能も有する。なお、第1の機能を考慮して、圧電層12a,12bの層厚さが設定されている。
各個別電極21の接続端子部21aには、フレキシブル配線板13(信号線)を通じて、駆動信号を供給するドライバIC90(図1(b)参照)が電気的に接続される。このドライバIC90及びフレキシブル配線板13によって、圧電アクチュエータ12の活性部Sに駆動電圧を印加する電圧印加手段が構成される。
つまり、圧力室14Aaの容積を変化させるために、個別電極21には、フレキシブル配線板13を通じて、第1の電位(グランド電位)及びそれと異なる第2の電位(正の電位、例えば20V)が選択的に印加される。また、定電位電極22は、第1の電位(グランド電位)が常時付与される。なお、活性部Sは、個別電極21に第2の電位が付与され定電位電極22に第1の電位が付与されて変形するときに印加される電圧の方向と同じ方向(分極方向)に分極されている。また、ダミー電極23は、電位を付与する必要はないが、駆動に影響しないように、定電位電極22と同様に第1の電位(グランド電位)が常時付与されるようにしてもよい。
このように、圧電アクチェエータ12は、各圧力室14Aaに対応する個別電極21を有し、この個別電極21に、駆動信号として第1の電位(グランド電位)と第2の電位(正の電位)とを選択的に付与することで、圧力室14Aaの容積を変化させてノズル穴16aからインクを吐出させるようになっている。つまり、個別電極21に第1の電位が付与されても活性部Sは変形しないが、第2の電位が付与されると、活性部Sは圧力室14Aa内に突出するように変形し、圧力室14Aaの容積を小さくなるように変化させるので、ノズル穴16aからインクを吐出させることになる。
圧電アクチュエータ12の上記構造においては、駆動に用いる電極(駆動電極21,定電位電極22)のみを配置した場合における圧電アクチュエータの焼成時における反り量(絶対値)と、駆動に用いる電極(駆動電極21,定電位電極22)およびダミー電極2
3のみを配置した場合における圧電アクチュエータ12の焼成時における反り量(絶対値)との差が一定量以下となるように、ダミー電極23の大きさと設けられる位置(圧電層の層厚さを含む)とが予め設定されている。このダミー電極23の大きさと設けられる位置は、種類が異なる圧電アクチュエータごとに、製造に先立って、実験や解析により予め求められる。
3のみを配置した場合における圧電アクチュエータ12の焼成時における反り量(絶対値)との差が一定量以下となるように、ダミー電極23の大きさと設けられる位置(圧電層の層厚さを含む)とが予め設定されている。このダミー電極23の大きさと設けられる位置は、種類が異なる圧電アクチュエータごとに、製造に先立って、実験や解析により予め求められる。
例えば、圧電アクチュエータ12は、前記厚み方向の中間面より圧力室14Aa側に配置される各電極の面積と前記中間面から各電極までの長さとの積の和が、厚さ方向の中間面より反圧力室14Aa側に配置される各電極の面積と前記中間面から各電極までの長さとの積の和とがほぼ等しくなるように、駆動に用いる電極(駆動電極21,定電位電極22)およびダミー電極23が配置されている。
このように、圧電アクチェエータ12が、複数の圧電層12a,12bと、駆動電極21と、定電位電極22と、ダミー電極23とを厚み方向に積層して構成されるとともに、ダミー電極23が、その積層体の積層方向における圧力室14Aa側に所定の位置関係で配置するようにしていることから、ダミー電極23によって、圧電アクチュエータ12の焼成時において、駆動に用いる電極(駆動電極21,定電位電極22)のみ設けた場合に発生する反りが抑制される。
よって、圧電アクチュエータ12の構造においては、駆動に影響を与えないダミー電極23を設けるだけで、駆動に用いる電極(個別電極21,定電位電極22)のみを配置した場合における圧電アクチュエータ12の焼成時における反り量よりも、前記駆動に用いる電極および前記ダミー電極を配置した場合における前記圧電アクチュエータの焼成時における反り量が小さくなる(ダミー電極23の第1の機能)。
また、キャビティユニット11は、金属プレートの積層体14を有し導電性を有するように構成されているので、ダミー電極23とキャビティユニット11(キャビティプレート14A)には、それらの間の導通状態を検査する検査手段としての抵抗検出回路41が接続されている。これにより、ダミー電極23とキャビティユニット11との間の導通状態に基づき、振動板としての圧電層15の、圧力室14Aa側からの亀裂、つまり吐出不良の原因となる亀裂の有無を検査することができる(ダミー電極23の第2の機能)。
このような検査は、圧力室14Aaにインクあるいは導電性を有する検査液を満たした状態で行われる。ダミー電極23とキャビティユニット11(キャビティプレート14A)との間には、導電性を有しない振動板としての圧電層15が存在するので、圧電層15に、圧力室14Aaから圧電層15を貫通してダミー電極23まで延びる亀裂がない場合には、電気抵抗が大きくなる。一方、圧電層15に、圧力室14Aaから圧電層15を貫通してダミー電極23まで延びる亀裂がある場合には、電気抵抗が小さくなる。これは、前記亀裂に浸入した前記インクあるいは導電性を有する検査液を通じて電流が流れるからである。
よって、このようにダミー電極23とキャビティユニット11との間の電気抵抗を検査することで、前述したような亀裂がない合格品であるか、亀裂がある不合格品であるかを簡単に判定することができる。
次に、制御装置51を中心とするインクジェットプリンタ1の電気的構成について、図6のブロック図を参照して説明する。
制御装置51は、中央処理装置であるCPUと、プリンタ1の全体動作を制御するための各種プログラムやデータ等が格納されたROMと、前記CPUで処理されるデータ等を
一時的に記憶するRAMと、外部装置との間で信号の送受信を行う入出力インターフェース等で構成されている。
一時的に記憶するRAMと、外部装置との間で信号の送受信を行う入出力インターフェース等で構成されている。
そして、図6に示すように、制御装置51は記録制御部51Aを備えている。この記録制御部51Aは、入力装置52から入力された記録画像に関するデータに基づいて、その画像を記録用紙に記録するように、インクジェットヘッド3、キャリッジ2を駆動するキャリッジ駆動モータ53、搬送機構54の給紙モータ54Aおよび排紙モータ54Bを制御する。さらに、記録制御部51Aは、記録に関する情報やエラーメッセージ等をディスプレイ55に表示させるようになっている。
また、制御装置51は、吐出不良の原因となる、圧力室14Aa側からの亀裂の有無を判定する亀裂判定部51Bを有する。この亀裂判定部51Bは、抵抗検出回路41によって検出される、ダミー電極23とキャビティユニット11(キャビティプレート14A)との間の電気抵抗に基づいて判定することになる。具体的には、亀裂判定部51Bは、抵抗検出回路41で検出された電気抵抗の値が設定値以上である場合には、圧力室14Aa側からダミー電極23まで延びる亀裂がなく正常であると判定する一方、抵抗検出回路41で検出された電気抵抗の値が設定値未満である場合には、圧力室14Aa側からダミー電極23まで延びる亀裂があるために.絶縁性が低下しており、異常であると判定する。さらに、その旨をディスプレイ55に表示させてユーザーに報知する。
ここで、抵抗検出回路41による電気抵抗の検出のタイミングは、特定のタイミングに限られず、インクジェットプリンタ1の記録動作中であってもよいし、あるいは、記録動作を行っていない待機中であってもよい。つまり、任意のタイミングにおいて、抵抗検出回路41により、ダミー電極23とキャビティユニット11との間の電気抵抗を測定し、その結果に基づいて、亀裂判定部51Bにより、圧力室14Aa側からダミー電極23まで延びる亀裂の有無の検査を行うことができる。
尚、上述した記録制御部51A及び亀裂判定部51Bのそれぞれの機能は、制御装置51のROMに記憶された各種制御プログラムがCPUによって実行されることにより実現される。
また、最も圧力室14Aa側の層である圧電層15についてだけでなく、それの上側の層である圧電層12bについても圧力室14Aa側からの亀裂の有無を検査することができる。つまり、圧力室14Aa側の圧電層14Aaよりも圧力室14Aaから離れた圧電層12bに、定電位電極22(グランド電位)が設けられているので、具体的に図示していないが、定電位電極22とキャビティユニット11(積層体14)との間の導通状態を検査する別の検査手段(第2の抵抗検出回路)を接続することで、同様に、圧電層15だけでなく、圧電層12bも貫通する、圧力室14Aa側からの亀裂の有無を検査することもできる。
前記実施の形態では、上側から3番目の層である圧電層15の上側に全体に亘ってダミー電極23を形成しているが、図7及び図8に示すように、ダミー電極23Aは、各圧力室14Aaに対応する領域に存在するとともに、隣接する2つの圧力室14Aaの間に対応する領域には存在しないように形成するようにしてもよい。これは、ダミー電極23Aは圧電アクチュエータの焼成時における反りを抑制するために設けられるものであり、圧電層15の面全体に亘って形成する必要がないからである。また、ダミー電極23による亀裂の有無の検出は、圧力室14Aa内のインクが圧電層15側へ浸透して、吐出機能を阻害することになるおそれがあるかどうかをチェックするためのものであり、この点からも、ダミー電極23Aが圧電層15の上面全域に設けられている必要は特になく、複数の圧力室14Aaとそれぞれ対応する領域に設けられていればよいからである。この実施の
形態では、図8に示すように、ダミー電極23Aは、各圧力室14Aaに対応する領域に形成される複数の第1の部分23Aaと、圧力室14Aaの間の桁部14Ab(図7参照)にノズル列方向Xに形成され各第1の部分23Aaが接続される第2の部分23Abとを備える。なお、この第2の部分23Abは、個別電極21の接続端子部21aが設けられている部位(桁部14Ab)に対応して形成されている。
(第2の実施の形態)
この実施の形態の場合には、圧電アクチュエータ12Aは、図9及び図10に示すように、3つの層(複数層)の圧電層12e,12f,12gを上側から順に積層して形成されている。
形態では、図8に示すように、ダミー電極23Aは、各圧力室14Aaに対応する領域に形成される複数の第1の部分23Aaと、圧力室14Aaの間の桁部14Ab(図7参照)にノズル列方向Xに形成され各第1の部分23Aaが接続される第2の部分23Abとを備える。なお、この第2の部分23Abは、個別電極21の接続端子部21aが設けられている部位(桁部14Ab)に対応して形成されている。
(第2の実施の形態)
この実施の形態の場合には、圧電アクチュエータ12Aは、図9及び図10に示すように、3つの層(複数層)の圧電層12e,12f,12gを上側から順に積層して形成されている。
圧電アクチュエータ12Aは、図9及び図10に示すように、最も上側の圧電層12e(第1層)の上側に形成され圧力室14Aaの中央部分に対応する個別電極31と、上側から2番目の圧電層12f(第2層)の上側に形成され圧力室14Aaの中央部分に対応する第1の部分32aを有する第1の定電位電極32と、上側から3番目の圧電層12g(第3層)の上側に全体に亘って形成される第2の定電位電極33とを備える。そして、上側から4番目の層となり振動板として機能する圧電層15の上側に全体に亘って形成されるダミー電極34とを備える。なお、隣り合う個別電極31は、ノズル列方向において半ピッチずれて形成され、それらの列の間において、各個別電極31の、フレキシブル配線板13の接続端子(図示せず)に接続される接続端子部31aが千鳥状に形成されている点は第1の実施の形態と同様である。
第1の活性部S1は個別電極31と第1の定電位電極32とで挟まれた部分であり、圧力室14Aaの中央部分に対応する一方、第2の活性部S2は個別電極31と第2の定電位電極33とで挟まれた部分であり、圧力室14Aaの中央部分よりも外周側の部分に対応する。この第2の活性部S2は、隣り合う圧力室14Aaを仕切る壁である桁部14Abに対応する領域だけでなく、圧力室14Aaの外周縁よりも内側部分(中央部分側)に対応する領域を含む。各個別電極31は、第1及び第2の定電位電極32,33について共有され、電極31〜33はAg−Pd系等の金属材料からなる。
そして、圧電アクチュエータ12Aは、駆動に用いる電極(個別電極31,定電位電極32,33)が圧電アクチュエータ12Aの厚み方向における圧力室14Aaと離れる側の部分に偏って設けられ、この部分が第1及び第2の活性部S1,S2になるとともに、前記駆動電極が設けられていない圧力室14Aaに近接する側の部分(圧電層12g及び圧電層15)が非活性部となるユニモルフタイプの圧電アクチュエータである。そして、ダミー電極34は、前記非活性部となる部分に設けられ、前記駆動に用いる電極のみを配置した場合における圧電アクチュエータ12Aの焼成時における反り量(絶対値)と、前記駆動に用いる電極およびダミー電極34を配置した場合における圧電アクチュエータ12Aの焼成時における反り量(絶対値)との差が一定量以下となるように、ダミー電極の34大きさと設けられる位置とが設定されている。
また、キャビティユニット11は、導電性を有するように構成されているので、ダミー電極34とキャビティユニット11(キャビティプレート14A)には、それらの間の導通状態を検査する検査手段としての抵抗検出回路41が接続されている。これにより、第1の実施の形態と同様に、ダミー電極34とキャビティユニット11との間の導通状態に基づき、振動板としての圧電層15の、圧力室14Aa側からの亀裂、つまり吐出不良の原因となる亀裂の有無を検査することができる。
このように、ダミー電極34は、焼成時において前記駆動に用いる電極(個別電極31,定電位電極32,33)による反りを抑制するとともに、圧電層15の、圧力室14Aa側からの亀裂の有無を検査する機能を有することになる。
ところで、この圧電アクチュエータ12Aにおいては、図9に示すように、個別電極31は、ノズル列方向Xに直交する方向Yにおいて第1の活性部S1に対応する領域と第2の活性部S2に対応する領域とに跨ってこれら両領域をともに占めるように形成されている。第1の定電位電極32は、第1の活性部S1に対応する領域を占めるように形成されている。第2の定電位電極33は、少なくとも第2の活性部S2に対応する領域を占めるように形成されている。そして、第1の活性部S1は、個別電極31に第1の電位が付与され第1の定電位電極32に第2の電位が付与されて変形するときに印加される電圧の方向と同じ方向(分極方向)に分極されている。一方、第2の活性部S2は、個別電極31に第2の電位が付与され第2の定電位電極33に第1の電位が付与されて変形するときに印加される電圧の方向と同じ方向に分極されている。つまり、電圧が印加される方向と分極方向が同じになるように分極される。
第1の定電位電極32は、常時第2の電位(正の電位)とされ、第2の定電位電極33は、常時第1の電位(グランド電位)とされる。そして、個別電極31には、第1の電位(グランド電位)と第2の電位(正の電位)とが、圧力室14Aaの容積を変化させるために選択的に付与されるようになっている。次の表1に一例を示す。すなわち、分極時と駆動時とは電圧の印加方向は同一であるが、第1の定電位電極32は常時正の電位(20V:一定)とされ、第2の定電位電極33には常時グランド電位(0V:一定)とされ、個別電極31には正の電位(20V:一定)が付与されたり、その付与が解除されたりする。よって、個別電極31にグランド電位とされるときには、第1の活性部S1に電圧が印加されるが、第2の活性部S2には電圧が印加されず、一方、個別電極31がグランド電位ではなく正の電位とされるときには、第1の活性部S1に電圧が印加されず、第2の活性部S2に電圧が印加されることになる。ここで、駆動時において電極間に印加される電圧は表1に示すように、分極時に印加される電圧よりも小さく、電極間に繰り返し電圧を印加することによる劣化を抑制するようになっている。
一方、個別電極31に第1の電位(グランド電位)を付与する、第1の活性部S1への電圧の印加時(駆動時)には、第1の活性部S1は、分極方向と同じ方向に電圧が印加され、圧電横効果により、圧力室14Aaに向かう積層方向Zに伸張し、その積層方向Zと直交するノズル列方向Xに収縮して、圧力室14Aa内の方向へ突出変形する状態となる。一方、圧電層12g,15は、電界の影響を受けないため自発的には縮まないので、上
側に位置する圧電層12e,12fと下側に位置する圧電層12g,15との間で分極方向と垂直な方向への歪みに差を生じる。このことと、圧電層15がキャビティプレート14に固定されていることとが相侯って、圧電層12e,12fは圧力室14Aa側に凸となるように変形しようとする(ユニモルフ変形)。このため、圧力室14Aaの容積が低下して、インクの圧力が上昇し、ノズル穴16aからインクが吐出される。
側に位置する圧電層12e,12fと下側に位置する圧電層12g,15との間で分極方向と垂直な方向への歪みに差を生じる。このことと、圧電層15がキャビティプレート14に固定されていることとが相侯って、圧電層12e,12fは圧力室14Aa側に凸となるように変形しようとする(ユニモルフ変形)。このため、圧力室14Aaの容積が低下して、インクの圧力が上昇し、ノズル穴16aからインクが吐出される。
この第1の活性部S1への電圧の印加時には、第2の活性部S2は、電圧の非印加状態となるので、第1及び第2の方向Z,Xにおいて伸縮しない、変形しない状態に戻ることになる。よって、第1の活性部S1が、圧力室14Aaの方向へ突出変形する際には、第2の活性部S2は、変形しない状態に戻るので、第1の活性部S1の変形の影響が第2の活性部S2によってキャンセルされ、隣の圧力室14Aaにはほとんど及ばず、クロストークが抑制される。つまり、第1の活性部S1に対する電圧の印加と非印加との切替えによる第1の活性部S1の変形が、隣接する圧力室14Aaに伝播するのを抑制するように、第2の活性部S2に対する電圧の印加と非印加が切り替えられる。
その後、個別電極31を、第1の定電位電極32と同じ電位(グランド電位)に戻すと、前述したように、第1の活性部S1は変形しない状態となり、第2の活性部S2は、圧力室14Aaから離れる方向に反るように変形し、圧力室14Aaの容積が元の容積に戻るので、マニホールド14Da,14Eaから圧力室14Aa内にインクを吸い込むことになる。
このような第1の活性部S1及び第2の活性部S2の変形によりインクの吐出動作が繰り返され、各吐出動作において、圧力室14Aaの容積変化を大きくして吐出効率を高めると共に、クロストークが抑制される。
なお、個別電極31に第1の電位を付与した状態を待機状態とし、その後、一旦第2の電位を付与してから再び第1の電気に戻すことによりインクを吐出させる、いわゆる引き打ちという制御方法も可能である。
また、ダミー電極34とキャビティユニット11との間の導通状態に基づき、圧電層15の、圧力室14Aa側からの亀裂、つまり吐出不良の原因となる亀裂の有無の検査は、第1の実施の形態と同様に、圧力室14Aaにインクあるいは導電性を有する検査液を満たした状態で行われ、圧電層15に、圧力室14Aaから圧電層15を貫通してダミー電極34まで延びる亀裂がない場合には、電気抵抗が大きくなる。一方、圧電層15に、圧力室14Aaから圧電層15を貫通してダミー電極34まで延びる亀裂がある場合には、電気抵抗が小さくなる。よって、ダミー電極23とキャビティユニット11との間の電気抵抗を検査することで、前述したような亀裂がない合格品であるか、亀裂がある不合格品であるかを簡単に判定することができる。
前記第2の実施の形態では、第1の定電位電極32は、圧力室14Aaの中央部分に対応する部分を有するようにしているが、図11及び図12に示すように、圧力室14Aaの中央部分に対応する部位が開口32c’となる第1の定電位電極32Aとすることも可能である。この場合には、個別電極31と第2の定電位電極33とで挟まれる圧電層12e,12fによって第1の活性部S1’が、個別電極31と第1の定電位電極32Aとにより挟まれる圧電層12eによって第2の活性部S2’がそれぞれ形成されることになる。そして、第1の定電位電極32Aは、常時第2の電位(正の電位)とされ、第2の定電位電極33は、常時第1の電位(グランド電位)とされる。そして、個別電極31には、第1の電位(グランド電位)と第2の電位(正の電位)とが、圧力室14Aaの容積を変化させるために選択的に付与される。
第1の定電位電極32Aは、第2の活性部S2’に対応する領域及び、ノズル列方向に直交する方向において隣り合う圧力室14Aa間の桁部14Abに対応する領域を占めるように形成されている。つまり、第2の定電位電極33は、桁部14Abに対応する領域を含めて圧力室14Aaのノズル列方向側部に対応する領域まで延び、圧力室14Aaのノズル列方向において隣り合う2つの圧力室14Aa,14Aaについて共有される。
そして、この実施の形態の場合も、キャビティユニット11は、導電性を有するので、ダミー電極34とキャビティユニット11(キャビティプレート14A)との間には、抵抗検出回路41が接続され、前述した場合と同様に、ダミー電極34とキャビティユニット11との間の導通状態に基づき、圧電層15の、圧力室14Aa側からの亀裂、つまり吐出不良の原因となる亀裂の有無を検査することができる。
よって、ダミー電極34は、焼成時において前記駆動に用いる電極による反りを抑制するとともに、圧電層15の、圧力室14Aa側からの亀裂の有無を検査する機能を有することになる。
また、この実施の形態の場合も、圧力室14Aa側の圧電層14Aaよりも圧力室14Aaから離れた圧電層12gに、第2の定電位電極33(グランド電位)が設けられているので、具体的に図示していないが、第2の定電位電極33とキャビティユニット11との間の導通状態を検査する別の検査手段(第2の抵抗検出回路)を接続することで、同様に、圧電層15だけでなく、圧電層12gも貫通する、圧力室14Aa側からの亀裂の有無を検査することもできる。つまり、複数の圧電層15,12gの、圧力室14Aa側からの亀裂の有無を検査することができる。
そして、圧電アクチュエータは、前述した実施の形態と同様な動作をする。つまり、個別電極31に第2の電位(グランド電位)を付与する、第1の活性部S1’への電圧の非印加時(待機時)では、第1の活性部S1’は、第1及び第2の方向Z,Xにおいて伸縮しない、変形しない状態となるが、ノズル列方向側部に位置する第2の活性部S2’は電圧印加状態となり、圧力室14Aaから離れる方向に反るように変形する。この第2の活性都S2’の変形が、圧力室14Aaの容積変化を大きくするのに寄与し、マニホールド14Da,14Eaから圧力室14Aaにインクを多く吸い込むのに貢献する。
一方、個別電極31に第1の電位(正の電位:20V)を付与する、第1の活性部S1’への電圧の印加時(駆動時)には、第1の活性部S1’は、圧電横効果により、圧力室14Aaに向かう積層方向Zに伸張し、その積層方向Zと直交するノズル列方向Xに収縮して、圧力室14Aa内の方向へ突出変形する状態となり、圧力室14Aaの容積が低下して、インクの圧力が上昇し、ノズル穴16aからインクが吐出される。このとき、第2の活性部S2’は、電圧の非印加状態となるので、第1及び第2の方向Z,Xにおいて伸縮しない、変形しない状態に戻ることになる。よって、第1の活性部S1’の変形の影響が第2の活性部S2’によってキャンセルされ、隣の圧力室14Aaにはほとんど及ばず、クロストークが抑制される。
その後、個別電極31を、第1の定電位電極32と同じ電位(グランド電位)に戻すと、前述したように、第1の活性部S1’は変形しない状態となり、第2の活性部S2’は、圧力室14Aaから離れる方向に反るように変形し、圧力室14Aaの容積が元の容積に戻るので、マニホールド14Da,14Eaから圧力室14Aa内にインクを吸い込むことになる。
このような第1の活性部S1’及び第2の活性部S2’の変形によりインクの吐出動作が繰り返され、各吐出動作において、圧力室14Aaの容積変化を大きくして吐出効率を
高めると共に、クロストークが抑制される。
高めると共に、クロストークが抑制される。
前述したほか、本発明は、次のように変更して実施することもできる。
(i)前記実施の形態では、インクジェットプリンタ1が、ダミー電極23,34とキャ
ビティユニット11との間の電気抵抗を検出する抵抗検出回路41を備えるようにしているが、製造段階において圧力室側からの亀裂の有無を検出する検査時においてのみ、プリンタ1のダミー電極23,34とキャビティユニット11とに、抵抗検出回路としての抵抗検出器を接続し、電気抵抗を測定することができるように構成することも可能である。つまり、プリンタ1が抵抗検出回路を常時備えるのではなく、必要時に、プリンタ1に抵抗検出器(抵抗検出回路)が接続可能であるように構成することもできる。
ビティユニット11との間の電気抵抗を検出する抵抗検出回路41を備えるようにしているが、製造段階において圧力室側からの亀裂の有無を検出する検査時においてのみ、プリンタ1のダミー電極23,34とキャビティユニット11とに、抵抗検出回路としての抵抗検出器を接続し、電気抵抗を測定することができるように構成することも可能である。つまり、プリンタ1が抵抗検出回路を常時備えるのではなく、必要時に、プリンタ1に抵抗検出器(抵抗検出回路)が接続可能であるように構成することもできる。
(ii)キャビティユニットが導電性を有する構成としているが、導電性を有しない場合には、圧力室14Aa側の層である圧電層15に設けたダミー電極23,23A,34と、それよりも圧力室14Aaから離れた側の圧電層12b,12gに設けた駆動に用いる電極22,33との間に、それらの間の導通状態を検査する検査手段が接続可能であるようにすることも可能である。
(iii)本発明は、液体吐出ヘッドがインクジェットヘッドである場合に限定されるもの
ではなく、着色液を微小液滴として塗布、あるいは導電液を吐出して配線パターンを形成するなどの他の液体吐出ヘッドにも適用することができる。
ではなく、着色液を微小液滴として塗布、あるいは導電液を吐出して配線パターンを形成するなどの他の液体吐出ヘッドにも適用することができる。
(iv)記録媒体としては記録用紙だけでなく、樹脂、布などの各種のものを用いることができ、また吐出する液体としてはインクだけでなく、着色液、機能液などの各種のものを用いることができる。
1 インクジェットプリンタ
3 インクジェットヘッド(液体吐出ヘッド)
12,12A 圧電アクチュエータ
12a,12b,12e〜12g 圧電層
15 圧電層
21,31 個別電極
22,32,32A,33 定電位電極
23,34 ダミー電極
41 電気抵抗検出回路
51B 亀裂判定部
3 インクジェットヘッド(液体吐出ヘッド)
12,12A 圧電アクチュエータ
12a,12b,12e〜12g 圧電層
15 圧電層
21,31 個別電極
22,32,32A,33 定電位電極
23,34 ダミー電極
41 電気抵抗検出回路
51B 亀裂判定部
Claims (12)
- 複数の圧力室とその各圧力室とそれぞれ連通する複数のノズルとを有するキャビティユニットと、
前記キャビティユニットに固着された積層型圧電アクチュエータと、
を備えている液体吐出ヘッドであって、
前記積層型圧電アクチュエータは、
複数の圧電層と駆動に用いる駆動電極とダミー電極とが厚み方向に積層されて構成されるとともに、その積層体の積層方向において前記ダミー電極が前記駆動電極よりも前記圧力室側に位置しており、
前記ダミー電極は、前記圧電アクチュエータの焼成時において前記駆動に用いる電極による反りを抑制するとともに、前記複数の圧電層の、前記圧力室側からの亀裂の有無を検査する機能を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記ダミー電極は、前記各圧力室に対応する領域に存在するとともに、隣接する2つの前記圧力室の間に対応する領域には存在しないように形成されていることを特徴とする請求項1記載の液体吐出ヘッド。
- 前記ダミー電極は、前記圧電層の全域にわたって形成されていることを特徴とする請求項1記載の液体吐出ヘッド。
- 前記駆動に用いる電極のみを配置した場合における前記圧電アクチュエータの焼成時における反り量よりも、前記駆動に用いる電極および前記ダミー電極を配置した場合における前記圧電アクチュエータの焼成時における反り量が小さくなるように、前記ダミー電極が設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
- 前記駆動に用いる電極のみを配置した場合における前記圧電アクチュエータの焼成時における反り量と、前記駆動に用いる電極および前記ダミー電極のみを配置した場合における前記圧電アクチュエータの焼成時における反り量との差が一定量以下となるように、前記ダミー電極の大きさと設けられる位置とが設定されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
- 前記圧電アクチュエータは、前記厚み方向の中間面より圧力室側に配置される各電極の面積と前記中間面から各電極までの長さとの積の和が、厚さ方向の中間面より反圧力室側に配置される各電極の面積と前記中間面から各電極までの長さとの積の和と等しくなるように、駆動に用いる電極およびダミー電極が配置されていることを特徴とする請求項4または5記載の液体吐出ヘッド。
- 前記キャビティユニットは、導電性を有するように構成されるもので、
前記ダミー電極と前記キャビティユニットには、それらの間の導通状態を検査する検査手段が接続可能であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 - 前記キャビティユニットは、導電性を有するように構成されるもので、
前記圧力室側の圧電層およびそれよりも前記圧力室から離れた圧電層に、ダミー電極もしくは駆動に用いる電極がそれぞれ設けられ、
前記ダミー電極もしくは前記駆動電極と前記キャビティユニットには、それらの間の導通状態を検査する検査手段がそれぞれ接続可能であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 - 前記圧力室側の圧電層およびそれよりも前記圧力室から離れた圧電層に、ダミー電極もしくは駆動に用いる電極がそれぞれ設けられ、
前記圧力室側の圧電層およびそれの上側の圧電層のダミー電極もしくは駆動に用いる電極には、それらの間の導通状態を検査する検査手段が接続可能であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 - 前記圧電アクチュエータは、前記駆動電極が前記厚み方向における前記圧力室と離れる側の部分に偏って設けられこの部分が活性部になるとともに、前記駆動電極が設けられていない前記圧力室に近接する側の部分が非活性部となるユニモルフタイプの圧電アクチュエータであり、
前記ダミー電極は、前記非活性部となる部分に設けられていることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 - 前記圧電アクチュエータは、前記圧力室の中央部分に対応する第1の活性部と、前記圧力室の中央部分よりも外周側の部分に対応する第2の活性部を備えるものであり、
前記駆動に用いる電極は、前記第1の活性部に対応する領域と前記第2の活性部に対応する領域とに跨ってこれら両領域をともに占めるように形成された個別電極と、前記第1の活性部に対応する領域を占めるように形成された第1の定電位電極と、少なくとも前記第2の活性部に対応する領域を占めるように形成された第2の定電位電極とを備えるものであることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 - 複数の圧力室とその各圧力室とそれぞれ連通する複数のノズルとを有するキャビティユニットに固着される積層型圧電アクチュエータであって、
複数の圧電層と駆動に用いる駆動電極とダミー電極とが厚み方向に積層されて構成されるとともに、前記ダミー電極は、その積層体の積層方向における前記圧力室側に位置しており、
焼成時において前記駆動に用いる電極による反りを抑制するとともに、前記複数の圧電層の、前記圧力室側からの亀裂の有無を検査する機能を有することを特徴とする圧電アクチュエータ。
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