JP2010232604A - 圧電アクチュエータの製造方法、圧電アクチュエータ、及び、液体移送装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】3枚のグリーンシートの一表面に、スクリーン印刷により上部電極45、中間電極44a及び下部電極43をそれぞれ形成し、これらのグリーンシートを積層し、所定の温度で焼成し(積層工程)、圧電体55を形成する。そして、平面視で第1活性部R1と重なる領域にある第1活性部R1以外の、下部圧電層40及び中間圧電層41を下部圧電層40側(第1活性部R1から離れた面側)から除去し、貫通孔40a、41aを形成する(除去工程)。次に、圧電体55の下部圧電層40の表面に、振動板52を押圧して接合して(接合工程)、圧電アクチュエータを製造する。
【選択図】図7
Description
まず、流路ユニット31を構成する7枚のプレート21〜27に圧力室10やマニホールド流路11、ノズル15などのインク流路を構成する厚み方向に貫通した孔を形成する。これらの孔は、エッチングやレーザ加工などで形成する。そして、7枚のプレート21〜27を積層して加熱押圧しながら、各プレート間をそれぞれ接着剤で接合して、流路ユニット31を作製する。なお、7枚のプレート21〜27は、金属材料からなる場合などには、金属拡散接合などによって接合してもよい。
図7は、圧電アクチュエータの製造過程を示す工程図であり、(a)は積層工程であり、(b)は除去工程であり、(c)は接合工程である。まず、圧電セラミックスからなり、あらかじめ焼成による収縮量を見込んで形成された、同じ外形の3枚のグリーンシートの一表面に、スクリーン印刷により上部電極45、中間電極44及び下部電極43をそれぞれ形成する。そして、図7(a)に示すように、下から下部電極43の形成されたグリーンシート、中間電極44の形成されたグリーンシート、上部電極45の形成されたグリーンシートの順に外形を合わせて積層し、この積層体を所定の温度で焼成し(積層工程)、圧電体55を形成する。このとき、上部電極45、中間電極44及び下部電極43が、圧電セラミックスよりも線膨張係数が大きい材料で形成されているため、焼成し、冷却後に、これらの線膨張係数の差による熱ひずみによって、下部圧電層40、中間圧電層41及び上部圧電層42には、圧縮応力が残留する。
3 インクジェットヘッド
31 流路ユニット
32 圧電アクチュエータ
40a、41a 貫通孔
52 振動板
55 圧電体
R1 第1活性部
R2 第2活性部
Claims (9)
- 厚み方向の一部に第1活性部を有する圧電体と、前記圧電体の線膨張係数より大きい材料で形成され、前記圧電体の一表面に接合された振動板と、を有する圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記第1活性部は、前記圧電体の中立面に対して厚み方向に関する一方側に偏って配置されており、
前記圧電体を形成する圧電体形成工程と、
前記圧電体の、平面視で前記第1活性部と重なる領域にある、前記第1活性部以外の部分の厚み方向に関する少なくとも一部を除去する除去工程と、
前記圧電体と前記振動板を加熱し、押圧して接合する加熱接合工程と、を備えており、
前記除去工程において、前記圧電体の中立面に対して厚み方向に関する前記一方側と反対側に配置された、平面視で前記第1活性部と重なる領域にある前記第1活性部以外の部分の厚み方向に関する少なくとも一部を前記第1活性部から離れた面側から除去することを特徴とする圧電アクチュエータの製造方法。 - 厚み方向の一部に第1活性部を有する圧電体と、前記第1活性部に電界を付与するための前記圧電体よりも線膨張係数の大きい材料からなる電極と、前記圧電体の一表面に接合された振動板と、を有する圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記第1活性部は、前記圧電体の中立面に対して厚み方向に関する一方側に偏って配置されており、
前記圧電体と前記電極を一体に焼成して形成する圧電体焼成工程と、
前記圧電体の、平面視で前記第1活性部と重なる領域にある、前記第1活性部以外の部分の厚み方向に関する少なくとも一部を除去する除去工程と、
前記圧電体と前記振動板を押圧して接合する接合工程と、を備えており、
前記除去工程において、前記圧電体の中立面に対して厚み方向に関する前記一方側と反対側に配置された、平面視で前記第1活性部と重なる領域にある前記第1活性部以外の部分の厚み方向に関する少なくとも一部を前記第1活性部から離れた面側から除去することを特徴とする圧電アクチュエータの製造方法。 - 前記除去工程において、前記圧電体の平面視で前記第1活性部と重なる領域における中立面が、前記第1活性部の厚み方向に関するほぼ中央に位置するように、平面視で前記第1活性部と重なる領域にある前記第1活性部以外の部分の少なくとも一部を除去することを特徴とする請求項1または2に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
- 前記圧電体の除去された部分に絶縁材料を充填する充填工程をさらに備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
- 前記第1活性部は、前記圧電体の厚み方向に関する一方の面側の端部に形成されており、
前記除去工程において、前記圧電体の平面視で前記第1活性部と重なる領域にある、前記第1活性部以外の全ての部分を除去することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の圧電アクチュエータの製造方法。 - 前記圧電体は、積層された2枚の圧電層からなり、
一方の前記圧電層は、第1電位とそれと異なる第2電位が選択的に付与される第1電極と、前記第1電位が付与される第1定電位電極と、に挟まれており、
前記第1活性部は、前記一方の圧電層の前記第1電極と前記第1定電位電極との間に挟まれた領域から構成されており、
前記除去工程において、他方の前記圧電層の平面視で前記第1活性部と重なる領域を除去することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の圧電アクチュエータの製造方法。 - 前記圧電体は、前記第1活性部を面方向に挟むように第2活性部をさらに有しており、
前記第1活性部は、第1電位とそれと異なる第2電位が選択的に付与される第1電極と、前記第1電位が付与される第1定電位電極との間に挟まれた前記圧電体の一部分から構成され、
前記第2活性部は、前記第1電極と、前記第2電位が付与される第2定電位電極との間に挟まれた前記圧電体の一部分から構成されており、
前記除去工程において、前記圧電体の平面視で前記第1活性部と重なる領域にある、前記第1活性部以外の部分の厚み方向に関する少なくとも一部を除去することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の圧電アクチュエータの製造方法。 - 厚み方向の一部に活性部を有する圧電体と、
前記圧電体の一表面に接合された振動板と、を備えており、
前記活性部は、前記圧電体の厚み方向に関する一方側に偏って配置されており、
前記圧電体の、平面視で前記活性部と重なる領域にある、前記活性部以外の部分の厚み方向に関する少なくとも一部には、前記圧電体の厚み方向に関して前記活性部から離れた面側から凹んだ凹部が形成されていることを特徴とする圧電アクチュエータ。 - 圧力室が形成された流路ユニットに、前記圧力室内の液体を移送させるための圧電アクチュエータが接合された液体移送ヘッドと、前記圧電アクチュエータに電圧を印加する電圧印加手段と、を備えた液体移送装置であって、
前記圧電アクチュエータは、
厚み方向の一部に、平面視で前記圧力室の中央部分と重なる活性部を有する圧電体と、
前記圧電体の一表面に接合された振動板と、を備えており、
前記活性部は、前記圧電体の厚み方向に関する一方側に偏って配置されており、
前記圧電体の、平面視で前記活性部と重なる領域にある、前記活性部以外の部分の厚み方向に関する一部には、前記圧電体の厚み方向に関して前記活性部から離れた面側から凹んだ凹部が形成されていることを特徴とする液体移送装置。
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