(57)【要約】【課題】圧電アクチュエータにおいて配線の断線を防止する。【解決手段】振動板４０、第１圧電体４２及び第２圧電体４４が下からこの順に積層されている。振動板４０の上面に下電極４１が配置され、第１圧電体４２の上面に中間電極４３が配置され、第２圧電体４４の上面に上電極４５が配置されている。個別配線部５１は、第１圧電体４２の上面において中間電極４３と接続され、第１圧電体４２及び第２圧電体４４を超えて振動板４０の上面まで搬送方向に延びている。個別配線部５０は、振動板４０の上面において、搬送方向に延び、個別配線部５１と上下方向に重なって個別配線部５０と導通している。個別配線部５２は、第２圧電体４４の上面から、第１圧電体４２及び第２圧電体４４を超えて振動板４０の上面まで搬送方向に延び、個別配線部５０、５１と上下方向に重なって個別配線部５０、５１と導通している。【選択図】図６
2020113612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板と、
前記振動板の、厚み方向における一方側に配置された第１圧電体と、
前記厚み方向において、前記第１圧電体の前記振動板と反対側に配置された第２圧電体と、
前記厚み方向において前記振動板と前記第１圧電体との間の第１面に配置された第１電極と、
前記厚み方向において前記第２圧電体の前記第１圧電体と反対側の第２面に配置され、前記第１電極と前記厚み方向に重なる第２電極と、
前記厚み方向において前記第１圧電体と前記第２圧電体との間の中間面に配置され、前記第１電極及び前記第２電極と前記厚み方向に重なる中間電極と、
前記中間面において前記中間電極と接続され、前記第１圧電体及び前記第２圧電体を超えて、前記厚み方向と直交する第１方向の一方側に引き出された中間配線部と、
前記第１圧電体及び前記第２圧電体よりも前記第１方向の前記一方側の位置で、前記中間配線部の前記厚み方向の他方側に重なって前記中間配線部と導通する第１配線部と、
前記第１圧電体及び前記第２圧電体よりも前記第１方向の前記一方側の位置で、前記中間配線部の前記厚み方向の前記一方側に重なって前記中間配線部と導通する第２配線部と、を備えていることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２】
前記第１圧電体及び前記第２圧電体は、前記第１方向の長さが、前記厚み方向及び前記第１方向のいずれとも直交する第２方向の長さよりも長い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】
前記第１電極及び前記第２電極が、所定電位に保持される定電位電極であり、
前記中間電極が、電位が切り換えられる駆動電極であ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】
前記第１配線部は、前記第１面において、前記第１圧電体と前記厚み方向に重なる位置から、前記第１圧電体及び前記第２圧電体を超えて前記第１方向の前記一方側に引き出されることによって、前記中間配線部と前記厚み方向に重なり、
前記第２配線部は、前記第２面から、前記第１圧電体及び前記第２圧電体を超えて、前記第１方向の前記一方側に引き出されることによって、前記中間配線部と前記厚み方向に重なることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
【請求項５】
前記第１面に配置された第１導電体と、
前記第２面に配置された第２導電体と、
前記第１導電体に形成され、前記第２方向に延びて、前記第１導電体を、前記第１電極になる部分と、前記第１配線部になる部分とに分割する第１スリットと、
前記第２導電体に形成され、前記第２方向に延びて、前記第２導電体を、前記第２電極になる部分と、前記第２配線部になる部分とに分割する第２スリットと、を備えていることを特徴とする請求項４に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項６】
前記第１方向において、前記第２スリットの中心が、前記第１スリットの中心よりも、前記第１圧電体の内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。
【請求項７】
前記第１方向において、前記第２スリットの中心が、前記第１スリットの中心よりも、前記第１圧電体の外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。
【請求項８】
前記第１面に配置され、前記第１電極と接続された第３配線部と、
前記第２面に配置され、前記第２電極と接続された第４配線部と、を備え、
前記第３配線部及び前記第４配線部が、前記第１方向の他方側に引き出されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
【請求項９】
前記第２方向において、前記第２圧電体の両端の位置が、前記第１圧電体の両端の間の位置であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１０】
前記第２圧電体は、
前記第１圧電体よりも前記第２方向の長さが長く、
前記第１圧電体の前記第２方向の両側の端面を覆っていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１１】
前記第１圧電体及び前記第２圧電体は、ゾルゲル法によって形成されたものであり、
前記第１圧電体の、ゾルゲル法における焼成時に生じる圧電材料の薄膜間の積層境界が、前記第２方向に延び、
前記第２圧電体の、ゾルゲル法における焼成時に生じる前記積層境界は、
前記第１圧電体の前記振動板と反対側の面を覆う部分では、前記第２方向に延び、
前記第１圧電体の前記第２方向の端面を覆う部分では、前記第２方向において前記第１圧電層の内側に向かうほど、前記厚み方向において前記振動板から離れるように、前記第２方向に対して傾い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。
【請求項１２】
前記第１方向において、前記第２圧電体が、前記第１圧電体の前記一方側の端まで延びていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１３】
前記第２圧電体は、
前記第１圧電体よりも前記第１方向の長さが長く、
前記第１圧電体の前記第１方向の両側の端面を覆っていることを特徴とする請求項１２に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１４】
前記第１圧電体及び前記第２圧電体は、ゾルゲル法によって形成されたものであり、
前記第１圧電体の、ゾルゲル法における焼成時に生じる圧電材料の薄膜間の積層境界が、前記第１方向に延び、
前記第２圧電体の、ゾルゲル法における焼成時に生じる前記積層境界は、
前記第１圧電体の前記振動板と反対側の面を覆う部分では、前記第１方向に延び、
前記第１圧電体の前記第１方向の端面を覆う部分では、前記第１方向において前記第１圧電層の内側に向かうほど、前記厚み方向において前記振動板から離れるように、前記第１方向に対して傾いていることを特徴とする請求項１３に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１５】
前記第２方向において、
前記中間配線部の長さが前記第１配線部の長さよりも長く、前記第１配線部の両端の位置が、前記中間配線部の両端の間の位置であり、
前記第２配線部の長さが前記中間配線部の長さよりも長く、前記中間配線部の両端の位置が、前記第２配線部の両端の間の位置であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１６】
前記第１配線部の前記第１方向における前記第１電極側の端が、前記第１圧電体と前記厚み方向に重なっていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１７】
前記中間電極は、前記第１電極及び前記第２電極よりも前記厚み方向の長さが短いことを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１８】
前記第１電極、前記第２電極、前記中間電極、前記中間配線部、前記第１配線部及び前記第２配線部の、前記厚み方向の長さが０．０５μｍ以上０．２μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１９】
振動板と、
前記振動板の、厚み方向における一方側に配置された第１圧電体と、
前記厚み方向において、前記第１圧電体の前記振動板と反対側に配置された第２圧電体と、
前記厚み方向において前記振動板と前記第１圧電体との間の第１面に配置された第１電極と、
前記厚み方向において前記第２圧電体の前記第１圧電体と反対側の第２面に配置された第２電極と、
前記厚み方向における前記第１圧電体と前記第２圧電体との間の中間面に配置され、前記第１電極及び前記第２電極と前記厚み方向に重なる中間電極と、
前記第１面において前記第１電極と接続され、前記第１圧電体及び前記第２圧電体を超えて、前記厚み方向と直交する第１方向に引き出された第１配線部と、
前記第２面において前記第２電極と接続され、前記第１圧電体及び前記第２圧電体を超えて前記第１方向に引き出されて、前記第１配線部と前記厚み方向に重なる第２配線部と、
前記第１配線部と前記第２配線部とが前記厚み方向に重なる部分において、前記厚み方向において前記第１配線部と前記第２配線部との間に挟まれ、前記第１配線部及び前記第２配線部と導通する中間配線部と、を備えていることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電アクチュエータとして、特許文献１には、圧力発生室内のインクに圧力を付与する圧電素子が記載されている。特許文献１に記載の圧電素子は、弾性膜、絶縁体膜、複数の第１圧電層、第２圧電層、第１共通電極、複数の個別電極及び第２共通電極を備えている。弾性膜は、一方向に配列された複数の圧力室を覆う。絶縁体膜は、弾性膜の上面に配置され、弾性膜とともに複数の圧力室を覆う。複数の第１圧電層は、絶縁体膜の上面の、複数の圧力室と上下方向に重なる部分に配置されている。第２圧電層は、複数の第１圧電層にわたって連続的に延びて、第１共通電極が配置された絶縁体膜の上面、第１圧電層の上面、及び、上記一方向における第１圧電層の側面を覆っている。第１共通電極は、絶縁体膜と第１圧電層との間に配置され、複数の第１圧電層にわたって連続的に延びている。複数の個別電極は、複数の第１圧電層と第２圧電層との間に配置されている。第２共通電極は、第２圧電層の上面に配置され、複数の第１圧電層と上下方向に重なる部分にわたって連続的に延びている。
【０００３】
特許文献１の圧電素子では、第１圧電層の第１共通電極と個別電極とに挟まれた部分が、個別電極と第１共通電極との電位差によって圧電変形する活性部となっているのに加えて、第２圧電層の第２共通電極と個別電極とに挟まれた部分も、個別電極と第２共通電極との電位差によって圧電変形する活性部となっている。これにより、これら２つの活性部が圧電変形することで、弾性膜、絶縁体膜及び第１、第２圧電層の圧力室と上下方向に重なる部分が大きく変形し、圧力室内のインクに大きな圧力を付与することができる。
【０００４】
また、特許文献１の圧電素子では、第１圧電層の上面の、上下方向及び上記一方向と直交する方向における、個別電極の一方の端部に、第２圧電層が配置されず、個別電極が露出した部分が設けられている。そして、個別電極の上記露出した部分の上面にリード電極が接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2013-256137号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、特許文献１では、上記のように、第１圧電層の上面に、個別電極が露出した部分を設け、個別電極の露出した部分にリード電極を接続する。一方、個別電極は、例えば、導電材料の層を形成した後にエッチングにより不要な部分を除去することによって形成する。また、第２圧電層は、例えば、圧電材料の層を形成した後にエッチングなどにより不要な部分を除去することによって形成する。このとき、エッチングでの加工のばらつきがあっても、第１圧電層の上面に、上記のような個別電極の露出した部分が形成されるようにするために、個別電極の露出する部分を大きめに形成する必要があり、圧電素子の大型化につながる。また、圧電材料の層にエッチングを行って第２圧電層を形成するときに、オーバーエッチングによって個別電極の一部が除去され、個別電極とリード電極とが導通されない虞がある。
【０００７】
本発明の目的は、大型化することなく、確実に電極と配線との導通を確保することが可能な圧電アクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の圧電アクチュエータは、振動板と、前記振動板の、厚み方向における一方側に配置された第１圧電体と、前記厚み方向において、前記第１圧電体の前記振動板と反対側に配置された第２圧電体と、前記厚み方向において前記振動板と前記第１圧電体との間の第１面に配置された第１電極と、前記厚み方向において前記第２圧電体の前記第１圧電体と反対側の第２面に配置され、前記第１電極と前記厚み方向に重なる第２電極と、前記厚み方向において前記第１圧電体と前記第２圧電体との間の中間面に配置され、前記第１電極及び前記第２電極と前記厚み方向に重なる中間電極と、前記中間面において前記中間電極と接続され、前記第１圧電体及び前記第２圧電体を超えて前記厚み方向と直交する第１方向の一方側に引き出された中間配線部と、前記第１圧電体及び前記第２圧電体よりも前記第１方向の前記一方側の位置で、前記中間配線部の前記厚み方向の他方側に重なって前記中間配線部と導通する第１配線部と、前記第１圧電体及び前記第２圧電体よりも前記第１方向の前記一方側の位置で、前記中間配線部の前記厚み方向の前記一方側に重なって前記中間配線部と導通する第２配線部と、を備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るプリンタ１の概略構成図である。
【図２】ヘッドユニット１１の平面図である。
【図３】図２のIII部分の拡大図である。
【図４】（ａ）は図３から第２圧電体４４、上電極４５、共通配線部４６、連結配線部４８及び個別配線部５２を除いた図であり、（ｂ）は（ａ）から第１圧電体４２、中間電極４３、個別配線部５１を除いた図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図２のVI−VI線断面図である。
【図７】（ａ）は、下電極４１を形成する工程を説明するための図５の一部分に対応する図であり、（ｂ）は、第１層１０１を形成する工程を説明するための図５の一部分に対応する図であり、（ｃ）は、エッチングにより第１圧電体４２を形成する工程を説明するための図５の一部分に対応する図であり、（ｄ）は、中間電極４３を形成する工程を説明するための図５の一部分に対応する図であり、（ｅ）は、第２層１０２を形成する工程を説明するための図５の一部分に対応する図であり、（ｆ）は、第２圧電体４４を形成する工程を説明するための図５の一部分に対応する図であり、（ｇ）は、上電極４５を形成する工程を説明するための図５の一部分に対応する図である。
【図８】（ａ）は、下電極４１を形成する工程を説明するための図６の一部分に対応する図であり、（ｂ）は、第１層１０１を形成する工程を説明するための図６の一部分に対応する図であり、（ｃ）は、エッチングにより第１圧電体４２を形成する工程を説明するための図６の一部分に対応する図であり、（ｄ）は、中間電極４３を形成する工程を説明するための図６の一部分に対応する図であり、（ｅ）は、第２層１０２を形成する工程を説明するための図６の一部分に対応する図であり、（ｆ）は、第２圧電体４４を形成する工程を説明するための図６の一部分に対応する図であり、（ｇ）は、上電極４５を形成する工程を説明するための図６の一部分に対応する図である。
【図９】（ａ）は図７（ｂ）のIXＡ部の拡大図であり、（ｂ）は図７（ｃ）のIXＢ部の拡大図であり、（ｃ）は図７（ｅ）のIXＣ部の拡大図であり、（ｄ）は図７（ｆ）のIXＤ部の拡大図である。
【図１０】（ａ）は図８（ｂ）のＸＡ部の拡大図であり、（ｂ）は図８（ｃ）のＸＢ部の拡大図であり、（ｃ）は図８（ｅ）のＸＣ部の拡大図であり、（ｄ）は図８（ｆ）のＸＤ部の拡大図である。
【図１１】個別配線部５０の下電極４１側の端が第１圧電体４２と上下方向に重ならない場合の図６に対応する図である。
【図１２】（ａ）は、本発明の実施例に係るヘッドユニットの解析モデルを示す図であり、（ｂ）は、比較例に係るヘッドユニットの解析モデルを示す図である。
【図１３】変形例１のヘッドユニット１２０の図５に対応する図である。
【図１４】変形例１のヘッドユニット１２０の図９（ｄ）に対応する図である。
【図１５】変形例２のヘッドユニット１３０の図６に対応する図である。
【図１６】変形例３のヘッドユニット１４０の図６に対応する図である。
【図１７】変形例４のヘッドユニット１５０の図６に対応する図である。
【図１８】（ａ）は変形例５のヘッドユニット１６０の図３に対応する図であり、（ｂ）は、ヘッドユニット１６０の図４（ｂ）に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１１】
＜プリンタ１の概略構成＞
図１に示すように、第１実施形態に係るプリンタ１は、２つのインクジェットヘッド２Ａ、２Ｂと、プラテン３と、搬送ローラ４、５とを備えている。インクジェットヘッド２Ａとインクジェットヘッド２Ｂとは、記録用紙Ｐが搬送される搬送方向に並んでおり、インクジェットヘッド２Ｂがインクジェットヘッド２Ａよりも、搬送方向の下流側に位置している。インクジェットヘッド２Ａ、２Ｂは、それぞれ、４つのヘッドユニット１１と、保持部材１２とを備えている。
【００１２】
ヘッドユニット１１は、その下面に開口した複数のノズル１０を有する。複数のノズル１０は、搬送方向と直交する紙幅方向に配列されることによってノズル列９を形成しており、ヘッドユニット１１は、搬送方向に並んだ２列のノズル列９を有する。２列のノズル列９間で、紙幅方向のノズル１０の位置は同じである。なお、以下では、図１に示すように、紙幅方向の右側及び左側を定義して説明を行う。
【００１３】
インクジェットヘッド２Ａにおいては、各ヘッドユニット１１の２列のノズル列９のうち、搬送方向の上流側のノズル列９を構成するノズル１０からブラックインクが吐出され、搬送方向の下流側のノズル列９を構成するノズル１０からイエローインクが吐出される。インクジェットヘッド２Ｂにおいては、各ヘッドユニット１１の２列のノズル列９のうち、搬送方向の上流側のノズル列９を構成するノズル１０からシアンインクが吐出され、搬送方向の下流側のノズル列９を構成するノズル１０からマゼンタインクが吐出される。
【００１４】
また、インクジェットヘッド２Ａ、２Ｂにおいては、４つのヘッドユニット１１のうち、２つずつのヘッドユニット１１が、それぞれ、紙幅方向に間隔をあけて並んでいる。また、４つのヘッドユニット１１のうち、紙幅方向に並んだ２つのヘッドユニット１１と残り２つのヘッドユニット１１とは、搬送方向に間隔をあけて並んでいる。また、搬送方向の上流側に配置された２つのヘッドユニット１１と、下流側に配置された２つのヘッドユニット１１とは、紙幅方向の位置がずれている。そして、搬送方向の上流側に配置されたヘッドユニット１１の一部のノズル１０と、下流側に配置されたヘッドユニット１１の一部のノズル１０とが、搬送方向に重なっている。これにより、４つのヘッドユニット１１の複数のノズル１０が、紙幅方向に記録用紙Ｐの全長にわたって配置されている。すなわち、インクジェットヘッド２Ａ、２Ｂは、紙幅方向に記録用紙Ｐの全長にわたって延びた、いわゆるラインヘッドである。
【００１５】
保持部材１２は、紙幅方向に記録用紙Ｐの全長にわたって延びた長方形の板状の部材である。保持部材１２には、４つのヘッドユニット１１に対応する４つの貫通孔１２ａが形成されている。ヘッドユニット１１の複数のノズル１０は、対応する貫通孔１２ａを介して下側（記録用紙Ｐ側）に露出している。
【００１６】
プラテン３は、インクジェットヘッド２Ａ、２Ｂの下方に配置され、インクジェットヘッド２Ａ、２Ｂの複数のノズル１０と対向している。プラテン３は、記録用紙Ｐを下方から支持する。
【００１７】
搬送ローラ４は、搬送方向におけるインクジェットヘッド２Ａ、２Ｂ及びプラテン３よりも上流側に配置されている。搬送ローラ５は、搬送方向におけるインクジェットヘッド２Ａ、２Ｂ及びプラテン３よりも下流側に配置されている。搬送ローラ４、５は、記録用紙Ｐを搬送方向に搬送する。
【００１８】
そして、プリンタ１では、搬送ローラ４、５により記録用紙Ｐを搬送方向に搬送させながら、インクジェットヘッド２Ａ、２Ｂに複数のノズル１０から記録用紙Ｐに向けてインクを吐出させることによって、記録用紙Ｐへの記録を行う。
【００１９】
＜ヘッドユニット１１＞
次に、ヘッドユニット１１について説明する。図２〜図６に示すように、ヘッドユニット１１は、ノズルプレート３１と、流路基板３２と、２つの圧電アクチュエータ３３と、保護基板３４とを備えている。
【００２０】
ノズルプレート３１は、ポリイミドなどの合成樹脂材料からなる。ノズルプレート３１は、上記２列のノズル列９を構成する複数のノズル１０を有する。
【００２１】
流路基板３２は、シリコン（Ｓｉ）からなり、ノズルプレート３１の上面に配置されている。流路基板３２は、複数の圧力室３０を有する。複数の圧力室３０は、複数のノズル１０に対して個別のものである。圧力室３０は、搬送方向を長手方向とし、搬送方向における一方側の端部において、対応するノズル１０と上下方向に重なっている。これにより、ノズルプレート３１には、複数の圧力室３０が紙幅方向に配列されることによって形成された圧力室列８が、搬送方向に２列に並んでいる。
【００２２】
ここで、搬送方向における一方側とは、搬送方向の上流側の圧力室列８に対応する構成について説明するときには搬送方向の上流側のことを示し、搬送方向の下流側の圧力室列８に対応する構成について説明するときには搬送方向の下流側のことを示す。
【００２３】
２つの圧電アクチュエータ３３は、２列の圧力室列８に対応しており、流路基板３２の上面に配置されている。各圧電アクチュエータ３３は、振動板４０と、下電極４１（本発明の「第１電極」）と、複数の第１圧電体４２と、複数の中間電極４３と、複数の第２圧電体４４と、上電極４５（本発明の「第２電極」）と、複数の共通配線部４６、４７と、２つの連結配線部４８、４９と、複数の個別配線部５０〜５２とを備えている。
【００２４】
振動板４０は、２つの圧電アクチュエータ３３に共通のものであり、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）等からなり、２列の圧力室列８を構成する複数の圧力室３０を覆っている。振動板４０は、流路基板３２の上端部を酸化又は窒化させたものである。また、振動板４０の厚みは、例えば１〜２μｍ程度である。
【００２５】
下電極４１は、例えば白金（Ｐｔ）からなる。下電極４１は、振動板４０の上面（本発明の「第１面」）に配置され、圧力室列８を構成する複数の圧力室３０にわたって連続的に延びている。
【００２６】
複数の第１圧電体４２は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との混晶であるチタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電材料からなる。複数の第１圧電体４２は、複数の圧力室３０に対して個別のものである。各第１圧電体４２は、下電極４１が配置された振動板４０の上面（厚み方向における一方側）の、対応する圧力室３０と上下方向に重なる部分に配置されている。これにより、複数の第１圧電体４２が、複数の圧力室３０と同様、紙幅方向に配列されている。第１圧電体４２の厚みは、例えば、１μｍ程度である。
【００２７】
また、図５に示すように、第１圧電体４２の、紙幅方向の両側の端面４２ａは、それぞれ、下方から上方に向かうほど、紙幅方向において第１圧電体４２の内側に向かうように、上下方向に対して傾いて延びている。また、図６に示すように、第１圧電体４２の、搬送方向の両側の端面４２ｂは、それぞれ、下方から上方に向かうほど、搬送方向において第１圧電体４２の内側に向かうように、上下方向に対して傾いて延びている。
【００２８】
複数の中間電極４３は、例えば白金（Ｐｔ）やイリジウム（Ｉｒ）からなる。複数の中間電極４３は、複数の第１圧電体４２に対して個別のものであり、対応する第１圧電体４２の上面（本発明の「中間面」）に配置されている。また、各中間電極４３は、搬送方向における上記一方側に引き出され、流路基板３２の上記一方側の端部まで延びている。
【００２９】
複数の第２圧電体４４は、上述の圧電材料からなる。複数の第２圧電体４４は、複数の第１圧電体４２に対して個別のものである。各第２圧電体４４は、中間電極４３が配置された第１圧電体４２の上面（振動板４０と反対側）に配置されている。これにより、複数の第２圧電体４４が、複数の圧力室３０及び複数の第１圧電体４２と同様、紙幅方向に配列されている。第２圧電体４４の厚みは、第１圧電体４２の厚みとほぼ同じであり、例えば、１μｍ程度である。
【００３０】
また、図５に示すように、第２圧電体４４の、紙幅方向の両側の端面４４ａは、それぞれ、下方から上方に向かうほど、紙幅方向において第２圧電体４４の内側に向かうように、上下方向に対して傾いて延びている。また、図６に示すように、第２圧電体４４の、搬送方向の両側の端面４４ｂは、それぞれ、下方から上方に向かうほど、搬送方向において第２圧電体４４の内側に向かうように、上下方向に対して傾いて延びている。
【００３１】
また、図５に示すように、紙幅方向において、第２圧電体４４の長さＷ２は、第１圧電体４２の長さＷ１よりも短く、第２圧電体４４の両端の位置が、第１圧電体４２の両端の間の位置である。言い換えれば、紙幅方向において、第１圧電体４２の右端が、第２圧電体４４の右端よりも右側に位置し、第１圧電体４２の左端が、第２圧電体４４の左端よりも左側に位置する。そのため、第１実施形態では、第１圧電体４２の紙幅方向の両側の端面４２ａは、第２圧電体４４に覆われていない。ここで、第１圧電体４２の長さＷ１は、例えば、４０〜５０μｍ程度であり、第２圧電体４４の長さＷ２は、例えば、３０〜４０μｍ程度である。
【００３２】
また、図６に示すように、搬送方向において、第２圧電体４４の長さＬ２は、第１圧電体４２の長さＬ１よりも長く、第１圧電体４２の搬送方向の両側の端面４４ａが、第２圧電体４４に覆われている。第１圧電体４２の搬送方向の長さＬ１は、例えば４００〜５００μｍ程度であり、紙幅方向の長さＷ１よりも長い。また、第２圧電体４４の搬送方向の長さＬ２は、例えば５００〜６００μｍ程度であり、紙幅方向の長さＷ２よりも長い。
【００３３】
上電極４５は、例えば白金（Ｐｔ）やイリジウム（Ｉｒ）からなる。上電極４５は、複数の第２圧電体４４にわたって紙幅方向に延び、複数の第２圧電体４４の上面（本発明の「第２面」）と、複数の第２圧電体４４の紙幅方向の両側の端面４４ａと、複数の第１圧電体４２の上面の第２圧電体４４よりも紙幅方向の外側にはみ出した部分と、複数の第１圧電体４２の紙幅方向の両側の端面４２ａとを覆っている。
【００３４】
ここで、本実施形態では、中間電極４３の厚みＴ３が、下電極４１の厚みＴ１、及び、上電極４５の厚みＴ２よりも小さい。例えば、下電極４１の厚みＴ１、Ｔ２は０．１μｍ以上０．２μｍ未満であり、中間電極４３の厚みＴ３は０．０５μｍ以上０．１μｍ未満である。
【００３５】
ここで、搬送方向における他方側とは、搬送方向の上流側の圧力室列８に対応する構成について説明するときには搬送方向の下流側のことを示し、搬送方向の下流側の圧力室列８に対応する構成について説明するときには搬送方向の上流側のことを示す。
【００３６】
複数の共通配線部４６（本発明の「第３配線部」）は、複数の圧力室３０に個別のものである。共通配線部４６は、振動板４０の上面に配置され、下電極４１の搬送方向における上記他方側の端部のうち、第１圧電体の紙幅方向における中央部と上下方向に重なる部分に接続されている。そして、共通配線部４６は、下電極４１との接続部分から、搬送方向における上記他方側に延びている。なお、複数の共通配線部４６は、複数の圧力室３０に個別に設けられることには限られない。上記複数の共通配線部４６のうち、一部の共通配線部４６のみが設けられていてもよい。
【００３７】
複数の共通配線部４７（本発明の「第４配線部」）は、複数の共通配線部４６に対して個別のものである。共通配線部４７は、第２圧電体４４の上面において、上電極４５の搬送方向における上記他方側の端部のうち、各圧力室３０の紙幅方向における中央部と上下方向に重なる部分に接続されている。そして、共通配線部４７は、上電極４５との接続部分から、第１圧電体４２及び第２圧電体４４を超えて振動板４０の上面まで、搬送方向における上記他方側に延びている。そして、共通配線部４７は、振動板４０の上面において、対応する共通配線部４６と上下方向に重なって共通配線部４６と導通している。
【００３８】
また、共通配線部４７の紙幅方向の長さＷｈ２は、共通配線部４６の紙幅方向の長さＷｈ１よりも大きい。そして、共通配線部４６の紙幅方向の両端の位置が、共通配線部４７の紙幅方向の両端の間の位置となっている。すなわち、紙幅方向において、共通配線部４７の右端が、共通配線部４６の右端よりも右側に位置し、共通配線部４７の左端が、共通配線部４６の左端よりも左側に位置している。
【００３９】
連結配線部４８は、複数の共通配線部４６と一体的に形成されたものであり、紙幅方向に延びて、複数の共通配線部４６の搬送方向における下電極４１と反対側の端同士を接続している。また、連結配線部４８は、紙幅方向の両端部において、それぞれ、搬送方向の上記一方側に折れ曲がり、振動板４０の搬送方向の上記一方側の端部まで延びている。
【００４０】
連結配線部４９は、複数の共通配線部４７と一体的に形成されたものであり、紙幅方向に延びて、複数の共通配線部４７の搬送方向における上電極４５と反対側の端同士を接続している。また、連結配線部４９は、紙幅方向の両端部において、それぞれ、搬送方向の上記一方側に折れ曲がり、振動板４０の搬送方向の上記一方側の端部まで延びている。そして、連結配線部４９がこのように配置されていることにより、振動板４０の上面において連結配線部４８と連結配線部４９とが上下方向に重なって互いに導通している。
【００４１】
なお、本実施形態では、下電極４１、共通配線部４６及び連結配線部４８の代わりに、これらが配置される領域にわたって連続的に延びた１つの電極が設けられていてもよい。この場合には、上記１つの電極のうち、下電極４１に対応する部分が本発明の「第１電極」に相当し、共通配線部４６に対応する部分が本発明の「第３配線部」に相当する。
【００４２】
また、本実施形態では、上電極４５、共通配線部４７及び連結配線部４９の代わりに、これらが配置される領域にわたって連続的に延びた１つの電極が設けられていてもよい。この場合には、上記１つの電極のうち、上電極４５に対応する部分が本発明の「第２電極」に相当し、共通配線部４７に対応する部分が本発明の「第４配線部」に相当する。
【００４３】
複数の個別配線部５０（本発明の「第１配線部」）は、複数の圧力室３０に個別のものである。個別配線部５０は、振動板４０の上面の、圧力室３０の搬送方向における上記一方側の端部と重なる部分に配置されている。また、個別配線部５０は、搬送方向において、下電極４１の上記一方側に位置し、振動板４０の上面の、搬送方向における上記一方側の端部まで搬送方向に延びている。
【００４４】
また、複数の個別配線部５０は、振動板４０の上面において、紙幅方向に延びたスリット５６（本発明の「第１スリット」）によって下電極４１と隔てられている。すなわち、振動板４０の上面においては、下電極４１、複数の共通配線部４６、連結配線部４８及び複数の個別配線部５０となる部分を含む導電体（本発明の「第１導電体」）が配置され、スリット５６によって、この導電体が、複数の個別配線部５０となる部分と、下電極４１複数の共通配線部４６及び連結配線部４８となる部分とに分割されている。また、スリット５６は、搬送方向において、第１圧電体４２が配置されている範囲内に配置され、これにより、個別配線部５０の搬送方向における下電極４１側の端部は、第１圧電体４２と重なっている。
【００４５】
複数の個別配線部５１（本発明の「中間配線部」）は、複数の圧力室３０に個別のものである。個別配線部５１は、第１圧電体４２の上面において、中間電極４３の搬送方向における上記一方側の端部に接続されている。そして、個別配線部５１は、中間電極４３との接続部分から、第１圧電体４２及び第２圧電体４４を超えて振動板４０の上面まで、搬送方向の上記一方側に延びている。そして、個別配線部５１は、振動板４０の上面において、個別配線部５０と上下方向に重なって個別配線部５０と導通する。
【００４６】
また、個別配線部５１の紙幅方向の長さＷｋ２は、個別配線部５０の紙幅方向の長さＷｋ１よりも長い。そして、個別配線部５０の紙幅方向の両端の位置が、個別配線部５１の紙幅方向の両端の間の位置となっている。すなわち、紙幅方向において、個別配線部５１の右端が、個別配線部５０の右端よりも右側に位置し、個別配線部５１の左端が、個別配線部５０の左端よりも左側に位置している。
【００４７】
複数の個別配線部５２（本発明の「第２配線部」）は、複数の圧力室３０に個別のものである。個別配線部５２は、第２圧電体４４の上面の、圧力室３０の搬送方向における上記一方側の端部と重なる部分に配置されている。また、個別配線部５２は、搬送方向において、上電極４５の上記一方側に位置し、第２圧電体４４の上面から、第１圧電体４２及び第２圧電体４４を超えて振動板４０の上面まで、搬送方向における上記一方側に延びている。そして、個別配線部５２は、振動板４０の上面において、個別配線部５０、５１と上下方向に重なって個別配線部５０、５１と導通する。
【００４８】
また、個別配線部５２の紙幅方向の長さＷｋ３は、個別配線部５０、５１の紙幅方向の長さＷｋ１、Ｗｋ２よりも長い。そして、個別配線部５１の紙幅方向の両端の位置が、個別配線部５２の紙幅方向の両端の間の位置となっている。すなわち、紙幅方向において、個別配線部５２の右端が、個別配線部５１の右端よりも右側に位置し、個別配線部５２の左端が、個別配線部５１の左端よりも左側に位置している。
【００４９】
また、複数の個別配線部５２は、第２圧電体４４の上面において、紙幅方向に延びたスリット５７（本発明の「第２スリット」）によって上電極４５と隔てられている。すなわち、第２圧電体４４の上面においては、上電極４５、複数の共通配線部４７の一部、及び、複数の個別配線部５２の一部となる部分を含む導電体（本発明の「第２導電体」）が配置され、スリット５７によって、この導電体が、複数の個別配線部５２となる部分と、上電極４５及び複数の共通配線部４７となる部分とに分割されている。
【００５０】
また、搬送方向において、スリット５７の中心は、スリット５６の中心よりも、上記他方側（第２圧電体４４の内側）に位置している。これにより、第１圧電体４２の下電極４１と中間電極４３とに挟まれた部分の搬送方向の長さが、第２圧電体４４の上電極４５と中間電極４３とに挟まれた部分の搬送方向の長さよりも長くなっている。
【００５１】
保護基板３４は、シリコン（Ｓｉ）からなり、圧電アクチュエータ３３が配置された流路基板３２の上面に配置されている。保護基板３４は、その下面に開口した２つの凹部３４ａを有する。２つの凹部３４ａは、２列の圧力室列８に対応しており、紙幅方向に延びて圧力室列８を構成する複数の圧力室３０に対応する複数の第１圧電体４２及び複数の第２圧電体４４を覆っている。
【００５２】
また、ヘッドユニット１１は、複数の供給流路３９を備えている。複数の供給流路３９は、複数の圧力室３０に個別のものである。各供給流路３９は、各圧力室３０の搬送方向における上記他方側の端部と上下方向に重なる部分に、振動板４０、下電極４１及び上電極４５を上下方向に貫通して延び、その下端が、圧力室３０に接続されている。また、複数の供給流路３９は、上端において、図示しないマニホールドに接続されている。そして、供給流路３９を介して、マニホールドから複数の圧力室３０にインクが供給される。
【００５３】
また、本実施形態では、図２、図６に示すように、振動板４０が、保護基板３４よりも搬送方向の上記一方側まで延びている。そして、振動板４０の上面の、搬送方向の上記一方側の端部には、連結配線部４８、４９が上下方向に重なることによって形成された配線の先端部と、個別配線部５０〜５２が上下方向に重なることによってそれぞれ形成された複数の配線の先端部とが、紙幅方向に並んでいる。また、振動板４０の上面の、搬送方向の上記一方側の端部に、配線部材６０が接合されている。これにより、複数の中間電極４３は、配線部材６０を介して図示しないドライバＩＣに接続されている。そして、ドライバＩＣにより、複数の中間電極４３に個別に、グランド電位及び所定の駆動電位（例えば２０Ｖ程度）のいずれかの電位が選択的に付与される。また、下電極４１及び上電極４５は、配線部材６０を介して図示しない電源に接続され、グランド電位に保持される。
【００５４】
ここで、圧電アクチュエータ３３を駆動させて、ノズル１０からインクを吐出させる方法について説明する。圧電アクチュエータ３３では、全ての中間電極４３の電位が、下電極４１及び上電極４５と同じグランド電位に保持されている。あるノズル１０からインクを吐出させるときには、そのノズル１０に対応する中間電極４３の電位をグランド電位から上記駆動電位に切り換える。すると、第１圧電体４２の下電極４１と中間電極４３とに挟まれた活性部、及び、第２圧電体４４の中間電極４３と上電極４５とに挟まれた活性部に、それぞれ厚み方向の電界が発生し、これらの電界により、第１圧電体４２の活性部及び第２圧電体４４の活性部が圧電変形して、水平方向に収縮する。これにより、振動板４０、第１圧電体４２及び第２圧電体４４の圧力室３０と上下方向に重なる部分が、全体として圧力室３０側に凸となるように変形する。その結果、圧力室３０の容積が小さくなって、圧力室３０内のインクの圧力が上昇し、圧力室３０に連通するノズル１０からインクが吐出される。そして、ノズル１０からインクが吐出された後、中間電極４３の電位をグランド電位に戻す。
【００５５】
＜ヘッドユニット１１の製造方法＞
次に、圧電アクチュエータ３３を有するヘッドユニット１１の製造方法について説明する。なお、ヘッドユニット１１の製造段階においては、ヘッドユニット１１は、プリンタ１に組み付けられていないが、ここでは便宜上、製造時におけるヘッドユニット１１の「紙幅方向」、「搬送方向」及び「上下方向」に対応する方向を、それぞれ、「紙幅方向」、「搬送方向」及び「上下方向」として説明を行う。
【００５６】
ヘッドユニット１１を製造するときには、まず、図７（ａ）、図８（ａ）に示すように、流路基板３２となる基材１０１の上面を酸化又は窒化させることによって形成された振動板４０の上面に、下電極４１、複数の共通配線部４６、連結配線部４８及び複数の個別配線部５０を形成する。このとき、振動板４０の上面の全域に導電材料の膜（本発明の「第１導電体」）を形成し、エッチングにより、この導電材料の膜の不要な部分を除去してスリット５６などを形成することで、複数の下電極４１、複数の共通配線部４６、連結配線部４８及び複数の個別配線部５０とする。
【００５７】
続いて、図７（ｂ）、図８（ｂ）に示すように、下電極４１が配置された振動板４０の上面に、ゾルゲル法によって、第１圧電体４２となる圧電材料の層であり、振動板４０及び下電極４１を覆う第１層１０２を形成する。このとき、スピンコート法で圧電材料の塗布を行う。なお、ゾルゲル法による第１層１０２及び後述の第２層１０３の形成については、後程詳細に説明する。
【００５８】
続いて、図７（ｃ）、図８（ｃ）に示すように、第１層１０２にエッチングを行うことによって、第１圧電体４２を形成する。続いて、図７（ｄ）、図８（ｄ）に示すように、第１圧電体４２及び振動板４０の上面に、複数の中間電極４３及び複数の個別配線部５１を形成する。
【００５９】
続いて、図７（ｅ）、図８（ｅ）に示すように、下電極４１、第１圧電体４２が配置された振動板４０の上面に、ゾルゲル法によって、第２圧電体４４となる圧電材料の層であり、振動板４０、下電極４１、第１圧電体４２及び中間電極４３を覆う第２層１０３を形成する。このとき、スピンコート法で圧電材料の塗布を行う。続いて、図７（ｆ）、図８（ｆ）に示すように、第２層１０３にエッチングを行うことによって、第２圧電体４４を形成する。
【００６０】
続いて、図７（ｇ）、図８（ｇ）に示すように、振動板４０、第１圧電体４２及び第２圧電体４４の積層体の上面に、複数の上電極４５、複数の共通配線部４７、連結配線部４９及び複数の個別配線部５２を形成する。このとき、上記積層体の上面の全域に導電材料の膜（本発明の「第２導電体」）を形成し、エッチングにより、この導電材料の膜の不要な部分を除去してスリット５７などを形成することで、複数の上電極４５、複数の共通配線部４７、連結配線部４９及び複数の個別配線部５２とする。
【００６１】
以上の工程により、圧電アクチュエータ３３が完成する。この後、基材１０１の上面に保護基板３４を接合し、エッチングなどにより、基材１０１に圧力室３０などを形成して流路基板３２とし、流路基板３２の下面に、別途作製したノズルプレート３１を接合する。これにより、ヘッドユニット１１が完成する。
【００６２】
＜ゾルゲル法による第１層１０２及び第２層１０３の形成＞
次に、ゾルゲル法による第１層１０２及び第２層１０３の形成について説明する。本実施形態では、ゾルゲル法により圧電材料の層を形成するときに、スピンコート法により圧電材料を塗布することによって、圧電材料の薄膜を形成する。そして、このような圧電材料の薄膜の形成を繰り返し行うことで、圧電材料の薄膜を複数積層させて第１層１０２や第２層１０３を形成する。
【００６３】
また、このとき、所定数の圧電材料の薄膜が積層される毎に、圧電材料の焼成を行う。これにより、最終的に形成される第１層１０２及び第２層１０３においては、それぞれ、焼成時に最も上方に位置していた圧電材料の薄膜の上面となる部分に積層境界１１１、１１２ができる。
【００６４】
上述したように、第１層１０２は、下電極４１が配置された振動板４０の上面に形成される。この面は紙幅方向及び搬送方向と平行な平坦な面であるため、第１層１０２を構成する上記薄膜は、紙幅方向及び搬送方向と平行に延びたものとなる。
【００６５】
そのため、図９（ａ）、図１０（ａ）に示すように、第１層１０２における積層境界１１１は、紙幅方向及び搬送方向に延びたものとなる。その結果、図９（ｂ）、図１０（ｂ）に示すように、第１層１０２にエッチングが行われることによって形成された第１圧電体４２においても、積層境界１１１は、紙幅方向及び搬送方向に延びたものとなる。
【００６６】
これに対して、第２層１０３は、下電極４１及び第１圧電体４２が配置された振動板４０の上面に形成される。この面は、第１圧電体４２が配置されている部分と、第１圧電体４２が配置されていない部分とを有する凹凸のある面となっている。
【００６７】
そのため、図９（ｃ）、図１０（ｃ）に示すように、第２層１０３における積層境界１１２は、第１圧電体４２の上面を覆う部分、及び、下電極４１を覆う部分では、紙幅方向及び搬送方向に延びたものとなる。また、第２層１０３における積層境界１１２は、第１圧電体４２の端面４２ａを覆う部分において、紙幅方向に対して傾斜した方向に沿って延びたものとなる。また、第２層１０３における積層境界１１２は、第１圧電体４２の端面４２ｂを覆う部分において、搬送方向に対して傾斜した方向に沿って延びたものとなる。
【００６８】
その結果、図９（ｄ）、図１０（ｄ）に示すように、第２層１０３にエッチングが行われることによって形成された第２圧電体４４においては、積層境界１１２は、第１圧電体４２の上面を覆う部分では、紙幅方向及び搬送方向に延びたものとなり、第１圧電体４２の端面４２ｂを覆う部分では、搬送方向に対して傾斜した方向に沿って延びたものとなる。なお、第２層１０３の第１圧電体４２の端面４２ａを覆っていた部分は、この後除去され、第２圧電体４４には、第１圧電体４２の端面４２ａを覆う部分はない。
【００６９】
＜効果＞
以上に説明した実施形態では、中間電極４３と接続された個別配線部５１が、個別配線部５０、５２と上下方向に重なって互いに導通する。これにより、中間電極４３に接続される配線の厚みが、３つの個別配線部５０〜５２の厚みを足し合わせたものとなる。そのため、図７（ｃ）、図８（ｃ）に示すようにエッチングにより第１圧電体４２を形成するときや、図７（ｆ）、図８（ｆ）に示すようにエッチングにより第２圧電体４２を形成するとき等に、オーバーエッチングにより個別配線部５０〜５２の一部分が除去されてしまったとしても、個別配線部５０〜５２によって構成される配線が断線してしまうことがなく、中間電極４３と上記配線との導通を確保することができる。
【００７０】
また、図７（ａ）、図８（ａ）に示すように、個別配線部５０は、下電極４１と同時に形成することができる。また、図７（ｄ）、図８（ｄ）に示すように、個別配線部５１は、中間電極４３と同時に形成することができる。また、図７（ｇ）、図８（ｇ）に示すように、個別配線部５２は、上電極４５と同時に形成することができる。したがって、上述の特許文献１とは異なり、第１圧電体４２に、配線との接続を行うために、中間電極４３や個別配線部５１が露出した部分を形成する必要がない。したがって、圧電アクチュエータ３３が大型化することもない。
【００７１】
また、本実施形態の圧電アクチュエータ３３は、第１圧電体４２及び第２圧電体４４は、搬送方向の長さＬ１、Ｌ２が、それぞれ、紙幅方向の長さＷ１、Ｗ２よりも長い。このような圧電アクチュエータ３３は、駆動時において、搬送方向に紙幅方向よりも大きく変形する。そのため、本実施形態と異なり、配線部を紙幅方向に引き出すと、圧電アクチュエータ３３の駆動時の変形を大きく阻害してしまう。また、複数の第１圧電体４２及び複数の第２圧電体４４が紙幅方向に短い間隔で配置されているため、本実施形態と異なり、配線部を紙幅方向に引き出すと、配線部が第１圧電体４２や第２圧電体４４に干渉してしまう虞がある。
【００７２】
そこで、本実施形態では、配線部を搬送方向に引き出している。これにより、配線部を紙幅方向に引き出すよりも、圧電アクチュエータ３３の駆動時の変形を阻害しにくくすることができる。また、配線部が第１圧電体４２や第２圧電体４４に干渉してしまうのを防止することができる。
【００７３】
また、本実施形態では、下電極４１及び上電極４５がグランド電位保持される定電位電極であり、中間電極４３が、グランド電位と駆動電位との間電位が切り換えられる駆動電極であり、中間電極４３の電位を切り換えることによって、第１圧電体４２の下電極４１と中間電極４３とに挟まれた部分、及び、第２圧電体４４の中間電極４３と上電極４５とに挟まれた部分を圧電変形させて、振動板４０、第１圧電体４２及び第２圧電体４４を大きく変形させることができる。
【００７４】
より詳細に説明すると、本実施形態の圧電アクチュエータ３３と、第１圧電体４２及び第２圧電体４４の代わりに、これらの圧電体の厚みを合計した厚みの１つの圧電体を有し、この圧電体の上下方向の両面に電極が配置された圧電アクチュエータ（以下、圧電アクチュエータ３３’とする）とを比較した場合、各圧電体を挟む電極間に同じ電位差を生じさせたときに、圧電アクチュエータ３３の第１圧電体４２及び第２圧電体４４に発生する電界の大きさが、圧電アクチュエータ３３’の圧電体に発生する電界の約２倍となる。圧電アクチュエータでは、圧電体に発生する電界が大きくなるほど圧電体及び振動板の変形量が大きくなる。したがって、圧電アクチュエータ３３では、圧電アクチュエータ３３’よりも圧電体及び振動板を大きく変形させることができる。
【００７５】
さらに、本実施形態では、下電極４１と個別配線部５０とが、振動板４０の上面に配置されている。したがって、振動板４０の上面に導電体を形成してから、スリット５６を形成することによって、互いに導通しない下電極４１と個別配線部５０とを簡単に形成することができる。
【００７６】
また、本実施形態では、上電極４５と、個別配線部５２の一部分とが、第２圧電体４４の上面に配置されている。したがって、第２圧電体４４の上面に導電体を形成してから、スリット５７を形成することによって、互いに導通しない上電極４５と個別配線部５２とを簡単に形成することができる。
【００７７】
また、本実施形態では、搬送方向において、スリット５７が、スリット５６よりも、第１圧電体４２及び第２圧電体４４の内側に位置している。これにより、第１圧電体４２の下電極４１と中間電極４３とに挟まれる部分（活性部）のうち、搬送方向の上記一方側の端部が、第２圧電体４４の中間電極４３と上電極４５とに挟まれない部分（非活性部）と厚み方向に重なる。そのため、圧電アクチュエータ３３の駆動時に、振動板４０、第１圧電体４２及び第２圧電体４４の、搬送方向の上記一方側の端部での変形が抑えられ、第１圧電体４２及び第２圧電体４４にクラックが発生しにくい。
【００７８】
ここで、第１圧電体４２及び第２圧電体４４にクラックを発生しにくくするために、スリット５６の搬送方向の位置と、スリット５７の搬送方向の位置を、本実施形態と逆にすることも考えられる。
【００７９】
この場合には、第１圧電体４２の下電極４１と中間電極４３とに挟まれる部分の搬送方向の長さと、第２圧電体４４の中間電極４３と上電極４５とに挟まれる部分の搬送方向の長さとが、本実施形態と逆になる。そして、第２圧電体４４の中間電極４３と上電極４５とに挟まれる部分（活性部）のうち、搬送方向の上記一方側の端部が、第１圧電体４２の下電極４１と中間電極４３とに挟まれない部分（非活性部）と厚み方向に重なる。これにより、圧電アクチュエータ３３の駆動時に、振動板４０、第１圧電体４２及び第２圧電体４４の、搬送方向の上記一方側の端部での変形が抑えられ、第１圧電体４２及び第２圧電体４４にクラックが発生しにくい。
【００８０】
しかしながら、本実施形態の場合と、スリット５６の搬送方向の位置とスリット５７の搬送方向の位置とを本実施形態と逆にした場合とを比較した場合、後述する実施例と比較例とからわかるように、本実施形態の場合のほうが、圧電アクチュエータ３３の駆動時の、振動板４０、第１圧電体４２及び第２圧電体４４の変形量（圧力室３０の容積の変化量）が大きくなる。したがって、本実施形態では、上記の通り、スリット５７を、スリット５６よりも、第１圧電体４２及び第２圧電体４４の内側に位置させている。
【００８１】
また、本実施形態では、中間電極４３と接続される個別配線部５０〜５２が、搬送方向の上記一方側に引き出されるのに対して、下電極４１及び上電極４５と接続される共通配線部４６、４７が、搬送方向の上記他方側に引き出されている。すなわち、個別配線部５０〜５２と、共通配線部４６、４７とが、搬送方向の互いに反対側に引き出されている。これにより、グランド電位と駆動電位との間で電位が切り換えられる中間電極４３に接続される個別配線部５０〜５２と、グランド電位に保持される下電極４１及び上電極４５に接続される共通配線部４６、４７とがショートしてしまうのを防止することができる。
【００８２】
また、本実施形態と異なり、第２圧電体４４が、第１圧電体４２の紙幅方向の両側の端面４２ａを覆っている場合を考える。この場合、第２圧電体４４の端面４２ａを覆う部分は、中間電極４３と上電極４５とに挟まれていない非活性部であり、圧電アクチュエータ３３の駆動時の変形を阻害する部分となる。そして、第２圧電体４４の、第１圧電体４２の端面４２ａを覆っている部分の厚みなどがばらつくと、圧電アクチュエータ３３の変形特性が変わる。
【００８３】
これに対して、本実施形態では、紙幅方向において、第２圧電体４４の両側の位置が、第１圧電体４２の両端の間の位置であり、第２圧電体４４が、第１圧電体４２の端面４２ａを覆っていない。これにより、上記のような場合と比較して、圧電アクチュエータ３３の変形特性が安定する。
【００８４】
また、本実施形態では、搬送方向において、第２圧電体４４が第１圧電体４２の上記一方側の端まで延びている。これにより、個別配線部５１の第１圧電体４２の上面に配置された部分の全体が第２圧電体４４に覆われ、エッチングによって第２圧電体４４を形成する際に、個別配線部５１が除去されにくい。
【００８５】
さらに、本実施形態では、第２圧電体４４の搬送方向の長さＬ２が、第１圧電体４２の搬送方向の長さＬ１よりも長く、第２圧電体４４が、第１圧電体４２の搬送方向の両側の端面４２ａを覆っている。これにより、中間電極４３の搬送方向の端部を、上電極４５とショートしにくくすることができる。
【００８６】
また、本実施形態では、図１０（ｄ）に示すように、第１圧電体４２の積層境界１１１が、搬送方向に延びるのに対して、第２圧電体４４の第１圧電体４２の搬送方向の端面４２ａを覆う部分の積層境界１１２が、搬送方向に対して傾く。
【００８７】
また、図３に示すように、本実施形態では、紙幅方向において、個別配線部５０両端の位置が、個別配線部５１の両端の間の位置となっている。また、紙幅方向において、個別配線部５１両端の位置が、個別配線部５２の両端の間の位置となっている。これにより、個別配線部５１が紙幅方向の全長にわたって個別配線部５０を覆い、個別配線部５２が紙幅方向の全長にわたって個別配線部５１を覆う構成となる。したがって、圧電アクチュエータ３３の製造時のエッチングの精度等による個別配線部５０〜５２の形成時の誤差で、個別配線部５０〜５２が紙幅方向にずれたとしても、個別配線部５０〜５２が確実に、上下方向に重なって互いに導通する。
【００８８】
また、本実施形態と異なり、例えば、図１１に示すように、下電極４１’と個別配線部５０’との間のスリット５６’の一部が搬送方向において第１圧電体４２よりも外側に位置しており、個別配線部５０’の搬送方向における下電極４１’側の端部が第１圧電体４２と上下方向に重なっていない場合を考える。この場合には、個別配線部５１、５２の、搬送方向における第１圧電体４２及び第２圧電体４４よりも外側に位置する部分に、個別配線部５０’と上下方向に重ならない部分ができ、この部分において配線の厚みが薄くなってしまう（個別配線部５１、５２の厚みの合計となる）。その結果、この部分において断線しやすくなってしまう。
【００８９】
これに対して、本実施形態では、個別配線部５０の搬送方向における下電極４１側の端部が第１圧電体４２と上下方向に重なっている。これにより、図６に示すように、第１圧電体４２及び第２圧電体４４よりも搬送方向の上記一方側において、個別配線部５０〜５２が搬送方向の全長にわたって上下方向に重なる。これにより、中間電極４３に接続される配線の断線をより確実に防止することができる。
【００９０】
また、本実施形態では、中間電極４３及び個別配線部５１の厚みＴ３が、下電極４１及び個別配線部５０の厚みＴ１、並びに、上電極４５及び個別配線部５２の厚みＴ２よりも小さい。そのため、厚みの小さい中間電極４３が、第１圧電体４２及び第２圧電体４４の変形に追従して変形しやすく、中間電極４３に応力が加わりにくい。これにより、第１圧電体４２と第２圧電体４４との間での剥離（デラミネーション）を発生しにくくすることができる。また、この場合には、厚みの薄い個別配線部５１を、個別配線部５０、５２と重ねて厚みの大きい配線として断線を防止する意義は大きい。
【００９１】
また、本実施形態では、電極４１、４３、４５及び個別配線部５０〜５２の厚みが、０．０５μｍ以上０．２μｍ以下と薄いため、個別配線部５０〜５２のを上下方向に重ねて１つの配線として、断線を防止する意義は大きい。
【実施例】
【００９２】
次に、本発明の実施例について説明する。図１２（ａ）は、本実施形態に対応する実施例の、圧力室３０及び圧電アクチュエータ３３の周囲の部分の断面の解析モデルである。図１２（ｂ）は、スリット５６の位置とスリット５７の位置とを本実施形態と逆にした場合に対応する例（以下、比較例とする）の、図１２（ａ）に対応する解析モデルである。
【００９３】
実施例及び比較例では、圧力室３０の長さＬｃを５００μｍとした。また、実施例及び比較例では、振動板４０のヤング率を７０ＧＰａ、振動板４０の厚みＴｓを２．５μｍとした。また、実施例及び比較例では、第１圧電体４２の厚みＴｐ１および第２圧電体４４の厚みＴｐ２を１μｍとした。
【００９４】
また、実施例では、第１活性部の長さＬｐ１ａを４５０μｍとし、第２活性部の長さＬｐ２ａを４２０μｍとした。一方、比較例では、実施例とは逆に、第１活性部の長さＬｐ１ｂを４２０μｍとし、第２活性部の長さＬｐ２ｂを４５０μｍとした。
【００９５】
そして、実施例及び比較例について、上記のような解析モデルを用いて、下電極４１及び上電極４５をグランド電位とし、中間電極４３に正の電位を与えて圧電アクチュエータ３３を駆動したときの、振動板４０、第１圧電体４２及び第２圧電体４４の最大変位量を解析した。解析結果では、実施例において、比較例よりも、上記最大変位量が大きくなった。
【００９６】
＜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は限られず、特許請求の範囲に記載の限りにおいて様々な変更が可能である。
【００９７】
上述の実施形態では、電極４１、４３、４５及び個別配線部５０〜５２の厚みが、０．０５μｍ以上０．２μｍ以下であったが、これには限られない。電極４１、４３、４５のうち少なくとも一部の電極、及び、個別配線部５０〜５２のうち、上記少なくとも一部の電極に対応する個別配線部の厚みは、０．０５μｍよりも小さくてもよいし、０．２μｍよりも大きくてもよい。
【００９８】
また、上述の実施形態では、中間電極４３及び個別配線部５１の厚みＴ３が、下電極４１及び個別配線部５０の厚みＴ１、並びに、上電極４５及び個別配線部５２の厚みＴ２より小さくなっていたが、これには限られない。厚みＴ３は、厚みＴ１、Ｔ２以上であってもよい。
【００９９】
また、上述の実施形態では、個別配線部５０の、搬送方向における下電極４１側の端部が、第１圧電体４２と上下方向に重なっていたが、これには限られない。例えば、上述の図１１で示した例のように、スリット５６の少なくとも一部分が、第１圧電体４２から搬送方向の上記一方側にはみ出しており、個別配線部５０の、搬送方向における下電極４１側の端部が、第１圧電体４２と上下方向に重なっていなくてもよい。
【０１００】
また、上述の実施形態では、紙幅方向において、個別配線部５１の長さＷｋ２が個別配線部５０の長さＷｋ１より長く、個別配線部５０の両端の位置が、個別配線部５１の両端の間の位置である。また、個別配線部５２の長さＷｋ３が個別配線部５１の長さＷｋ２より長く、個別配線部５１の両端の位置が、個別配線部５２の両端の間の位置であった。しかしながら、これには限られない。紙幅方向における個別配線部５０〜５２の長さや位置は、これとは異なっていてもよい。例えば、紙幅方向において、個別配線部５０〜５２の長さが全て同じであり、且つ、個別配線部５０〜５２の両端の位置が全て同じであってもよい。
【０１０１】
また、上述の実施形態では、第２圧電体４４が、第１圧電体４２の搬送方向の両側の端面４２ｂを覆っていたが、これには限られない。第２圧電体４４は、上述の実施形態のものよりも搬送方向の長さが短く、第１圧電体４２の搬送方向の少なくとも片側の端面４２ｂを覆っていなくてもよい。
【０１０２】
さらにこの場合、第２圧電体４４の搬送方向の長さが、第１圧電体４２の搬送方向の長さよりも短く、第２圧電体４４が第１圧電体４２の端面４２ｂを覆っていなくてもよい。
【０１０３】
また、上述の実施形態では、第２圧電体４４の紙幅方向の長さＷ２が、第１圧電体４２の紙幅方向の長さＷ１よりも短く、第１圧電体４２の紙幅方向の端面４２ａが第２圧電体４４で覆われていなかったが、これには限られない。
【０１０４】
変形例１では、図１３に示すように、ヘッドユニット１２０において、第２圧電体１２１の紙幅方向の長さＷ２が、第１圧電体４２の紙幅方向の長さＷ１よりも長く、第２圧電体１２１が、第１圧電体４２の紙幅方向の両側の端面４２ａを覆っている。
【０１０５】
そして、この場合には、図１４に示すように、第２圧電体１２１のゾルゲル法における焼成時に生じる積層境界１２２は、第１圧電体４２と上下方向に重なる部分において、紙幅方向に沿って延び、第１圧電体４２の紙幅方向の端面４２ａを覆う部分において、紙幅方向に対して傾いたものとなる。
【０１０６】
変形例１の場合には、第２圧電体１２１が、第１圧電体４２の紙幅方向の両側の端面４２ａを覆っていることにより、中間電極４３の紙幅方向の端部を、上電極４５とショートしにくくすることができる。
【０１０７】
また、変形例１では、第１圧電体４２の紙幅方向の両側の端面４２ａが第２圧電体４４で覆われていたが、第１圧電体４２の紙幅方向の片側の端面４２ａのみが第２圧電体４４で覆われていてもよい。
【０１０８】
また、紙幅方向における第１圧電体４２の長さと第２圧電体４４の長さとの関係は、上述の実施形態や変形例１のものには限られない。例えば、紙幅方向において、第１圧電体４２の上面の長さと、第２圧電体４４の下面の長さとが同じであり、第１圧電体４２の上面の紙幅方向の両端の位置と、第２圧電体４４の上面の紙幅方向の両端の位置とが同じであってもよい。
【０１０９】
また、上述の実施形態では、中間電極４３に接続される個別配線部５０〜５２と、下電極４１及び上電極４５と接続される共通配線部４６、４７とが、搬送方向における互いに反対側に引き出されていたが、これには限られない。個別配線部５０〜５２と、共通配線部４６、４７とが、搬送方向における同じ側に引き出されていてもよい。なお、この場合には、例えば、上下方向における個別配線部５０〜５２と共通配線部４６、４７との間に別途絶縁膜を配置するなどすればよい。
【０１１０】
また、上述の実施形態では、搬送方向において、スリット５６の中心が、スリット５７の中心よりも、第１圧電体４２の内側に位置していたが、これには限られない。
【０１１１】
変形例２では、図１５に示すように、ヘッドユニット１３０において、スリット５６の位置は上述の実施形態と同じであるが、上述の実施形態とは異なり、上電極１３１と個別配線部１３２との間のスリット１３３の中心が、スリット５６の中心よりも搬送方向における、第１圧電体４２及び第２圧電体４４の外側に位置している。
【０１１２】
変形例２では、第１圧電体４２の下電極４１と中間電極４３とに挟まれた部分（活性部）の搬送方向の長さは、第２圧電体４４の中間電極４３と上電極１３１とに挟まれる部分（活性部）の搬送方向の長さよりも短くなる。これにより、第１圧電体４２及び第２圧電体４４の圧力室３０の搬送方向の端部と上下方向に重なる部分においてクラックが発生するのを防止することができる。
【０１１３】
あるいは、搬送方向において、下電極と個別配線部とを隔てるスリットの中心の位置と、上電極と個別配線部とを隔てるスリットの中心の位置とが同じであってもよい。
【０１１４】
また、上述の実施形態では、個別配線部５０が、第１圧電体４２と上下方向に重なる部分を有し、個別配線部５２が、第２圧電体４４の上面に位置する部分を有していたが、これには限られない。
【０１１５】
変形例３では、図１６に示すように、ヘッドユニット１４０は、ヘッドユニット１１において個別配線部５０、５２を、それぞれ、個別配線部１４１、１４２に置き換えたものである。搬送方向において、個別配線部１４１の下電極４１側の端が、第１圧電体４２及び第２圧電体４４の外側に位置している。これにより、個別配線部１４１が、第１圧電体４２及び第２圧電体４４と上下方向に重なっていない。また、搬送方向において、個別配線部１４２の上電極４５側の端が、第１圧電体４２及び第２圧電体４４の外側に位置している。これにより、個別配線部１４２は、第２圧電体４４の上面に位置する部分がない。
【０１１６】
変形例３の場合でも、振動板４０の上面の、搬送方向における第１圧電体４２及び第２圧電体４４よりも外側の部分において、中間電極４３に接続される個別配線部５１が、個別配線部１４１、１４２と上下方向に重なって、個別配線部５１、１４１、１４２が互いに導通しているため、中間電極４３に接続される配線の厚みを大きくして、断線を防止することができる。
【０１１７】
また、上述の実施形態では、振動板４０と第１圧電体４２との間に配置される下電極４１、及び、第２圧電体４４の上面に配置される上電極４５が、グランド電位に保持される電極であり、第１圧電体４２と第２圧電体４４との間に配置される中間電極４３が、グランド電位と駆動電位との間で電位が切り換えられる電極であったが、これには限られない。例えば、振動板４０と各第１圧電体４２との間に個別に下電極を設け、各第２圧電体４４の上面に個別に上電極を設け、中間電極をグランド電位に保持される電極とし、下電極及び上電極を、グランド電位と駆動電位との間で電位が切り換えられる電極としてもよい。また、この場合には、中間電極を、複数の第１圧電体４２及び複数の第２圧電体４４にわたって連続的に延びたものとしてもよい。
【０１１８】
また、以上の例では、第１圧電体４２及び第２圧電体４４は、搬送方向の長さが紙幅方向の長さよりも長く、共通配線部４６、４７及び個別配線部５０〜５２が、搬送方向に引き出されていたが、これには限られない。例えば、共通配線部及び個別配線部は、紙幅方向に引き出されていてもよい。なお、この場合には、紙幅方向が本発明の「第１方向」に相当し、搬送方向が本発明の「第２方向」に相当する。
【０１１９】
また、以上では、中間電極４３に接続される配線を、上下に重なって互いに導通する３つの個別配線部によって形成する場合について説明したが、これには限られない。
【０１２０】
変形例４では、図１７に示すように、ヘッドユニット１５０が、ヘッドユニット１１と同様の構成に加えて、複数の共通配線部１５１を備えている。複数の共通配線部１５１は、複数の圧力室３０に共通のものである。共通配線部１５１は、第１圧電体４２の上面の、圧力室３０の搬送方向における上記他方側の端部と重なる部分に配置されている。また、共通配線部１５１は、搬送方向において、中間電極４３の上記他方側に位置し、第１圧電体４２の上面から、第１圧電体４２を超えて振動板４０の上面まで、搬送方向における上記他方側に延びている。そして、共通配線部１５１は、振動板４０の上面において、共通配線部４６と共通配線部４７とに挟まれている。これにより、共通配線部４６、４７と共通配線部１５１とが上下方向に重なって互いに導通している。
【０１２１】
また、これに対応して、ヘッドユニット１５０は、共通配線部１５１の搬送方向における中間電極４３と反対側の端部に接続され、上下方向において連結配線部４８と連結配線部４９との間に配置された連結配線部１５２を有する。
【０１２２】
変形例４の場合には、下電極４１及び上電極４５に接続される配線を、上述の実施形態の場合よりも厚みの大きいものとすることができ、これにより、下電極４１及び上電極４５に接続される配線の断線をより確実に防止することができる。
【０１２３】
なお、変形例４では、個別配線部５０〜５２の関係において、上述の実施形態と同様、個別配線部５０が本発明の「第１配線部」に相当し、個別配線部５１が本発明の「中間配線部」に相当し、個別配線部５２が本発明の「第２配線部」に相当する。また、共通配線部４６、４７、１５１の関係において、共通配線部４６が本発明の「第１配線部」に相当し、共通配線部４７が本発明の「第２配線部」に相当し、共通配線部１５１が本発明の「中間配線部」に相当する。
【０１２４】
また、変形例４では、上述の実施形態と同様、ヘッドユニット１５０が、個別配線部５０、５２を備え、個別配線部５０、５１、５２が上下方向に重なって互いに導通しているが、これには限られない。変形例４のヘッドユニット１５０において、個別配線部５０、５２はなくてもよい。
【０１２５】
また、上述の実施形態では、下電極４１が、圧力室列８に対応する複数の第１圧電体４２にわたって紙幅方向に延びたものであり、上電極４５が、圧力室列８に対応する複数の及び第２圧電体４４にわたって紙幅方向に延びたものであったが、これには限られない。例えば、変形例５では、図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、ヘッドユニット１６０において、各第１圧電体４２と振動板４０との間に、それぞれ個別に下電極１６１が配置されている。また、各第２圧電体４４の上面に、それぞれ個別に上電極１６２が配置されている。
【０１２６】
また、変形例５では、各第１圧電体４２に個別に下電極１６１が設けられているとともに、各第２圧電体４４に対して個別に上電極１６２が設けられていたが、これには限られない。例えば、変形例５と同様に、各第１圧電体４２に個別に下電極１６１が設けられているとともに、上述の実施形態と同様に、圧力室列８に対応する複数の第２圧電体４４にわたって紙幅方向に延びた上電極４５が設けられていてもよい。あるいは、上述の実施形態と同様に、圧力室列８に対応する複数の第１圧電体４２にわたって紙幅方向に延びた下電極４１が設けられているとともに、変形例５と同様に、各第２圧電体４４に個別に上電極１６２が設けられていてもよい。
【０１２７】
また、以上では、ノズルからインクを吐出するヘッドユニットに用いられる圧電アクチュエータに本発明を適用した例について説明したが、これには限られない。ヘッドユニット以外の装置に用いられる圧電アクチュエータに本発明を適用することも可能である。
【符号の説明】
【０１２８】
３３  圧電アクチュエータ
４０  振動板
４１  下電極
４２  第１圧電体
４３  中間電極
４４  第２圧電体
４５  上電極
４６、４７  共通配線部
５０〜５２  個別配線部
５６、５７  スリット
１１１、１１２  積層境界
１２２  積層境界
１３３  スリット
１４１、１４２  個別配線部
１５１  共通配線部
【図１】
2020113612.tif 000003
【図２】
2020113612.tif 000004
【図３】
2020113612.tif 000005
【図４】
2020113612.tif 000006
【図５】
2020113612.tif 000007
【図６】
2020113612.tif 000008
【図７】
2020113612.tif 000009
【図８】
2020113612.tif 000010
【図９】
2020113612.tif 000011
【図１０】
2020113612.tif 000012
【図１１】
2020113612.tif 000013
【図１２】
2020113612.tif 000014
【図１３】
2020113612.tif 000015
【図１４】
2020113612.tif 000016
【図１５】
2020113612.tif 000017
【図１６】
2020113612.tif 000018
【図１７】
2020113612.tif 000019
【図１８】
2020113612.tif 000020