(57)【要約】【課題】不良品の選別が容易な圧電アクチュエータを提供する。【解決手段】振動板上に、内部電極、圧電セラミック層および表面電極がこの順に積層され、前記内部電極が前記表面電極の端部よりも外方に張出した張出領域を有するとともに、前記圧電セラミック層が透光性を有し、前記内部電極の前記張出領域を視認できることを特徴とするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板上に、内部電極、圧電セラミック層および表面電極がこの順に積層され、前記内部電極が前記表面電極の端部よりも外方に張出した張出領域を有するとともに、前記圧電セラミック層が透光性を有し、前記内部電極の前記張出領域を視認できることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２】
前記圧電セラミック層と前記内部電極とが交互に積層された圧電積層体であることを特徴とする請求項１記載の圧電アクチュエータ。
【請求項３】
前記圧電セラミック層上に複数の前記個別電極を有す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】
前記圧電セラミック層がＰｂを含むペロブスカイト型化合物であ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】
前記圧電セラミック層の厚みが１０〜５０μｍの時の光透過率が２０％以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
【請求項６】
前記圧電セラミック層における主結晶相の平均結晶粒径が１〜５μｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
【請求項７】
前記圧電セラミック層のＬ＊ａ＊ｂ＊表色系での明度（Ｌ＊）が６０以上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圧電アクチュエータ。
【請求項８】
前記圧電セラミック層の結晶粒子に含まれる不純物量が１質量％以下であ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】
前記圧電セラミック層の平均気孔径が０．５μｍ以下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】
前記圧電セラミック層の気孔率が１％以下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圧電アクチュエータ。
【請求項１１】
前記圧電セラミック層の表面粗さＲａが０．５μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１２】
液体加圧室と、該液体加圧室に液体を導入するための液体導入口と、該液体を吐出するための液体吐出口と、前記液体加圧室の液体を加圧するための請求項１〜１１のいずれかに記載の圧電アクチュエータを具備することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１３】
前記液体加圧室と、前記液体導入口と、前記液体吐出口とを具備する流路部材の表面に、前記圧電アクチュエータが設けられていることを特徴とする請求項１２に載の液体吐出装置。
【請求項１４】
請求項１〜１１のいずれかに記載の圧電アクチュエータを具備することを特徴とする電子機器。
【請求項１５】
請求項１２又は１３に記載の液体吐出装置を具備する電子機器。
【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、液体吐出装置及び電子機器に関し、より詳しくは例えば加速度センサ、ノッキングセンサ、ＡＥセンサ等の圧電センサ、燃料噴射用インクジェクター、インクジェットプリンタ用印圧電アクチュエータ１の刷ヘッド、圧電共振子、発振器、超音波モーター、超音波振動子、フィルタ等に適し、特に広がり振動、伸び振動、厚み立て振動を利用した印刷ヘッドとして好適に用いられる圧電体アクチュエータ及びそれを用いた液体吐出装置、及びプリンタ等の電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧電セラミックスを利用した製品としては、例えば圧電アクチュエータ、フィルタ、圧電共振子（発信子を含む）、超音波振動子、超音波モーター、圧電センサ等がある。
【０００３】
これらの中で、圧電アクチュエータは、電気信号に対する応答速度が１０−６秒台と非常に高速であるため、半導体製造装置のＸＹステージの位置決め用圧電アクチュエータや、インクジェットプリンタ等の印刷装置の印刷ヘッドに用いられる圧電アクチュエータ等に応用されている。
【０００４】
インクジェット方式を利用した印刷ヘッドは、例えば図５（ａ）に示したように、圧電アクチュエータ５１が、流路部材５３の上に設けられた構造を有する（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
流路部材５３は、複数のインク加圧室５３ａが隔壁５３ｂによって仕切られ、インク加圧室５３ａは圧電アクチュエータ５１に当接するように並設されている。
【０００６】
圧電アクチュエータ５１は、表面に共通電極を具備する振動板５５上に圧電セラミック層５４が設けられ、圧電セラミック層５４の上に個別電極５６を設けている。個別電極５６は、図５（ｂ）に示したように、圧電セラミック層５４の表面に複数配列されることにより、複数の圧電変位素子５７が形成されたものである。
【０００７】
この圧電アクチュエータ５１は、数百個もの個別電極が形成されており、インク加圧室５３ａの直上に個別電極５６がそれぞれ位置するようにして流路部材５３上に配置している。
【０００８】
このような印刷ヘッドに用いられる圧電アクチュエータには、また鉛を含む圧電セラミックスが用いられ、共通電極５５と所定の個別電極５６との間に電圧を印加して該個別電極５６直下の圧電セラミック層５４を変位させることにより、インク加圧室５３ａ内のインクを加圧して、流路部材５３の底面に開口した液体吐出口５８よりインク滴を吐出する。
【０００９】
近年、圧電アクチュエータの小型化、圧電変位素子の高密度化等が進むとともに、内部電極である共通電極５５の厚みはより薄くなる傾向がある。
【００１０】
そして、２．５μｍ以下の厚みになると焼成時に電極が収縮して貫通孔が発生する。この貫通孔の面積は、全電極面積の４０％にもなることが報告されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１１】
例えば、図５（ｃ）に示したように、共通電極６５の個別電極と対向する位置６６に貫通孔６２が生成すると、個別電極に対向する位置６６と個別電極とに挟まれた圧電セラミック層が十分に変位せず、圧電変位素子としての正常な変位を行うことができないことがあった。
【００１２】
このような問題に対して、内部電極が全面電極ではなく、特定のパターンとして形成された圧電アクチュエータが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平１１−３４３２１号公報
【特許文献２】特開２００２−１６４２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、配線パターンを具備する圧電アクチュエータは、内部電極の形成時に発生するインクの流動や積層時の電極変形、または焼成時の収縮などにより、配線に断線が生じることがある。
【００１５】
例えば、図５は内部電極の配線パターンの一実施例で、図５（ａ）のように、内部電極７５と接続端子７９が配線７８によって電気的に接続するはずであるが、図５（ｂ）のように断線８０が発生して一部の内部電極７５に電力が供給されず、圧電変位素子が動作しないことが考えられる。
【００１６】
このような欠陥や断線が生じても、その欠陥や断線を非破壊検査で簡単に確認することができず、表面電極を形成し、或いは流路部材に接合した後に各圧電変位素子に駆動電圧を印加して良品と不良品とを選別していたが、予め不良品を除去できないという問題があった。
【００１７】
従って、本発明の目的は、不良品の選別が容易な圧電アクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、透光性を有する圧電セラミック層を使用することにより、少なくとも一部の内部電極の形状や位置を確認することができ、製品として組み込む前に不良品を除去することによって不良品の選別を容易に行うことができる圧電アクチュエータを実現したものである。
【００１９】
即ち、本発明の圧電アクチュエータは、振動板上に、内部電極、圧電セラミック層および表面電極がこの順に積層され、前記内部電極が前記表面電極の端部よりも外方に張出した張出領域を有するとともに、前記圧電セラミック層が透光性を有し、前記内部電極の前記張出領域を視認できることを特徴とするものである。
【００２０】
特に、前記圧電セラミック層と前記内部電極とが交互に積層された圧電積層体であることが好ましい。また、前記圧電セラミック層の表面に複数の個別電極を具備することが好ましい。これにより、一平面内に複数の圧電変位素子を形成することができ、印刷ヘッドのような多数の液体吐出ノズルが一平面内に密集して設けられた液体装置に対して好適に用いることができ、高密度印刷を容易に行うことができる。
【００２１】
さらに、前記圧電セラミック層がＰｂを含むペロブスカイト型化合物であることが好ま
しい。これにより、圧電アクチュエータに応用した場合に、より大きな変位を得ることができる。
【００２２】
また、前記圧電セラミック層の厚みが１０〜５０μｍの時の光透過率が２０％以上であることが好ましい。これにより、内部電極の形状及び位置を、より明瞭に視認することができる。
【００２３】
さらに、前記圧電セラミック層における主結晶相の平均結晶粒径が１〜５μｍであることが好ましい。これにより、透光性がより高く、より内部電極を視認し易い圧電アクチュエータを得ることができる。
【００２４】
さらにまた、前記圧電セラミック層のＬ＊ａ＊ｂ＊表色系での明度（Ｌ＊）が６０以上であることが好ましい。このような高い明度を有することにより、明るい色彩を帯びた圧電セラミック層となるため、内部電極の区別がさらに容易になる。
【００２５】
また、前記圧電セラミック層の結晶粒子に含まれる不純物量が１質量％以下であることが好ましい。
【００２６】
さらに、前記圧電セラミック層の平均気孔径が０．５μｍ以下であることが好ましい。
【００２７】
また、前記圧電セラミック層の気孔率が１％以下であることが好ましい。
【００２８】
さらに、表面粗さＲａが０．５μｍ以下であることが好ましい。
【００２９】
また、本発明の液体吐出装置は、液体加圧室と、該液体加圧室に液体を導入するための液体導入口と、該液体を吐出するための液体吐出口と、前記液体加圧室の液体を加圧する上記のいずれかに記載の圧電アクチュエータを具備することを特徴とするものであり、特に、前記液体加圧室と、前記液体導入口と、前記液体吐出口とを具備する流路部材の表面に、前記圧電アクチュエータが設けられていることが好ましい。
【００３０】
さらに、本発明の電子機器は、上記の圧電アクチュエータや液体吐出装置を用いたもので、例えばインクジェット方式を利用したプリンタや印刷装置、内部に電極を有する他方式のプリンタや印刷装置として、内部電極を視認できる圧電アクチュエータを好適に利用できる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、透光性圧電体を用いているため、内部電極の形状又は位置を把握でき、焼成後に磁器を検査することによって不良品を見分けることができ、選別した良品を圧電アクチュエータとして組み込むことができ、製品の不良率を低減することができる。
そして、この圧電アクチュエータをプリンタ等の電子機器に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の圧電アクチュエータの構造を示すもので、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は平面図である。
【図２】本発明の液体吐出装置の構造を示す概略断面図である。
【図３】本発明の圧電アクチュエータの他の構造を示す概略断面図である。
【図４】従来の液体吐出装置の配線状態を示すもので、（ａ）は理想的な配線の説明図、（ｂ）は貫通孔が発生した配線の説明図である。
【図５】従来の液体吐出装置を説明するためのもので、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は共通電極に発生した貫通孔の状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明の一実施形態にかかる液体吐出装置を、圧電アクチュエータに応用した場合を例として図面を参照して詳細に説明する。
【００３４】
図１（ａ）は本実施形態の圧電アクチュエータの断面図、図１（ｂ）はその平面図である。図１（ａ）および（ｂ）に示すように、この圧電アクチュエータ１は、振動板２上に、共通電極５、圧電セラミック層４および表面電極６がこの順に積層され、表面電極６が圧電セラミック層４の表面に等間隔で２次元的に複数配列されており、共通電極５、圧電セラミック層４および表面電極６により複数の圧電変位素子７が形成されている。
【００３５】
複数の表面電極６は、それぞれ外部の電子制御回路に独立して接続されている。
各表面電極５に対応する圧電変位素子７は、共通電極５と表面電極６との間に電圧が印加されることにより変位領域７ａが変位する。
【００３６】
このように、表面に複数の圧電変位素子７を配置することにより、微細に分割された空間の特定の位置にのみ液滴を吐出することができ、印刷ヘッドに用いれば、印刷用紙の所定の小さなドットに好みの色調を有するインクを被弾させることができる。
【００３７】
次に、上記の圧電アクチュエータ１を備えたインクジェット方式の印刷ヘッドについて説明する。図２は、印刷ヘッドを示す断面図である。
【００３８】
同図に示すように、この印刷ヘッドは、図１に示した圧電アクチュエータ１を、液体吐出口８を有し、隔壁３ｂにより仕切られた複数の液体加圧室３ａが配列された流路部材３上に、液体加圧室３ａと表面電極６との位置を揃えて接着剤により接着したものである（接着層は図示せず）。
【００３９】
なお、上述したように、圧電アクチュエータの内部に内部電極として設けられた共通電極５と、圧電アクチュエータの表面に設けられた個別電極６は、外部の駆動回路（電子制御回路）に電気的に接続されている。
【００４０】
この駆動回路より共通電極５と表面電極６との間に電圧が印加されると、変位した圧電変位素子７に対応する液体加圧室３ａ内のインクが加圧され、流路部材３の底面に開口した液体吐出孔８よりインク滴が吐出される。
【００４１】
流路部材３は、所定の位置に穿孔された複数の金属薄板の積層体からなるものを用いることができる。
【００４２】
このような圧電アクチュエータを備えた印刷ヘッドは、高速で高精度な吐出が可能であり、高速・精密印刷に好適である。
【００４３】
また、このような圧電アクチュエータを用いた印刷ヘッドは、該印刷ヘッドにインクを供給するインクタンクと、記録紙に印刷するための記録紙搬送機構とを備えたプリンタ等の電子機器として好適に用いられ、プリンタの場合には、高速・高精度印刷を容易に実現することができる。
【００４４】
本発明によれば、上記のような圧電アクチュエータ、即ち圧電セラミック層４と内部電極５とを備えた圧電アクチュエータの圧電セラミック層４が透光性を有し、内部電極の少なくとも一部を視認できることが重要である。
ここで、視認できるとは、内部電極の形状又は特定の端部の位置又はマーカーが目視によ
って確認できることを意味している。
【００４５】
このように、内部電極の少なくとも一部、具体的には、表面に最近接している内部電極が視認できれば、内部電極の不良判定が容易になり、焼成を行って表面電極を形成する前に不良品を選別することができ、その結果、表面電極形成及び流路部材の接着等の後工程を経ることがないため、無駄な作業を低減し、且つ製品コストを低下する効果がある。
【００４６】
本発明によれば、圧電セラミック層４は、Ｐｂ系セラミックスであることが好ましく、少なくともＰｂ、ＺｒおよびＴｉを含むペロブスカイト型結晶を主成分とすることが望ましい。
【００４７】
例えば、Ａサイト構成元素としてＰｂを含有し、且つ、Ｂサイト構成元素としてＺｒおよびＴｉを含有する結晶であり、特に、チタン酸ジルコン酸鉛系化合物であることが、より高いｄ定数を有する安定な圧電焼結体を得るために好ましい。
【００４８】
また、圧電セラミック層４は、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎｉ、Ｓｂ、Ｎｂ、ＺｎおよびＴｅのうち少なくとも１種を含んでいるのが好ましい。これによって、より安定した圧電焼結体を得ることができる。
【００４９】
これらの元素を含む化合物（副成分）としては、例えばＰｂ（Ｚｎ１／３Ｓｂ２／３）Ｏ３およびＰｂ（Ｎｉ１／２Ｔｅ１／２）Ｏ３とを固溶してなるものが挙げられる。
【００５０】
特に、Ａサイト構成元素として、さらにアルカリ土類元素を含有することが望ましい。アルカリ土類元素としては特にＢａ、Ｓｒが高い変位を得られる点で好ましく、Ｂａを０．０２〜０．０８モル、Ｓｒを０．０２〜０．１２モル含むことが特に正方晶組成が主体の組成の場合に大きな変位を得るのに有利である。
【００５１】
例えば、Ｐｂ１−ｘ−ｙＳｒｘＢａｙ（Ｚｎ１／３Ｓｂ２／３）ａ（Ｎｉ１／２Ｔｅ１／２）ｂＺｒ１−ａ−ｂ−ｃＴｉｃＯ３＋αｗｔ％Ｐｂ１／２ＮｂＯ３（０≧ｘ≧０．１４、０≧ｙ≧０．１４、０．０５≧ａ≧０．１、０．００２≧ｂ≧０．０１、０．４４≧ｃ≧０．５０、α＝０．１〜１．０））で表されものが挙げられる。
【００５２】
また、圧電セラミック層４は、主結晶相に３価以上の価数を有する元素を含んでいるのが好ましい。
【００５３】
３価以上の価数を有する元素としては、イオン半径がＰｂ、ＺｒおよびＴｉと近く固溶しやすいことから、特にＬａ、ＮｂおよびＷから選ばれる少なくとも１種が好ましい。
これらの元素は、圧電セラミック層中に固溶しているＡｇと同程度のモル量含有されているのがよく、具体的には０．０１〜０．５モル％であるのがよい。
【００５４】
価数が３価以上の元素の配合量が０．０１モル％より少ないとドナー効果が発揮されず、逆に０．５モル％より多いと結晶相が菱面体結晶側へシフトし、熱的安定性が低下するため、いずれも好ましくない。
【００５５】
圧電セラミック層４の厚みｔは、上限が５０μｍ、好ましくは３０μｍ、より好ましくは１５μｍであるのがよく、下限が３μｍ、好ましくは５μｍ、より好ましくは７μｍであるのがよい。
【００５６】
厚みｔが３〜５０μｍであることにより、視認性を維持しつつ、大きな変位を得ることができるとともに、製造時や作動時の破壊を防止できる十分な機械的強度を備えることが
でき、不良率の低減に寄与することができる。
【００５７】
アクチュエータ１の厚みＴは、表面電極６を含めた圧電基板２の厚みを示すものであり、Ｔが１００μｍ以下であることが重要である。
【００５８】
このように薄層にすることで、大きな変位を得ることができ、また低電圧で高効率の駆動を実現できる。
【００５９】
従って、特に最近のカラープリンタの性能向上に伴う高速化及び高精度化の要求に対して、本発明においては、１００μｍ以下の厚みにすることにより、その要求に対応することができ、アクチュエータ及びそれを用いた印刷ヘッドの高性能化に寄与することができる。
【００６０】
特に、アクチュエータ１としての特性をさらに高めるため、８０μｍ以下、更には６５μｍ以下、より好適には５０μｍ以下が良い。
【００６１】
また、アクチュエータ１の厚みＴの下限値は、十分な機械的強度を有し、取扱い及び作動中の破壊を防止するため、３μｍ、特に５μｍ、更には１０μｍ、より好適には２０μｍであることが好ましい。
【００６２】
振動板２は、絶縁性の高いものであれば良いが、圧電体であること、特に圧電セラミック層４と略同一の熱膨張率を有するものであることが好ましく、圧電セラミック層４と略同一の組成であることがより好ましい。
【００６３】
これにより、同時焼成が可能となり、熱膨張差に起因して焼成時に発生する熱応力によって反りや歪みが生じるのを防止することが容易となる。
また、振動板２は、単層でも良いが、厚みを制御し、焼結後の組成ばらつきや特性ばらつきを抑制するため、積層体であることが好ましい。
【００６４】
本発明によれば、圧電セラミック層４の光透過率が高いほうが、内部をより明確に視認できるために好ましい。
【００６５】
具体的な光透過率は、圧電セラミック層４の厚みが１０〜５０μｍの時に、約２０％以上、特に４０％以上、さらには６０％以上であることが好ましい。
【００６６】
この光透過率の測定は、厚みが１０〜５０μｍの圧電セラミック板を太陽電池上に載置し、白色光を照射して起電力Ｘを測定し、その後圧電セラミックスを載せていない状態での起電力をＹとした場合の圧電セラミックスを太陽電池に載せた時の起電力Ｘとの比Ｘ／Ｙを光透過率として算出した。
【００６７】
また、圧電セラミック層の明度は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系での明度（Ｌ＊）が６０以上、特に７０以上、更には８０以上であることが好ましい。
【００６８】
この明度（Ｌ＊）は色彩色度計により確認することができる。
なお、本発明における測定に用いた色彩色度計は、ミノルタカメラ株式会社製ＣＲ−２２１であった。
【００６９】
このように圧電セラミック層の明度が高いと、明るい色彩を帯びた圧電セラミック層を通して内部の電極を区別することがさらに容易になる。
【００７０】
圧電セラミック層の光透過率を高めるうえで、圧電セラミック層の平均気孔径、気孔率、構成結晶の平均結晶粒径や不純物量も重要な要件であり、平均気孔径としては０．５μｍ以下、特に０．３μｍ以下、更には０．１μｍ以下であることが気孔による光の反射を防止するために好ましい。
【００７１】
また、圧電セラミック層４は気孔率が１％以下、特に０．８％以下、更には０．５％以下であることが、透過率を高める点で好ましい。
【００７２】
圧電セラミック層４の平均結晶粒径は１〜１０μｍ、特に２〜８μｍ、更には２．８〜６μｍの範囲にあるものが良い。
平均結晶粒径が１〜１０μｍの範囲にあれば、結晶粒界による光の反射または散乱が減少し、且つ表面の凹凸によっても光の反射や散乱を減少でき、透光性をさらに高める効果がある。
【００７３】
圧電セラミック層の結晶粒子に含まれる不純物量も透光性に関連しており、不純物量を１質量％以下、特に０．７質量％以下、更には０．５％以下にすることが好ましい。
ここで、不純物とは、圧電セラミック層を構成する圧電セラミックス以外の成分を意味するものである。
【００７４】
特に、圧電セラミック層に含まれるガラス成分（ＳｉＯ２）は、粒界に析出して透光性を劣化させることがあるため、少ない方が好ましい。
具体的には、ＳｉＯ２含有量は５００ｐｐｍ以下、特に４００ｐｐｍ以下、更には３００ｐｐｍ以下であるのがよい。
【００７５】
表面電極６の材質としては、導電性を有するものならば何れでも良く、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｌやそれらの合金などが用いられる。
表面電極６の厚みは、導電性を有しかつ変位を妨げない程度である必要があり、一般に、０．５〜５μｍ程度であり、特に１〜４μｍが好ましい。
【００７６】
共通電極５は、Ａｇを含有しているのが好ましく、特にＡｇ−Ｐｄ合金であるのがより好ましい。
【００７７】
Ａｇ−Ｐｄ合金の場合には、電極材料中のＡｇの比率が９０体積％以上であり、残部がＰｄであるのがよい。
【００７８】
これにより、電極の収縮が抑制され、アクチュエータ焼成時の圧縮残留応力を抑制することができる。
【００７９】
また、Ａｇの比率を高くすることにより、圧電セラミック層４中にＡｇを適度に拡散させて圧電セラミック層４の焼成温度を低下させて圧電セラミック層４の密度を向上させることができる。
【００８０】
共通電極５の厚みとしては、導電性を有しかつ変位を妨げない程度である必要があり、一般に、０．５〜５μｍ程度であり、好ましくは１〜４μｍであるのがよい。
【００８１】
圧電セラミック層４と共通電極５とは、同時に焼成されるのが好ましい。
同時焼成することにより、共通電極５中のＡｇが圧電セラミック層４のＰｂ等の成分と置換固溶し、共通電極５の密着力が増大し、電極剥離を抑制できる。
【００８２】
本発明のアクチュエータをインクジェットプリンタの印刷ヘッドとして用いる場合、圧
電歪定数として、例えばｄ３１モードを利用することができる。
インクジェットプリンタの印刷ヘッドとして十分な吐出能力を発揮し、高速で精細な印刷を実現するために、ｄ３１が２００ｐｍ／Ｖ以上、特に２２５ｐｍ／Ｖ以上、更には２５０ｐｍ／Ｖ以上であることが好ましい。
【００８３】
本発明によれば、図１に示したように圧電セラミック層４からなる活性層が単層からなる圧電アクチュエータ１の場合には勿論、図３のように、活性層２４が複数の圧電アクチュエータ２１の場合でも、一部の内部電極について、位置確認や断線確認を行うことができ、同様の効果が期待できる。
【００８４】
このような積層体においては、圧電変位素子９が単層の場合に比べて変異量を大きくすることができる。
【００８５】
さらに、図１に示した圧電アクチュエータ１のように、共通電極が略全面に設けられた場合は勿論、図４に示したような内部電極が配線パターン１０として形成された場合でも、圧電セラミック層が透光性を備えることにより、理想的な配線（ａ）と貫通孔１１を有する不良な配線（ｂ）とを視認することができ、やはり同様の効果が期待できる。
【００８６】
上記のような圧電アクチュエータ１は、圧電変位素子７の各々において、変位の大きさを独立してかつ十分に制御できる。
したがって、この圧電アクチュエータをインクジェット記録ヘッドに適用することによりインクの吐出量を精密に制御することができるため、高精度な位置合せが可能となり、その結果、吐出ムラの少ない、高品位な印刷が可能となる。
【００８７】
以上のような構成を有する液体吐出装置は、内部の電極形状やマーカーの位置等を視認することができるという特長を有し、インクジェット方式を利用したプリンタや印刷装置、内部に電極を有する他方式のプリンタや印刷装置、又は液体吐出装置として、内部電極を視認できる圧電アクチュエータを好適に利用できる。
【００８８】
次に、本発明のアクチュエータの製造方法を、圧電セラミック層の主結晶相としてＰｂＺｒＴｉＯ３系ペロブスカイト型結晶を用いた場合を例に挙げて説明する。
【００８９】
先ず、原料粉末として、Ｐｂ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＢａＣＯ３、ＺｎＯ、ＳｒＣＯ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＴｅＯ２を準備する。
【００９０】
これらを、ペロブスカイト型結晶の化学量論組成に調整し、混合する。
この混合粉末には、透光性が顕著に低下しない程度に３価以上の価数を有する元素を含有させても良い。３価以上の価数を有する元素としては、Ｌａ、Ｎｂ、Ｗなどが挙げられる。これらの元素は、例えばＮｂ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｌａ２Ｏ３などの酸化物の形態で添加することができる。
【００９１】
上記原料粉末は、高純度原料を用いるのが良い。例えば、ＰＺＴ原料粉末として、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｔｉ以外の金属元素が１質量％以下、特に０．５質量％以下、さらには、０．３質量％以下、より好適には０．１質量％以下、さらに好適には０．０５質量％以下であることが好ましい。
【００９２】
また、混合粉末中のガラス成分（ＳｉＯ２）は少ない方が好ましい。
具体的には、ＳｉＯ２含有量は５００ｐｐｍ以下、好ましくは４００ｐｐｍ以下、より好ましくは３００ｐｐｍ以下であるのがよい。このようにガラス成分は粒界に析出して透光性を劣化させることがある。
【００９３】
ついで、上記のようにして得られた混合粉末を、ロールコーター法、スリットコーター法などの一般的なテープ成形法により、圧電セラミックスと有機組成物からなるテープの成形を行い、グリーンシートを作製する。
【００９４】
グリーンシートの一部には、その表面に表面電極および共通電極を印刷等により形成する。また、所望により、グリーンシートの一部にビアホールを形成し、その内部にビア導体を充填する。
【００９５】
ついで、所望の枚数のグリーンシートを積層して積層体を作製し、さらに該グリーンシートと実質的に同一組成の圧電セラミックスと有機組成物からなる拘束シートを、上記積層体の両面若しくは片面に配置し、加圧密着を行う。
【００９６】
加圧密着した積層体の焼結前積層体密度は４．５ｇ／ｃｍ２以上であるのが好ましい。焼結前積層体密度を４．５ｇ／ｃｍ２以上に上げることにより、より低温での焼成が可能であり、さらに生密度を上げると、Ｐｂの蒸発を抑制することが可能である。
【００９７】
ついで、加圧密着後の積層体を焼成炉の内部に配置し、高濃度酸素雰囲気下で焼成温度が９００℃以上、好ましくは９７０〜１２００℃で焼成することにより、本発明の圧電アクチュエータを得ることができる。
【００９８】
この際、焼結後の主結晶相に含まれる結晶欠陥を低減することがより高い光透過性を得るために好ましい。例えば、冷却速度を遅くしたり、冷却の途中で温度を一定に保持することが効果がある。
【００９９】
また、焼結体の主結晶相の結晶粒径が比較的大きくなるようにすることも、光透過性を高める点で好ましい。その結晶粒径は、１μｍ以上、特に３μｍ以上、更には５μｍ以上、より好適には７μｍ以上が好ましい。
【０１００】
得られた焼結体の表面に表面電極６を形成し、さらに、分極すれば透光性を有する圧電アクチュエータを作製することができる。
【実施例】
【０１０１】
まず、原料として、表１のチタン酸ジルコン酸鉛を含有する圧電体粉末を準備した。
この原料粉末を成形してグリーンシートを作製した。
また、内部電極ペーストを作製した。
得られた内部電極ペーストを、一部のグリーンシートの表面に厚さ４μｍで印刷し、内部電極を形成した。
【０１０２】
グリーンシートと、表面に内部電極を形成したグリーンシートを積層し、得られた積層成形体を表１に示す条件で焼成し、さらに表面電極を形成して、図１に示した圧電アクチュエータを作製した。
【０１０３】
なお、内部電極はＡｇ−Ｐｄ合金、表面電極はＡｕを用いた。
【０１０４】
結晶粒子の平均粒子径は、個別の粒子を円換算して、その径を算出し、平均値を求めた。
焼成支持体の気孔率は、断面を鏡面状態に加工した後、顕微鏡で観察し、所定の面積内にある気孔の面積を求めて算出した。
【０１０５】
不純物量は、蛍光Ｘ線分析法を用いて定量分析を行ない、上位１０元素の合計を算出した。
【０１０６】
気孔率は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察写真から、全面積に対する気孔の占める面積の割合として算出した。気孔径は、気孔の面積を円換算して算出した。
表面粗さＲａは、触針式表面粗さ計を用いて測定した。
【０１０７】
明度はミノルタカメラ株式会社製ＣＲ−２２１装置を用いて上述した方法で測定した。また、光透過率は、起電力を測定する上述の方法で測定した。また、視認の確認は、内部電極の形状が視認できるかどうかで判断した。
【０１０８】
○印は一部でも視認できたもの、×は全く視認できなかったものである。
【０１０９】
【表１】
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【０１１０】
本発明の試料Ｎｏ．２〜２３及び２５〜２９は、内部電極を視認することができた。
【０１１１】
一方、本発明の範囲外の試料Ｎｏ．１、２４は、内部電極を視認することができず、不
良の判定が不可能であった。
【符号の説明】
【０１１２】
１・・・圧電アクチュエータ
２・・・振動板
３・・・流路部材
３ａ・・・液体加圧室
３ｂ・・・隔壁
４・・・圧電セラミック層
５・・・共通電極
６・・・個別電極
７、９・・・圧電変位素子
８・・・液体吐出口
Ｔ・・・アクチュエータの厚み  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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