(57)【要約】  圧電アクチュエータは、圧電体シートと、圧電体シートの表面に設けられた第１の電極と、圧電体シートの裏面に設けられかつ、第１の電極の少なくとも一部に対向する第２の電極と、第１及び第２の電極が設けられた圧電体シートを、その表面側及び裏面側から支持する固定部と、を備える。前記固定部と前記第１の電極との間、及び、固定部と第２の電極との間にはそれぞれ、圧電体シートと固定部との相対変位を許容する滑り層が設けられる。
2010010665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面及び裏面を有する圧電体シートと、
前記圧電体シートの前記表面に設けられた第１の電極と、
前記圧電体シートの前記裏面に設けられかつ、前記第１の電極の少なくとも一部に対向する第２の電極と、
前記第１及び第２の電極が設けられた前記圧電体シートを、その表面側及び裏面側から支持する固定部と、
前記固定部と前記第１の電極との間、及び、前記固定部と前記第２の電極との間にそれぞれ設けられかつ、前記圧電体シートと前記固定部との相対変位を許容する滑り層と、
を備えている圧電アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１記載の圧電アクチュエータであって、
前記圧電体シート、前記第１及び第２の電極、並びに前記滑り層を積層した積層体を、前記固定部を間に挟んで複数積層することによってアクチュエータブロックを成している圧電アクチュエータ。
【請求項３】
請求項２記載の圧電アクチュエータであって、
前記固定部は、分極処理されていない圧電体によって構成されている圧電アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１記載の圧電アクチュエータであって、
前記滑り層は、主にモリブデン化合物からなる圧電アクチュエータ。
【請求項５】
請求項４記載の圧電アクチュエータであって、
前記滑り層は、主に二硫化モリブデンからなる圧電アクチュエータ。
【請求項６】
請求項１記載の圧電アクチュエータであって、
前記滑り層は、主にグラファイトからなる圧電アクチュエータ。
【請求項７】
請求項１記載の圧電アクチュエータであって、
前記滑り層は、主に窒化ケイ素からなる圧電アクチュエータ。
【請求項８】
請求項７記載の圧電アクチュエータであって、
前記滑り層は、主にβ−窒化ケイ素からなる圧電アクチュエータ。
【請求項９】
請求項１記載の圧電アクチュエータであって、
前記滑り層は、主に六方晶窒化硼素からなる圧電アクチュエータ。
【請求項１０】
請求項１記載の圧電アクチュエータであって、
前記第１の電極は、前記圧電体シートを変位させるための制御電位が与えられる制御電極であり、
前記第２の電極は、グランド電極である圧電アクチュエータ。
【請求項１１】
請求項１０記載の圧電アクチュエータであって、
前記第１及び第２の電極は、主にグラファイトからなる圧電アクチュエータ。
【請求項１２】
請求項１記載の圧電アクチュエータであって、
前記滑り層は、柔軟材で構成されている圧電アクチュエータ。
【請求項１３】
請求項１記載の圧電アクチュエータであって、
前記圧電体シートは、圧電定数ｄ３１方向に変位する変位端面を有する圧電アクチュエータ。
【請求項１４】
請求項２記載の圧電アクチュエータであって、
前記第１の電極に接続された取出電極、及び、前記第２の電極に接続された取出電極をさらに備え、
前記アクチュエータブロックにおいて、前記積層方向に直交する方向を向いた面でかつ、前記第１及び第２の電極が配置されている側の面は、駆動端面であり、
前記取出電極は、前記積層方向に直交する方向に延びて、前記アクチュエータブロックにおける、前記駆動端面とは反対側の電極端面に露出している圧電アクチュエータ。
【請求項１５】
請求項１４記載の圧電アクチュエータであって、
前記アクチュエータブロックにおける前記電極端面には、基板が直接接続されている圧電アクチュエータ。
【請求項１６】
請求項１５記載の圧電アクチュエータであって、
前記基板は、ＡＣＦにより前記アクチュエータブロックに接続されている圧電アクチュエータ。
【請求項１７】
請求項１４記載の圧電アクチュエータであって、
前記基板は、フレキシブル基板である圧電アクチュエータ。
【請求項１８】
請求項１４記載の圧電アクチュエータであって、
前記基板は、リジッド基板である圧電アクチュエータ。
【請求項１９】
請求項１８記載の圧電アクチュエータであって、
前記リジッド基板は、前記アクチュエータブロックの前記電極端面に対向するＴＦＴを含んで構成されている圧電アクチュエータ。
【請求項２０】
請求項２記載の圧電アクチュエータであって、
前記アクチュエータブロックにおいて前記積層方向の最も外側に位置する前記固定部は、他の固定部と比較して厚みが薄い圧電アクチュエータ。
【請求項２１】
請求項１記載の圧電アクチュエータであって、
前記圧電体シート及び前記固定部は、前記滑り層を介して、境界面方向に沿う方向に相対的に変位する圧電アクチュエータ。
【請求項２２】
圧電アクチュエータと、
この圧電アクチュエータによって、その一部が区画される、少なくとも１の圧力室と、
前記圧力室に連通する、少なくとも１のノズルと、を備え、前記圧電アクチュエータの駆動によって前記圧力室内に充填された液体に圧力を加えて、前記ノズルから液滴を吐出する液体吐出ヘッドであって、
前記圧電アクチュエータは、
表面及び裏面を有しかつ、当該表面及び裏面間の端面が前記圧力室の一部を区画する圧電体シートと、
前記圧電体シートの前記表面に設けられた第１の電極と、
前記圧電体シートの前記裏面に設けられかつ、前記第１の電極の少なくとも一部に対向する第２の電極と、
前記第１及び第２の電極が設けられた前記圧電体シートを、その表面側及び裏面側から支持する固定部と、
前記固定部と前記第１の電極との間、及び、前記固定部と前記第２の電極との間にそれぞれ設けられかつ、前記圧電体シートと前記固定部との相対変位を許容する滑り層と、
を備えている液体吐出ヘッド。
【請求項２３】
請求項２２記載の液体吐出ヘッドであって、
前記圧電アクチュエータと前記圧力室との間には、被覆層が配設されている液体吐出ヘッド。
【請求項２４】
請求項２２記載の液体吐出ヘッドであって、
前記圧力室に前記液体を供給する循環流路と、
前記循環流路の途中に設けられたフィルターと、をさらに備えている液体吐出ヘッド。
【請求項２５】
請求項２２記載の液体吐出ヘッドであって、
前記ノズルは、主走査方向に対し傾斜したノズル列を構成するように配置され、
前記圧電アクチュエータは、前記圧電体シート、前記第１及び第２の電極、並びに前記滑り層を積層した積層体を、前記固定部を間に挟んで複数積層することによって構成されたアクチュエータブロックを複数、含んでおり、
前記複数のアクチュエータブロックは、前記主走査方向に並設されていると共に、当該各アクチュエータブロックは、前記圧電体シートの前記端面の延びる方向が、前記傾斜したノズル列に一致するように、前記主走査方向に対して傾いて配置されている液体吐出ヘッド。
【請求項２６】
一対の圧電体シートを積層した第１圧電体層と、
前記一対の圧電体シートの間に設けられた第１の電極と、
前記第１圧電体層に対して積層された第２圧電体層と、
前記第１圧電体層と前記第２圧電体層との間に設けられた第２の電極と、
前記第１圧電体層と前記第２圧電体層との間に介在しかつ、前記第１圧電体層と前記第２圧電体層との間の相対変位を許容する滑り層と、を備えている圧電アクチュエータ。
【請求項２７】
請求項２６記載の圧電アクチュエータであって、
前記第２圧電体層は、前記第１圧電体層を間に挟んだ両側それぞれに積層され、
前記第２の電極は、前記第１圧電体層と前記２つの第２圧電体層との間のそれぞれに配置されている圧電アクチュエータ。
【請求項２８】
第１の圧電体シートと、
前記第１の圧電体シートに対し積層される滑り層と、
前記滑り層に対し積層される共通電極と、
前記滑り層及び共通電極を間に挟んで前記第１の圧電体シートに積層される第２の圧電体シートと、
前記第２の圧電体シートに積層される制御電極と、
前記制御電極を間に挟んで前記第２の圧電体シートに積層される第３の圧電体シートと、
前記第３の圧電体シートに対し積層される別の共通電極と、
前記別の共通電極に対し積層される別の滑り層と、
前記別の共通電極及び別の滑り層を間に挟んで前記第３の圧電体シートに積層される第４の圧電体シートと、で構成される積層体を、少なくとも一つ備え、
前記積層方向に直交する方向を向いた前記積層体の駆動端面において、前記第２及び第３の圧電体シートによって構成される部分が、前記制御電極と共通電極との間に電圧を印加したときに、前記積層方向に直交する方向に変位する変位部とされている圧電アクチュエータ。
【請求項２９】
請求項２８記載の圧電アクチュエータであって、
前記積層体を複数備え、
前記複数の積層体は、前記駆動端面が前記積層方向に並ぶように互いに積層されている圧電アクチュエータ。
【請求項３０】
その表面に互いに異なる所定の電極パターンがそれぞれ形成された複数種の圧電体シートを積層することによって構成されたアクチュエータブロックを複数備え、
前記各アクチュエータブロックにおいて前記積層方向に直交する方向を向いた駆動端面には、前記電極を含みかつ圧電素子として機能する複数の圧電素子部と、各圧電素子部に対し滑り層を介して隣接してその圧電素子部を支持する複数の固定部とが設けられていると共に、当該複数の圧電素子部及び固定部は、前記積層方向である主走査方向に対し交互に配置されることによって、少なくとも１列の圧電素子列を構成しており、
前記複数のアクチュエータブロックは、前記駆動端面において前記圧電素子列が主走査方向に延設されると共に当該圧電素子列が当該主走査方向に直交する副走査方向に複数並設されるように、前記主走査方向及び前記副走査方向のそれぞれの方向に対して互いに接合されている圧電アクチュエータ。
【請求項３１】
請求項３０記載の圧電アクチュエータであって、
前記副走査方向に接合される複数のアクチュエータブロックは、前記各圧電素子列における圧電素子部の位置が、前記副走査方向に並ぶ複数の圧電素子列間で互いに異なるように、前記主走査方向に位置をずらして接合されている圧電アクチュエータ。
【請求項３２】
請求項３１記載の圧電アクチュエータであって、
前記副走査方向に接合される複数の積層体ブロックの位置ずれ量は、前記圧電体シートの厚みに基づいて設定されている圧電アクチュエータ。
【請求項３３】
複数の圧電体シートを積層して形成される積層端面に、この積層端面の法線方向に変位する変位部位を備える圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記積層端面には、前記圧電体シートと、前記積層された圧電体シート間の滑り方向の摩擦を低減する滑り層と、制御電極と、共通電極とが積層されており、
圧電体シートＡ、前記滑り層、前記共通電極、
圧電体シートＢ、前記制御電極、
圧電体シートＣ、前記共通電極、前記滑り層、及び、
圧電体シートＤ
をこの順序で繰り返して積層する圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項３４】
複数の圧電体シートを積層して形成される積層端面に、この積層端面の法線方向に変位する変位部位を備える圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記積層端面には、前記圧電体シートと、前記積層された圧電体シート間の滑り方向の摩擦を低減する滑り層と、制御電極と、共通電極とが積層されており、
圧電体シートＡ、前記滑り層、前記共通電極、
圧電体シートＢ、前記制御電極、
圧電体シートＣ、前記共通電極、及び、前記滑り層、
をこの順序で繰り返して積層する圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項３５】
複数の圧電体シートを積層して形成される積層端面に、この積層端面の法線方向に変位する変位部位を備える圧電アクチュエータの製造方法であって、
ｉ）圧電体シートＡの前記変位部位に相当する部分に、前記積層された圧電体シート間の滑り方向の摩擦を低減する滑り層と、共通電極とを形成する工程、
ii）工程ｉ）で形成された滑り層及び共通電極を挟んで、前記圧電体シートＡに対して圧電体シートＢを積層し、この圧電体シートＢの前記変位部位に相当する部分に、制御電極を形成する工程、
iii）工程ii）で形成された制御電極を挟んで、前記圧電体シートＢに対して圧電体シートＣを積層し、この圧電体シートＣの前記変位部位に相当する部分に、共通電極と滑り層とを形成する工程、
iv）工程iii）で形成された共通電極及び滑り層を挟んで、前記圧電体シートＣに対して圧電体シートＤを積層する工程、及び
ｖ）前記の各工程によって作成された積層体を焼結する工程、
を含む圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項３６】
請求項３５記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記工程iv）の後に、さらに
vi）前記圧電体シートＤに対して前記圧電体シートＡを積層する工程、
を行い、
前記工程ｉ），ii），iii），iv），vi）を繰り返し、その後に工程ｖ）を行う圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項３７】
複数の圧電体シートを積層して形成される積層端面に、この積層端面の法線方向に変位する変位部位を備える圧電アクチュエータの製造方法であって、
ｉ）圧電体シートＡの前記変位部位に相当する部分に、前記積層された圧電体シート間の滑り方向の摩擦を低減する滑り層と、共通電極とを形成する工程、
ii）工程ｉ）で形成された滑り層及び共通電極を挟んで、前記圧電体シートＡに対して圧電体シートＢを積層し、この圧電体シートＢの前記変位部位に相当する部分に、制御電極を形成する工程、
iii）工程ii）で形成された制御電極を挟んで、前記圧電体シートＢに対して圧電体シートＣを積層し、この圧電体シートＣの前記変位部位に相当する部分に、共通電極と滑り層とを形成する工程、及び
iv）前記の各工程によって作成された積層体を焼結する工程、
を含む圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項３８】
請求項３７記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記工程iii）の後に、さらに
ｖ）工程iii）で形成された共通電極及び滑り層を挟んで、前記圧電体シートＣに対して前記圧電体シートＡを積層する工程、
を行い、
前記工程ｉ），ii），iii），ｖ）を繰り返し、その後に工程iv）を行う圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項３９】
請求項３３記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記制御電極の形成、前記共通電極の形成、及び前記滑り層の形成を、それぞれ印刷法によって行う圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項４０】
請求項３３記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記各圧電体シートにおける前記積層端面を構成する側の端面において、前記電極形成部分とは異なる位置に、前記圧電体シートの積層時に位置決めに用いられる切り欠きを予め設ける圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項４１】
主走査方向及びそれに直交する副走査方向の双方に拡がる駆動端面に、制御電極と共通電極とを含みかつ前記駆動端面に直交する方向に変位する複数の圧電素子部、及び各圧電素子部を支持する複数の固定部が、前記主走査方向に交互に並んで列状に配置されることで圧電素子列を構成すると共に、当該圧電素子列が少なくとも一つ設けられた圧電アクチュエータを製造する方法であって、
前記各圧電素子部及び各固定部の間には、圧電素子部が固定部に対しその境界面に沿って相対変位することを許容する滑り層が介設されており、
ｉ）前記制御電極と共通電極とを含むパターンであって、互いに異なる電極パターンをその表面にそれぞれ作成すると共に、前記電極の上面又は下面に前記滑り層を印刷法によって形成した複数種類の圧電体シートを作成する工程、
ii）前記複数種類の圧電体シートを、所定の順番で積層することによって、前記制御電極及び共通電極を積層方向に所定の配置に並べ、それによって前記圧電素子列を形成する工程、及び、
iii）前記の各工程によって作成された積層体を焼結する工程
を含み、
前記各圧電体シートには、前記駆動端面を形成する一端部に制御電極を形成していると共に、その制御電極に接続される取出電極を、前記駆動端面側とは逆側の他端部にまで延ばして形成しており、
前記圧電体シートの作成工程は、
グリーンシートを所定形状に切り出す工程、
前記グリーンシートにおける他端部に、厚み方向に貫通する貫通孔を形成する工程、及び、
前記グリーンシートの表面及び前記貫通孔の内周面に対し導電性材料を印刷することによって、前記制御電極及び当該制御電極と前記貫通孔とを互いに接続する取出電極を作成する工程、を含み、
iv）前記積層体を焼結した後に、前記貫通孔を通る位置において前記積層体の他端部を切り落とすことによって、前記貫通孔の内周面をその切断面に露出させる工程、
をさらに含む圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項４２】
請求項４１記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、
ｖ）前記切断面に対して基板を直接接合することによって、前記各貫通孔の内周面と前記基板との間を電気的に接続する工程、
をさらに含む圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項４３】
請求項４１記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、
vi）前記焼結した積層体を複数用意し、前記主走査方向及び副走査方向の少なくとも一方の方向に、前記複数の焼結積層体を互いに接合する工程をさらに含む圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項４４】
請求項４３記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記複数の焼結積層体は、前記主走査方向に対しては、前記各圧電素子列が前記主走査方向に連続するように接合する圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項４５】
請求項４３記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記複数の焼結積層体は、前記副走査方向に対しては、前記副走査方向に並ぶ圧電素子部の位置が主走査方向に互いにずれるように接合する圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項４６】
請求項４１記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記圧電アクチュエータは、その変形駆動によって圧力室内の液体に圧力を印加して、当該圧力室に連通するノズルから液体を吐出させる液体吐出ヘッドに用いられるアクチュエータであり、
vii）前記積層体を焼結した後に、当該焼結積層体の駆動端面に対して切削処理を施すことによって、前記圧力室を区画する区画壁を形成する工程をさらに含む圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項４７】
請求項４６記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記各圧電素子列における圧電素子部の位置は、前記副走査方向に並ぶ圧電素子列間において、前記主走査方向に順にずれており、
前記切削処理は、複数の圧電素子列に亘って各圧電素子部の位置を通るように、前記副走査方向に対して斜め方向に行う圧電アクチュエータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示する技術は、圧電アクチュエータ、それを備えた液体吐出ヘッド及び圧電アクチュエータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の媒体に向かって液体を吐出することによって、その媒体上に所定のパターンを形成する液体吐出ヘッドは、液体が充填される圧力室と、圧力室に連通するノズルと、圧力室内の液体に圧力を印加する圧電アクチュエータと、を少なくとも備えている。つまり、液体吐出ヘッドは、圧電アクチュエータが変形駆動することによって圧力室内の液体に対し圧力を加え、それによってノズルから液体を吐出する。【０００３】
例えば特許文献１には、多数のノズルを並べてノズル列を構成すると共に、そのノズル一つ一つに対応するように、多数の圧力室を並べて配置した液体吐出ヘッドが開示されている。この液体吐出ヘッドの圧電アクチュエータは、板状の圧電体層とそれを挟持するように圧電体層に対し積層される２つの板状電極とを含む圧電素子部を複数含んで構成されている。具体的にこの圧電アクチュエータでは、ノズルピッチ（ノズルとノズルとの間隔）に対応するように各圧電素子部が薄板形状を有しており、その薄板形状の各圧電素子部における基端側の部分同士が、絶縁層をその間に挟んで互いに接合されている。このため、この圧電アクチュエータは、複数の圧電素子部が櫛歯状に並ぶブロック状に構成されている。【０００４】
また、例えば特許文献２には、積層圧電体として機能させる圧電素子部と、圧電体としては機能させない非圧電素子部とを、圧力室の列方向に交互に並べて配置した圧電アクチュエータを有する液体吐出ヘッドが開示されている。この圧電アクチュエータは、複数枚のグリーンシートを、圧力室の列方向に直交する高さ方向に積層することによって積層圧電体のブロックを構成すると共に、このブロックに対し、前記積層方向に貫通するスリットを、圧力室の列方向に沿って所定の間隔を空けて複数、設けており、このスリットが圧電素子部と非圧電体素子部とを互いに区画するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−０２９９６５号公報
【特許文献２】特開２００２−２９２８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、こうした液体吐出ヘッドにおいて、パターン形成に係る解像度をさらに高めようとすると、ノズルピッチをさらに狭くしなければならない。ノズルピッチを狭くすることに伴い、各ノズルが連通する各圧力室の幅（ノズル列方向の幅）も狭くなるため、各圧力室に接合される各圧電素子部の幅も狭くしなければならない。【０００７】
一方で、こうした液体吐出ヘッドにおいて、高粘度の液体を吐出可能にしようとすると、圧力室内の液体に印加する圧力をさらに高める必要があり、各圧電素子部の変位量を大きくすることが必要となる。【０００８】
液体吐出ヘッドにおいて、パターン形成に係る解像度をさらに高めようとすると、次のような問題を生じることに発明者は気づいた。つまり、解像度を高めようとするとノズルピッチをさらに狭くしなければならず、ノズルピッチを狭くすることに伴い、各ノズルが連通する各圧力室の幅（ノズル列方向の幅）も狭くなる。このため、特許文献１に開示されている液体吐出ヘッドにおいては、各圧力室に接合される各圧電素子部の幅を狭くしつつ、圧電素子部同士の間隔を狭くしなければならない。この構成は、各圧電素子部の剛性を確保することを困難にする。それと共に、高粘度の液体を吐出可能にしようとすると、圧力室内の液体に印加する圧力をさらに高める必要があり、各圧電素子部の変位量を大きくすることが必要となる。特許文献１に開示されている液体吐出ヘッドにおいては、各圧電素子部の高さ（櫛歯状に突出する高さ）を高くしなければならない。しかしながらこうした構造の圧電アクチュエータもまた、各圧電素子部の剛性を確保することが困難である。【０００９】
特許文献２に開示されている液体吐出ヘッドにおいても同様に、解像度を高めようとしたり、高粘度の液体を吐出可能にしようとしたりすると、圧電素子部同士の間隔を狭くすると共に、その圧電素子部の高さを高くしなければならない。このことは、積層された圧電素子部の面積を小さくして、各圧電素子部の剛性を確保することを困難にする。【００１０】
さらに、特許文献１、特許文献２で開示された構成はいずれも、圧電素子部同士の間に空間的な隙間が存在している。この隙間は、隣接する圧力室を独立して駆動する際の物理的なクロストーク（干渉）を防止する。しかしながら、ノズルピッチを小さくしようとしたときには、隙間そのものの存在及び隙間の加工精度の観点で、工法上の問題を生じさせる。【００１１】
ここに開示する技術は、少なくとも一つの圧電素子部を含む圧電アクチュエータにおいて、その圧電素子部の厚みを薄くしたりその高さを高くしたりしても十分な剛性を確保しつつ、その変位量を増大可能にする点で有用である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
ここに開示する圧電アクチュエータは、表面及び裏面を有する圧電体シートと、前記圧電体シートの前記表面に設けられた第１の電極と、前記圧電体シートの前記裏面に設けられかつ、前記第１の電極の少なくとも一部に対向する第２の電極と、前記第１及び第２の電極が設けられた前記圧電体シートを、その表面側及び裏面側から支持する固定部と、前記固定部と前記第１の電極との間、及び、前記固定部と前記第２の電極との間にそれぞれ設けられかつ、前記圧電体シートと前記固定部との相対変位を許容する滑り層と、を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
前記の圧電アクチュエータでは、圧電体シートと第１及び第２の電極とを含んで構成される圧電素子部は、滑り層を介して固定部で支持される。その結果、圧電素子部の厚みを薄くしても、また、圧電素子部の高さを高くしても、圧電素子部の剛性は確保され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】図１Ａは、例示的ヘッドユニットの斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、ヘッドユニットのノズル面を示す説明図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、ヘッドユニットを複数備えた例示的ラインヘッドの構成図である。
【図２】図２は、例示的ヘッドユニットの断面図である。
【図３】図３は、ヘッドユニットの内部構造を示す要部斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、ヘッドユニットの断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、ヘッドユニットの拡大断面図である。
【図５】図５は、ヘッドユニットにおいて、ノズルプレート側から圧電アクチュエータを見た構成図である。
【図６】図６は、液体の循環システムを示した概略構成図である。
【図７】図７は、圧電アクチュエータに印加される駆動電圧波形を示す説明図である。
【図８Ａ】図８Ａは、制御電極に正電圧を印加した時の圧電アクチュエータの状態を示す説明図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、制御電極に負電圧を印加した時の圧電アクチュエータの状態を示す説明図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、制御電極にグランド電位を印加した時の圧電アクチュエータの状態を示す説明図である。
【図９】図９は、例示的ラインヘッドのノズル面を示す平面図、例示的ヘッドユニットの一部を示す平面図、及び、例示的圧電アクチュエータの一部を示す平面図である。
【図１０】図１０は、図９のＸ−Ｘ断面に相当するヘッドユニットの断面説明図である。
【図１１】図１１は、圧電アクチュエータの斜視図である。
【図１２】図１２は、圧電アクチュエータの分解斜視図である。
【図１３】図１３は、圧電体シートの平面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、圧電アクチュエータの電極端面を示す斜視図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、電極端面の拡大図である。
【図１５】図１５は、圧電アクチュエータ製造時における圧電体シートの積層状態を示す斜視図である。
【図１６】図１６は、積層体の端部を示す斜視図である。
【図１７】図１７は、圧電アクチュエータに対してフレキシブル配線基板を取り付ける構造を示す斜視説明図である。
【図１８】図１８は、圧電アクチュエータに対してリジッド基板を取り付ける構造を示す斜視説明図である。
【図１９】図１９は、アクチュエータ駆動回路の一例を示す断面図である。
【図２０】図２０は、アクチュエータ駆動回路の回路図である。
【図２１】図２１は、例示的ヘッドユニットを示す断面図である。
【図２２】図２２は、例示的ヘッドユニットを示す断面図である。
【図２３】図２３は、例示的ヘッドユニットを示す断面図である。
【図２４】図２４は、圧電アクチュエータの切削方向を示す説明図である。
【図２５】図２５は、圧電アクチュエータの製造概念を示す説明図である。
【図２６】図２６は、圧電アクチュエータの製造概念を示す説明図である。
【図２７】図２７は、圧電体シートの電極パターンの変形例を示す説明図である。
【図２８】図２８は、図２７に示す圧電体シートを積層した状態を示す要部斜視図である。
【図２９】図２９は、圧電アクチュエータの製造工程を示す断面図である。
【図３０】図３０は、圧電アクチュエータの断面図、及び、その製造工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
例示的圧電アクチュエータは、表面及び裏面を有する圧電体シートと、前記圧電体シートの前記表面に設けられた第１の電極と、前記圧電体シートの前記裏面に設けられかつ、前記第１の電極の少なくとも一部に対向する第２の電極と、前記第１及び第２の電極が設けられた前記圧電体シートを、その表面側及び裏面側から支持する固定部と、前記固定部と前記第１の電極との間、及び、前記固定部と前記第２の電極との間にそれぞれ設けられかつ、前記圧電体シートと前記固定部との相対変位を許容する滑り層と、を備えている。ここで、滑り層は、固定部と第１の電極との間、及び、固定部と第２の電極との間に位置していればよく、第１の電極及び第２の電極に対して直接的に接触していてもよいし、直接的に接触していなくてもよい。例えば、第１の電極と滑り層との間に、別の圧電体シートが介在していたり、第２の電極と滑り層との間に、別の圧電体シートが介在していてもよい。
【００１６】
この構成によると、圧電体シートと第１及び第２の電極とを含んで構成される圧電素子部は、滑り層を介して固定部で支持されることになる。このため、圧電素子部の厚みを薄くしても、また、圧電素子部の高さを高くしても、圧電素子部の剛性は確保される。
【００１７】
前記圧電アクチュエータは、前記圧電体シート、前記第１及び第２の電極、並びに前記滑り層を積層した積層体を、前記固定部を間に挟んで複数積層することによってアクチュエータブロックを成している、としてもよい。この構成は、圧電アクチュエータの配置密度を大きくし得る。
【００１８】
前記固定部は、分極処理されていない圧電体によって構成されている、としてもよい。固定部を圧電体シートと同じ材料にすることは、圧電体の焼結の際の歪を解消する。
【００１９】
前記滑り層は、主にモリブデン化合物からなる、としてもよい。前記滑り層は、主に二硫化モリブデンからなる、としてもよい。これによって、圧電体シートと固定部との相対変位が良好になり得る。前記滑り層は、主にグラファイトからなる、としてもよい。前記滑り層は、主に窒化ケイ素からなる、としてもよい。前記滑り層は、主にβ−窒化ケイ素からなる、としてもよい。前記滑り層は、主に六方晶窒化硼素からなる、としてもよい。
【００２０】
前記第１の電極は、前記圧電体シートを変位させるための制御電位が与えられる制御電極であり、前記第２の電極は、グランド電極である、としてもよい。
【００２１】
この構成は、制御電極に制御電位を付与することによって、圧電体シートの変位量の制御を可能にする。
【００２２】
前記第１及び第２の電極は、主にグラファイトからなる、としてもよい。この構成は、電極と滑り層とを兼用させ、圧電アクチュエータの構成をより簡易にする。
【００２３】
前記滑り層は、柔軟材で構成されている、としてもよい。
【００２４】
前記圧電体シートは、圧電定数ｄ３１方向に変位する変位端面を有する、としてもよい。変位端面が直接的に液体を押し出し、圧電アクチュエータの実質的な駆動力が大幅に向上する。
【００２５】
前記圧電アクチュエータは、前記第１の電極に接続された取出電極、及び、前記第２の電極に接続された取出電極をさらに備え、前記アクチュエータブロックにおいて、前記積層方向に直交する方向を向いた面でかつ、前記第１及び第２の電極が配置されている側の面は、駆動端面であり、前記取出電極は、前記積層方向に直交する方向に延びて、前記アクチュエータブロックにおける、前記駆動端面とは反対側の電極端面に露出している、としてもよい。
【００２６】
この構成は、圧電アクチュエータの駆動端面（液体の吐出側）とは反対側の面から制御用の電極を取り出すことを可能にし、複数の圧電アクチュエータを組み合わせてラインヘッド等を構成するときの小型化を可能にする。
【００２７】
前記アクチュエータブロックにおける前記電極端面には、基板が直接接続されている、としてもよい。前記基板は、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）により前記アクチュエータブロックに接続されている、としてもよい。
【００２８】
前記基板は、フレキシブル基板である、としてもよい。また、前記基板は、リジッド基板である、としてもよい。前記リジッド基板は、前記アクチュエータブロックの前記電極端面に対向するＴＦＴを含んで構成されている、としてもよい。
【００２９】
前記アクチュエータブロックにおいて前記積層方向の最も外側に位置する前記固定部は、他の固定部と比較して厚みが薄い、としてもよい。複数のアクチュエータブロックを並べて配置して長尺化するときに、圧電素子部間のピッチが、隣り合うアクチュエータブロック間に跨って一定になる。
【００３０】
前記圧電体シート及び前記固定部は、前記滑り層を介して、境界面方向に沿う方向に相対的に変位する、としてもよい。
【００３１】
例示的液体吐出ヘッドは、前述の圧電アクチュエータと、この圧電アクチュエータによって、その一部が区画される、少なくとも１の圧力室と、前記圧力室に連通する、少なくとも１のノズルと、を備え、前記圧電アクチュエータの駆動によって前記圧力室内に充填された液体に圧力を加えて、前記ノズルから液滴を吐出する。この液体吐出ヘッドは、吐出力が大きくかつ高解像度を実現し得る。
【００３２】
前記圧電アクチュエータと前記圧力室との間には、被覆層が配設されている、としてもよい。被覆層は、液体と圧電アクチュエータとが直接的に接することを防止するため、吐出可能な液体の種類の制限を無くす上で有利である。
【００３３】
前記液体吐出ヘッドは、前記圧力室に前記液体を供給する循環流路と、前記循環流路の途中に設けられたフィルターと、をさらに備えている、としてもよい。圧力室内にある異物は、フィルターによって除去される。
【００３４】
前記ノズルは、主走査方向に対し傾斜したノズル列を構成するように配置され、前記圧電アクチュエータは、前記圧電体シート、前記第１及び第２の電極、並びに前記滑り層を積層した積層体を、前記固定部を間に挟んで複数積層することによって構成されたアクチュエータブロックを複数、含んでおり、前記複数のアクチュエータブロックは、前記主走査方向に並設されていると共に、当該各アクチュエータブロックは、前記圧電体シートの前記端面が前記ノズル列の傾斜に沿うように、前記主走査方向に対して傾いて配置されている、としてもよい。
【００３５】
例示的圧電アクチュエータは、一対の圧電体シートを積層した第１圧電体層と、一対の圧電体シートの間に設けられた第１電極と、第１圧電体層に対して積層された第２圧電体層と、第１圧電体層と第２圧電体層との間に設けられた第２電極とを備え、第１圧電体層と第２圧電体層の積層方向と直交する方向において、第１圧電体層と第２圧電体層によって形成される面を駆動端面、第１圧電体層によって形成される面を変位端面、第２圧電体層によって形成される面を静止端面とするとき、第１電極及び第２電極は、駆動端面の側に配置されており、第１電極と第２電極との間に電圧を印加したときに、第１圧電体層が、第２圧電体層に対し、その層間境界面に沿って相対変位することにより、駆動端面において、変位端面が静止端面に対して相対的に変位するよう構成されている。
【００３６】
この構成によると、第１圧電体層に対して、第２圧電体層が積層されていることによって、第１圧電体層は、その層間境界面の全体で第２圧電体層に支持されることになる。このため、第１圧電体層の厚みを薄くしても、その第１圧電体層を含んで構成される圧電素子部の剛性は確保される。
【００３７】
また、圧電素子部の長さは、前記層間境界面に対し平行に配置される第１及び第２電極の長さによって設定される。従って、第１及び第２電極の長さを長くしても、前述したように、第１圧電体層は第２圧電体層に支持されているため、圧電素子部の剛性は確保される。
【００３８】
よって、圧電素子部の厚みを薄くしたりその長さを長くしたりしても十分な剛性を確保しつつ、第１及び第２電極の長さを長くすることによって、その変位量を増大可能にすることが実現する。
【００３９】
前記第２圧電体層は、前記第１圧電体層を挟んだ両側それぞれに積層され、前記第２電極は、前記第１圧電体層と前記２つの第２圧電体層との間のそれぞれに配置されている、としてもよい。
【００４０】
前記圧電アクチュエータは、前記第１圧電体層と前記第２圧電体層との間に介在しかつ、前記第１圧電体層と前記第２圧電体層との間の相対変位を許容する、固体潤滑材で構成された滑り層をさらに備えている、としてもよい。
【００４１】
こうすることで、電極間への電圧印加に伴い、第１圧電体層が第２圧電体層に対して相対変位するときに、その変位に対する抵抗力が大幅に低減する。その結果、圧電アクチュエータの変換効率が高まる。
【００４２】
前記第１電極及び当該第１電極に接続される取出電極は、前記一対の圧電体シートのいずれか一方のシートの表面に、所定のパターンで形成されている、としてもよい。また、前記第２電極及び当該第２電極に接続される取出電極は、前記第１圧電体層の表面及び第２圧電体層の表面の少なくとも一方に、所定のパターンで形成されている、としてもよい。
【００４３】
前記第２圧電体層は、複数の圧電体シートを積層することによって構成されている、としてもよい。
【００４４】
例示的圧電アクチュエータは、第１の圧電体シートと、前記第１の圧電体シートに対し積層される、固体潤滑材からなる滑り層と、前記滑り層に対し積層される共通電極と、前記滑り層及び共通電極を間に挟んで前記第１の圧電体シートに積層される第２の圧電体シートと、前記第２の圧電体シートに積層される制御電極と、前記制御電極を間に挟んで前記第２の圧電体シートに積層される第３の圧電体シートと、前記第３の圧電体シートに対し積層される別の共通電極と、前記別の共通電極に対し積層される別の滑り層と、前記別の共通電極及び別の滑り層を間に挟んで前記第３の圧電体シートに積層される第４の圧電体シートと、で構成される積層圧電体を、少なくとも一つ備え、前記積層方向に直交する方向を向いた前記積層圧電体の駆動端面において、前記第２及び第３の圧電体シートによって構成される部分が、前記制御電極と共通電極との間に電圧を印加したときに、前記積層方向に直交する方向に変位する変位端面とされている。
【００４５】
前記圧電アクチュエータは、前記積層圧電体を複数備え、前記複数の積層圧電体は、前記駆動端面が前記積層方向に並ぶように互いに積層されている、としてもよい。
【００４６】
例示的圧電アクチュエータは、その表面に互いに異なる所定の電極パターンがそれぞれ形成された、第１の圧電体シート、第２の圧電体シート、第３の圧電体シート及び第４の圧電体シートを、この順番で繰り返し積層することによって構成されるアクチュエータブロックを備え、前記アクチュエータブロックにおいて前記積層方向に直交する方向を向いた駆動端面には、前記電極を含みかつ圧電素子として機能する複数の圧電素子部と、各圧電素子部に対し隣接してその圧電素子部を支持する複数の固定部とが設けられており、前記複数の圧電素子部及び固定部は、前記圧電体シートの積層方向である主走査方向に対し交互にかつ一列に配置されることによって圧電素子列を構成すると共に、当該圧電素子列は、前記駆動端面において前記主走査方向に直交する副走査方向に複数列、設けられ、前記各圧電素子列における圧電素子部の位置は、前記複数の圧電素子列間で互いに異なると共に、その位置ずれ量は前記圧電体シートの厚みの整数倍の長さに設定されている。
【００４７】
前記圧電素子列における各圧電素子部の位置は、前記副走査方向に隣り合う圧電素子列における各圧電素子部に対し、前記圧電体シート一枚の厚み分だけ前記主走査方向にずれている、としてもよい。
【００４８】
前記副走査方向において、第４Ｎ＋１番目（但し、Ｎは０以上の整数）の前記圧電素子列における前記圧電素子部は、前記第１の圧電体シートと前記第２の圧電体シートとによって構成され、第４Ｎ＋２番目の前記圧電素子列における前記圧電素子部は、前記第２の圧電体シートと前記第３の圧電体シートとによって構成され、第４Ｎ＋３番目の前記圧電素子列における前記圧電素子部は、前記第３の圧電体シートと前記第４の圧電体シートとによって構成され、第４Ｎ＋４番目の前記圧電素子列における前記圧電素子部は、前記第４の圧電体シートと前記第１の圧電体シートとによって構成されている、としてもよい。
【００４９】
前記各種の圧電体シートの表面に形成される電極には、所定の圧電素子部において制御電極として機能する電極と、当該圧電素子部とは別の圧電素子部において共通電極として機能する電極と、が含まれている、としてもよい。
【００５０】
例示的圧電アクチュエータは、その表面に互いに異なる所定の電極パターンがそれぞれ形成された複数種の圧電体シートを積層することによって構成された積層体ブロックを複数備え、前記各積層体ブロックにおいて前記積層方向に直交する方向を向いた駆動端面には、前記電極を含みかつ圧電素子として機能する複数の圧電素子部と、各圧電素子部に対し隣接してその圧電素子部を支持する複数の固定部とが設けられていると共に、当該複数の圧電素子部及び固定部は、前記積層方向である主走査方向に対し交互に配置されることによって、少なくとも１列の圧電素子列を構成しており、前記複数の積層体ブロックは、前記駆動端面において、前記圧電素子列が主走査方向に延設されると共に、当該圧電素子列が当該主走査方向に直交する副走査方向に複数、並設されるように、前記主走査方向及び前記副走査方向のそれぞれの方向に対して互いに接合されている。
【００５１】
前記副走査方向に接合される複数の積層体ブロックは、前記各圧電素子列における圧電素子部の位置が、前記副走査方向に並ぶ複数の圧電素子列間で互いに異なるように、前記主走査方向に位置をずらして接合されている、としてもよい。
【００５２】
前記副走査方向に接合される複数の積層体ブロックの位置ずれ量は、前記圧電体シートの厚みに基づいて設定されている、としてもよい。
【００５３】
例示的圧電アクチュエータの製造方法は、第１及び第２の圧電体シートを積層することによって構成されかつ、その積層方向に直交する方向を向いた変位端面を有する第１圧電体層と、前記第１及び第２の圧電体シートの間における、少なくとも前記変位端面側の部分に配置される第１電極と、前記第１圧電体層に対して積層されると共に、前記変位端面と同じ向きに配置されて、当該変位端面と共に駆動端面を構成する静止端面を有する、少なくとも一枚の圧電体シートによって構成された第２圧電体層と、前記第１圧電体層と前記第２圧電体層との間における、少なくとも前記変位端面側の部分に、前記第１電極に対向して配置される第２電極と、前記第１圧電体層と第２圧電体層との間に介在し、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加したときに、前記第１圧電体層が前記第２圧電体層に対しその層間境界面に沿って相対変位することを許容する滑り層と、を備えた圧電アクチュエータの製造方法に係る。
【００５４】
この製造方法は、
ｉ）前記第１の圧電体シート上の少なくとも前記変位端面側の部分に前記第１電極を形成する工程、
ii）前記第１の圧電体シートに対し前記第１電極を間に挟んで前記第２の圧電体シートを積層する工程、
iii）前記第２の圧電体シートの少なくとも前記変位端面側の部分に前記第２電極を形成する工程、
iv）前記第２電極上に前記滑り層を形成する工程、
ｖ）前記第２の圧電体シートに対し、前記第２電極及び滑り層を間に挟んで前記第２圧電体層を構成する圧電体シートを積層する工程、及び
vi）前記の各工程によって作成された積層体を焼結する工程
を含む。
【００５５】
この圧電アクチュエータは、複数枚の積層体シートを積層すると共に、それらの積層体シートに対し各種の電極及び滑り層を形成することによって製造される。このため、圧電アクチュエータを容易に製造し得る。
【００５６】
前記の製造方法は、前記ｖ）の工程の後に、
vii）前記第２圧電体層上の前記変位端面側の部分に別の滑り層を形成する工程、
viii）前記別の滑り層上に別の第２の電極を形成する工程、
ix）前記第２圧電体層に対し、前記別の滑り層及び別の第２電極を間に挟んで別の第１の圧電体シートを積層する工程、及び
ｘ）前記ｉ）〜ix）の工程（但しvi）の工程を除く）を、所定回数繰り返した後に、前記vi）を実行する工程を含んでもよい。
【００５７】
前記第１電極の形成、前記第２電極の形成、及び前記滑り層の形成を、それぞれ印刷法によって行う、としてもよい。
【００５８】
前記各圧電体シートにおける前記駆動端面を構成する側の端面において、前記電極形成部分とは異なる位置に、前記圧電体シートの積層時において位置決めに用いられる切り欠きを予め設ける、としてもよい。
【００５９】
例示的圧電アクチュエータの製造方法は、主走査方向及びそれに直交する副走査方向の双方に拡がる駆動端面に、それぞれ制御電極と共通電極と含んで構成されると共に前記駆動端面に直交する方向に変位する複数の圧電素子部、及び各圧電素子部を支持する複数の固定部が、前記主走査方向に交互に並んで配置されることで圧電素子列を構成すると共に、当該圧電素子列が少なくとも一つ設けられた圧電アクチュエータを製造する方法に係る。
【００６０】
この製造方法は、
ｉ）前記制御電極と共通電極とを含むパターンであって、互いに異なる電極パターンをその表面にそれぞれ作成した複数種類の圧電体シートを作成する工程、
ii）前記複数種類の圧電体シートを、所定の順番で積層することによって、前記制御電極及び共通電極を積層方向に所定の配置に並べ、それによって前記圧電素子列を形成する工程、及び、
iii）前記の各工程によって作成された積層体を焼結する工程
を含む。
【００６１】
この構成によると、所定の電極パターンが予め作成された圧電体シートを、所定の順番で繰り返し積層することだけで、圧電素子部と固定部とが交互に並んで配置された圧電素子列を備えた圧電アクチュエータが製造される。圧電素子列における圧電素子部同士の間隔は、各圧電体シートの厚みによって規定されるため、圧電アクチュエータに含まれる各圧電素子部を高い位置精度で製造可能になる。
【００６２】
前記圧電アクチュエータの駆動端面には、前記圧電素子列が前記副走査方向に複数列、設けられ、前記各圧電素子列における圧電素子部の位置は、前記複数の圧電素子例間で互いに異なると共に、その位置ずれ量は前記圧電体シートの厚みの整数倍の長さに設定されており、前記複数種類の圧電体シートにはそれぞれ、前記制御電極及び共通電極を、前記副走査方向に位置をずらして形成している、としてもよい。
【００６３】
前記各圧電素子部及び各固定部の間には、圧電素子部が固定部に対しその境界面に沿って相対変位することを許容する滑り層が介設されており、前記複数種類の圧電体シートを作成する工程ではさらに、前記電極の形成と共に、前記電極の上面又は下面に前記滑り層を印刷法によって形成する、としてもよい。
【００６４】
前記各圧電体シートには、前記駆動端面を形成する一端部に制御電極を形成していると共に、その制御電極に接続される取出電極を、前記駆動端面側とは逆側の他端部にまで延ばして形成しており、前記圧電体シートの作成工程は、グリーンシートを所定形状に切り出す工程、前記グリーンシートにおける他端部に、厚み方向に貫通する貫通孔を形成する工程、及び、前記グリーンシートの表面及び前記貫通孔の内周面に対し導電性材料を印刷することによって、前記制御電極及び当該制御電極と前記貫通孔とを互いに接続する取出電極を作成する工程、を含み、前記の製造方法は、iv）前記積層体を焼結した後に、前記貫通孔を通る位置において前記積層体の他端部を切り落とすことによって、前記貫通孔の内周面をその切断面に露出させる工程をさらに含む、としてもよい。
【００６５】
前記の製造方法は、ｖ）前記切断面に対して基板を直接接合することによって、前記各貫通孔の内周面と前記基板との間を電気的に接続する工程をさらに含む、としてもよい。
【００６６】
前記の製造方法は、vi）前記焼結した積層体を複数用意し、前記主走査方向及び副走査方向の少なくとも一方の方向に、前記複数の焼結積層体を互いに接合する工程をさらに含む、としてもよい。
【００６７】
前記複数の焼結積層体は、前記主走査方向に対しては、前記各圧電素子列が前記主走査方向に連続するように接合する、としてもよい。前記複数の焼結積層体は、前記副走査方向に対しては、前記副走査方向に並ぶ圧電素子部の位置が主走査方向に互いにずれるように接合する、としてもよい。
【００６８】
前記圧電アクチュエータは、その変形駆動によって圧力室内の液体に圧力を印加して、当該圧力室に連通するノズルから液体を吐出させる液体吐出ヘッドに用いられるアクチュエータであり、前記の製造方法は、vii）前記積層体を焼結した後に、当該焼結積層体の駆動端面に対して切削処理を施すことによって、前記圧力室を区画する区画壁を形成する工程をさらに含む、としてもよい。
【００６９】
前記圧電アクチュエータの駆動端面には、前記圧電素子列が前記副走査方向に複数列、設けられ、前記各圧電素子列における圧電素子部の位置は、副走査方向に並ぶ圧電素子列間において、主走査方向に順にずれており、前記切削処理は、複数の圧電素子列に亘って各圧電素子部の位置を通るように、前記副走査方向に対して斜め方向に行う、としてもよい。
【００７０】
例示的圧電アクチュエータの製造方法は、複数の圧電体シートを積層して形成される積層端面に、この積層端面の法線方向に変位する変位部位を備える圧電アクチュエータの製造方法である。前記積層端面には、前記圧電体シートと、前記積層された圧電体シート間の滑り方向の摩擦を低減する滑り層と、制御電極と、共通電極とが積層されており、
圧電体シートＡ、前記滑り層、前記共通電極、
圧電体シートＢ、前記制御電極、
圧電体シートＣ、前記共通電極、前記滑り層、及び、
圧電体シートＤ
をこの順序で繰り返して積層する。
【００７１】
例示的圧電アクチュエータの製造方法は、
圧電体シートＡ、前記滑り層、前記共通電極、
圧電体シートＢ、前記制御電極、
圧電体シートＣ、前記共通電極、及び、前記滑り層、
をこの順序で繰り返して積層する。
【００７２】
例示的圧電アクチュエータの製造方法は、
ｉ）圧電体シートＡの前記変位部位に相当する部分に、前記積層された圧電体シート間の滑り方向の摩擦を低減する滑り層と、共通電極とを形成する工程、
ii）工程ｉ）で形成された滑り層及び共通電極を挟んで、前記圧電体シートＡに対して圧電体シートＢを積層し、この圧電体シートＢの前記変位部位に相当する部分に、制御電極を形成する工程、
iii）工程ii）で形成された制御電極を挟んで、前記圧電体シートＢに対して圧電体シートＣを積層し、この圧電体シートＣの前記変位部位に相当する部分に、共通電極と滑り層とを形成する工程、
iv）工程iii）で形成された共通電極及び滑り層を挟んで、前記圧電体シートＣに対して圧電体シートＤを積層する工程、及び
ｖ）前記の各工程によって作成された積層体を焼結する工程、
を含む。
【００７３】
前記工程iv）の後に、さらに
vi）前記圧電体シートＤに対して前記圧電体シートＡを積層する工程、
を行い、
前記工程ｉ），ii），iii），iv），vi）を繰り返し、その後に工程ｖ）を行う、としてもよい。
【００７４】
例示的圧電アクチュエータの製造方法は、
ｉ）圧電体シートＡの前記変位部位に相当する部分に、前記積層された圧電体シート間の滑り方向の摩擦を低減する滑り層と、共通電極とを形成する工程、
ii）工程ｉ）で形成された滑り層及び共通電極を挟んで、前記圧電体シートＡに対して圧電体シートＢを積層し、この圧電体シートＢの前記変位部位に相当する部分に、制御電極を形成する工程、
iii）工程ii）で形成された制御電極を挟んで、前記圧電体シートＢに対して圧電体シートＣを積層し、この圧電体シートＣの前記変位部位に相当する部分に、共通電極と滑り層とを形成する工程、及び
iv）前記の各工程によって作成された積層体を焼結する工程、
を含む。
【００７５】
前記工程iii）の後に、さらに
ｖ）工程iii）で形成された共通電極及び滑り層を挟んで、前記圧電体シートＣに対して前記圧電体シートＡを積層する工程、
を行い、
前記工程ｉ），ii），iii），ｖ）を繰り返し、その後に工程iv）を行う、としてもよい。
【００７６】
以下、圧電アクチュエータ、及び、液体吐出ヘッドの実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。
【００７７】
（実施形態１）
図１Ａは、液体吐出ヘッドの斜視図、図１Ｂは、液体吐出ヘッドのノズル面を示す説明図、図１Ｃは、液体吐出ヘッドを複数備えたラインヘッド１００の構成図である。この液体吐出ヘッド（以下、ヘッドユニット１ともいう）は、図示は省略するが、いわゆるドキュメント（印刷物）のプリントや、各種のデバイス製造過程におけるパターンの形成や、例えば液晶パネル用のカラーフィルタ、ＥＬ（エレクトロルミネッセント）材料、電荷注入材料の塗付や、フラッドプリント法のような均一薄膜の形成等に利用される液体吐出装置の一部を構成する。ヘッドユニット１は、そのノズル面１１に配置された各ノズル１２から、図示省略の媒体に対し、液体材料等を吐出する。複数のノズル１２が穿孔されたノズルプレート４５は、図１Ｂに示すように、複数のノズル１２がＸ方向（主走査方向）に所定の等間隔（３００ｄｐｉ）を空けて配置されることに構成されるノズル列２１を、例えば４列形成している。各ノズル列２１は、Ｘ方向に少しずつずれて配置され、Ｙ方向から見れば、ノズル１２は千鳥配置となっている。本実施形態では、単独のノズル列２１によるノズル密度はＸ方向に例えば３００ｄｐｉであり、４列のノズル列２１全体でのノズル密度は、例えば１２００ｄｐｉを満足するように配置されている。Ｙ’方向、即ち各ノズル列２１の延びる方向と、Ｙ方向（副走査方向）とのずれ角はθである。
【００７８】
ヘッドユニット１は、Ｘ方向及びＹ方向に、複数個、並ぶことによって、図１Ｃに示すように、長尺のラインヘッド１００を構成する。
【００７９】
図２は、ヘッドユニット１の断面図であり、図１ＡにおけるII−II断面に対応する。つまり、図２は、ヘッドユニット１の中の一つのノズル列２１についての断面を示している。
【００８０】
ヘッドユニット１は、ノズル１２を有するノズルプレート４５と、圧電体を積層してなる圧電アクチュエータ２と、ノズルプレート４５と圧電アクチュエータ２との間に介設された圧力室区画部材９と、を備えて構成されている。
【００８１】
圧電アクチュエータ２は積層構造を有している。つまり、圧電アクチュエータ２は、圧電体シート５と、セラミックス製の固定シート４とを、Ｘ方向に交互に積層して構成されている。尚、固定シート４は分極処理を施さない状態の圧電体としてもよい。圧電体シート５と、これに隣接する固定シート４とを同一の材料とすることは、圧電アクチュエータ２の製造の際に行う焼結時に歪が発生することを抑制し、高い寸法精度を維持することを可能にする。
【００８２】
この圧電アクチュエータ２においては、圧電体シート５及び固定シート４として、所定の厚み（ここでは、約４２．０μｍ）を有する、いわゆるグリーンシートを用いている。この厚みは、ヘッドユニット１の解像度の仕様（Ｘ方向におけるノズルピッチ、Ｙ方向におけるノズルピッチ）に応じて、適宜調整される。以下、具体的な仕様について、図５を参照しながら説明する。図５において、隣接するノズル列２１のＹ方向の間隔をＬ２＿ｓｕｂ、隣接するノズル列２１を含めＸ方向のノズルピッチをＬ２＿ｍａｉｎとする。ここで、
Ｌ２＿ｓｕｂ＝４ｍｍ
とし、
Ｌ２＿ｍａｉｎ＝２５．４ｍｍ／１２００ｄｐｉ＝２１．２μｍ
とする（図１Ｂ参照）。
【００８３】
この条件では、図５に定義するθは、
ｔａｎθ＝Ｌ２＿ｍａｉｎ／Ｌ２＿ｓｕｂ＝２１．２／４０００  
を満たす。従って、
θ＝０．３ｄｅｇ
となる。尚、図１Ｂや図５では、理解容易のために、角度θを誇張して描いている点に留意されたい。
【００８４】
ここで、一つのノズル列２１に着目すると、ノズル１２は３００ｄｐｉの解像度で構成されており（図１Ｂ参照）、Ｘ方向におけるノズルピッチＮＰＸは、
ＮＰＸ＝２５．４ｍｍ／３００ｄｐｉ＝８４．７μｍ
となる。
【００８５】
このとき、Ｘ方向と、圧電体シート５と固定シート４とが積層される方向（Ｘ’方向）との成す角度θ＝０．３ｄｅｇであるから、Ｘ’方向のノズルピッチ（即ち、圧電体シート５と固定シート４との繰り返しピッチ）ＮＰＸ’は、
ＮＰＸ’＝ＮＰＸ×ｃｏｓθ＝８４．７μｍ
となる。圧電体シート５と固定シート４の厚みを同じとすると、各シートの厚みは４２．３５μｍとなる。
【００８６】
圧電体シート５及び固定シート４の厚みは、それぞれ異なる厚みとしてもよい。グリーンシートの、実用に供される厚みは２〜１００μｍであるから、圧電体シート５及び固定シート４の厚みはそれぞれ、この範囲で、ヘッドユニット１の解像度仕様によって適宜選択すればよい。
【００８７】
尚、Ｌ２＿ｓｕｂに該当する部分（隣接するノズル列２１の間の部分）には、後述するように、液体の供給流路１５又は排出流路１６が設けられる（図４、図６参照）。
【００８８】
図２に戻って説明を続ける。圧電体シート５に電界を加える第１の電極としての制御電極３３２、及び、第２の電極としてのグランド電極３３３は、それぞれ圧電体シート５の表裏のシート面に対向して形成されている。制御電極３３２は、取出配線３３５（取出電極）として、圧力室７とは反対側の電極端面Ｐ１側まで延伸されて露出しており、図示しない圧電アクチュエータ駆動回路に接続されている。また、複数のグランド電極３３３は、図示しないスルーホール等で互いに短絡されることによって共通電極となり、電極端面Ｐ１側まで延伸されて露出している。制御電極３３２、グランド電極３３３、取出配線３３５は、例えばアルミニウムや白金でパターニングすることができる。
【００８９】
この圧電アクチュエータ２は、図２及び図５に示すように、第１及び第２の電極（制御電極３３２及びグランド電極３３３）に接続された取出電極（取出配線３３５）を備え、圧電体シート５、第１及び第２の電極、並びに、固定部（固定シート４，４）を積層した方向に対して垂直なＺ方向において、制御電極３３２及びグランド電極３３３が配置された側を駆動端面（図２における下側の面）とし、取出電極は、駆動端面と対向する電極端面Ｐ１（図２における上側の面）に露出している、ということができる。
【００９０】
圧電素子部２ｂは、制御電極３３２とグランド電極３３３とで挟持された範囲、より正確には、後述する滑り層３５，３５同士の間の範囲に相当する部位である。この圧電素子部２ｂは、圧力室７と１対１に対応しており、各圧電素子部２ｂにおける圧力室７側の面は、電圧の印加に伴いＺ方向に変位することによって、当該圧力室７に充填された液体２３（図６にのみ図示）に圧力を印加する変位端面３ａとなる。変位端面３ａは、固定シート４を間に挟んでＸ方向に並設していると共に、供給流路１５又は排出流路１６を間に挟んでＹ’方向に並設している。
【００９１】
ここで、圧電素子部２ｂのＺ方向の長さは、グランド電極３３３の高さに対する長さＬによって規定され、この長さＬによって、電圧印加時における圧電素子部２ｂの変位量が設定される。この構成では、長さＬをＺ方向に長く設定することが可能であり、これによって、各圧電素子部２ｂの変位量を大きく設定することができる。つまり、本構成は、圧電体として機能する部分の、実効的なストロークを大きくすることができ、特に粘度が高い液体を吐出する際に有利となる。即ち、圧電アクチュエータ２によって、液体に加えられた衝撃波（及び共振による振動波）は、高粘度の液体が有するダンパー効果によって圧力室７内で減衰してしまうが、大きなストロークは、この減衰を補償し得るのである。
【００９２】
また、圧電素子部２ｂの伸縮の応答性を考慮し、圧電素子部２ｂのコンデンサー容量を必要以上に大きくしないように、制御電極３３２及びグランド電極３３３の長さは必要最小限にとどめることが望ましい。そのために、圧電体シート５における圧電素子部２ｂ以外の部分では、これらの電極が互いに対向しないような配線パターンが設計されている。
【００９３】
前記の圧電アクチュエータ２ではさらに、制御電極３３２と固定シート４との間及びグランド電極３３３と固定シート４との間に、固体潤滑材を膜状に形成してなる滑り層３５，３５がそれぞれ設けられている。
【００９４】
滑り層３５を構成する固体潤滑材としては、例えばモリブデン化合物である二硫化モリブデンを採用することができる。二硫化モリブデンは、図示は省略するが、層状結晶構造を有し、各層は、モリブデン層の両側を硫黄層によって挟持した構造となっている。ここで、各層におけるＭｏ原子とＳ原子との結合は強固である一方で、層と層とを繋ぐＳ原子同士の結合は非常に弱いことから、そのＳ原子同士の結合層において層間滑りが容易に生じる。従って、制御電極３３２と固定シート４との間及びグランド電極３３３と固定シート４との間に層間境界面に対し平行な層状結晶構造となるように二硫化モリブデンからなる滑り層３５をそれぞれ設けることによって、圧電体シート５と固定シート４との相対変位が良好に行われる。
【００９５】
また、固体潤滑材として、グラファイトを採用することも可能である。グラファイトもまた、層状結晶構造を有し、各層においては、強い共有結合によって炭素間が繋がっているが、層と層との間は弱いファンデルワールス力によって結合している。このため、その層間で滑りが容易に発生する。従って、上述した二硫化モリブデンの場合と同様に、圧電体シート５と固定シート４との相対変位が良好に行われる。
【００９６】
さらに固体潤滑材としては、例えば圧電体の焼結温度に耐え得る、窒化ケイ素、その内でもβ−窒化ケイ素や、六方晶窒化硼素を採用することができる。また滑り層３５は、圧電体を焼結する温度に耐えて形状を維持するようなスリットとしてもよい。さらに、滑り層３５として、圧電体を焼結する温度に耐え得る柔軟材を設けてもよい。この柔軟材は圧電体シート５の圧電定数ｄ３１方向の変位規制を受けにくい構造となっている。
【００９７】
上述した制御電極３３２、グランド電極３３３、滑り層３５はそれぞれ、圧電体シート５又は固定シート４の表面に、例えば印刷法によって形成することができる。また、各機能を満たす材料のナノ粒子を所定の溶媒に分散させ、この分散液をインクジェット法によって塗付し、ベイク工程を経た後に、それをパターニングしてもよい。
【００９８】
尚、図２では、説明の都合上、電極等をデフォルメして分厚く記載しているが、制御電極３３２、グランド電極３３３、滑り層３５の厚みは、それぞれ５０ｎｍに設定している。これらの層の厚みは、２０ｎｍ以上かつ１００ｎｍ以下とすればよい。２０ｎｍ未満の層は、形成された電極としての金属膜等に欠陥が生じやすく、また１００ｎｍを超える層は、電極等が配置されている駆動端面側と電極端面Ｐ１側とのＸ方向の厚みの差異に起因して、圧電アクチュエータ２の全体の歪が大きくなる。電極等の厚みが５０ｎｍ程度であれば、柔軟性を備えるグリーンシートで構成される圧電体シート５及び固定シート４を、積層方向に圧接した際に、これらの電極部分に当接するグリーンシートの部分が変形し、ほぼ所望の厚みに収めることができる。
【００９９】
また、滑り層３５の構成材料としてグラファイトを採用した場合、グラファイトは導電性を有することから、滑り層３５と、制御電極３３２及び／又はグランド電極３３３とを互いに兼用することが可能である。この構成において、薄層化されたグラファイトの抵抗値がＣＲ時定数の上で問題（即ち、圧電体としての応答性を阻害する要因）となる場合は、図２において滑り層３５として示す範囲を、（制御電極３３２の代替としての）グラファイトによって形成し、その他の部分（即ち、取出配線３３５）を金属でパターニングすればよい。
【０１００】
以上説明したように、この圧電アクチュエータ２を端的に表現すると、圧電体シート５と、この圧電体シート５の表裏面の各面側に設けられた第１及び第２の電極（制御電極３３２及びグランド電極３３３）と、圧電体シート５並びに第１及び第２の電極をその両側から挟んで支持する固定部（固定シート４，４）と、を備え、この固定部と第１及び第２の電極との間に、圧電体シート５と固定部との相対変位を許容する滑り層３５，３５がそれぞれ設けられている圧電アクチュエータ、と表すことができる。
【０１０１】
これとは異なる表現として、この圧電アクチュエータ２は、圧電体シート５と、この圧電体シート５の一方の面側に設けられた第１の電極（制御電極３３２）と、圧電体シート５の他方の面側に設けられた第２の電極（グランド電極３３３）と、第１の電極の外側に設けられた滑り層３５と、第２の電極の外側に設けられた滑り層３５と、圧電体シート５、第１及び第２の電極、並びに滑り層３５，３５をその両側から挟んで支持する固定部（固定シート４，４）とを備える圧電アクチュエータ、と表すこともできる。
【０１０２】
そしてこの圧電アクチュエータ２において圧電体シート５及び固定部は、滑り層３５を介して互いの境界面に沿って、即ち圧電体シート５及び固定部の積層方向と直交する方向に沿うように相対変位する。
【０１０３】
圧電アクチュエータ２は、その駆動端面が圧力室区画部材９に接合される。圧力室区画部材９は、ノズルプレート４５及び圧電アクチュエータ２と共に圧力室７を区画する。圧力室７は、圧電アクチュエータ２を構成する圧電体シート５の各変位端面３ａに対応して設置されることで、Ｘ方向に複数並んで配置される（図３も参照）。隣り合う圧力室７と圧力室７との間は、隔壁（圧力室区画部材９）によって隔てられる。この構成により、各圧電体シート５の変位端面３ａの変位により発生した圧力が、隣接する圧力室７に影響しないようにしている。
【０１０４】
圧力室７と圧電アクチュエータ２の駆動端面との間には、被覆層３６が介在している。尚、被覆層３６は、図２以外の図では図示を省略する場合がある。被覆層３６は所定の粘弾性部材で構成されており、構造上、この被覆層３６によって圧力室７の上面が区画されている。被覆層３６は、各圧電素子部２ｂの変位端面３ａ変位を許容するように変形する一方、ダンパー効果によって、各圧電素子部２ｂが変位駆動した際に、それが振動してしまうことを防止する。その結果、ヘッドユニット１の駆動を高速化することができる。尚、粘弾性部材は、圧力室７内に充填される液体に対する耐食性を考慮して、例えば耐溶剤性のあるゴムあるいは耐水性のあるパラキシリレン樹脂膜等によって形成するとよい。
【０１０５】
以下、図３〜図６を参照しながら、ヘッドユニット１の内部構造について詳細に説明する。図３は、ヘッドユニット１の内部構造を示す要部斜視図である。図３では理解を容易にするため、圧電アクチュエータ２を構成する複数の圧電体シート５及び固定シート４の内、一枚の圧電体シート５、つまり、一つの圧電素子部２ｂのみを描いている（制御電極３３２、グランド電極３３３、滑り層３５等は省略している）。図４Ａは、ヘッドユニット１の、Ｙ’方向についての断面図であり、図４Ｂは、図４Ａの一部を拡大した図である。
【０１０６】
図３，４に示すように、圧電素子部２ｂは圧力室７を介してノズル１２に対向している。図４において、符号１５は供給流路、１６は排出流路であり、Ｙ’方向に隣り合う２つのノズル列２１の間を、そのノズル列２１に沿うように、Ｘ方向に延びている。供給流路１５及び排出流路１６は、複数の圧力室７に共通して設けられた、いわゆる共通流路であり、この共通流路は、積層された圧電体シート５及び固定シート４をその積層方向に貫通している。圧電体シート５及び固定シート４を積層する前に、圧電体シート５及び固定シート４に予め凹みを成形加工しておいて、共通流路を形成してもよいし、圧電体シート５及び固定シート４を積層して焼結した後に切削加工を施すことによって、共通流路を形成してもよい。
【０１０７】
供給流路１５及び排出流路１６には、複数の溝状の絞り穴１７ａが設けられた絞りプレート１７が取り付けられている。絞りプレート１７は、各圧力室７への液体の供給条件を均一にするためのものである。各圧力室７は、供給口１３を介して絞り穴１７ａに連通すると共に、排出口１４を介して絞り穴１７ａに連通する。従って、供給流路１５から各絞り穴１７ａを通過した液体２３は、各供給口１３を通じて圧力室７に流入する。また、各圧力室７の排出口１４から流出した液体は、絞り穴１７ａを通じて排出流路１６へ至る。
【０１０８】
図５は、ヘッドユニット１において、ノズルプレート４５及び圧力室区画部材９を取り外して、そのノズルプレート４５の配設側から圧電アクチュエータ２を見た構成図であり、図５では、ノズル１２及び圧力室区画部材９を、仮想的に示している。既に説明したように、圧電アクチュエータ２は、圧電体シート５、固定シート４、制御電極３３２、グランド電極３３３及び滑り層３５を積層・焼結して形成するグリーンシート法で製作される。また、分極処理は、焼結後、制御電極３３２に所定の分極処理の電圧を加えることによって行われ、これにより、図２に示す矢印方向（分極方向）に分極された圧電素子部２ｂが構成される。
【０１０９】
この実施形態では、グリーンシートの積層数の制限から、４枚の圧電体シート５を積層してアクチュエータブロック１８を作成すると共に、このアクチュエータブロック１８をＸ方向に複数個並べることによって、図１Ｂに示すように、全体として１２００ｄｐｉの解像度を有するヘッドユニット１を実現している。このようにヘッドユニット１は、圧電体シート５、第１及び第２の電極（制御電極３３２及びグランド電極３３３）、並びに滑り層３５，３５（図２参照）を積層することによって構成された積層体を、固定部（固定シート４）を介して複数積層してブロック化してなる圧電アクチュエータを備えている。
【０１１０】
図５に示すように圧電体シート５及び固定シート４の積層方向は、図１Ｂで示したＸ’−Ｙ’座標のＸ’方向に一致する。即ちノズル列２１の配列方向（Ｘ方向）に対して角度θだけ傾いた方向に積層されている。より正確には、圧電体シート５及び固定シート４を順次積層して形成したアクチュエータブロック１８を、Ｘ方向に対して角度θだけ傾けて配置する。この角度θは、制御電極３３２とグランド電極３３３とで挟まれた圧電素子部２ｂ（図２、図４参照）及び各ノズル１２が、ノズル密度のスペック値（例えば１２００ｄｐｉ）分だけずれるような角度に設定される。尚、供給流路１５及び排出流路１６（図４、図６参照）の方向は、Ｘ方向に設定されている。
【０１１１】
尚、ここでは、一つのアクチュエータブロック１８に含まれる、Ｘ’方向のノズルの個数を４個としているが、この個数はグリーンシートを一度に積層可能な積層数に対応するため、その積層数は適宜設定すればよい。それによって、一つのアクチュエータブロック１８に含まれる、Ｘ’方向のノズルの個数が設定される。また、ノズル列２１を、Ｙ’方向に４列、設けているが、この列数も４列に限らず任意の数に設定すればよい。圧電体シート５の、Ｙ’方向の長さは、実質的にＹ’方向のノズル数を設定し、そのシート５の長さ及び角度θを調整することによって、理論的には、Ｘ方向に対する解像度の制約がなくなる。
【０１１２】
各アクチュエータブロック１８のＸ’方向における両端部は、固定シート４ａで構成され、この固定シート４ａ同士を接着することにより、複数のアクチュエータブロック１８を互いに連結する（即ち、一体の圧電アクチュエータとする）。固定シート４ａの厚みは、ノズルピッチに対応するように、他の固定シート４の厚みの１／２以下に設定している。これにより、ノズルピッチ、換言すれば圧電体シート５のピッチが、複数のアクチュエータブロック１８に跨って一定となるようにしている。
【０１１３】
図６は、ヘッドユニット１において、液体が循環するシステムを示した概略構成図である。液体２３は液体タンク２２から供給ポンプ２４を経て供給流路１５を通り、絞りプレート１７に設けられた絞り穴１７ａ、供給口１３を経て、圧力室７に至る。液体２３はまた、その圧力室７から排出口１４、絞り穴１７ａ、排出流路１６、フィルター２６、及び、排出ポンプ２５を経て、液体タンク２２に戻る。このようにヘッドユニット１では、液体２３を、少なくとも印刷動作中は常に、循環している。こうした液体の循環システムは、圧力室７内等に存在する異物を、循環経路の中に設けられたフィルター２６によって除去することが可能である。また、気泡が発生したときでも、液体の循環により圧力室７内から気泡を除去することが可能になるという利点があり、液体の吐出安定性が向上する。
【０１１４】
図７は、本実施形態に係るヘッドユニット１において、圧電アクチュエータ２に印加される駆動電圧波形を示す説明図である。駆動電圧波形は、＋Ｖ１の正電圧、−Ｖ２の負電圧及びグランド電位（ＧＮＤ）の組み合わせからなる。図８Ａは、制御電極３３２に正電圧（＋Ｖ１）を印加した時の圧電アクチュエータ２の状態を示す説明図、図８Ｂは、制御電極３３２に負電圧（−Ｖ２）を印加した時の圧電アクチュエータ２の状態を示す説明図、図８Ｃは、制御電極３３２にグランド電位を印加した時の圧電アクチュエータ２の状態を示す説明図である。以下、図７及び図８を参照しながら、図示しない駆動回路から制御電極３３２に、駆動電圧波形を印加した時の、圧電アクチュエータ２の挙動を説明する。
【０１１５】
図８Ａに示すように、制御電極３３２に＋Ｖ１の電圧を印加することによって、圧電体シート５には制御電極３３２からグランド電極３３３への方向（即ち、分極方向）に電界がかかる。その結果、圧電体シート５は圧電定数ｄ３１方向に収縮する。これにより、圧電アクチュエータ２の変位端面３ａが上方に変位し、圧力室７の体積が増大する。これに伴い圧力室７内に液体２３が充填される。
【０１１６】
次に、図８Ｂに示すように、制御電極３３２に−Ｖ２の電圧を印加することによって、圧電体シート５にはグランド電極３３３から制御電極３３２への方向（即ち、分極方向とは逆方向）に電界がかかる。その結果、圧電体シート５は圧電定数ｄ３１方向に伸長する。これによって変位端面３ａは下方に変位し、圧力室７の体積が減少する。これに伴い圧力室７内の液体２３に圧力が付与されて、圧力室７内の液体２３がノズル１２から外部に押し出される。
【０１１７】
次に、図８Ｃに示すように、制御電極３３２にグランド電位（ＧＮＤ）の電圧を印加することによって、制御電極３３２とグランド電極３３３との間の電位差が消失し、変位端面３ａは基準位置に戻る。この動作によって吐出中の液滴が切断され、所定量の液体２３がノズル１２から吐出する。
【０１１８】
以上のように、この圧電アクチュエータ２では、圧電素子部２ｂを含む圧電体シート５に対して固定シート４が積層されると共に、滑り層３５と平行に第１の電極（制御電極３３２）及び第２の電極（グランド電極３３３）を配置することによって、圧電体シート５の厚みを薄くして圧電素子部の厚みを薄くしたり、電極の高さＬを高くして圧電素子部２ｂの高さを高くしたりしても、その圧電素子部の剛性を確保することができる。その結果、圧電素子部２ｂの十分な剛性を確保しつつ、ノズルピッチを小さくして解像度を高め得ると共に、圧電素子部２ｂの変位量を増大させて高粘度の液体を吐出し得る。
【０１１９】
また、圧電体シート５と固定シート４との間に滑り層３５等を介設することによって、圧電体シート５の変位時のエネルギ損失が低減し、圧電アクチュエータ２の変換効率が向上する。
【０１２０】
（実施形態２）
図９は、実施形態２に係るラインヘッド１００の構成を示している。このラインヘッド１００は、図９の中央上図に示すように、その内部に複数のヘッドユニット１０を備えている。複数のヘッドユニット１０は、主走査方向（Ｘ方向）に所定の等間隔を空けながら、千鳥状に配置されることによってヘッド列１３１，１３２を構成していると共に、そのヘッド列１３１，１３２は、副走査方向（Ｙ方向）に２列配置されている（第１ヘッド列１３１及び第２ヘッド列１３２）。
【０１２１】
ラインヘッド１００に配置された各ヘッドユニット１０は、図９の中央下図に示すように、ノズル面１１において、複数のノズル１２がＸ方向に所定の等間隔を空けて配置されたノズル列２１を含んでおり、ノズル列２１は、Ｙ方向に４列並んで配置されている。尚、以下においては、上側のノズル列２１から下側のノズル列２１に向かって順に第１ノズル列２１１、第２ノズル列２１２、第３ノズル列２１３及び第４ノズル列２１４と呼ぶ場合がある。各ヘッドユニット１０はまた、詳しくは後述するが、各ノズル列２１に対応する圧電素子列３１（３１１〜３１４）を含む圧電アクチュエータ３を備えている。
【０１２２】
各ノズル列２１においては、図９の左図に拡大して示すように、ノズル１２がＹ方向に等間隔に配置されていると共に、隣り合うノズル列２１の間では、ノズル１２がＸ方向に所定ピッチだけずれて配置されている。このように、このヘッドユニット１０では、ノズル１２をＹ方向及びＸ方向にずらしながら配置することによって、４列のノズル列２１の全体で所定のノズルピッチを実現している。具体的に、このヘッドユニット１０では、Ｘ方向に７５０ｄｐｉの解像度となるようにノズルピッチが設定されている。このため、ノズルピッチは３３．９μｍ（＝２５．４ｍｍ／７５０ｄｐｉ）に設定されると共に、各ノズル列２１におけるノズル１２の間隔は、その４倍の１３５．６μｍに設定される。
【０１２３】
このようにして解像度７５０ｄｐｉに設定された各ヘッドユニット１０は、前述したように、千鳥状に配置されることによって第１及び第２ヘッド列１３１，１３２を構成している（図９の中央上図参照）。この各ヘッド列１３１，１３２に含まれる複数のヘッドユニット１０は、ラインヘッド１００への取り付けに際して、Ｘ方向における全てのノズルピッチが同一ピッチとなるようにアライメント調整の後、ラインヘッド１００に固定されている。
【０１２４】
一方、第１ヘッド列１３１と第２ヘッド列１３２とは、そこに含まれるノズル１２が互いに半ピッチ（即ちノズルピッチの１／２：１７．０μｍ）だけずれるようにＸ方向のアライメント調整を行って配置、固定されている。従って、このラインヘッド１００は、全体として、そのＸ方向の解像度が７５０ｄｐｉの２倍の１５００ｄｐｉに設定されている。
【０１２５】
各ヘッドユニット１０は、図１０等に示すように、前記圧電アクチュエータ３と、圧力室区画部材９と、ノズルプレート４５を備えて構成されている。尚、図１０は、理解容易のために、圧電アクチュエータ３の構成を模式的に描いており、後述する圧電体シートの構成とは、一部対応しない箇所が存在している。圧力室区画部材９及びノズルプレート４５の構成は、図３，４等に示す構成とほぼ同じであるため、ここでは、その詳細な説明は省略する。
【０１２６】
この圧電アクチュエータ３は、例えば図１７に示すように、概略矩形のブロック状であって、その一端面は駆動端面Ｐ０（以降、部位を示すか、機能を示すかによって「一端面Ｐ０」又は「駆動端面Ｐ０」のように表記する場合がある）である一方で、その他端面は電極端面Ｐ１（同様に「他端面Ｐ１」又は「電極端面Ｐ１」のように表記する場合がある）である。以下、圧電アクチュエータ３を、アクチュエータブロック３と呼ぶこともある。
【０１２７】
アクチュエータブロック３は、後に詳細に説明するように、所定の電極パターンを形成した複数の圧電体シート５（図１２参照）をＸ方向に積層した積層体である。図１１等に示すように、アクチュエータブロック３の駆動端面Ｐ０側には、それぞれＸ方向に延びる圧電素子列３１１〜３１４が設けられ、４列の圧電素子列３１１〜３１４は、Ｙ方向に所定の等間隔を空けて配置されている。尚、隣り合う圧電素子列の間には、その駆動端面Ｐ０から凹陥すると共に、Ｘ方向に延びる凹溝３２が形成されている。ここでは、圧電素子列３１１〜３１４を４列として、アクチュエータブロック３の説明を行うが、もちろん、この列数は増減しても構わない。
【０１２８】
各圧電素子列３１は、図９の左図に示すように、Ｘ方向においてノズル１２と同じ間隔（ノズルピッチの４倍）で配設される複数の圧電素子部３３と、圧電素子部３３と圧電素子部３３との間に配置される固定部３４と、を含んで（より正確には、圧電素子部３３と固定部３４が交互に積層され）構成されている。さらに、Ｙ方向に隣り合う圧電素子列３１の間では、圧電素子部３３がノズルピッチだけずれて配置されている。Ｘ方向、即ち圧電体シート５の積層方向において、各圧電素子部３３は、電圧の印加時に圧電素子として機能する部分（能動部）であるのに対し、固定部３４は、圧電素子としては機能せずに圧電素子部３３を支持する部分（非能動部）である。即ち、この圧電アクチュエータは、Ｘ方向に能動部と非能動部が周期的に配置された構造を有する。
【０１２９】
一方、図９の左図及び図１１を参照することで分かるように（尚、図９の左図では、図１１に示す駆動端面Ｐ０の第１圧電素子列３１１〜第４圧電素子列３１４のみが図示され、凹溝３２は図示されていない）、Ｙ方向においては、一枚の圧電体シート５に能動部（圧電素子部３３）と非能動部（固定部３４）が混在することとなる。後述するように、能動部と非能動部の区別は、各圧電体シート５に形成された電極パターンに基づいて決定される。
【０１３０】
各圧電素子部３３は、図１０に示すように、制御電極３３２と、この制御電極３３２を挟んで両側に配置された２枚の圧電体シート５（図１２参照）によって構成される第１圧電体層３３１と、第１圧電体層３３１の両側に配置されるグランド電極３３３と、を含んで構成され、各固定部３４は、圧電体シート５（図１２参照）によって構成される第２圧電体層３４１を含んで構成されている。第１圧電体層３３１と制御電極３３２の関係は、見方を変えて、制御電極３３２は、第１圧電体層３３１の厚み方向の略中央位置（で、かつ駆動端面Ｐ０の側、あるいは駆動端面Ｐ０の近傍）に配置されている、と言い換えてもよい。
【０１３１】
即ち、本実施形態の圧電アクチュエータは端的には、互いに積層された第１圧電体部（第１圧電体層３３１：２枚の圧電体シート５と、当該圧電体シート５の間に挟まれた制御電極３３２とを含む）と、第２圧電体部（第２圧電体層３４１）とを備え、第１圧電体部と第２圧電体部とが、第１及び第２圧電体部の境界面に沿って相対的に変位するように構成されている、と表現することができる。
【０１３２】
各第１圧電体層３３１は、ｄ３１方向に変位するよう分極処理されている。また、制御電極３３２は、第１圧電体層３３１を変位させるための制御電位が与えられる電極であるのに対し、グランド電極３３３は、グランド電位に維持される電極である。制御電極３３２及びグランド電極３３３は、図１０や図１１に示すように、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに直交する高さ方向に延びて配設されている。
【０１３３】
この構成により、所定の圧電素子部３３における制御電極３３２及びグランド電極３３３の間に所定の電圧を印加することによって、その圧電素子部３３の第１圧電体層３３１が、第１圧電体層３３１と第２圧電体層３４１との層間境界面の方向（即ち、滑り方向）に伸長変形し、その結果、第１圧電体層３３１が、第２圧電体層３４１に対し、その層間境界面に沿って相対的に変位するようになる。これによって、第１圧電体層３３１によって構成される圧電素子部３３の変位端面３３４が、第２圧電体層３４１によって構成される固定部３４の静止端面３４２よりも突出する。
【０１３４】
各圧電素子列３１における圧電素子部３３と固定部３４との間には、固体潤滑材で構成された滑り層３５が介設されている。具体的に滑り層３５は、図１０に示すように、グランド電極３３３と第２圧電体層３４１との間に介設されている。滑り層３５は、層間境界面に沿ってグランド電極３３３と第２圧電体層３４１を相対的に滑らせることによって、前述した電圧印加時の第１圧電体層３３１と第２圧電体層３４１との相対変位時の摩擦抵抗を低減させる。このことによって、圧電素子部３３の変換効率が向上する。
【０１３５】
アクチュエータブロック３は、図１２に示すように、主にＰＺＴで構成される多数枚の圧電体シート５を積層しかつ焼結することによって作成される。多数枚の圧電体シート５は、第１の圧電体シート５０１、第２の圧電体シート５０２、第３の圧電体シート５０３及び第４の圧電体シート５０４を含んでおり、その第１〜第４の圧電体シート５０１〜５０４は、その順番で繰り返し積層されることになる（但し、実際の製造工程では、下から上に積み上げていくため、第４の圧電体シート５０４、第３の圧電体シート５０３、第２の圧電体シート５０２、第１の圧電体シート５０１の順序で、積層することになる）。詳しくは後述するが、第１〜第４の圧電体シート５０１〜５０４には、その表面に所定の電極パターンが印刷されていると共に、その電極パターンは、第１〜第４の圧電体シート５０１〜５０４間で互いに異なる。
【０１３６】
前述した第１圧電体層３３１及び第２圧電体層３４１はそれぞれ、２枚の圧電体シート５，５によって構成される。このため、各圧電素子列３１における圧電素子部３３同士の間隔は、圧電体シート５の４枚分に相当し、前述したように、この間隔は、１３５．６μｍ（即ち、一つのノズル列２１の解像度は約１８７ｄｐｉであり、４つのノズル列２１（図９の左図に示す第１ノズル列２１１〜第４ノズル列２１４）の全体では、約７５０ｄｐｉとなる）であることから、圧電体シート５の一枚の厚みは３４μｍ弱程度に設定されることになる。尚、圧電体シート５の厚みは、ヘッドユニット１０におけるＸ方向の解像度（ノズルピッチ）に応じて設定される。圧電体シート５の厚みｔは、必要とされる解像度に応じて例えば１０μｍ≦ｔ≦６５μｍの範囲で適宜設定すればよい。
【０１３７】
４種の圧電体シート５は、図１３に示すように、互いに同じ短冊形状を有しており、その長手方向の一端部Ｐ０は凹凸形状に予めカッティングされているのに対し、他端部Ｐ１は平坦形状とされている。具体的に、各種の圧電体シート５における一端部Ｐ０には、Ｙ方向に等間隔を空けて配置された４つの凸部５１，５２，５３，５４と、その凸部同士の間に配置された３つの凹部５５とが設けられている。各凸部５１〜５４は、圧電体シート５を積層して圧電アクチュエータ３を作成したときに、Ｘ方向（圧電体シート５の積層方向）に延びる各圧電素子列３１（図９の左図参照）を構成する。以下、各種の圧電体シート５における４つの凸部を、便宜上、図１３における上から下に、第１〜第４凸部５１〜５４と呼ぶ。尚、各種の圧電体シート５における各凹部５５は、圧電アクチュエータ３においては、各凹溝３２（図１１参照）を構成する。尚、後述するように、この凹凸部５１〜５５は、圧電体シート５を積層する際には、その圧電体シート５の位置決めに利用される。
【０１３８】
これに対し、各種の圧電体シート５における他端部には、その端面から内方に半円状に凹んだ電極凹部５６が形成されている。この電極凹部５６は、各種の圧電体シート５内においては取出電極３３５を通じて制御電極３３２に電気的に接続される一方で、後述するように、バンプを介して駆動回路等に対し電気的に接続される。尚、電極凹部５６における半円状の内周面にも導電性材料が塗布されている。後述するように各種の圧電体シート５間で制御電極３３２のＹ方向の位置が互いに異なることに対応して、この電極凹部５６のＹ方向の位置も、各種の圧電体シート５間で互いに異なっている。
【０１３９】
４種の圧電体シート５０１〜５０４の表面（片面）には、図１３に示すように、所定の電極パターンが、印刷法によって予め形成されている。また、各機能を満たす材料のナノ粒子を所定の溶媒に分散させ、この分散液をインクジェット法によって塗付し、さらにベイク工程を経てパターニングするようにしてもよい。
【０１４０】
具体的に第１の圧電体シート５０１には、図１３の最上図に示すように、第１凸部５１に制御電極３３２が形成されており、その制御電極３３２に連続する取出電極３３５が、その第１凸部５１に対応する位置において、第１の圧電体シート５０１の他端にまで延びて形成されている。その制御電極３３２の取出電極３３５に対応して、第１の圧電体シート５０１の他端に電極凹部５６が形成されている。また、第１の圧電体シート５０１には、第２〜第４凸部５２〜５４のそれぞれに、グランド電極３３３が形成されており、これらのグランド電極３３３は互いに一体化されている。ここでグランド電極３３３の高さ方向の長さは（図１３における左右方向の長さ）、所定長さに設定されており、この長さが、前述したグランド電極３３３の長さＬに対応する。そうして、一体化されたグランド電極３３３に接続される取出電極３３６が、第３凸部５３に対応する位置において、第１の圧電体シート５０１の他端にまで延びて形成されている。
【０１４１】
第２の圧電体シート５０２には、図１３における上から２番目の図に示すように、第２凸部５２に制御電極３３２が形成されており、その制御電極３３２に連続する取出電極３３５が、第２凸部５２に対応する位置において、第２の圧電体シート５０２の他端まで延びて形成されている。第２の圧電体シート５０２においては、第２凸部５２の制御電極３３２に接続される取出電極３３５に対応して、電極凹部５６が形成されている。第２の圧電体シート５０２にはまた、第１、第３及び第４凸部５１，５３，５４のそれぞれにグランド電極３３３が形成されている。この内、第３及び第４凸部５３，５４のグランド電極３３３は互いに一体化されている。第１凸部５１のグランド電極３３３に接続される取出電極３３６は、その第１凸部５１に対応する位置において、第２の圧電体シート５０２の他端に向かって延びて形成されている。また、一体化された第３及び第４凸部５３，５４のグランド電極３３３に接続される取出電極３３６は、Ｙ方向に幅広にされており、その第３及び第４凸部５３，５４に対応する位置において、第２の圧電体シート５０２の他端に向かって延びて形成されている。ここで、第３及び第４凸部５３，５４のグランド電極３３３に接続される取出電極３３６は、第２の圧電体シート５０２の他端にまで延びているのに対し、この第１凸部５１のグランド電極３３３に接続される取出電極３３６は、第２の圧電体シート５０２の他端までは延びずに、その端３３６ａは、第２の圧電体シート５０２の他端よりも内方に位置している。これは、第１の圧電体シート５０１と第２の圧電体シート５０２とを重ね合わせたときに、第１の圧電体シート５０１の電極凹部５６（制御電極３３２に接続される取出電極３３５）と、第２の圧電体シート５０２のグランド電極３３３に接続される取出電極３３６とが接触して短絡してしまうことを防止するためである。
【０１４２】
第３の圧電体シート５０３には、図１３における上から３番目の図に示すように、第３凸部５３に制御電極３３２が形成されており、その制御電極３３２に連続する取出電極３３５が、第３凸部５３に対応する位置において、第３の圧電体シート５０３の他端にまで延びて形成されている。そうして、この第３の圧電体シート５０３では、第３凸部５３の制御電極３３２（取出電極３３５）に対応して電極凹部５６が形成されている。また、第３の圧電体シート５０３では、第１、第２及び第４凸部５１，５２，５４のそれぞれにグランド電極３３３が形成されており、この内、第１及び第２凸部５１，５２のグランド電極３３３は互いに一体化されている。一体化された第１及び第２凸部５１，５２のグランド電極３３３に接続される取出電極３３６は、第１凸部５１に対応する位置において、第３の圧電体シート５０３の他端にまで延びて形成されている。また、第４凸部５４のグランド電極３３３に接続される取出電極３３６は、第４凸部５４に対応する位置において、第３の圧電体シート５０３の他端にまで延びて形成されている。
【０１４３】
第４の圧電体シート５０４には、図１３の最下図に示すように、第４凸部５４に制御電極３３２が形成されている。この制御電極３３２に連続する取出電極３３５は、第４凸部５４に対応する位置において、第４の圧電体シート５０４の他端にまで延びて形成されており、この取出電極３３５に対応して電極凹部５６が形成されている。また、第４の圧電体シート５０４には、第１〜第３凸部５１〜５３のそれぞれにグランド電極３３３が形成され、それらは互いに一体化されている。そうして、その一体化されたグランド電極３３３に接続される取出電極３３６が、第１凸部５１に対応する位置において、第４の圧電体シート５０４の他端にまで延びて形成されている。
【０１４４】
第１〜第４の圧電体シート５０１〜５０４にはまた、固体潤滑材を印刷することによって、滑り層３５が予め形成されている。
【０１４５】
具体的に第１の圧電体シート５０１には、第２凸部５２と第４凸部５４とのそれぞれに滑り層３５が形成されている。この内、第２凸部５２の滑り層３５は、グランド電極３３３の上面に形成される一方、第４凸部５４の滑り層３５は、グランド電極３３３の下面（第１の圧電体シート５０１とグランド電極３３３との間）に形成される。
【０１４６】
第２の圧電体シート５０２には、第１凸部５１と第３凸部５３とのそれぞれに、滑り層３５が形成されており、この内、第１凸部５１の滑り層３５は、グランド電極３３３の下面（第２の圧電体シート５０２とグランド電極３３３との間）に形成される一方、第３凸部５３の滑り層３５は、グランド電極３３３の上面に形成される。
【０１４７】
第３の圧電体シート５０３には、第２凸部５２と第４凸部５４とのそれぞれに、滑り層３５が形成されており、この内、第２凸部５２の滑り層３５は、グランド電極３３３の下面（第３の圧電体シート５０３とグランド電極３３３との間）に形成される一方、第４凸部５４の滑り層３５は、グランド電極３３３の上面に形成される。
【０１４８】
第４の圧電体シート５０４には、第１凸部５１と第３凸部５３とのそれぞれに、滑り層３５が形成されており、この内、第１凸部５１の滑り層３５は、グランド電極３３３の上面に形成される一方、第３凸部５３の滑り層３５は、グランド電極３３３の下面（第４の圧電体シート５０４とグランド電極３３３との間）に形成される。
【０１４９】
このように、第１〜第４の圧電体シート５０１〜５０４において、制御電極３３２及びグランド電極３３３の位置や滑り層３５の位置を、第１凸部５１〜第４凸部５４の間で順に移動させることによって、これら第１〜第４の圧電体シート５０１〜５０４を積層してアクチュエータブロック３を製造したときには、第１圧電素子列３１１における圧電素子部３３は、第１及び第２の圧電体シート５０１，５０２によって構成され、第２圧電素子列３１２における圧電素子部３３は、第２及び第３の圧電体シート５０２，５０３によって構成され、第３圧電素子列３１３における圧電素子部３３は、第３及び第４の圧電体シート５０３，５０４によって構成され、第４圧電素子列３１４における圧電素子部３３は、第４及び第１の圧電体シート５０４，５０１によって構成される。そうして、アクチュエータブロック３においてＹ方向に隣り合う圧電素子列３１１〜３１４（図９の左図参照）間において、圧電素子部３３の位置が圧電体シート一枚分だけ、Ｘ方向にずれることになる。
【０１５０】
このことを一般化すると、Ｙ方向において、第４Ｎ＋１番目（但し、Ｎは０以上の整数）の圧電素子列３１（３１１）における圧電素子部３３は、第１の圧電体シート５０１と第２の圧電体シート５０２とによって構成され、第４Ｎ＋２番目の圧電素子列３１（３１２）における圧電素子部３３は、第２の圧電体シート５０２と第３の圧電体シート５０３とによって構成され、第４Ｎ＋３番目の圧電素子列３１（３１３）における圧電素子部３３は、第３の圧電体シート５０３と第４の圧電体シート５０４とによって構成され、第４Ｎ＋４番目の圧電素子列３１（３１４）における圧電素子部３３は、第４の圧電体シート５０４と第１の圧電体シート５０１とによって構成されている、ということになる。
【０１５１】
また、アクチュエータブロック３の電極端面Ｐ１側においては、図１４Ａ、１４Ｂに示すように、各種の圧電体シート５０１〜５０４に形成された電極凹部５６が、その電極端面Ｐ１から内方に凹陥するようになる。前述したように、この電極凹部５６の内周面には導電性材料が塗布されていることから、各電極凹部５６によって、電極端面Ｐ１に露出する取出電極が構成されることになる。また、電極凹部５６は、圧電素子部３３と同様に、その位置が、Ｙ方向に隣り合う圧電素子列３１１〜３１４間において圧電体シート５一枚分だけＸ方向にずれることになる。
【０１５２】
尚、図１３に示す電極パターンや滑り層３５の形成位置は、一例であり、電極パターンや滑り層３５の形成位置は、適宜変更することが可能である。また、各種の圧電体シート５の片面だけに印刷を行うのではなく、各種の圧電体シート５の両面に印刷を行うようにしてもよい。また、図１２等では説明の都合上、制御電極３３２、グランド電極３３３をデフォルメして厚く記載しているが、本実施形態では、制御電極３３２、グランド電極３３３の厚みは、それぞれ５０ｎｍに設定している。これらの厚みは、前述したように、２０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下とすればよい。
【０１５３】
次に、圧電アクチュエータ３の製造手順について説明する。先ず、所定の矩形状に切り出したグリーンシートを多数枚用意する。このグリーンシートは、図１５に示すように、長手方向の一端部Ｐ０には、凹凸部５１〜５５を形成する一方、他端部Ｐ１の側には、取出電極３３５に対応する位置に円形状の貫通孔５６ａを形成しておく。尚、後述するように、各グリーンシートの他端部は切断されることから、その各グリーンシートの長さは、圧電アクチュエータ３の高さよりも若干長く設定される。
【０１５４】
そうして、各グリーンシートの表面に導電性材料を所定のパターンで印刷することにより、図１３の各図に示すように、制御電極３３２、グランド電極３３３及び取出電極３３５，３３６のそれぞれを形成する。このときに、前記貫通孔５６ａの内周面にも導電性材料が導入されるように印刷する。即ち、貫通孔５６ａに該当する部分では、例えば金属材料を２度にわたって塗布する、あるいは、ナノ粒子を所定溶媒に分散させたインクを用いたインクジェット法を採用する場合にあっては、貫通孔５６ａ部分について供給されるインク量を増大する（例えば通常部分よりも１液の滴量を増やす、あるいはインク吐出回数を増やす）等によって実現される。
【０１５５】
また、前記電極の形成前後において、各グリーンシートの所定位置に、固体潤滑材を印刷し、それによって、所定のグランド電極３３３の上面及び下面に前記滑り層３５を形成する。このようにして、第１〜第４の圧電体シート５０１〜５０４を、それぞれ所定枚数、作成する。
【０１５６】
作成した圧電体シート５０１〜５０４は、図１５に示すように、第１、第２、第３及び第４の種類を繰り返し積層する。この圧電体シート５０１〜５０４の積層時には、前記長手方向の一端部Ｐ０に形成した凹凸部５１〜５５を、シートの位置決めに利用すればよい。
【０１５７】
所定枚数の圧電体シート５０１〜５０４を積層することによって、ブロック状の積層体とすれば、その積層体を積層方向に圧縮することによって、積層方向の高さが予め設定している高さとなるようにする。こうすることで、各圧電体シートの厚み５０１〜５０４を略同じ厚みにすることができる。このことによって、第１〜第４圧電素子列３１１〜３１４それぞれにおける各圧電素子部３３のサイズが均一化すると共に、その圧電素子部３３のピッチも均等化する（図１０参照）。このことは、ヘッドユニット１０におけるアライメントの点で有利になる。
【０１５８】
そうして、当該積層体を焼結することによって、ブロック状の圧電アクチュエータ３にする。その後、図１６に一点鎖線で示すように、貫通孔５６ａの中心を通る位置で圧電アクチュエータ３の他端部Ｐ１側を切断する。このことによって、各貫通孔５６ａの部分が、電極端面において内方に凹陥するようになり、図１４に示すように、半円状の内周面に導電性材料が塗布された電極凹部５６が、電極端面に露出することになる。
【０１５９】
また、圧電アクチュエータ３の一端部Ｐ０においては、図１１に示すように、３つの凹溝３２それぞれの位置でＸ方向に切削処理（溝切加工）を行うことにより、積層方向（Ｘ方向）に延びる第１〜第４圧電素子列３１１〜３１４の形状を仕上げる。つまり、前述したように、積層体を積層方向に圧縮することによって各圧電体シート５０１〜５０４における各凸部５１〜５４（図１３，図１５参照）が拡がり、そのままでは、圧電アクチュエータ３における各圧電素子列３１１〜３１４のＹ方向の幅が、Ｘ方向にばらつくことになるが、積層体の焼結後に切削処理を行うことによって、第１〜第４圧電素子列３１１〜３１４のＹ方向の幅を、互いに同じ幅でかつ、Ｘ方向に一定の幅にすることが可能になる。この製造方法によると、圧電アクチュエータ３における各圧電素子部３３の位置を、精度よく設定することが可能になり、各圧電素子部３３を、ヘッドユニット１０における各圧力室７の位置に対応させることが容易になる。
【０１６０】
そうして最後に、各圧電素子部３３（第１圧電体層３３１）がｄ３１方向に変位するよう分極処理（予め、制御電極３３２とグランド電極３３３に所定電圧を印加し、所定方向の電界を形成する）を施すことによって、ブロック状の圧電アクチュエータ３が完成する。
【０１６１】
尚、ここでは、各グリーンシートの一端部Ｐ０に予め凹凸部５１〜５５を形成していたが、これを形成せずに、積層体を焼結した後に切削処理を行うことによって圧電アクチュエータ３の一端部Ｐ０に３つの凹溝３２を形成し、それによって、第１〜第４圧電素子列３１１〜３１４を形成するようにしてもよい。
【０１６２】
また、圧電アクチュエータ３の製造手順としては、前述したように、所定の電極パターンを予め形成した圧電体シートを積層することに限らず、予め貫通孔５６ａを形成した圧電体シートを順次積層しながら、その圧電体シート（積層体）に対し制御電極３３２、グランド電極３３３、それらの取出電極３３５，３３６、及び滑り層３５を、例えば印刷法（インクジェット法）によって形成してもよい。このような製造方法であれば、貫通孔５６ａの下部には、既に積層された圧電体シートが配置されているため、前述した貫通孔５６ａの内側に後に露出した電極となる導電材料を埋め込む工程が容易となる。
【０１６３】
この圧電アクチュエータ３は、その他端面Ｐ１が、平坦でかつ比較的面積の広い電極端面とされている。そして、その電極端面に、それぞれ制御電極３３２に接続されると共に、所定の配列で配置された電極凹部５６が露出している。従って、例えば図１７に示すように、この電極凹部５６内に、例えばＡｕ等によるバンプを形成しておき、この電極端面Ｐ１に対し、例えばＡＣＦによって、フレキシブルプリント基板６１を接合させることができる。このフレキシブルプリント基板６１は、圧電アクチュエータ３とそれの駆動回路（図示省略）とを接続するための基板である。ここでＡＣＦとは、フィルム状の絶縁樹脂材料の中に微細な導電性粒子を分散させたシート状の素材で、圧力と温度を加えることにより、接着と同時に電極間に挟まれた導電粒子を介して縦方向には電気的接続、横方向には絶縁の機能を持つものを指す。こうすることで、フレキシブルプリント基板６１の接続が一度で完了し、製造工程の簡略化が図られる。この構成では、フレキシブルプリント基板６１の面に駆動回路（ＩＣチップ）を搭載してもよい。
【０１６４】
ここで、ＡＣＦ接合には信頼性を考慮して２０００μｍ２程度のバンプ面積が必要である。既に説明したように、本実施形態ではＸ方向の各圧電体シートの厚みは３４μｍとしたから、図１４Ｂに示すように、バンプ形成領域ＡＲｂｕｍｐはこれを十分に囲み得るよう、Ｙ方向を６０μｍ、Ｘ方向を４０μｍとする形状とし（６０×４０＝２４００＞２０００）、ＡＣＦに必要なバンプ面積を確保している。また、図１３を用いて詳細に説明したように各圧電体シート５には、それぞれ異なる（４種類の）電極パターンを形成するようにしたので、電極凹部５６はアクチュエータブロック３の一端部Ｐ０に離散して形成される。このため、各電極凹部５６に対してＡＣＦ接合用のバンプを形成することは十分に可能である。
【０１６５】
また、例えば図１８に示すように、圧電アクチュエータ３の電極端面Ｐ１に対し、例えばＡＣＦによって、アクチュエータ駆動回路（ＩＣチップ９９）を含むリジッド基板６２を接合させてもよい。
【０１６６】
さらに、圧電アクチュエータ３の電極端面に対して、その電極端面に相対する薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor，ＴＦＴ）を含むリジッド基板を接合させてもよい。図１９は、ＴＦＴを含むアクチュエータ駆動回路の断面図を示す。同図において符号６３は、リジッド基板６２としてのガラス基板である。ここでは基板としてガラスを用いているが、平坦性を確保できるのであれば、セラミック等の他の材料を用いることができる。符号６３１は、ガラス基板６３の表面に形成されたベースコート層であり、例えばＳｉＮとＳｉＯ２とを積層することによって構成される。ベースコート層６３１の上には、多結晶シリコン（ポリシリコン）からなるＴＦＴ６３２が形成されている。ＴＦＴ６３２は、本実施形態においては、キャリア移動度等の観点で高速駆動が可能な多結晶シリコンを用いている。しかしながら、非結晶シリコン（アモルファスシリコン）を用いてもよい。非結晶シリコンの場合、デザインルールや駆動周波数の点で、多結晶シリコンと比べて不利になるが、製造プロセスが安価であるため、コストメリットがある。
【０１６７】
符号６３３は、例えばＳｉＯ２からなるゲート絶縁層であり、ＴＦＴ６３２とＭｏ等の金属で構成されたゲート電極６３４とを、所定の間隔で離間し、絶縁する。符号６３５は、例えばＳｉＯ２及びＳｉＮを積層することで構成される中間層である。中間層６３５は、ゲート電極６３４を被うと共に、この表面に沿って形成される、Ａｌ等の金属製のソース電極６３６及びドレイン電極６３７を支持する。
【０１６８】
ソース電極６３６及びドレイン電極６３７は、中間層６３５及びゲート絶縁層６３３に設けられたコンタクトホールを介してＴＦＴ６３２に接続されている。ソース電極６３６とドレイン電極６３７との間に所定の電位差を付与した状態でゲート電極６３４に所定の電位を付与することにより、ＴＦＴ６３２は、スイッチングトランジスタとして動作する。符号６３８は、ＳｉＮ等で構成された保護層であり、ソース電極６３６を完全に被うと共に、ドレイン電極６３７の一部にコンタクトホール６３９を形成する。符号６５は保護層６３８上に形成された駆動電極であり、本実施形態では、従来の例えば無機ＥＬあるいは有機ＥＬ（エレクトロルミネッセント）表示装置等の製造工程をそのまま応用することを考慮して、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を用いている。駆動電極６５としては、ＩＴＯの他に、ＩＺＯ（亜鉛ドープ酸化インジウム）、ＡＴＯ（ＳｂをドープしたＳｎＯ２）、ＡＺＯ（ＡｌをドープしたＺｎＯ）、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、及び、Ｉｎ２Ｏ３等を用いることができる。駆動電極６５は、蒸着法等によって形成することができるが、スパッタ法又はＣＶＤ法（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長法）により形成することが望ましい。この駆動電極６５は、コンタクトホール６３９においてドレイン電極６３７と接続されている。
【０１６９】
駆動電極６５は、圧電アクチュエータ３における電極凹部５６に対して、電気的に接続される部分であるため、それの電気的な抵抗値（特に接触抵抗）は低く抑えておくことが望ましい。そこで、駆動電極６５の表面には、金属膜をさらに形成（メタライズ）することが好ましい。尚、前述のＩＴＯ等は、有機ＥＬ素子を構成する発光材料に電荷を注入（より多くのホール、電子を供給）するため材料間のイオン化ポテンシャルの差を考慮して選定されるが、圧電体を駆動する場合は、電荷注入効率を考慮する必要はなく単純なオーミックコンタクトで十分であるため、ＩＴＯ等に換えて、駆動電極６５そのものを、金属で構成してもよい。
【０１７０】
駆動電極６５の表面において、前記電極凹部５６とのコンタクトを形成する領域以外の表面には、電極領域規制部６６が形成されている。電極領域規制部６６は、圧電アクチュエータ３の電極端面Ｐ１に形成された電極凹部５６とコンタクトを形成する領域を画定すると共に、ＴＦＴ６３２等で構成される駆動回路全体を保護する保護層としての役割を担う。そうして、この駆動電極６５の上にコンタクト用のバンプ６４０を形成し、ＡＣＦを介して、前記圧電アクチュエータ３の電極端面に対し当該基板を接合することができる。尚、バンプ６４０は上述のように電極凹部５６側に設けておいてもよい。
【０１７１】
ＴＦＴ６３２は、当該基板上において、圧電アクチュエータ３における各圧電素子部３３に対し１：１の関係で形成されており、電気的には、いわゆるアクティブマトリクス回路を構成する。ソース電極６３６を正極とし、さらにゲート電極６３４を所定の電位に制御することによって、電流がソース電極６３６、ＴＦＴ６３２、ドレイン電極６３７及び駆動電極６５を経て圧電素子部３３に供給され、その圧電素子部３３が駆動される。
【０１７２】
図２０は、アクチュエータ駆動回路の例を示す構成図である。このアクチュエータ駆動回路は、５つのＴＦＴ（２つのＴＦＴ６３２，ＴＦＴ６３２ａ，ＴＦＴ６３２ｂ，ＴＦＴ６３２ｃ）によって閾値補償型の定電圧回路６７を構成し、その一つの定電圧回路６７によって一つの圧電素子部３３を駆動するようにしている。一般に圧電体（強誘電体）で構成されるアクチュエータは静電容量Ｃが大きい。このため、いわゆる定電流駆動の場合、蓄積電荷は時間とともに直線的にチャージされることで、そのチャージに長時間を要する。このことはアクチュエータの駆動周波数を低下させる要因となる。これに対し、定電圧駆動の場合、電荷蓄積は非線形（時間の経過に比例しない、という意味において）に行われ、特にＯＮ／ＯＦＦ初期の電荷蓄積は非常に高速に行われる。このため、圧電体の駆動に適している。定電圧回路６７の最終出力段は、２つのＴＦＴ６３２ｂ，ＴＦＴ６３２ｃで構成され、圧電素子部３３に所定の電圧（Ｖｄｄ）を印加する際はＴＦＴ６３２ｂがＯＮとなり、このときＴＦＴ６３２ｃはＯＦＦとなる。逆に圧電素子部に電圧を印加しない場合は、ＴＦＴ６３２ｂがＯＦＦとなり、ＴＦＴ６３２ｃがＯＮとなる結果、圧電素子部３３の制御電極３３２、グランド電極３３３が共にＧＮＤに接続される。
【０１７３】
こうした回路基板を、圧電アクチュエータ３の電極端面に直接接合することによって、圧電アクチュエータ３と回路基板との間の配線の引き回しが不要になるため、ヘッドユニット１０を小型化する上で有利になる。
【０１７４】
このヘッドユニット１０では、前述したように、駆動回路を通じて圧電アクチュエータ３の制御電極３３２に対し制御電位を付与することで、その制御電極３３２を含む圧電素子部３３（第１圧電体層３３１）が伸長変形しようとする。このときに、滑り層３５において互いの境界面において滑りが生じることで、図１０に示すように、圧力室７内に圧電素子部３３が容易に突出するようになる。尚、図１０では、理解容易のため、圧電素子部３３の突出を誇張して描いている。この圧電素子部３３の突出により圧力室７内の液体に圧力が印加され、ノズル１２を通じて液体が吐出される。また、制御電極３３２への制御電位の付与を停止することによって、突出していた圧電素子部３３が元に戻り、それに伴い、圧力室７内に液体が充填される。
【０１７５】
この構成の圧電アクチュエータ３においては、圧電素子部３３（第１圧電体層３３１）のＸ方向の両側が、固定部３４（第２圧電体層３４１）によって支持されているため、圧電素子部３３のＸ方向の厚みを薄くしても、十分な剛性を確保することができる。従って、ヘッドユニット１０における圧力室７の幅（図１０における左右方向の幅）を狭くすることが可能になる。このことは、ノズルピッチを狭くして解像度を高める上で有利である。また、圧電素子部３３の長さは、グランド電極３３３の長さＬ（図１０参照）によって設定されるが、グランド電極３３３の長さＬを長くしても、圧電素子部３３は固定部３４によって支持されていることから、圧電素子部３３の剛性には何ら影響を与えない。さらに、このグランド電極３３３の長さＬは、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに直交する高さ方向の長さである。このため、ノズルピッチ等の、ヘッドユニット１０に関係するディメンジョンとは無関係に、グランド電極３３３の長さＬを設定することによって、圧電素子部３３の変位量を任意に設定することができる。これは、高粘度の液体を吐出可能にする上で有利になる。
【０１７６】
そして、圧電素子部３３と固定部３４との間に滑り層３５を介在させることによって、圧電素子部３３の変位に対する抵抗力が大幅に低減する。その結果、圧電アクチュエータ３の変換効率が高まり、例えば高粘度の液体を吐出することが可能になる。
【０１７７】
また、ブロック状の圧電アクチュエータ３は、前述したように、グリーンシート（圧電体シート５０１〜５０４）を多数枚積層することによって製造されており、これによって、多数の圧電素子部３３を含む圧電アクチュエータ３を、高精度かつ低コストで製造することが可能になる。また積層構造の採用は、制御電極３３２やグランド電極３３３の取り出しが容易になるという利点もある。
【０１７８】
尚、圧電アクチュエータ３は、ここでは第１〜第４圧電素子列３１１〜３１４を含んで構成されているが、圧電素子列の数に制限はない。圧電アクチュエータ３に含まれる圧電素子列の数は、圧電体シート５における凸部の数を適宜設定することによって、任意の数に設定することが可能である。例えば、図１３に示す各種の圧電体シートの、Ｙ方向の幅を２倍にすると共に、その一端部Ｐ０に第１〜第８の８個の凸部を設けるようにしてもよい。この圧電体シートを積層して構成した圧電アクチュエータでは、第１〜第８の圧電素子列が含まれるようになる。ここにおいて、第１及び第５の圧電素子列、第２及び第６の圧電素子列、第３及び第７の圧電素子列、並びに第４及び第８の圧電素子列においては、それぞれＸ方向の同じ位置に圧電素子部３３が位置しているようにしてもよい。つまり、第１及び第５の圧電素子列における圧電素子部３３は、第１及び第２の圧電体シートによって構成し、第２及び第６の圧電素子列における圧電素子部３３は、第２及び第３の圧電体シートによって構成し、第３及び第７の圧電素子列における圧電素子部３３は、第３及び第４の圧電体シートによって構成し、第４及び第８の圧電素子列における圧電素子部３３は、第４及び第１の圧電体シートによって構成することになる。このように、Ｘ方向の同じ位置に２つの圧電素子部３３を備えた圧電アクチュエータは、ヘッドユニット１０においては、Ｘ方向の同じ位置に、Ｙ方向に離間した２つのノズルを備えることになる。このため、ヘッドユニット１０の駆動周波数が倍に高まることと等価になる。
【０１７９】
尚、圧電アクチュエータに含まれる圧電素子列の数に応じて、圧電アクチュエータを構成する圧電体シートの種類も変更すればよい。つまり、圧電体シートの種類は、４種類には限定されない。例えば、第１〜第３の圧電素子列を含む圧電アクチュエータは、第１〜第３の圧電体シートを積層することによって作成することが可能である。つまり、圧電アクチュエータに含まれる圧電素子列の種類と、圧電体シートの種類とは対応することになる。ここでいう圧電素子列の種類は、そこに含まれる圧電素子部３３のＸ方向の位置が同じ場合は、同じ種類であり、圧電素子部３３のＸ方向の位置が異なる場合は、異なる種類となる。従って、前述した第１〜第８の圧電素子列を含む圧電アクチュエータにおいて、第１、第２、第３及び第４の圧電素子列においては、それぞれＸ方向の異なる位置に圧電素子部３３が位置する一方で、第１及び第５の圧電素子列、第２及び第６の圧電素子列、第３及び第７の圧電素子列、並びに第４及び第８の圧電素子列においては、それぞれＸ方向の同じ位置に圧電素子部３３が位置するとした場合、この圧電アクチュエータに含まれる圧電素子列の種類は、４種類となる。
【０１８０】
（変形例１）
図２１は、変形例１に係るヘッドユニット２０を示している。このヘッドユニット２０では、その圧電アクチュエータ３が、いわゆる引き押し動作を行う。つまり、この圧電アクチュエータ３では、制御電極３３２及びグランド電極３３３間に電圧を印加するに伴い、第１圧電体層３３１が収縮して圧電素子部３３の変位端面３３４が、固定部３４の静止端面３４２よりも凹陥し、圧力室７の体積が増大するようになる。その状態から電圧印加を解除することによって圧電素子部３３の変位端面３３４が元の位置に戻り、そのことで、圧力室７内の液体に圧力が印加されて、ノズル１２から液体が吐出する。
【０１８１】
このヘッドユニット２０では、ノズル１２から液体を吐出させないときに制御電極３３２に所定の電圧を印加させ続ける一方で、ノズル１２から液体を吐出させるときにその電圧の印加を解除する（制御電極３３２の電位をＧＮＤ電位とする）。前述したように、圧電素子部３３に電圧を印加してそれを変位させる場合、たとえ定電圧回路を用いたとしても電荷蓄積に要する時間が必要である。従って、電圧印加から圧電素子部３３が変位するまでの間に、時間遅れが生じる。これに対し、電圧を印加して圧電素子部３３を変位させた状態から、それを元に戻す（制御電極３３２をＧＮＤ電位にする）ときには、例えば、図２０を用いて説明した定電圧回路６７では、信号ＡＺＢをＯＮ（Ｈｉ）とすることとなる。これによってＴＦＴ６３２ｂはＯＦＦ、ＴＦＴ６３２ｃはＯＮとなり、圧電素子部３３を構成する制御電極３３２とグランド電極３３３は、単一のＴＦＴ６３２ｃを介して瞬時にＧＮＤに接続される。図２０に図示する定電圧回路６７では、電源Ｖｄｄ側には複数のＴＦＴが直列に接続されているが（ＴＦＴ６３２ａ，ＴＦＴ６３２ｂの２つ）、ＧＮＤ側には単一のＴＦＴ６３２ｃが直列に接続されている。この構成では、ＧＮＤ側の抵抗値がより小さいことから、電源Ｖｄｄに接続して圧電素子部３３に電荷を蓄積する場合と比較して、ＧＮＤに接続して放電させる時間は一般に短くなる。このように、回路構成を工夫することによって、駆動電圧の印加停止（ＧＮＤへの接続）から圧電素子部３３が変位するまでの間の時間遅れは極めて小さくなる。従って、前記構成のヘッドユニット２０では、圧電素子部３３の変位スピードが高まり、特に高粘度液体の吐出において有利なヘッドが構成される。
【０１８２】
（変形例２）
図２２は、変形例２に係るヘッドユニット３０を示している。このヘッドユニット３０は、グランド電極３３３の取出電極３３７を、アクチュエータブロック３における駆動端面に沿って形成している。この取出電極３３７は、例えばアクチュエータブロック３の駆動端面に金メッキ処理を施すことによって形成してもよい。こうした構成は、各圧電体シート５０１〜５０４において、グランド電極３３３の取出電極を、そのシートの他端側（電極端面側）にまで延ばして形成する必要性を無くし、グランド電極３３３の取り出しをさらに容易にさせる。
【０１８３】
尚、この構成においては、制御電極３３２は、その先端をアクチュエータブロック３における駆動端面よりも内方に位置するようにし、それによって、制御電極３３２とグランド電極３３３とが短絡しないようにする必要がある。これは、圧電体シートに制御電極３３２を印刷するときに、その位置をずらすことによって、容易に実現し得る。
【０１８４】
（変形例３）
図２３は、変形例３に係るヘッドユニット４０を示している。このヘッドユニット４０は、圧力室７を区画する圧力室区画部材９（図１０等参照）に相当する部分を、圧電アクチュエータ３によって形成している。つまり、この圧電アクチュエータ３では、各固定部３４に対応する位置において、圧電素子部３３の変位端面３３４よりも突出する区画壁３４３が形成されており、この区画壁３４３の先端がノズルプレート４５に接合されている。こうして、圧電素子列３１（図９の左図参照）の駆動端面、区画壁３４３、及びノズルプレート４５により各圧力室７が区画されることになる。
【０１８５】
この構成の圧電アクチュエータ３は、次のような手順で作成することが可能である。つまり、前述した圧電アクチュエータ３の製造手順と同様に、所定の矩形状に切り出したグリーンシートに対して電極等を印刷した圧電体シート５を用意する。この圧電体シート５においては、各凸部５１〜５４の突出高さを、図１３等に示す各凸部５１〜５４の突出高さよりもさらに高く設定する。これは、区画壁３４３の高さ（つまり圧力室７の高さ）に相当する分を含めるためである。そうして、前述したように、圧電体シート５を所定の順番で積層し、それを積層方向に圧縮した状態で焼結することにより、ブロック状の圧電アクチュエータを作成する。
【０１８６】
ブロック状の圧電アクチュエータ３が作成されれば、その一端部における各凹溝の位置でＸ方向に切削処理を行うことにより、積層方向（Ｘ方向）に延びる圧電素子列３１１〜３１４の形状を仕上げる（図１１参照）。
【０１８７】
また、図２４に白抜きの矢印で示すように、その一端部（駆動端面側）において、Ｙ方向に、切削処理を施すことによって、圧電素子部３３の変位端面３３４と区画壁３４３とを形成する。具体的には、第１〜第４圧電素子列３１１〜３１４のそれぞれにおいて圧電素子部３３に相当する位置を通るように、Ｙ方向に対して斜め方向に切削処理を施す。この切削処理は、Ｘ方向に異なる複数の位置のそれぞれに対して行われる。このことによって、切削された部分は圧電素子部３３の変位端面３３４（圧力室７の上面）となり、切削されなかった部分は区画壁３４３（圧力室７におけるＸ方向の両側面）となる。こうした構成は、部品点数の低減化や組み付け工数の低減化を図る上で有利である。
【０１８８】
（変形例４）
変形例４は、圧電アクチュエータ３の製造に関する。この変形例では、前記第１〜第４圧電素子列３１１〜３１４（図９，図１１参照）を含む圧電アクチュエータ３を、複数のブロック（分割ブロック３７）に分割して作成した後に、それらを互い接合することによって、一つの圧電アクチュエータ３を作成する。具体的には、例えば図２５に示すように、２つの圧電素子列３１を備えかつ、各圧電素子列３１において３つの圧電素子部３３を含む分割ブロック３７を複数個、用意する。ここで、一つの分割ブロック３７に含まれる圧電素子列３１の数及び各圧電素子列３１に含まれる圧電素子部３３の数は、適宜設定することができる。
【０１８９】
こうした分割ブロック３７は、前記圧電アクチュエータ３の製造手順と同様に、複数枚の圧電体シート５を積層して焼結することによって製造可能である。分割ブロック３７における、圧電体シート５の積層枚数は比較的少なく設定すればよく、そうすることによって、各分割ブロック３７の製造は、比較的容易になる。尚、分割ブロック３７における圧電体シート５の積層枚数は、その分割ブロックの側面に制御電極３３２が露出しないという条件を満たす限り、任意に設定することができる。また、分割ブロック３７は、比較的大サイズのブロックを作成しておき、これをダイシングすることによっても作成できる。
【０１９０】
複数の分割ブロック３７を作成した後、これら複数の分割ブロック３７を互いに接合する。具体的にＸ方向に対しては、Ｙ方向に位置をずらすことなく複数の分割ブロック３７を互いに接合する。これによって、圧電素子列３１がＸ方向に連続して延びるようにする。一方、Ｙ方向に対しては、Ｘ方向に位置をずらして複数の分割ブロック３７を互いに接合する。これによって、圧電アクチュエータ３は、第１〜第４圧電素子列３１１〜３１４を備えるようになると共に、Ｙ方向に隣り合う圧電素子列３１１〜３１４間において、ノズル１２の位置は圧電素子部３３の位置が圧電体シート一枚分だけ、Ｘ方向にずれることになる。そうして、所定のノズルピッチとなった圧電アクチュエータ３が製造される。
【０１９１】
前述したように、こうした分割ブロック３７は、圧電体シート５の積層枚数が少ないため、比較的容易に作成し得る。従って、この製造方法は、圧電アクチュエータ３の製造をより容易にし、最終製品としてのヘッドユニットの製造歩留を向上させる。尚、ここでは、６個の分割ブロック３７を互いに接合することによって一つの圧電アクチュエータ３を作成しているが、互いに接合する分割ブロック３７の数には特に制限がない。また、例えばＸ方向についてのみ、複数の分割ブロックを互いに接合するようにしてもよい。
【０１９２】
図２６は、前述の分割ブロック３７を接合して作成した圧電アクチュエータ３を２つ用意し、それら第１の圧電アクチュエータ３０１と第２の圧電アクチュエータ３０２とを、さらにＹ方向に接合することによって、一つの圧電アクチュエータとした例を示している。同図における右図に拡大して示すように、第１の圧電アクチュエータ３０１と第２の圧電アクチュエータ３０２とは、その圧電素子部３３のＸ方向の位置が、圧電体シート一枚の厚みの半分だけ、互いにずれて接合されている。こうすることで、第１及び第２の圧電アクチュエータ３０１，３０２を接合した圧電アクチュエータを用いたヘッドユニットは、そのＸ方向の解像度を、第１又は第２の圧電アクチュエータ単体の場合に対して２倍にすることができる。
【０１９３】
（変形例５）
図２７は、圧電体シートの電極パターンの変形例を示す説明図である。以降、図２７を参照しながら、圧電体シート５におけるグランド電極３３３を、電極端面Ｐ１に引き出す際のパターンについて詳細に説明する。尚、図２７においては、説明を簡単にするために、滑り層３５の記載を省略している。
【０１９４】
この変形例においても、圧電アクチュエータ３は４種類の圧電体シート５、即ち、第１の圧電体シート５０１、第２の圧電体シート５０２、第３の圧電体シート５０３、第４の圧電体シート５０４を繰り返し積層することで形成される。いずれの圧電体シート５においても制御電極３３２は、取出電極３３５によって電極端面Ｐ１側にストレートに引き出される。一方、グランド電極３３３は、第１の圧電体シート５０１及び第４の圧電体シート５０４の２種類について、取出電極３３６によって電極端面Ｐ１側に引き出される。
【０１９５】
ここで、第１の圧電体シート５０１の下面（電極等が形成されていない面）が第２の圧電体シート５０２の上面（電極等が形成されている面）と接し、同様に第２の圧電体シート５０２の下面が第３の圧電体シート５０３の上面に接し、第３の圧電体シート５０３の下面が第４の圧電体シート５０４の上面に接し、第４の圧電体シート５０４の下面が、繰り返し積層される第１の圧電体シート５０１の上面に接するものとする。実際の製造工程では、第４の圧電体シート５０４の上に、第３の圧電体シート５０３を重ね、その次に第２の圧電体シート５０２、その次に第１の圧電体シート５０１、さらに積層を重ねる場合は、その次に第４の圧電体シート５０４を、という具合に繰り返し積層される。
【０１９６】
第３の圧電体シート５０３にはスルーホール５８ｄが形成されており、第４の圧電体シート５０４の上に第３の圧電体シート５０３を重ね、スルーホール５８ｄに導電性材料を注入することで、第４の圧電体シート５０４と第３の圧電体シート５０３のグランド電極３３３は電気的に接続される。また第２の圧電体シート５０２にはスルーホール５８ｂ，５８ｃが設けられており、第３の圧電体シート５０３（上述のように、既に第４の圧電体シート５０４と積層されている）の上に第２の圧電体シート５０２を重ね、これらのスルーホール５８ｂ，５８ｃに導電性材料を注入することで、第３の圧電体シート５０３と第２の圧電体シート５０２のグランド電極３３３（２つの部分に分かれている）は電気的に接続される。同様にして、第１の圧電体シート５０１に設けられたスルーホール５８ａを介して、第２の圧電体シート５０２と第１の圧電体シート５０１のグランド電極３３３は接続され、結果的に４枚の圧電体シート５を積層することで、全てのグランド電極３３３は相互に電気的に接続される。
【０１９７】
そして、上述したように、第１の圧電体シート５０１と第４の圧電体シート５０４に設けられた取出電極３３６によって、各圧電体シート５のグランド電極３３３は、電極端面Ｐ１に設けられた共通電極凹部５７に電気的に接続される。
【０１９８】
図２８は、変形例５に係る圧電アクチュエータにおいて、圧電体シートを積層した状態を示す要部斜視図である。図２８では、圧電体シート５を上述した順序で８枚重ねたものを、電極端面Ｐ１側から見た状態を示している。図２８に示すように、電極端面Ｐ１には制御電極３３２（図２７参照）に電気的に接続された電極凹部５６が、Ｘ方向及びＹ方向に分離して露出・形成される。そしてグランド電極３３３と接続された共通電極凹部５７が、圧電体シート５の積層方向（Ｘ方向）に沿って、限定的な領域に露出・形成される。
【０１９９】
このように露出した電極凹部５６、共通電極凹部５７にバンプを形成して、例えばＴＦＴが形成された基板と接続することができる。上述したように構成すれば、共通電極（グランド）を電極端面Ｐ１の一部に集中的に設けることができるため、グランド電位が変動することも少なくなり、また電極端面Ｐ１に接合されるＴＦＴ基板についても、グランドの左右で回路構成を分離できることから、各左右の領域においてはトランジスタ配置等の設計自由度を高めることができる。
【０２００】
（変形例６）
図２９は圧電アクチュエータの製造工程を示す断面図である。以下、図２９を参照しながら、圧電アクチュエータの製造方法について詳細に説明するが、説明に用いる符号として、前に説明したものをそのまま用いる。尚、以下の説明において、制御電極３３２、グランド電極３３３の引き回しパターンとして、図２８で示したものを援用し、図２９は、図２７の下図から上図の順に圧電体シート５を繰り返し積層した場合の、Ｑ−Ｑ断面図に該当する。また、図２９では、滑り層（滑り層）３５、制御電極３３２、及びグランド電極３３３を厚く記載しているが、既に説明したように、滑り層３５、制御電極３３２、グランド電極３３３の実際の厚みは５０ｎｍ程度に設定されており、圧電体シート５の厚み（例えば３４μｍ）と比較して非常に薄いものである。
【０２０１】
＜工程（ｉ）＞（図２９の最上図）
先ず、第４の圧電体シート５０４の上面に対して、駆動端面Ｐ０側に印刷法（インクジェット法）を用いて、滑り層３５と共通電極としての第２電極３３３を、この順序で形成する。
【０２０２】
＜工程（ii）＞（図２９の上から２番目の図）
次に、第４の圧電体シート５０４に対して、滑り層３５と第２電極３３３を挟むように、第３の圧電体シート５０３を積層する。その後、積層した第３の圧電体シート５０３の上面に対して、駆動端面Ｐ０側に印刷法（インクジェット法）を用いて、制御電極としての第１電極３３２及びこれから引き出される取出電極３３５を形成する。取出電極３３５は電極端面Ｐ１まで延伸され、電極端面Ｐ１において電極凹部５６を形成する。
【０２０３】
尚、電極凹部５６の形成にあたっては、前述したように、直接的に凹部とするのではなく、一旦、貫通孔５６ａ（図１６参照）としておき、最終的に電極端面Ｐ１側の一部をカットして電極凹部５６を露出させるようにしてもよい。
【０２０４】
また、工程（ii）では、図２７の上から３番目の図に示す第２電極３３３も同時に形成される。このとき、図２９には現れないスルーホール５８ｄに対して、導電性ペースト等の導電性材料が注入される。
【０２０５】
＜工程（iii）＞（図２９の上から３番目の図）
次に、制御電極としての第１電極３３２等が形成された第３の圧電体シート５０３の上に、第１電極３３２等を挟むようにして、第２の圧電体シート５０２を積層する。その後、第２の圧電体シート５０２の上面に対して、駆動端面Ｐ０側に印刷法（インクジェット法）を用いて、共通電極としての第２電極３３３と滑り層３５を、この順序で形成する。このとき、第２電極３３３と滑り層３５は、＜工程（ii）＞で形成した滑り層３５と第２電極３３３と対向する位置に形成される。
【０２０６】
また、工程（iii）では、図２７の上から２番目の図に示す第２電極３３３も同時に形成される。このとき、図２９には現れないスルーホール５８ｂ，５８ｃに対して導電性ペースト等の導電性材料が注入される。
【０２０７】
＜工程（iv）＞（図２９の上から４番目の図）
次に、共通電極としての第２電極３３３等と滑り層３５が形成された第２の圧電体シート５０２の上に、第２電極３３３と滑り層３５を挟むようにして、第１の圧電体シート５０１を積層する。
【０２０８】
これら工程＜ｉ＞〜＜iv＞を繰り返すことで、図２９の最下図に示す圧電アクチュエータ３が構成される。圧電アクチュエータ３の駆動端面Ｐ０には、Ｘ方向に圧電素子部３３と固定部３４（即ち、変位端面３３４と静止端面３４２）が交互に構成されることとなる。
【０２０９】
＜工程（ｖ）＞
このようにして構成された圧電アクチュエータ３を所定の温度で、所定の時間、焼結することにより、最終品としての圧電アクチュエータが製造される。この圧電アクチュエータは、制御電極３３２とグランド電極３３３の間に所定の電位を与えることで、第２の圧電体シート５０２と第３の圧電体シート５０３が高さ方向に変位することとなる。
【０２１０】
以上述べてきたように、ここに示す圧電アクチュエータ３の製造方法は、複数の圧電体シート（５０１〜５０４）を積層して形成される積層端面（駆動端面Ｐ０）に、この積層端面の法線方向（高さ方向）に変位する変位部位Ｌを備える圧電アクチュエータの製造方法であって、積層端面には、圧電体シート（５０１〜５０４）と、積層された圧電体シート間の滑り方向の摩擦を低減する滑り層３５と、制御電極３３２と、グランド電極３３３が積層されており、
圧電体シートＡ（第４の圧電体シート５０４）、滑り層３５、グランド電極３３３、
圧電体シートＢ（第３の圧電体シート５０３）、制御電極３３２、
圧電体シートＣ（第２の圧電体シート５０２）、グランド電極３３３、滑り層３５、
圧電体シートＤ（第１の圧電体シート５０１）をこの順序で繰り返して積層するという製造方法である。
【０２１１】
また、ここに示す圧電アクチュエータ３の製造方法は、
ｉ）圧電体シートＡ（第４の圧電体シート５０４）の変位部位Ｌに相当する部分に、積層された圧電体シート間の滑り方向の摩擦を低減する滑り層３５と、グランド電極３３３を（この順序で）形成する工程、
ii）工程ｉ）で形成された滑り層３５とグランド電極３３３を挟んで、圧電体シートＡ（第４の圧電体シート５０４）に対して圧電体シートＢ（第３の圧電体シート５０３）を積層し、この圧電体シートＢの変位部位Ｌに相当する部分に、制御電極３３２を形成する工程、
iii）工程ii）で形成された制御電極３３２を挟んで、圧電体シートＢ（第３の圧電体シート５０３）に対して圧電体シートＣ（第２の圧電体シート５０２）を積層し、この圧電体シートＣの変位部位Ｌに相当する部分に、グランド電極３３３と滑り層３５を（この順序で）形成する工程、
iv）工程iii）で形成されたグランド電極３３３と滑り層３５を挟んで、圧電体シートＣ（第２の圧電体シート５０２）に対して圧電体シートＤ（第１の圧電体シート５０１）を積層する工程、
ｖ）前記の各工程によって作成された積層体を焼結する工程、
を含んでいる。
【０２１２】
（変形例７）
図３０は、変形例７に係る圧電アクチュエータの構造、及びその製造工程を示す断面図である。変形例７によれば、圧電アクチュエータをより簡易に、より高密度に構成することが可能となる。変形例７では、圧電体シートを積層する際に、変形例６の＜工程（iv）＞を省略し、＜工程（ｉ）＞から＜工程（iii）＞までの間を繰り返し、その後に焼結する。
【０２１３】
即ち、変形例６においては、図２９の上から４番目の図に示すように、第１の圧電体シート５０１を積層した後、次の工程で第４の圧電体シート５０４を積層する（結果として図２９の最下図に示す構成となる）。一方、変形例７においては、図３０の上から４番目の図に示すように、第２の圧電体シート５０２を積層した次の工程で、第４の圧電体シート５０４を積層すると共に、その第４の圧電体シート５０４の上に、直接的に滑り層３５と第２電極３３３とを形成する。その結果、圧電アクチュエータ３は図３０の最下図に示す構成となる。
【０２１４】
変形例６では、Ｘ方向に２枚の圧電体シートによって圧電素子部３３が構成され、さらに２枚の圧電体シートによって固定部３４が構成されている。一方、変形例７では、Ｘ方向に２枚の圧電体シートによって圧電素子部３３が構成され、一枚の圧電体シートによって固定部３４が構成されていることが分かる。この構成により、圧電アクチュエータ３の一単位を構成する圧電体シートが一枚省かれることとなり低コスト化、歩留向上、Ｘ方向のノズルピッチのさらに縮小に寄与できることとなる。
【０２１５】
以上述べてきたように、ここに示す圧電アクチュエータ３の製造方法は、複数の圧電体シート（５０２〜５０４）を積層して形成される積層端面（駆動端面Ｐ０）に、この積層端面の法線方向（高さ方向）に変位する変位部位Ｌを備える圧電アクチュエータの製造方法であって、積層端面には、圧電体シート（５０２〜５０４）と、積層された圧電体シート間の滑り方向の摩擦を低減する滑り層３５と、制御電極３３２と、グランド電極３３３が積層されており、
圧電体シートＡ（第４の圧電体シート５０４）、滑り層３５、グランド電極３３３、
圧電体シートＢ（第３の圧電体シート５０３）、制御電極３３２、
圧電体シートＣ（第２の圧電体シート５０２）、グランド電極３３３、滑り層３５をこの順序で繰り返して積層する方法である。
【０２１６】
また、ここに示す圧電アクチュエータ３の製造方法は、
ｉ）圧電体シートＡ（第４の圧電体シート５０４）の変位部位Ｌに相当する部分に、積層された圧電体シート間の滑り方向の摩擦を低減する滑り層３５と、グランド電極３３３を（この順序で）形成する工程、
ii）工程ｉ）で形成された滑り層３５とグランド電極３３３を挟んで、圧電体シートＡ（第４の圧電体シート５０４）に対して圧電体シートＢ（第３の圧電体シート５０３）を積層し、この圧電体シートＢの変位部位Ｌに相当する部分に、制御電極３３２を形成する工程、
iii）工程ii）で形成された制御電極３３２を挟んで、圧電体シートＢ（第３の圧電体シート５０３）に対して圧電体シートＣ（第２の圧電体シート５０２）を積層し、この圧電体シートＣの変位部位Ｌに相当する部分に、グランド電極３３３と滑り層３５を（この順序で）形成する工程、
iv）前記の各工程によって作成された積層体を焼結する工程、
を含んでいる。
【０２１７】
（他の実施形態）
圧電アクチュエータ３に含まれる圧電素子列の数や圧電素子部の数、またそれらの配置は、前記実施形態には限定されない。また、前記の各実施形態は、可能な範囲で互いに組み合わせることが可能である。
【０２１８】
また、前記圧電アクチュエータ３は、液体吐出ヘッド用のアクチュエータに限定されるものではなく、その他、種々のデバイスに用いることができる。
【０２１９】
液体吐出ヘッドは、デバイス製造用途に限らず、記録媒体に対してインクを吐出することによって画像を形成するいわゆるインクジェットヘッドとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２２０】
以上説明したように、ここに開示する技術は、圧電アクチュエータ、及び、それを備えた液体吐出ヘッド及び液体吐出装置について有用であり、インクジェットプリンタを始め、例えばインクジェット法を用いた有機ＥＬパネルの製造装置、配線パターン描画装置等に広く応用できる。
【符号の説明】
【０２２１】
１        ヘッドユニット
２        圧電アクチュエータ 
２ｂ      圧電素子部 
３        圧電アクチュエータ（アクチュエータブロック）
３ａ      変位端面 
４        固定部（固定シート）
４ａ      固定部（固定シート）
５        圧電体シート
７        圧力室
１０      ヘッドユニット
１２      ノズル 
１５      供給流路（循環流路）
１６      排出流路（循環流路）
１８      アクチュエータブロック
２０      ヘッドユニット
２６      フィルター
３０      ヘッドユニット 
３１      圧電素子列 
３３      圧電素子部 
３４      固定部 
３５      滑り層 
３６      被覆層 
４０      ヘッドユニット 
５５      凹部（切り欠き） 
５６ａ    貫通孔 
６１      フレキシブルプリント基板 
６２      リジッド基板 
６３      ガラス基板 
３０１    第１の圧電アクチュエータ 
３０２    第２の圧電アクチュエータ 
３１１    第１圧電素子列 
３１２    第２圧電素子列 
３１３    第３圧電素子列 
３１４    第４圧電素子列 
３３１    第１圧電体層 
３３２    第１電極（制御電極） 
３３３    第２電極（グランド電極） 
３３４    変位端面 
３３５    取出電極 
３３６    取出電極 
３３７    取出電極 
３４１    第２圧電体層 
３４２    静止端面 
３４３    区画壁 
５０１    第１の圧電体シート 
５０２    第２の圧電体シート 
５０３    第３の圧電体シート 
５０４    第４の圧電体シート 
Ｐ０      駆動端面
Ｐ１      電極端面
【図１Ａ】
2010010665.tif 000003
【図１Ｂ】
2010010665.tif 000004
【図１Ｃ】
2010010665.tif 000005
【図２】
2010010665.tif 000006
【図３】
2010010665.tif 000007
【図４Ａ】
2010010665.tif 000008
【図４Ｂ】
2010010665.tif 000009
【図５】
2010010665.tif 000010
【図６】
2010010665.tif 000011
【図７】
2010010665.tif 000012
【図８Ａ】
2010010665.tif 000013
【図８Ｂ】
2010010665.tif 000014
【図８Ｃ】
2010010665.tif 000015
【図９】
2010010665.tif 000016
【図１０】
2010010665.tif 000017
【図１１】
2010010665.tif 000018
【図１２】
2010010665.tif 000019
【図１３】
2010010665.tif 000020
【図１４Ａ】
2010010665.tif 000021
【図１４Ｂ】
2010010665.tif 000022
【図１５】
2010010665.tif 000023
【図１６】
2010010665.tif 000024
【図１７】
2010010665.tif 000025
【図１８】
2010010665.tif 000026
【図１９】
2010010665.tif 000027
【図２０】
2010010665.tif 000028
【図２１】
2010010665.tif 000029
【図２２】
2010010665.tif 000030
【図２３】
2010010665.tif 000031
【図２４】
2010010665.tif 000032
【図２５】
2010010665.tif 000033
【図２６】
2010010665.tif 000034
【図２７】
2010010665.tif 000035
【図２８】
2010010665.tif 000036
【図２９】
2010010665.tif 000037
【図３０】
2010010665.tif 000038
【手続補正書】
【提出日】平成21年9月29日(2009.9.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面及び裏面を有する圧電体シートと、
前記圧電体シートの前記表面に設けられた第１の電極と、
前記圧電体シートの前記裏面に設けられかつ、前記第１の電極の少なくとも一部に対向する第２の電極と、
前記第１及び第２の電極が設けられた前記圧電体シートを、その表面側及び裏面側から支持する固定部と、
前記固定部と前記第１の電極との間、及び、前記固定部と前記第２の電極との間にそれぞれ設けられかつ、前記圧電体シートと前記固定部との相対変位を許容する滑り層と、
を備えている圧電アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１記載の圧電アクチュエータであって、
前記圧電体シート、前記第１及び第２の電極、並びに前記滑り層を積層した積層体を、前記固定部を間に挟んで複数積層することによってアクチュエータブロックを成している圧電アクチュエータ。
【請求項３】
請求項２記載の圧電アクチュエータであって、
前記固定部は、分極処理されていない圧電体によって構成されている圧電アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１記載の圧電アクチュエータであって、
前記滑り層は、主にモリブデン化合物からなる圧電アクチュエータ。
【請求項５】
請求項４記載の圧電アクチュエータであって、
前記滑り層は、主に二硫化モリブデンからなる圧電アクチュエータ。
【請求項６】
請求項１記載の圧電アクチュエータであって、
前記滑り層は、主にグラファイトからなる圧電アクチュエータ。
【請求項７】
請求項１記載の圧電アクチュエータであって、
前記滑り層は、主に窒化ケイ素からなる圧電アクチュエータ。
【請求項８】
請求項７記載の圧電アクチュエータであって、
前記滑り層は、主にβ−窒化ケイ素からなる圧電アクチュエータ。
【請求項９】
請求項１記載の圧電アクチュエータであって、
前記滑り層は、主に六方晶窒化硼素からなる圧電アクチュエータ。
【請求項１０】
請求項１記載の圧電アクチュエータであって、
前記第１の電極は、前記圧電体シートを変位させるための制御電位が与えられる制御電極であり、
前記第２の電極は、グランド電極である圧電アクチュエータ。
【請求項１１】
請求項１０記載の圧電アクチュエータであって、
前記第１及び第２の電極は、主にグラファイトからなる圧電アクチュエータ。
【請求項１２】
請求項１記載の圧電アクチュエータであって、
前記滑り層は、柔軟材で構成されている圧電アクチュエータ。
【請求項１３】
請求項１記載の圧電アクチュエータであって、
前記圧電体シートは、圧電定数ｄ３１方向に変位する変位端面を有する圧電アクチュエータ。
【請求項１４】
請求項２記載の圧電アクチュエータであって、
前記第１の電極に接続された取出電極、及び、前記第２の電極に接続された取出電極をさらに備え、
前記アクチュエータブロックにおいて、前記積層方向に直交する方向を向いた面でかつ、前記第１及び第２の電極が配置されている側の面は、駆動端面であり、
前記取出電極は、前記積層方向に直交する方向に延びて、前記アクチュエータブロックにおける、前記駆動端面とは反対側の電極端面に露出している圧電アクチュエータ。
【請求項１５】
請求項１４記載の圧電アクチュエータであって、
前記アクチュエータブロックにおける前記電極端面には、基板が直接接続されている圧電アクチュエータ。
【請求項１６】
請求項１５記載の圧電アクチュエータであって、
前記基板は、ＡＣＦにより前記アクチュエータブロックに接続されている圧電アクチュエータ。
【請求項１７】
請求項１４記載の圧電アクチュエータであって、
前記基板は、フレキシブル基板である圧電アクチュエータ。
【請求項１８】
請求項１４記載の圧電アクチュエータであって、
前記基板は、リジッド基板である圧電アクチュエータ。
【請求項１９】
請求項１８記載の圧電アクチュエータであって、
前記リジッド基板は、前記アクチュエータブロックの前記電極端面に対向するＴＦＴを含んで構成されている圧電アクチュエータ。
【請求項２０】
請求項２記載の圧電アクチュエータであって、
前記アクチュエータブロックにおいて前記積層方向の最も外側に位置する前記固定部は、他の固定部と比較して厚みが薄い圧電アクチュエータ。
【請求項２１】
請求項１記載の圧電アクチュエータであって、
前記圧電体シート及び前記固定部は、前記滑り層を介して、境界面方向に沿う方向に相対的に変位する圧電アクチュエータ。
【請求項２２】
圧電アクチュエータと、
この圧電アクチュエータによって、その一部が区画される、少なくとも１の圧力室と、
前記圧力室に連通する、少なくとも１のノズルと、を備え、前記圧電アクチュエータの駆動によって前記圧力室内に充填された液体に圧力を加えて、前記ノズルから液滴を吐出する液体吐出ヘッドであって、
前記圧電アクチュエータは、
表面及び裏面を有しかつ、当該表面及び裏面間の端面が前記圧力室の一部を区画する圧電体シートと、
前記圧電体シートの前記表面に設けられた第１の電極と、
前記圧電体シートの前記裏面に設けられかつ、前記第１の電極の少なくとも一部に対向する第２の電極と、
前記第１及び第２の電極が設けられた前記圧電体シートを、その表面側及び裏面側から支持する固定部と、
前記固定部と前記第１の電極との間、及び、前記固定部と前記第２の電極との間にそれぞれ設けられかつ、前記圧電体シートと前記固定部との相対変位を許容する滑り層と、
を備えている液体吐出ヘッド。
【請求項２３】
請求項２２記載の液体吐出ヘッドであって、
前記圧電アクチュエータと前記圧力室との間には、被覆層が配設されている液体吐出ヘッド。
【請求項２４】
請求項２２記載の液体吐出ヘッドであって、
前記圧力室に前記液体を供給する循環流路と、
前記循環流路の途中に設けられたフィルターと、をさらに備えている液体吐出ヘッド。
【請求項２５】
請求項２２記載の液体吐出ヘッドであって、
前記ノズルは、主走査方向に対し傾斜したノズル列を構成するように配置され、
前記圧電アクチュエータは、前記圧電体シート、前記第１及び第２の電極、並びに前記滑り層を積層した積層体を、前記固定部を間に挟んで複数積層することによって構成されたアクチュエータブロックを複数、含んでおり、
前記複数のアクチュエータブロックは、前記主走査方向に並設されていると共に、当該各アクチュエータブロックは、前記圧電体シートの前記端面の延びる方向が、前記傾斜したノズル列に一致するように、前記主走査方向に対して傾いて配置されている液体吐出ヘッド。
【請求項２６】
一対の圧電体シートを積層した第１圧電体層と、
前記一対の圧電体シートの間に設けられた第１の電極と、
前記第１圧電体層に対して積層された第２圧電体層と、
前記第１圧電体層と前記第２圧電体層との間に設けられた第２の電極と、
前記第１圧電体層と前記第２圧電体層との間に介在しかつ、前記第１圧電体層と前記第２圧電体層との間の相対変位を許容する滑り層と、を備えている圧電アクチュエータ。
【請求項２７】
請求項２６記載の圧電アクチュエータであって、
前記第２圧電体層は、前記第１圧電体層を間に挟んだ両側それぞれに積層され、
前記第２の電極は、前記第１圧電体層と前記２つの第２圧電体層との間のそれぞれに配置されている圧電アクチュエータ。
【請求項２８】
第１の圧電体シートと、
前記第１の圧電体シートに対し積層される滑り層と、
前記滑り層に対し積層される共通電極と、
前記滑り層及び共通電極を間に挟んで前記第１の圧電体シートに積層される第２の圧電体シートと、
前記第２の圧電体シートに積層される制御電極と、
前記制御電極を間に挟んで前記第２の圧電体シートに積層される第３の圧電体シートと、
前記第３の圧電体シートに対し積層される別の共通電極と、
前記別の共通電極に対し積層される別の滑り層と、
前記別の共通電極及び別の滑り層を間に挟んで前記第３の圧電体シートに積層される第４の圧電体シートと、で構成される積層体を、少なくとも一つ備え、
前記積層方向に直交する方向を向いた前記積層体の駆動端面において、前記第２及び第３の圧電体シートによって構成される部分が、前記制御電極と共通電極との間に電圧を印加したときに、前記積層方向に直交する方向に変位する変位部とされている圧電アクチュエータ。
【請求項２９】
請求項２８記載の圧電アクチュエータであって、
前記積層体を複数備え、
前記複数の積層体は、前記駆動端面が前記積層方向に並ぶように互いに積層されている圧電アクチュエータ。
【請求項３０】
その表面に互いに異なる所定の電極パターンがそれぞれ形成された複数種の圧電体シートを積層することによって構成されたアクチュエータブロックを複数備え、
前記各アクチュエータブロックにおいて前記積層方向に直交する方向を向いた駆動端面には、前記電極を含みかつ圧電素子として機能する複数の圧電素子部と、各圧電素子部に対し滑り層を介して隣接してその圧電素子部を支持する複数の固定部とが設けられていると共に、当該複数の圧電素子部及び固定部は、前記積層方向である主走査方向に対し交互に配置されることによって、少なくとも１列の圧電素子列を構成しており、
前記複数のアクチュエータブロックは、前記駆動端面において前記圧電素子列が主走査方向に延設されると共に当該圧電素子列が当該主走査方向に直交する副走査方向に複数並設されるように、前記主走査方向及び前記副走査方向のそれぞれの方向に対して互いに接合されている圧電アクチュエータ。
【請求項３１】
請求項３０記載の圧電アクチュエータであって、
前記副走査方向に接合される複数のアクチュエータブロックは、前記各圧電素子列における圧電素子部の位置が、前記副走査方向に並ぶ複数の圧電素子列間で互いに異なるように、前記主走査方向に位置をずらして接合されている圧電アクチュエータ。
【請求項３２】
請求項３１記載の圧電アクチュエータであって、
前記副走査方向に接合される複数の積層体ブロックの位置ずれ量は、前記圧電体シートの厚みに基づいて設定されている圧電アクチュエータ。
【請求項３３】
複数の圧電体シートを積層して形成される積層端面に、この積層端面の法線方向に変位する変位部位を備える圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記積層端面には、前記圧電体シートと、前記積層された圧電体シート間の滑り方向の摩擦を低減する滑り層と、制御電極と、共通電極とが積層されており、
圧電体シートＡ、前記滑り層、前記共通電極、
圧電体シートＢ、前記制御電極、
圧電体シートＣ、前記共通電極、前記滑り層、及び、
圧電体シートＤ
をこの順序で繰り返して積層する圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項３４】
複数の圧電体シートを積層して形成される積層端面に、この積層端面の法線方向に変位する変位部位を備える圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記積層端面には、前記圧電体シートと、前記積層された圧電体シート間の滑り方向の摩擦を低減する滑り層と、制御電極と、共通電極とが積層されており、
圧電体シートＡ、前記滑り層、前記共通電極、
圧電体シートＢ、前記制御電極、
圧電体シートＣ、前記共通電極、及び、前記滑り層、
をこの順序で繰り返して積層する圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項３５】
複数の圧電体シートを積層して形成される積層端面に、この積層端面の法線方向に変位する変位部位を備える圧電アクチュエータの製造方法であって、
ｉ）圧電体シートＡの前記変位部位に相当する部分に、前記積層された圧電体シート間の滑り方向の摩擦を低減する滑り層と、共通電極とを形成する工程、
ii）工程ｉ）で形成された滑り層及び共通電極を挟んで、前記圧電体シートＡに対して圧電体シートＢを積層し、この圧電体シートＢの前記変位部位に相当する部分に、制御電極を形成する工程、
iii）工程ii）で形成された制御電極を挟んで、前記圧電体シートＢに対して圧電体シートＣを積層し、この圧電体シートＣの前記変位部位に相当する部分に、共通電極と滑り層とを形成する工程、
iv）工程iii）で形成された共通電極及び滑り層を挟んで、前記圧電体シートＣに対して圧電体シートＤを積層する工程、及び
ｖ）前記の各工程によって作成された積層体を焼結する工程、
を含む圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項３６】
請求項３５記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記工程iv）の後に、さらに
vi）前記圧電体シートＤに対して前記圧電体シートＡを積層する工程、
を行い、
前記工程ｉ），ii），iii），iv），vi）を繰り返し、その後に工程ｖ）を行う圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項３７】
複数の圧電体シートを積層して形成される積層端面に、この積層端面の法線方向に変位する変位部位を備える圧電アクチュエータの製造方法であって、
ｉ）圧電体シートＡの前記変位部位に相当する部分に、前記積層された圧電体シート間の滑り方向の摩擦を低減する滑り層と、共通電極とを形成する工程、
ii）工程ｉ）で形成された滑り層及び共通電極を挟んで、前記圧電体シートＡに対して圧電体シートＢを積層し、この圧電体シートＢの前記変位部位に相当する部分に、制御電極を形成する工程、
iii）工程ii）で形成された制御電極を挟んで、前記圧電体シートＢに対して圧電体シートＣを積層し、この圧電体シートＣの前記変位部位に相当する部分に、共通電極と滑り層とを形成する工程、及び
iv）前記の各工程によって作成された積層体を焼結する工程、
を含む圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項３８】
請求項３７記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記工程iii）の後に、さらに
ｖ）工程iii）で形成された共通電極及び滑り層を挟んで、前記圧電体シートＣに対して前記圧電体シートＡを積層する工程、
を行い、
前記工程ｉ），ii），iii），ｖ）を繰り返し、その後に工程iv）を行う圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項３９】
請求項３３記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記制御電極の形成、前記共通電極の形成、及び前記滑り層の形成を、それぞれ印刷法によって行う圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項４０】
請求項３３記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記各圧電体シートにおける前記積層端面を構成する側の端面において、前記電極形成部分とは異なる位置に、前記圧電体シートの積層時に位置決めに用いられる切り欠きを予め設ける圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項４１】
主走査方向及びそれに直交する副走査方向の双方に拡がる駆動端面に、制御電極と共通電極とを含みかつ前記駆動端面に直交する方向に変位する複数の圧電素子部、及び各圧電素子部を支持する複数の固定部が、前記主走査方向に交互に並んで列状に配置されることで圧電素子列を構成すると共に、当該圧電素子列が少なくとも一つ設けられた圧電アクチュエータを製造する方法であって、
前記各圧電素子部及び各固定部の間には、圧電素子部が固定部に対しその境界面に沿って相対変位することを許容する滑り層が介設されており、
ｉ）前記制御電極と共通電極とを含むパターンであって、互いに異なる電極パターンをその表面にそれぞれ作成すると共に、前記電極の上面又は下面に前記滑り層を印刷法によって形成した複数種類の圧電体シートを作成する工程、
ii）前記複数種類の圧電体シートを、所定の順番で積層することによって、前記制御電極及び共通電極を積層方向に所定の配置に並べ、それによって前記圧電素子列を形成する工程、及び、
iii）前記の各工程によって作成された積層体を焼結する工程
を含み、
前記各圧電体シートには、前記駆動端面を形成する一端部に制御電極を形成していると共に、その制御電極に接続される取出電極を、前記駆動端面側とは逆側の他端部にまで延ばして形成しており、
前記圧電体シートの作成工程は、
グリーンシートを所定形状に切り出す工程、
前記グリーンシートにおける他端部に、厚み方向に貫通する貫通孔を形成する工程、及び、
前記グリーンシートの表面及び前記貫通孔の内周面に対し導電性材料を印刷することによって、前記制御電極及び当該制御電極と前記貫通孔とを互いに接続する取出電極を作成する工程、を含み、
iv）前記積層体を焼結した後に、前記貫通孔を通る位置において前記積層体の他端部を切り落とすことによって、前記貫通孔の内周面をその切断面に露出させる工程、
をさらに含む圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項４２】
請求項４１記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、
ｖ）前記切断面に対して基板を直接接合することによって、前記各貫通孔の内周面と前記基板との間を電気的に接続する工程、
をさらに含む圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項４３】
請求項４１記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、
vi）前記焼結した積層体を複数用意し、前記主走査方向及び副走査方向の少なくとも一方の方向に、前記複数の焼結積層体を互いに接合する工程をさらに含む圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項４４】
請求項４３記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記複数の焼結積層体は、前記主走査方向に対しては、前記各圧電素子列が前記主走査方向に連続するように接合する圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項４５】
請求項４３記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記複数の焼結積層体は、前記副走査方向に対しては、前記副走査方向に並ぶ圧電素子部の位置が主走査方向に互いにずれるように接合する圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項４６】
請求項４１記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記圧電アクチュエータは、その変形駆動によって圧力室内の液体に圧力を印加して、当該圧力室に連通するノズルから液体を吐出させる液体吐出ヘッドに用いられるアクチュエータであり、
vii）前記積層体を焼結した後に、当該焼結積層体の駆動端面に対して切削処理を施すことによって、前記圧力室を区画する区画壁を形成する工程をさらに含む圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項４７】
請求項４６記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、
前記各圧電素子列における圧電素子部の位置は、前記副走査方向に並ぶ圧電素子列間において、前記主走査方向に順にずれており、
前記切削処理は、複数の圧電素子列に亘って各圧電素子部の位置を通るように、前記副走査方向に対して斜め方向に行う圧電アクチュエータの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示する技術は、圧電アクチュエータ、それを備えた液体吐出ヘッド及び圧電アクチュエータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の媒体に向かって液体を吐出することによって、その媒体上に所定のパターンを形成する液体吐出ヘッドは、液体が充填される圧力室と、圧力室に連通するノズルと、圧力室内の液体に圧力を印加する圧電アクチュエータと、を少なくとも備えている。つまり、液体吐出ヘッドは、圧電アクチュエータが変形駆動することによって圧力室内の液体に対し圧力を加え、それによってノズルから液体を吐出する。
【０００３】
例えば特許文献１には、多数のノズルを並べてノズル列を構成すると共に、そのノズル一つ一つに対応するように、多数の圧力室を並べて配置した液体吐出ヘッドが開示されている。この液体吐出ヘッドの圧電アクチュエータは、板状の圧電体層とそれを挟持するように圧電体層に対し積層される２つの板状電極とを含む圧電素子部を複数含んで構成されている。具体的にこの圧電アクチュエータでは、ノズルピッチ（ノズルとノズルとの間隔）に対応するように各圧電素子部が薄板形状を有しており、その薄板形状の各圧電素子部における基端側の部分同士が、絶縁層をその間に挟んで互いに接合されている。このため、この圧電アクチュエータは、複数の圧電素子部が櫛歯状に並ぶブロック状に構成されている。
【０００４】
また、例えば特許文献２には、積層圧電体として機能させる圧電素子部と、圧電体としては機能させない非圧電素子部とを、圧力室の列方向に交互に並べて配置した圧電アクチュエータを有する液体吐出ヘッドが開示されている。この圧電アクチュエータは、複数枚のグリーンシートを、圧力室の列方向に直交する高さ方向に積層することによって積層圧電体のブロックを構成すると共に、このブロックに対し、前記積層方向に貫通するスリットを、圧力室の列方向に沿って所定の間隔を空けて複数、設けており、このスリットが圧電素子部と非圧電体素子部とを互いに区画するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−０２９９６５号公報
【特許文献２】特開２００２−２９２８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、こうした液体吐出ヘッドにおいて、パターン形成に係る解像度をさらに高めようとすると、ノズルピッチをさらに狭くしなければならない。ノズルピッチを狭くすることに伴い、各ノズルが連通する各圧力室の幅（ノズル列方向の幅）も狭くなるため、各圧力室に接合される各圧電素子部の幅も狭くしなければならない。
【０００７】
一方で、こうした液体吐出ヘッドにおいて、高粘度の液体を吐出可能にしようとすると、圧力室内の液体に印加する圧力をさらに高める必要があり、各圧電素子部の変位量を大きくすることが必要となる。
【０００８】
液体吐出ヘッドにおいて、パターン形成に係る解像度をさらに高めようとすると、次のような問題を生じることに発明者は気づいた。つまり、解像度を高めようとするとノズルピッチをさらに狭くしなければならず、ノズルピッチを狭くすることに伴い、各ノズルが連通する各圧力室の幅（ノズル列方向の幅）も狭くなる。このため、特許文献１に開示されている液体吐出ヘッドにおいては、各圧力室に接合される各圧電素子部の幅を狭くしつつ、圧電素子部同士の間隔を狭くしなければならない。この構成は、各圧電素子部の剛性を確保することを困難にする。それと共に、高粘度の液体を吐出可能にしようとすると、圧力室内の液体に印加する圧力をさらに高める必要があり、各圧電素子部の変位量を大きくすることが必要となる。特許文献１に開示されている液体吐出ヘッドにおいては、各圧電素子部の高さ（櫛歯状に突出する高さ）を高くしなければならない。しかしながらこうした構造の圧電アクチュエータもまた、各圧電素子部の剛性を確保することが困難である。
【０００９】
特許文献２に開示されている液体吐出ヘッドにおいても同様に、解像度を高めようとしたり、高粘度の液体を吐出可能にしようとしたりすると、圧電素子部同士の間隔を狭くすると共に、その圧電素子部の高さを高くしなければならない。このことは、積層された圧電素子部の面積を小さくして、各圧電素子部の剛性を確保することを困難にする。
【００１０】
さらに、特許文献１、特許文献２で開示された構成はいずれも、圧電素子部同士の間に空間的な隙間が存在している。この隙間は、隣接する圧力室を独立して駆動する際の物理的なクロストーク（干渉）を防止する。しかしながら、ノズルピッチを小さくしようとしたときには、隙間そのものの存在及び隙間の加工精度の観点で、工法上の問題を生じさせる。
【００１１】
ここに開示する技術は、少なくとも一つの圧電素子部を含む圧電アクチュエータにおいて、その圧電素子部の厚みを薄くしたりその高さを高くしたりしても十分な剛性を確保しつつ、その変位量を増大可能にする点で有用である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
ここに開示する圧電アクチュエータは、表面及び裏面を有する圧電体シートと、前記圧電体シートの前記表面に設けられた第１の電極と、前記圧電体シートの前記裏面に設けられかつ、前記第１の電極の少なくとも一部に対向する第２の電極と、前記第１及び第２の電極が設けられた前記圧電体シートを、その表面側及び裏面側から支持する固定部と、前記固定部と前記第１の電極との間、及び、前記固定部と前記第２の電極との間にそれぞれ設けられかつ、前記圧電体シートと前記固定部との相対変位を許容する滑り層と、を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
前記の圧電アクチュエータでは、圧電体シートと第１及び第２の電極とを含んで構成される圧電素子部は、滑り層を介して固定部で支持される。その結果、圧電素子部の厚みを薄くしても、また、圧電素子部の高さを高くしても、圧電素子部の剛性は確保され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】図１Ａは、例示的ヘッドユニットの斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、ヘッドユニットのノズル面を示す説明図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、ヘッドユニットを複数備えた例示的ラインヘッドの構成図である。
【図２】図２は、例示的ヘッドユニットの断面図である。
【図３】図３は、ヘッドユニットの内部構造を示す要部斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、ヘッドユニットの断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、ヘッドユニットの拡大断面図である。
【図５】図５は、ヘッドユニットにおいて、ノズルプレート側から圧電アクチュエータを見た構成図である。
【図６】図６は、液体の循環システムを示した概略構成図である。
【図７】図７は、圧電アクチュエータに印加される駆動電圧波形を示す説明図である。
【図８Ａ】図８Ａは、制御電極に正電圧を印加した時の圧電アクチュエータの状態を示す説明図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、制御電極に負電圧を印加した時の圧電アクチュエータの状態を示す説明図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、制御電極にグランド電位を印加した時の圧電アクチュエータの状態を示す説明図である。
【図９】図９は、例示的ラインヘッドのノズル面を示す平面図、例示的ヘッドユニットの一部を示す平面図、及び、例示的圧電アクチュエータの一部を示す平面図である。
【図１０】図１０は、図９のＸ−Ｘ断面に相当するヘッドユニットの断面説明図である。
【図１１】図１１は、圧電アクチュエータの斜視図である。
【図１２】図１２は、圧電アクチュエータの分解斜視図である。
【図１３】図１３は、圧電体シートの平面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、圧電アクチュエータの電極端面を示す斜視図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、電極端面の拡大図である。
【図１５】図１５は、圧電アクチュエータ製造時における圧電体シートの積層状態を示す斜視図である。
【図１６】図１６は、積層体の端部を示す斜視図である。
【図１７】図１７は、圧電アクチュエータに対してフレキシブル配線基板を取り付ける構造を示す斜視説明図である。
【図１８】図１８は、圧電アクチュエータに対してリジッド基板を取り付ける構造を示す斜視説明図である。
【図１９】図１９は、アクチュエータ駆動回路の一例を示す断面図である。
【図２０】図２０は、アクチュエータ駆動回路の回路図である。
【図２１】図２１は、例示的ヘッドユニットを示す断面図である。
【図２２】図２２は、例示的ヘッドユニットを示す断面図である。
【図２３】図２３は、例示的ヘッドユニットを示す断面図である。
【図２４】図２４は、圧電アクチュエータの切削方向を示す説明図である。
【図２５】図２５は、圧電アクチュエータの製造概念を示す説明図である。
【図２６】図２６は、圧電アクチュエータの製造概念を示す説明図である。
【図２７】図２７は、圧電体シートの電極パターンの変形例を示す説明図である。
【図２８】図２８は、図２７に示す圧電体シートを積層した状態を示す要部斜視図である。
【図２９】図２９は、圧電アクチュエータの製造工程を示す断面図である。
【図３０】図３０は、圧電アクチュエータの断面図、及び、その製造工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
例示的圧電アクチュエータは、表面及び裏面を有する圧電体シートと、前記圧電体シートの前記表面に設けられた第１の電極と、前記圧電体シートの前記裏面に設けられかつ、前記第１の電極の少なくとも一部に対向する第２の電極と、前記第１及び第２の電極が設けられた前記圧電体シートを、その表面側及び裏面側から支持する固定部と、前記固定部と前記第１の電極との間、及び、前記固定部と前記第２の電極との間にそれぞれ設けられかつ、前記圧電体シートと前記固定部との相対変位を許容する滑り層と、を備えている。ここで、滑り層は、固定部と第１の電極との間、及び、固定部と第２の電極との間に位置していればよく、第１の電極及び第２の電極に対して直接的に接触していてもよいし、直接的に接触していなくてもよい。例えば、第１の電極と滑り層との間に、別の圧電体シートが介在していたり、第２の電極と滑り層との間に、別の圧電体シートが介在していてもよい。
【００１６】
この構成によると、圧電体シートと第１及び第２の電極とを含んで構成される圧電素子部は、滑り層を介して固定部で支持されることになる。このため、圧電素子部の厚みを薄くしても、また、圧電素子部の高さを高くしても、圧電素子部の剛性は確保される。
【００１７】
前記圧電アクチュエータは、前記圧電体シート、前記第１及び第２の電極、並びに前記滑り層を積層した積層体を、前記固定部を間に挟んで複数積層することによってアクチュエータブロックを成している、としてもよい。この構成は、圧電アクチュエータの配置密度を大きくし得る。
【００１８】
前記固定部は、分極処理されていない圧電体によって構成されている、としてもよい。固定部を圧電体シートと同じ材料にすることは、圧電体の焼結の際の歪を解消する。
【００１９】
前記滑り層は、主にモリブデン化合物からなる、としてもよい。前記滑り層は、主に二硫化モリブデンからなる、としてもよい。これによって、圧電体シートと固定部との相対変位が良好になり得る。前記滑り層は、主にグラファイトからなる、としてもよい。前記滑り層は、主に窒化ケイ素からなる、としてもよい。前記滑り層は、主にβ−窒化ケイ素からなる、としてもよい。前記滑り層は、主に六方晶窒化硼素からなる、としてもよい。
【００２０】
前記第１の電極は、前記圧電体シートを変位させるための制御電位が与えられる制御電極であり、前記第２の電極は、グランド電極である、としてもよい。
【００２１】
この構成は、制御電極に制御電位を付与することによって、圧電体シートの変位量の制御を可能にする。
【００２２】
前記第１及び第２の電極は、主にグラファイトからなる、としてもよい。この構成は、電極と滑り層とを兼用させ、圧電アクチュエータの構成をより簡易にする。
【００２３】
前記滑り層は、柔軟材で構成されている、としてもよい。
【００２４】
前記圧電体シートは、圧電定数ｄ３１方向に変位する変位端面を有する、としてもよい。変位端面が直接的に液体を押し出し、圧電アクチュエータの実質的な駆動力が大幅に向上する。
【００２５】
前記圧電アクチュエータは、前記第１の電極に接続された取出電極、及び、前記第２の電極に接続された取出電極をさらに備え、前記アクチュエータブロックにおいて、前記積層方向に直交する方向を向いた面でかつ、前記第１及び第２の電極が配置されている側の面は、駆動端面であり、前記取出電極は、前記積層方向に直交する方向に延びて、前記アクチュエータブロックにおける、前記駆動端面とは反対側の電極端面に露出している、としてもよい。
【００２６】
この構成は、圧電アクチュエータの駆動端面（液体の吐出側）とは反対側の面から制御用の電極を取り出すことを可能にし、複数の圧電アクチュエータを組み合わせてラインヘッド等を構成するときの小型化を可能にする。
【００２７】
前記アクチュエータブロックにおける前記電極端面には、基板が直接接続されている、としてもよい。前記基板は、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）により前記アクチュエータブロックに接続されている、としてもよい。
【００２８】
前記基板は、フレキシブル基板である、としてもよい。また、前記基板は、リジッド基板である、としてもよい。前記リジッド基板は、前記アクチュエータブロックの前記電極端面に対向するＴＦＴを含んで構成されている、としてもよい。
【００２９】
前記アクチュエータブロックにおいて前記積層方向の最も外側に位置する前記固定部は、他の固定部と比較して厚みが薄い、としてもよい。複数のアクチュエータブロックを並べて配置して長尺化するときに、圧電素子部間のピッチが、隣り合うアクチュエータブロック間に跨って一定になる。
【００３０】
前記圧電体シート及び前記固定部は、前記滑り層を介して、境界面方向に沿う方向に相対的に変位する、としてもよい。
【００３１】
例示的液体吐出ヘッドは、前述の圧電アクチュエータと、この圧電アクチュエータによって、その一部が区画される、少なくとも１の圧力室と、前記圧力室に連通する、少なくとも１のノズルと、を備え、前記圧電アクチュエータの駆動によって前記圧力室内に充填された液体に圧力を加えて、前記ノズルから液滴を吐出する。この液体吐出ヘッドは、吐出力が大きくかつ高解像度を実現し得る。
【００３２】
前記圧電アクチュエータと前記圧力室との間には、被覆層が配設されている、としてもよい。被覆層は、液体と圧電アクチュエータとが直接的に接することを防止するため、吐出可能な液体の種類の制限を無くす上で有利である。
【００３３】
前記液体吐出ヘッドは、前記圧力室に前記液体を供給する循環流路と、前記循環流路の途中に設けられたフィルターと、をさらに備えている、としてもよい。圧力室内にある異物は、フィルターによって除去される。
【００３４】
前記ノズルは、主走査方向に対し傾斜したノズル列を構成するように配置され、前記圧電アクチュエータは、前記圧電体シート、前記第１及び第２の電極、並びに前記滑り層を積層した積層体を、前記固定部を間に挟んで複数積層することによって構成されたアクチュエータブロックを複数、含んでおり、前記複数のアクチュエータブロックは、前記主走査方向に並設されていると共に、当該各アクチュエータブロックは、前記圧電体シートの前記端面が前記ノズル列の傾斜に沿うように、前記主走査方向に対して傾いて配置されている、としてもよい。
【００３５】
例示的圧電アクチュエータは、一対の圧電体シートを積層した第１圧電体層と、一対の圧電体シートの間に設けられた第１電極と、第１圧電体層に対して積層された第２圧電体層と、第１圧電体層と第２圧電体層との間に設けられた第２電極とを備え、第１圧電体層と第２圧電体層の積層方向と直交する方向において、第１圧電体層と第２圧電体層によって形成される面を駆動端面、第１圧電体層によって形成される面を変位端面、第２圧電体層によって形成される面を静止端面とするとき、第１電極及び第２電極は、駆動端面の側に配置されており、第１電極と第２電極との間に電圧を印加したときに、第１圧電体層が、第２圧電体層に対し、その層間境界面に沿って相対変位することにより、駆動端面において、変位端面が静止端面に対して相対的に変位するよう構成されている。
【００３６】
この構成によると、第１圧電体層に対して、第２圧電体層が積層されていることによって、第１圧電体層は、その層間境界面の全体で第２圧電体層に支持されることになる。このため、第１圧電体層の厚みを薄くしても、その第１圧電体層を含んで構成される圧電素子部の剛性は確保される。
【００３７】
また、圧電素子部の長さは、前記層間境界面に対し平行に配置される第１及び第２電極の長さによって設定される。従って、第１及び第２電極の長さを長くしても、前述したように、第１圧電体層は第２圧電体層に支持されているため、圧電素子部の剛性は確保される。
【００３８】
よって、圧電素子部の厚みを薄くしたりその長さを長くしたりしても十分な剛性を確保しつつ、第１及び第２電極の長さを長くすることによって、その変位量を増大可能にすることが実現する。
【００３９】
前記第２圧電体層は、前記第１圧電体層を挟んだ両側それぞれに積層され、前記第２電極は、前記第１圧電体層と前記２つの第２圧電体層との間のそれぞれに配置されている、としてもよい。
【００４０】
前記圧電アクチュエータは、前記第１圧電体層と前記第２圧電体層との間に介在しかつ、前記第１圧電体層と前記第２圧電体層との間の相対変位を許容する、固体潤滑材で構成された滑り層をさらに備えている、としてもよい。
【００４１】
こうすることで、電極間への電圧印加に伴い、第１圧電体層が第２圧電体層に対して相対変位するときに、その変位に対する抵抗力が大幅に低減する。その結果、圧電アクチュエータの変換効率が高まる。
【００４２】
前記第１電極及び当該第１電極に接続される取出電極は、前記一対の圧電体シートのいずれか一方のシートの表面に、所定のパターンで形成されている、としてもよい。また、前記第２電極及び当該第２電極に接続される取出電極は、前記第１圧電体層の表面及び第２圧電体層の表面の少なくとも一方に、所定のパターンで形成されている、としてもよい。
【００４３】
前記第２圧電体層は、複数の圧電体シートを積層することによって構成されている、としてもよい。
【００４４】
例示的圧電アクチュエータは、第１の圧電体シートと、前記第１の圧電体シートに対し積層される、固体潤滑材からなる滑り層と、前記滑り層に対し積層される共通電極と、前記滑り層及び共通電極を間に挟んで前記第１の圧電体シートに積層される第２の圧電体シートと、前記第２の圧電体シートに積層される制御電極と、前記制御電極を間に挟んで前記第２の圧電体シートに積層される第３の圧電体シートと、前記第３の圧電体シートに対し積層される別の共通電極と、前記別の共通電極に対し積層される別の滑り層と、前記別の共通電極及び別の滑り層を間に挟んで前記第３の圧電体シートに積層される第４の圧電体シートと、で構成される積層圧電体を、少なくとも一つ備え、前記積層方向に直交する方向を向いた前記積層圧電体の駆動端面において、前記第２及び第３の圧電体シートによって構成される部分が、前記制御電極と共通電極との間に電圧を印加したときに、前記積層方向に直交する方向に変位する変位端面とされている。
【００４５】
前記圧電アクチュエータは、前記積層圧電体を複数備え、前記複数の積層圧電体は、前記駆動端面が前記積層方向に並ぶように互いに積層されている、としてもよい。
【００４６】
例示的圧電アクチュエータは、その表面に互いに異なる所定の電極パターンがそれぞれ形成された、第１の圧電体シート、第２の圧電体シート、第３の圧電体シート及び第４の圧電体シートを、この順番で繰り返し積層することによって構成されるアクチュエータブロックを備え、前記アクチュエータブロックにおいて前記積層方向に直交する方向を向いた駆動端面には、前記電極を含みかつ圧電素子として機能する複数の圧電素子部と、各圧電素子部に対し隣接してその圧電素子部を支持する複数の固定部とが設けられており、前記複数の圧電素子部及び固定部は、前記圧電体シートの積層方向である主走査方向に対し交互にかつ一列に配置されることによって圧電素子列を構成すると共に、当該圧電素子列は、前記駆動端面において前記主走査方向に直交する副走査方向に複数列、設けられ、前記各圧電素子列における圧電素子部の位置は、前記複数の圧電素子列間で互いに異なると共に、その位置ずれ量は前記圧電体シートの厚みの整数倍の長さに設定されている。
【００４７】
前記圧電素子列における各圧電素子部の位置は、前記副走査方向に隣り合う圧電素子列における各圧電素子部に対し、前記圧電体シート一枚の厚み分だけ前記主走査方向にずれている、としてもよい。
【００４８】
前記副走査方向において、第４Ｎ＋１番目（但し、Ｎは０以上の整数）の前記圧電素子列における前記圧電素子部は、前記第１の圧電体シートと前記第２の圧電体シートとによって構成され、第４Ｎ＋２番目の前記圧電素子列における前記圧電素子部は、前記第２の圧電体シートと前記第３の圧電体シートとによって構成され、第４Ｎ＋３番目の前記圧電素子列における前記圧電素子部は、前記第３の圧電体シートと前記第４の圧電体シートとによって構成され、第４Ｎ＋４番目の前記圧電素子列における前記圧電素子部は、前記第４の圧電体シートと前記第１の圧電体シートとによって構成されている、としてもよい。
【００４９】
前記各種の圧電体シートの表面に形成される電極には、所定の圧電素子部において制御電極として機能する電極と、当該圧電素子部とは別の圧電素子部において共通電極として機能する電極と、が含まれている、としてもよい。
【００５０】
例示的圧電アクチュエータは、その表面に互いに異なる所定の電極パターンがそれぞれ形成された複数種の圧電体シートを積層することによって構成された積層体ブロックを複数備え、前記各積層体ブロックにおいて前記積層方向に直交する方向を向いた駆動端面には、前記電極を含みかつ圧電素子として機能する複数の圧電素子部と、各圧電素子部に対し隣接してその圧電素子部を支持する複数の固定部とが設けられていると共に、当該複数の圧電素子部及び固定部は、前記積層方向である主走査方向に対し交互に配置されることによって、少なくとも１列の圧電素子列を構成しており、前記複数の積層体ブロックは、前記駆動端面において、前記圧電素子列が主走査方向に延設されると共に、当該圧電素子列が当該主走査方向に直交する副走査方向に複数、並設されるように、前記主走査方向及び前記副走査方向のそれぞれの方向に対して互いに接合されている。
【００５１】
前記副走査方向に接合される複数の積層体ブロックは、前記各圧電素子列における圧電素子部の位置が、前記副走査方向に並ぶ複数の圧電素子列間で互いに異なるように、前記主走査方向に位置をずらして接合されている、としてもよい。
【００５２】
前記副走査方向に接合される複数の積層体ブロックの位置ずれ量は、前記圧電体シートの厚みに基づいて設定されている、としてもよい。
【００５３】
例示的圧電アクチュエータの製造方法は、第１及び第２の圧電体シートを積層することによって構成されかつ、その積層方向に直交する方向を向いた変位端面を有する第１圧電体層と、前記第１及び第２の圧電体シートの間における、少なくとも前記変位端面側の部分に配置される第１電極と、前記第１圧電体層に対して積層されると共に、前記変位端面と同じ向きに配置されて、当該変位端面と共に駆動端面を構成する静止端面を有する、少なくとも一枚の圧電体シートによって構成された第２圧電体層と、前記第１圧電体層と前記第２圧電体層との間における、少なくとも前記変位端面側の部分に、前記第１電極に対向して配置される第２電極と、前記第１圧電体層と第２圧電体層との間に介在し、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加したときに、前記第１圧電体層が前記第２圧電体層に対しその層間境界面に沿って相対変位することを許容する滑り層と、を備えた圧電アクチュエータの製造方法に係る。
【００５４】
この製造方法は、
ｉ）前記第１の圧電体シート上の少なくとも前記変位端面側の部分に前記第１電極を形成する工程、
ii）前記第１の圧電体シートに対し前記第１電極を間に挟んで前記第２の圧電体シートを積層する工程、
iii）前記第２の圧電体シートの少なくとも前記変位端面側の部分に前記第２電極を形成する工程、
iv）前記第２電極上に前記滑り層を形成する工程、
ｖ）前記第２の圧電体シートに対し、前記第２電極及び滑り層を間に挟んで前記第２圧電体層を構成する圧電体シートを積層する工程、及び
vi）前記の各工程によって作成された積層体を焼結する工程
を含む。
【００５５】
この圧電アクチュエータは、複数枚の積層体シートを積層すると共に、それらの積層体シートに対し各種の電極及び滑り層を形成することによって製造される。このため、圧電アクチュエータを容易に製造し得る。
【００５６】
前記の製造方法は、前記ｖ）の工程の後に、
vii）前記第２圧電体層上の前記変位端面側の部分に別の滑り層を形成する工程、
viii）前記別の滑り層上に別の第２の電極を形成する工程、
ix）前記第２圧電体層に対し、前記別の滑り層及び別の第２電極を間に挟んで別の第１の圧電体シートを積層する工程、及び
ｘ）前記ｉ）〜ix）の工程（但しvi）の工程を除く）を、所定回数繰り返した後に、前記vi）を実行する工程を含んでもよい。
【００５７】
前記第１電極の形成、前記第２電極の形成、及び前記滑り層の形成を、それぞれ印刷法によって行う、としてもよい。
【００５８】
前記各圧電体シートにおける前記駆動端面を構成する側の端面において、前記電極形成部分とは異なる位置に、前記圧電体シートの積層時において位置決めに用いられる切り欠きを予め設ける、としてもよい。
【００５９】
例示的圧電アクチュエータの製造方法は、主走査方向及びそれに直交する副走査方向の双方に拡がる駆動端面に、それぞれ制御電極と共通電極と含んで構成されると共に前記駆動端面に直交する方向に変位する複数の圧電素子部、及び各圧電素子部を支持する複数の固定部が、前記主走査方向に交互に並んで配置されることで圧電素子列を構成すると共に、当該圧電素子列が少なくとも一つ設けられた圧電アクチュエータを製造する方法に係る。
【００６０】
この製造方法は、
ｉ）前記制御電極と共通電極とを含むパターンであって、互いに異なる電極パターンをその表面にそれぞれ作成した複数種類の圧電体シートを作成する工程、
ii）前記複数種類の圧電体シートを、所定の順番で積層することによって、前記制御電極及び共通電極を積層方向に所定の配置に並べ、それによって前記圧電素子列を形成する工程、及び、
iii）前記の各工程によって作成された積層体を焼結する工程
を含む。
【００６１】
この構成によると、所定の電極パターンが予め作成された圧電体シートを、所定の順番で繰り返し積層することだけで、圧電素子部と固定部とが交互に並んで配置された圧電素子列を備えた圧電アクチュエータが製造される。圧電素子列における圧電素子部同士の間隔は、各圧電体シートの厚みによって規定されるため、圧電アクチュエータに含まれる各圧電素子部を高い位置精度で製造可能になる。
【００６２】
前記圧電アクチュエータの駆動端面には、前記圧電素子列が前記副走査方向に複数列、設けられ、前記各圧電素子列における圧電素子部の位置は、前記複数の圧電素子例間で互いに異なると共に、その位置ずれ量は前記圧電体シートの厚みの整数倍の長さに設定されており、前記複数種類の圧電体シートにはそれぞれ、前記制御電極及び共通電極を、前記副走査方向に位置をずらして形成している、としてもよい。
【００６３】
前記各圧電素子部及び各固定部の間には、圧電素子部が固定部に対しその境界面に沿って相対変位することを許容する滑り層が介設されており、前記複数種類の圧電体シートを作成する工程ではさらに、前記電極の形成と共に、前記電極の上面又は下面に前記滑り層を印刷法によって形成する、としてもよい。
【００６４】
前記各圧電体シートには、前記駆動端面を形成する一端部に制御電極を形成していると共に、その制御電極に接続される取出電極を、前記駆動端面側とは逆側の他端部にまで延ばして形成しており、前記圧電体シートの作成工程は、グリーンシートを所定形状に切り出す工程、前記グリーンシートにおける他端部に、厚み方向に貫通する貫通孔を形成する工程、及び、前記グリーンシートの表面及び前記貫通孔の内周面に対し導電性材料を印刷することによって、前記制御電極及び当該制御電極と前記貫通孔とを互いに接続する取出電極を作成する工程、を含み、前記の製造方法は、iv）前記積層体を焼結した後に、前記貫通孔を通る位置において前記積層体の他端部を切り落とすことによって、前記貫通孔の内周面をその切断面に露出させる工程をさらに含む、としてもよい。
【００６５】
前記の製造方法は、ｖ）前記切断面に対して基板を直接接合することによって、前記各貫通孔の内周面と前記基板との間を電気的に接続する工程をさらに含む、としてもよい。
【００６６】
前記の製造方法は、vi）前記焼結した積層体を複数用意し、前記主走査方向及び副走査方向の少なくとも一方の方向に、前記複数の焼結積層体を互いに接合する工程をさらに含む、としてもよい。
【００６７】
前記複数の焼結積層体は、前記主走査方向に対しては、前記各圧電素子列が前記主走査方向に連続するように接合する、としてもよい。前記複数の焼結積層体は、前記副走査方向に対しては、前記副走査方向に並ぶ圧電素子部の位置が主走査方向に互いにずれるように接合する、としてもよい。
【００６８】
前記圧電アクチュエータは、その変形駆動によって圧力室内の液体に圧力を印加して、当該圧力室に連通するノズルから液体を吐出させる液体吐出ヘッドに用いられるアクチュエータであり、前記の製造方法は、vii）前記積層体を焼結した後に、当該焼結積層体の駆動端面に対して切削処理を施すことによって、前記圧力室を区画する区画壁を形成する工程をさらに含む、としてもよい。
【００６９】
前記圧電アクチュエータの駆動端面には、前記圧電素子列が前記副走査方向に複数列、設けられ、前記各圧電素子列における圧電素子部の位置は、副走査方向に並ぶ圧電素子列間において、主走査方向に順にずれており、前記切削処理は、複数の圧電素子列に亘って各圧電素子部の位置を通るように、前記副走査方向に対して斜め方向に行う、としてもよい。
【００７０】
例示的圧電アクチュエータの製造方法は、複数の圧電体シートを積層して形成される積層端面に、この積層端面の法線方向に変位する変位部位を備える圧電アクチュエータの製造方法である。前記積層端面には、前記圧電体シートと、前記積層された圧電体シート間の滑り方向の摩擦を低減する滑り層と、制御電極と、共通電極とが積層されており、
圧電体シートＡ、前記滑り層、前記共通電極、
圧電体シートＢ、前記制御電極、
圧電体シートＣ、前記共通電極、前記滑り層、及び、
圧電体シートＤ
をこの順序で繰り返して積層する。
【００７１】
例示的圧電アクチュエータの製造方法は、
圧電体シートＡ、前記滑り層、前記共通電極、
圧電体シートＢ、前記制御電極、
圧電体シートＣ、前記共通電極、及び、前記滑り層、
をこの順序で繰り返して積層する。
【００７２】
例示的圧電アクチュエータの製造方法は、
ｉ）圧電体シートＡの前記変位部位に相当する部分に、前記積層された圧電体シート間の滑り方向の摩擦を低減する滑り層と、共通電極とを形成する工程、
ii）工程ｉ）で形成された滑り層及び共通電極を挟んで、前記圧電体シートＡに対して圧電体シートＢを積層し、この圧電体シートＢの前記変位部位に相当する部分に、制御電極を形成する工程、
iii）工程ii）で形成された制御電極を挟んで、前記圧電体シートＢに対して圧電体シートＣを積層し、この圧電体シートＣの前記変位部位に相当する部分に、共通電極と滑り層とを形成する工程、
iv）工程iii）で形成された共通電極及び滑り層を挟んで、前記圧電体シートＣに対して圧電体シートＤを積層する工程、及び
ｖ）前記の各工程によって作成された積層体を焼結する工程、
を含む。
【００７３】
前記工程iv）の後に、さらに
vi）前記圧電体シートＤに対して前記圧電体シートＡを積層する工程、
を行い、
前記工程ｉ），ii），iii），iv），vi）を繰り返し、その後に工程ｖ）を行う、としてもよい。
【００７４】
例示的圧電アクチュエータの製造方法は、
ｉ）圧電体シートＡの前記変位部位に相当する部分に、前記積層された圧電体シート間の滑り方向の摩擦を低減する滑り層と、共通電極とを形成する工程、
ii）工程ｉ）で形成された滑り層及び共通電極を挟んで、前記圧電体シートＡに対して圧電体シートＢを積層し、この圧電体シートＢの前記変位部位に相当する部分に、制御電極を形成する工程、
iii）工程ii）で形成された制御電極を挟んで、前記圧電体シートＢに対して圧電体シートＣを積層し、この圧電体シートＣの前記変位部位に相当する部分に、共通電極と滑り層とを形成する工程、及び
iv）前記の各工程によって作成された積層体を焼結する工程、
を含む。
【００７５】
前記工程iii）の後に、さらに
ｖ）工程iii）で形成された共通電極及び滑り層を挟んで、前記圧電体シートＣに対して前記圧電体シートＡを積層する工程、
を行い、
前記工程ｉ），ii），iii），ｖ）を繰り返し、その後に工程iv）を行う、としてもよい。
【００７６】
以下、圧電アクチュエータ、及び、液体吐出ヘッドの実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。
【００７７】
（実施形態１）
図１Ａは、液体吐出ヘッドの斜視図、図１Ｂは、液体吐出ヘッドのノズル面を示す説明図、図１Ｃは、液体吐出ヘッドを複数備えたラインヘッド１００の構成図である。この液体吐出ヘッド（以下、ヘッドユニット１ともいう）は、図示は省略するが、いわゆるドキュメント（印刷物）のプリントや、各種のデバイス製造過程におけるパターンの形成や、例えば液晶パネル用のカラーフィルタ、ＥＬ（エレクトロルミネッセント）材料、電荷注入材料の塗付や、フラッドプリント法のような均一薄膜の形成等に利用される液体吐出装置の一部を構成する。ヘッドユニット１は、そのノズル面１１に配置された各ノズル１２から、図示省略の媒体に対し、液体材料等を吐出する。複数のノズル１２が穿孔されたノズルプレート４５は、図１Ｂに示すように、複数のノズル１２がＸ方向（主走査方向）に所定の等間隔（３００ｄｐｉ）を空けて配置されることに構成されるノズル列２１を、例えば４列形成している。各ノズル列２１は、Ｘ方向に少しずつずれて配置され、Ｙ方向から見れば、ノズル１２は千鳥配置となっている。本実施形態では、単独のノズル列２１によるノズル密度はＸ方向に例えば３００ｄｐｉであり、４列のノズル列２１全体でのノズル密度は、例えば１２００ｄｐｉを満足するように配置されている。Ｙ’方向、即ち各ノズル列２１の延びる方向と、Ｙ方向（副走査方向）とのずれ角はθである。
【００７８】
ヘッドユニット１は、Ｘ方向及びＹ方向に、複数個、並ぶことによって、図１Ｃに示すように、長尺のラインヘッド１００を構成する。
【００７９】
図２は、ヘッドユニット１の断面図であり、図１ＡにおけるII−II断面に対応する。つまり、図２は、ヘッドユニット１の中の一つのノズル列２１についての断面を示している。
【００８０】
ヘッドユニット１は、ノズル１２を有するノズルプレート４５と、圧電体を積層してなる圧電アクチュエータ２と、ノズルプレート４５と圧電アクチュエータ２との間に介設された圧力室区画部材９と、を備えて構成されている。
【００８１】
圧電アクチュエータ２は積層構造を有している。つまり、圧電アクチュエータ２は、圧電体シート５と、セラミックス製の固定シート４とを、Ｘ方向に交互に積層して構成されている。尚、固定シート４は分極処理を施さない状態の圧電体としてもよい。圧電体シート５と、これに隣接する固定シート４とを同一の材料とすることは、圧電アクチュエータ２の製造の際に行う焼結時に歪が発生することを抑制し、高い寸法精度を維持することを可能にする。
【００８２】
この圧電アクチュエータ２においては、圧電体シート５及び固定シート４として、所定の厚み（ここでは、約４２．０μｍ）を有する、いわゆるグリーンシートを用いている。この厚みは、ヘッドユニット１の解像度の仕様（Ｘ方向におけるノズルピッチ、Ｙ方向におけるノズルピッチ）に応じて、適宜調整される。以下、具体的な仕様について、図５を参照しながら説明する。図５において、隣接するノズル列２１のＹ方向の間隔をＬ２＿ｓｕｂ、隣接するノズル列２１を含めＸ方向のノズルピッチをＬ２＿ｍａｉｎとする。ここで、
Ｌ２＿ｓｕｂ＝４ｍｍ
とし、
Ｌ２＿ｍａｉｎ＝２５．４ｍｍ／１２００ｄｐｉ＝２１．２μｍ
とする（図１Ｂ参照）。
【００８３】
この条件では、図５に定義するθは、
ｔａｎθ＝Ｌ２＿ｍａｉｎ／Ｌ２＿ｓｕｂ＝２１．２／４０００  
を満たす。従って、
θ＝０．３ｄｅｇ
となる。尚、図１Ｂや図５では、理解容易のために、角度θを誇張して描いている点に留意されたい。
【００８４】
ここで、一つのノズル列２１に着目すると、ノズル１２は３００ｄｐｉの解像度で構成されており（図１Ｂ参照）、Ｘ方向におけるノズルピッチＮＰＸは、
ＮＰＸ＝２５．４ｍｍ／３００ｄｐｉ＝８４．７μｍ
となる。
【００８５】
このとき、Ｘ方向と、圧電体シート５と固定シート４とが積層される方向（Ｘ’方向）との成す角度θ＝０．３ｄｅｇであるから、Ｘ’方向のノズルピッチ（即ち、圧電体シート５と固定シート４との繰り返しピッチ）ＮＰＸ’は、
ＮＰＸ’＝ＮＰＸ×ｃｏｓθ＝８４．７μｍ
となる。圧電体シート５と固定シート４の厚みを同じとすると、各シートの厚みは４２．３５μｍとなる。
【００８６】
圧電体シート５及び固定シート４の厚みは、それぞれ異なる厚みとしてもよい。グリーンシートの、実用に供される厚みは２〜１００μｍであるから、圧電体シート５及び固定シート４の厚みはそれぞれ、この範囲で、ヘッドユニット１の解像度仕様によって適宜選択すればよい。
【００８７】
尚、Ｌ２＿ｓｕｂに該当する部分（隣接するノズル列２１の間の部分）には、後述するように、液体の供給流路１５又は排出流路１６が設けられる（図４、図６参照）。
【００８８】
図２に戻って説明を続ける。圧電体シート５に電界を加える第１の電極としての制御電極３３２、及び、第２の電極としてのグランド電極３３３は、それぞれ圧電体シート５の表裏のシート面に対向して形成されている。制御電極３３２は、取出配線３３５（取出電極）として、圧力室７とは反対側の電極端面Ｐ１側まで延伸されて露出しており、図示しない圧電アクチュエータ駆動回路に接続されている。また、複数のグランド電極３３３は、図示しないスルーホール等で互いに短絡されることによって共通電極となり、電極端面Ｐ１側まで延伸されて露出している。制御電極３３２、グランド電極３３３、取出配線３３５は、例えばアルミニウムや白金でパターニングすることができる。
【００８９】
この圧電アクチュエータ２は、図２及び図５に示すように、第１及び第２の電極（制御電極３３２及びグランド電極３３３）に接続された取出電極（取出配線３３５）を備え、圧電体シート５、第１及び第２の電極、並びに、固定部（固定シート４，４）を積層した方向に対して垂直なＺ方向において、制御電極３３２及びグランド電極３３３が配置された側を駆動端面（図２における下側の面）とし、取出電極は、駆動端面と対向する電極端面Ｐ１（図２における上側の面）に露出している、ということができる。
【００９０】
圧電素子部２ｂは、制御電極３３２とグランド電極３３３とで挟持された範囲、より正確には、後述する滑り層３５，３５同士の間の範囲に相当する部位である。この圧電素子部２ｂは、圧力室７と１対１に対応しており、各圧電素子部２ｂにおける圧力室７側の面は、電圧の印加に伴いＺ方向に変位することによって、当該圧力室７に充填された液体２３（図６にのみ図示）に圧力を印加する変位端面３ａとなる。変位端面３ａは、固定シート４を間に挟んでＸ方向に並設していると共に、供給流路１５又は排出流路１６を間に挟んでＹ’方向に並設している。
【００９１】
ここで、圧電素子部２ｂのＺ方向の長さは、グランド電極３３３の高さに対する長さＬによって規定され、この長さＬによって、電圧印加時における圧電素子部２ｂの変位量が設定される。この構成では、長さＬをＺ方向に長く設定することが可能であり、これによって、各圧電素子部２ｂの変位量を大きく設定することができる。つまり、本構成は、圧電体として機能する部分の、実効的なストロークを大きくすることができ、特に粘度が高い液体を吐出する際に有利となる。即ち、圧電アクチュエータ２によって、液体に加えられた衝撃波（及び共振による振動波）は、高粘度の液体が有するダンパー効果によって圧力室７内で減衰してしまうが、大きなストロークは、この減衰を補償し得るのである。
【００９２】
また、圧電素子部２ｂの伸縮の応答性を考慮し、圧電素子部２ｂのコンデンサー容量を必要以上に大きくしないように、制御電極３３２及びグランド電極３３３の長さは必要最小限にとどめることが望ましい。そのために、圧電体シート５における圧電素子部２ｂ以外の部分では、これらの電極が互いに対向しないような配線パターンが設計されている。
【００９３】
前記の圧電アクチュエータ２ではさらに、制御電極３３２と固定シート４との間及びグランド電極３３３と固定シート４との間に、固体潤滑材を膜状に形成してなる滑り層３５，３５がそれぞれ設けられている。
【００９４】
滑り層３５を構成する固体潤滑材としては、例えばモリブデン化合物である二硫化モリブデンを採用することができる。二硫化モリブデンは、図示は省略するが、層状結晶構造を有し、各層は、モリブデン層の両側を硫黄層によって挟持した構造となっている。ここで、各層におけるＭｏ原子とＳ原子との結合は強固である一方で、層と層とを繋ぐＳ原子同士の結合は非常に弱いことから、そのＳ原子同士の結合層において層間滑りが容易に生じる。従って、制御電極３３２と固定シート４との間及びグランド電極３３３と固定シート４との間に層間境界面に対し平行な層状結晶構造となるように二硫化モリブデンからなる滑り層３５をそれぞれ設けることによって、圧電体シート５と固定シート４との相対変位が良好に行われる。
【００９５】
また、固体潤滑材として、グラファイトを採用することも可能である。グラファイトもまた、層状結晶構造を有し、各層においては、強い共有結合によって炭素間が繋がっているが、層と層との間は弱いファンデルワールス力によって結合している。このため、その層間で滑りが容易に発生する。従って、上述した二硫化モリブデンの場合と同様に、圧電体シート５と固定シート４との相対変位が良好に行われる。
【００９６】
さらに固体潤滑材としては、例えば圧電体の焼結温度に耐え得る、窒化ケイ素、その内でもβ−窒化ケイ素や、六方晶窒化硼素を採用することができる。また滑り層３５は、圧電体を焼結する温度に耐えて形状を維持するようなスリットとしてもよい。さらに、滑り層３５として、圧電体を焼結する温度に耐え得る柔軟材を設けてもよい。この柔軟材は圧電体シート５の圧電定数ｄ３１方向の変位規制を受けにくい構造となっている。
【００９７】
上述した制御電極３３２、グランド電極３３３、滑り層３５はそれぞれ、圧電体シート５又は固定シート４の表面に、例えば印刷法によって形成することができる。また、各機能を満たす材料のナノ粒子を所定の溶媒に分散させ、この分散液をインクジェット法によって塗付し、ベイク工程を経た後に、それをパターニングしてもよい。
【００９８】
尚、図２では、説明の都合上、電極等をデフォルメして分厚く記載しているが、制御電極３３２、グランド電極３３３、滑り層３５の厚みは、それぞれ５０ｎｍに設定している。これらの層の厚みは、２０ｎｍ以上かつ１００ｎｍ以下とすればよい。２０ｎｍ未満の層は、形成された電極としての金属膜等に欠陥が生じやすく、また１００ｎｍを超える層は、電極等が配置されている駆動端面側と電極端面Ｐ１側とのＸ方向の厚みの差異に起因して、圧電アクチュエータ２の全体の歪が大きくなる。電極等の厚みが５０ｎｍ程度であれば、柔軟性を備えるグリーンシートで構成される圧電体シート５及び固定シート４を、積層方向に圧接した際に、これらの電極部分に当接するグリーンシートの部分が変形し、ほぼ所望の厚みに収めることができる。
【００９９】
また、滑り層３５の構成材料としてグラファイトを採用した場合、グラファイトは導電性を有することから、滑り層３５と、制御電極３３２及び／又はグランド電極３３３とを互いに兼用することが可能である。この構成において、薄層化されたグラファイトの抵抗値がＣＲ時定数の上で問題（即ち、圧電体としての応答性を阻害する要因）となる場合は、図２において滑り層３５として示す範囲を、（制御電極３３２の代替としての）グラファイトによって形成し、その他の部分（即ち、取出配線３３５）を金属でパターニングすればよい。
【０１００】
以上説明したように、この圧電アクチュエータ２を端的に表現すると、圧電体シート５と、この圧電体シート５の表裏面の各面側に設けられた第１及び第２の電極（制御電極３３２及びグランド電極３３３）と、圧電体シート５並びに第１及び第２の電極をその両側から挟んで支持する固定部（固定シート４，４）と、を備え、この固定部と第１及び第２の電極との間に、圧電体シート５と固定部との相対変位を許容する滑り層３５，３５がそれぞれ設けられている圧電アクチュエータ、と表すことができる。
【０１０１】
これとは異なる表現として、この圧電アクチュエータ２は、圧電体シート５と、この圧電体シート５の一方の面側に設けられた第１の電極（制御電極３３２）と、圧電体シート５の他方の面側に設けられた第２の電極（グランド電極３３３）と、第１の電極の外側に設けられた滑り層３５と、第２の電極の外側に設けられた滑り層３５と、圧電体シート５、第１及び第２の電極、並びに滑り層３５，３５をその両側から挟んで支持する固定部（固定シート４，４）とを備える圧電アクチュエータ、と表すこともできる。
【０１０２】
そしてこの圧電アクチュエータ２において圧電体シート５及び固定部は、滑り層３５を介して互いの境界面に沿って、即ち圧電体シート５及び固定部の積層方向と直交する方向に沿うように相対変位する。
【０１０３】
圧電アクチュエータ２は、その駆動端面が圧力室区画部材９に接合される。圧力室区画部材９は、ノズルプレート４５及び圧電アクチュエータ２と共に圧力室７を区画する。圧力室７は、圧電アクチュエータ２を構成する圧電体シート５の各変位端面３ａに対応して設置されることで、Ｘ方向に複数並んで配置される（図３も参照）。隣り合う圧力室７と圧力室７との間は、隔壁（圧力室区画部材９）によって隔てられる。この構成により、各圧電体シート５の変位端面３ａの変位により発生した圧力が、隣接する圧力室７に影響しないようにしている。
【０１０４】
圧力室７と圧電アクチュエータ２の駆動端面との間には、被覆層３６が介在している。尚、被覆層３６は、図２以外の図では図示を省略する場合がある。被覆層３６は所定の粘弾性部材で構成されており、構造上、この被覆層３６によって圧力室７の上面が区画されている。被覆層３６は、各圧電素子部２ｂの変位端面３ａ変位を許容するように変形する一方、ダンパー効果によって、各圧電素子部２ｂが変位駆動した際に、それが振動してしまうことを防止する。その結果、ヘッドユニット１の駆動を高速化することができる。尚、粘弾性部材は、圧力室７内に充填される液体に対する耐食性を考慮して、例えば耐溶剤性のあるゴムあるいは耐水性のあるパラキシリレン樹脂膜等によって形成するとよい。
【０１０５】
以下、図３〜図６を参照しながら、ヘッドユニット１の内部構造について詳細に説明する。図３は、ヘッドユニット１の内部構造を示す要部斜視図である。図３では理解を容易にするため、圧電アクチュエータ２を構成する複数の圧電体シート５及び固定シート４の内、一枚の圧電体シート５、つまり、一つの圧電素子部２ｂのみを描いている（制御電極３３２、グランド電極３３３、滑り層３５等は省略している）。図４Ａは、ヘッドユニット１の、Ｙ’方向についての断面図であり、図４Ｂは、図４Ａの一部を拡大した図である。
【０１０６】
図３，４に示すように、圧電素子部２ｂは圧力室７を介してノズル１２に対向している。図４において、符号１５は供給流路、１６は排出流路であり、Ｙ’方向に隣り合う２つのノズル列２１の間を、そのノズル列２１に沿うように、Ｘ方向に延びている。供給流路１５及び排出流路１６は、複数の圧力室７に共通して設けられた、いわゆる共通流路であり、この共通流路は、積層された圧電体シート５及び固定シート４をその積層方向に貫通している。圧電体シート５及び固定シート４を積層する前に、圧電体シート５及び固定シート４に予め凹みを成形加工しておいて、共通流路を形成してもよいし、圧電体シート５及び固定シート４を積層して焼結した後に切削加工を施すことによって、共通流路を形成してもよい。
【０１０７】
供給流路１５及び排出流路１６には、複数の溝状の絞り穴１７ａが設けられた絞りプレート１７が取り付けられている。絞りプレート１７は、各圧力室７への液体の供給条件を均一にするためのものである。各圧力室７は、供給口１３を介して絞り穴１７ａに連通すると共に、排出口１４を介して絞り穴１７ａに連通する。従って、供給流路１５から各絞り穴１７ａを通過した液体２３は、各供給口１３を通じて圧力室７に流入する。また、各圧力室７の排出口１４から流出した液体は、絞り穴１７ａを通じて排出流路１６へ至る。
【０１０８】
図５は、ヘッドユニット１において、ノズルプレート４５及び圧力室区画部材９を取り外して、そのノズルプレート４５の配設側から圧電アクチュエータ２を見た構成図であり、図５では、ノズル１２及び圧力室区画部材９を、仮想的に示している。既に説明したように、圧電アクチュエータ２は、圧電体シート５、固定シート４、制御電極３３２、グランド電極３３３及び滑り層３５を積層・焼結して形成するグリーンシート法で製作される。また、分極処理は、焼結後、制御電極３３２に所定の分極処理の電圧を加えることによって行われ、これにより、図２に示す矢印方向（分極方向）に分極された圧電素子部２ｂが構成される。
【０１０９】
この実施形態では、グリーンシートの積層数の制限から、４枚の圧電体シート５を積層してアクチュエータブロック１８を作成すると共に、このアクチュエータブロック１８をＸ方向に複数個並べることによって、図１Ｂに示すように、全体として１２００ｄｐｉの解像度を有するヘッドユニット１を実現している。このようにヘッドユニット１は、圧電体シート５、第１及び第２の電極（制御電極３３２及びグランド電極３３３）、並びに滑り層３５，３５（図２参照）を積層することによって構成された積層体を、固定部（固定シート４）を介して複数積層してブロック化してなる圧電アクチュエータを備えている。
【０１１０】
図５に示すように圧電体シート５及び固定シート４の積層方向は、図１Ｂで示したＸ’−Ｙ’座標のＸ’方向に一致する。即ちノズル列２１の配列方向（Ｘ方向）に対して角度θだけ傾いた方向に積層されている。より正確には、圧電体シート５及び固定シート４を順次積層して形成したアクチュエータブロック１８を、Ｘ方向に対して角度θだけ傾けて配置する。この角度θは、制御電極３３２とグランド電極３３３とで挟まれた圧電素子部２ｂ（図２、図４参照）及び各ノズル１２が、ノズル密度のスペック値（例えば１２００ｄｐｉ）分だけずれるような角度に設定される。尚、供給流路１５及び排出流路１６（図４、図６参照）の方向は、Ｘ方向に設定されている。
【０１１１】
尚、ここでは、一つのアクチュエータブロック１８に含まれる、Ｘ’方向のノズルの個数を４個としているが、この個数はグリーンシートを一度に積層可能な積層数に対応するため、その積層数は適宜設定すればよい。それによって、一つのアクチュエータブロック１８に含まれる、Ｘ’方向のノズルの個数が設定される。また、ノズル列２１を、Ｙ’方向に４列、設けているが、この列数も４列に限らず任意の数に設定すればよい。圧電体シート５の、Ｙ’方向の長さは、実質的にＹ’方向のノズル数を設定し、そのシート５の長さ及び角度θを調整することによって、理論的には、Ｘ方向に対する解像度の制約がなくなる。
【０１１２】
各アクチュエータブロック１８のＸ’方向における両端部は、固定シート４ａで構成され、この固定シート４ａ同士を接着することにより、複数のアクチュエータブロック１８を互いに連結する（即ち、一体の圧電アクチュエータとする）。固定シート４ａの厚みは、ノズルピッチに対応するように、他の固定シート４の厚みの１／２以下に設定している。これにより、ノズルピッチ、換言すれば圧電体シート５のピッチが、複数のアクチュエータブロック１８に跨って一定となるようにしている。
【０１１３】
図６は、ヘッドユニット１において、液体が循環するシステムを示した概略構成図である。液体２３は液体タンク２２から供給ポンプ２４を経て供給流路１５を通り、絞りプレート１７に設けられた絞り穴１７ａ、供給口１３を経て、圧力室７に至る。液体２３はまた、その圧力室７から排出口１４、絞り穴１７ａ、排出流路１６、フィルター２６、及び、排出ポンプ２５を経て、液体タンク２２に戻る。このようにヘッドユニット１では、液体２３を、少なくとも印刷動作中は常に、循環している。こうした液体の循環システムは、圧力室７内等に存在する異物を、循環経路の中に設けられたフィルター２６によって除去することが可能である。また、気泡が発生したときでも、液体の循環により圧力室７内から気泡を除去することが可能になるという利点があり、液体の吐出安定性が向上する。
【０１１４】
図７は、本実施形態に係るヘッドユニット１において、圧電アクチュエータ２に印加される駆動電圧波形を示す説明図である。駆動電圧波形は、＋Ｖ１の正電圧、−Ｖ２の負電圧及びグランド電位（ＧＮＤ）の組み合わせからなる。図８Ａは、制御電極３３２に正電圧（＋Ｖ１）を印加した時の圧電アクチュエータ２の状態を示す説明図、図８Ｂは、制御電極３３２に負電圧（−Ｖ２）を印加した時の圧電アクチュエータ２の状態を示す説明図、図８Ｃは、制御電極３３２にグランド電位を印加した時の圧電アクチュエータ２の状態を示す説明図である。以下、図７及び図８を参照しながら、図示しない駆動回路から制御電極３３２に、駆動電圧波形を印加した時の、圧電アクチュエータ２の挙動を説明する。
【０１１５】
図８Ａに示すように、制御電極３３２に＋Ｖ１の電圧を印加することによって、圧電体シート５には制御電極３３２からグランド電極３３３への方向（即ち、分極方向）に電界がかかる。その結果、圧電体シート５は圧電定数ｄ３１方向に収縮する。これにより、圧電アクチュエータ２の変位端面３ａが上方に変位し、圧力室７の体積が増大する。これに伴い圧力室７内に液体２３が充填される。
【０１１６】
次に、図８Ｂに示すように、制御電極３３２に−Ｖ２の電圧を印加することによって、圧電体シート５にはグランド電極３３３から制御電極３３２への方向（即ち、分極方向とは逆方向）に電界がかかる。その結果、圧電体シート５は圧電定数ｄ３１方向に伸長する。これによって変位端面３ａは下方に変位し、圧力室７の体積が減少する。これに伴い圧力室７内の液体２３に圧力が付与されて、圧力室７内の液体２３がノズル１２から外部に押し出される。
【０１１７】
次に、図８Ｃに示すように、制御電極３３２にグランド電位（ＧＮＤ）の電圧を印加することによって、制御電極３３２とグランド電極３３３との間の電位差が消失し、変位端面３ａは基準位置に戻る。この動作によって吐出中の液滴が切断され、所定量の液体２３がノズル１２から吐出する。
【０１１８】
以上のように、この圧電アクチュエータ２では、圧電素子部２ｂを含む圧電体シート５に対して固定シート４が積層されると共に、滑り層３５と平行に第１の電極（制御電極３３２）及び第２の電極（グランド電極３３３）を配置することによって、圧電体シート５の厚みを薄くして圧電素子部の厚みを薄くしたり、電極の高さＬを高くして圧電素子部２ｂの高さを高くしたりしても、その圧電素子部の剛性を確保することができる。その結果、圧電素子部２ｂの十分な剛性を確保しつつ、ノズルピッチを小さくして解像度を高め得ると共に、圧電素子部２ｂの変位量を増大させて高粘度の液体を吐出し得る。
【０１１９】
また、圧電体シート５と固定シート４との間に滑り層３５等を介設することによって、圧電体シート５の変位時のエネルギ損失が低減し、圧電アクチュエータ２の変換効率が向上する。
【０１２０】
（実施形態２）
図９は、実施形態２に係るラインヘッド１００の構成を示している。このラインヘッド１００は、図９の中央上図に示すように、その内部に複数のヘッドユニット１０を備えている。複数のヘッドユニット１０は、主走査方向（Ｘ方向）に所定の等間隔を空けながら、千鳥状に配置されることによってヘッド列１３１，１３２を構成していると共に、そのヘッド列１３１，１３２は、副走査方向（Ｙ方向）に２列配置されている（第１ヘッド列１３１及び第２ヘッド列１３２）。
【０１２１】
ラインヘッド１００に配置された各ヘッドユニット１０は、図９の中央下図に示すように、ノズル面１１において、複数のノズル１２がＸ方向に所定の等間隔を空けて配置されたノズル列２１を含んでおり、ノズル列２１は、Ｙ方向に４列並んで配置されている。尚、以下においては、上側のノズル列２１から下側のノズル列２１に向かって順に第１ノズル列２１１、第２ノズル列２１２、第３ノズル列２１３及び第４ノズル列２１４と呼ぶ場合がある。各ヘッドユニット１０はまた、詳しくは後述するが、各ノズル列２１に対応する圧電素子列３１（３１１〜３１４）を含む圧電アクチュエータ３を備えている。
【０１２２】
各ノズル列２１においては、図９の左図に拡大して示すように、ノズル１２がＹ方向に等間隔に配置されていると共に、隣り合うノズル列２１の間では、ノズル１２がＸ方向に所定ピッチだけずれて配置されている。このように、このヘッドユニット１０では、ノズル１２をＹ方向及びＸ方向にずらしながら配置することによって、４列のノズル列２１の全体で所定のノズルピッチを実現している。具体的に、このヘッドユニット１０では、Ｘ方向に７５０ｄｐｉの解像度となるようにノズルピッチが設定されている。このため、ノズルピッチは３３．９μｍ（＝２５．４ｍｍ／７５０ｄｐｉ）に設定されると共に、各ノズル列２１におけるノズル１２の間隔は、その４倍の１３５．６μｍに設定される。
【０１２３】
このようにして解像度７５０ｄｐｉに設定された各ヘッドユニット１０は、前述したように、千鳥状に配置されることによって第１及び第２ヘッド列１３１，１３２を構成している（図９の中央上図参照）。この各ヘッド列１３１，１３２に含まれる複数のヘッドユニット１０は、ラインヘッド１００への取り付けに際して、Ｘ方向における全てのノズルピッチが同一ピッチとなるようにアライメント調整の後、ラインヘッド１００に固定されている。
【０１２４】
一方、第１ヘッド列１３１と第２ヘッド列１３２とは、そこに含まれるノズル１２が互いに半ピッチ（即ちノズルピッチの１／２：１７．０μｍ）だけずれるようにＸ方向のアライメント調整を行って配置、固定されている。従って、このラインヘッド１００は、全体として、そのＸ方向の解像度が７５０ｄｐｉの２倍の１５００ｄｐｉに設定されている。
【０１２５】
各ヘッドユニット１０は、図１０等に示すように、前記圧電アクチュエータ３と、圧力室区画部材９と、ノズルプレート４５を備えて構成されている。尚、図１０は、理解容易のために、圧電アクチュエータ３の構成を模式的に描いており、後述する圧電体シートの構成とは、一部対応しない箇所が存在している。圧力室区画部材９及びノズルプレート４５の構成は、図３，４等に示す構成とほぼ同じであるため、ここでは、その詳細な説明は省略する。
【０１２６】
この圧電アクチュエータ３は、例えば図１７に示すように、概略矩形のブロック状であって、その一端面は駆動端面Ｐ０（以降、部位を示すか、機能を示すかによって「一端面Ｐ０」又は「駆動端面Ｐ０」のように表記する場合がある）である一方で、その他端面は電極端面Ｐ１（同様に「他端面Ｐ１」又は「電極端面Ｐ１」のように表記する場合がある）である。以下、圧電アクチュエータ３を、アクチュエータブロック３と呼ぶこともある。
【０１２７】
アクチュエータブロック３は、後に詳細に説明するように、所定の電極パターンを形成した複数の圧電体シート５（図１２参照）をＸ方向に積層した積層体である。図１１等に示すように、アクチュエータブロック３の駆動端面Ｐ０側には、それぞれＸ方向に延びる圧電素子列３１１〜３１４が設けられ、４列の圧電素子列３１１〜３１４は、Ｙ方向に所定の等間隔を空けて配置されている。尚、隣り合う圧電素子列の間には、その駆動端面Ｐ０から凹陥すると共に、Ｘ方向に延びる凹溝３２が形成されている。ここでは、圧電素子列３１１〜３１４を４列として、アクチュエータブロック３の説明を行うが、もちろん、この列数は増減しても構わない。
【０１２８】
各圧電素子列３１は、図９の左図に示すように、Ｘ方向においてノズル１２と同じ間隔（ノズルピッチの４倍）で配設される複数の圧電素子部３３と、圧電素子部３３と圧電素子部３３との間に配置される固定部３４と、を含んで（より正確には、圧電素子部３３と固定部３４が交互に積層され）構成されている。さらに、Ｙ方向に隣り合う圧電素子列３１の間では、圧電素子部３３がノズルピッチだけずれて配置されている。Ｘ方向、即ち圧電体シート５の積層方向において、各圧電素子部３３は、電圧の印加時に圧電素子として機能する部分（能動部）であるのに対し、固定部３４は、圧電素子としては機能せずに圧電素子部３３を支持する部分（非能動部）である。即ち、この圧電アクチュエータは、Ｘ方向に能動部と非能動部が周期的に配置された構造を有する。
【０１２９】
一方、図９の左図及び図１１を参照することで分かるように（尚、図９の左図では、図１１に示す駆動端面Ｐ０の第１圧電素子列３１１〜第４圧電素子列３１４のみが図示され、凹溝３２は図示されていない）、Ｙ方向においては、一枚の圧電体シート５に能動部（圧電素子部３３）と非能動部（固定部３４）が混在することとなる。後述するように、能動部と非能動部の区別は、各圧電体シート５に形成された電極パターンに基づいて決定される。
【０１３０】
各圧電素子部３３は、図１０に示すように、制御電極３３２と、この制御電極３３２を挟んで両側に配置された２枚の圧電体シート５（図１２参照）によって構成される第１圧電体層３３１と、第１圧電体層３３１の両側に配置されるグランド電極３３３と、を含んで構成され、各固定部３４は、圧電体シート５（図１２参照）によって構成される第２圧電体層３４１を含んで構成されている。第１圧電体層３３１と制御電極３３２の関係は、見方を変えて、制御電極３３２は、第１圧電体層３３１の厚み方向の略中央位置（で、かつ駆動端面Ｐ０の側、あるいは駆動端面Ｐ０の近傍）に配置されている、と言い換えてもよい。
【０１３１】
即ち、本実施形態の圧電アクチュエータは端的には、互いに積層された第１圧電体部（第１圧電体層３３１：２枚の圧電体シート５と、当該圧電体シート５の間に挟まれた制御電極３３２とを含む）と、第２圧電体部（第２圧電体層３４１）とを備え、第１圧電体部と第２圧電体部とが、第１及び第２圧電体部の境界面に沿って相対的に変位するように構成されている、と表現することができる。
【０１３２】
各第１圧電体層３３１は、ｄ３１方向に変位するよう分極処理されている。また、制御電極３３２は、第１圧電体層３３１を変位させるための制御電位が与えられる電極であるのに対し、グランド電極３３３は、グランド電位に維持される電極である。制御電極３３２及びグランド電極３３３は、図１０や図１１に示すように、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに直交する高さ方向に延びて配設されている。
【０１３３】
この構成により、所定の圧電素子部３３における制御電極３３２及びグランド電極３３３の間に所定の電圧を印加することによって、その圧電素子部３３の第１圧電体層３３１が、第１圧電体層３３１と第２圧電体層３４１との層間境界面の方向（即ち、滑り方向）に伸長変形し、その結果、第１圧電体層３３１が、第２圧電体層３４１に対し、その層間境界面に沿って相対的に変位するようになる。これによって、第１圧電体層３３１によって構成される圧電素子部３３の変位端面３３４が、第２圧電体層３４１によって構成される固定部３４の静止端面３４２よりも突出する。
【０１３４】
各圧電素子列３１における圧電素子部３３と固定部３４との間には、固体潤滑材で構成された滑り層３５が介設されている。具体的に滑り層３５は、図１０に示すように、グランド電極３３３と第２圧電体層３４１との間に介設されている。滑り層３５は、層間境界面に沿ってグランド電極３３３と第２圧電体層３４１を相対的に滑らせることによって、前述した電圧印加時の第１圧電体層３３１と第２圧電体層３４１との相対変位時の摩擦抵抗を低減させる。このことによって、圧電素子部３３の変換効率が向上する。
【０１３５】
アクチュエータブロック３は、図１２に示すように、主にＰＺＴで構成される多数枚の圧電体シート５を積層しかつ焼結することによって作成される。多数枚の圧電体シート５は、第１の圧電体シート５０１、第２の圧電体シート５０２、第３の圧電体シート５０３及び第４の圧電体シート５０４を含んでおり、その第１〜第４の圧電体シート５０１〜５０４は、その順番で繰り返し積層されることになる（但し、実際の製造工程では、下から上に積み上げていくため、第４の圧電体シート５０４、第３の圧電体シート５０３、第２の圧電体シート５０２、第１の圧電体シート５０１の順序で、積層することになる）。詳しくは後述するが、第１〜第４の圧電体シート５０１〜５０４には、その表面に所定の電極パターンが印刷されていると共に、その電極パターンは、第１〜第４の圧電体シート５０１〜５０４間で互いに異なる。
【０１３６】
前述した第１圧電体層３３１及び第２圧電体層３４１はそれぞれ、２枚の圧電体シート５，５によって構成される。このため、各圧電素子列３１における圧電素子部３３同士の間隔は、圧電体シート５の４枚分に相当し、前述したように、この間隔は、１３５．６μｍ（即ち、一つのノズル列２１の解像度は約１８７ｄｐｉであり、４つのノズル列２１（図９の左図に示す第１ノズル列２１１〜第４ノズル列２１４）の全体では、約７５０ｄｐｉとなる）であることから、圧電体シート５の一枚の厚みは３４μｍ弱程度に設定されることになる。尚、圧電体シート５の厚みは、ヘッドユニット１０におけるＸ方向の解像度（ノズルピッチ）に応じて設定される。圧電体シート５の厚みｔは、必要とされる解像度に応じて例えば１０μｍ≦ｔ≦６５μｍの範囲で適宜設定すればよい。
【０１３７】
４種の圧電体シート５は、図１３に示すように、互いに同じ短冊形状を有しており、その長手方向の一端部Ｐ０は凹凸形状に予めカッティングされているのに対し、他端部Ｐ１は平坦形状とされている。具体的に、各種の圧電体シート５における一端部Ｐ０には、Ｙ方向に等間隔を空けて配置された４つの凸部５１，５２，５３，５４と、その凸部同士の間に配置された３つの凹部５５とが設けられている。各凸部５１〜５４は、圧電体シート５を積層して圧電アクチュエータ３を作成したときに、Ｘ方向（圧電体シート５の積層方向）に延びる各圧電素子列３１（図９の左図参照）を構成する。以下、各種の圧電体シート５における４つの凸部を、便宜上、図１３における上から下に、第１〜第４凸部５１〜５４と呼ぶ。尚、各種の圧電体シート５における各凹部５５は、圧電アクチュエータ３においては、各凹溝３２（図１１参照）を構成する。尚、後述するように、この凹凸部５１〜５５は、圧電体シート５を積層する際には、その圧電体シート５の位置決めに利用される。
【０１３８】
これに対し、各種の圧電体シート５における他端部には、その端面から内方に半円状に凹んだ電極凹部５６が形成されている。この電極凹部５６は、各種の圧電体シート５内においては取出電極３３５を通じて制御電極３３２に電気的に接続される一方で、後述するように、バンプを介して駆動回路等に対し電気的に接続される。尚、電極凹部５６における半円状の内周面にも導電性材料が塗布されている。後述するように各種の圧電体シート５間で制御電極３３２のＹ方向の位置が互いに異なることに対応して、この電極凹部５６のＹ方向の位置も、各種の圧電体シート５間で互いに異なっている。
【０１３９】
４種の圧電体シート５０１〜５０４の表面（片面）には、図１３に示すように、所定の電極パターンが、印刷法によって予め形成されている。また、各機能を満たす材料のナノ粒子を所定の溶媒に分散させ、この分散液をインクジェット法によって塗付し、さらにベイク工程を経てパターニングするようにしてもよい。
【０１４０】
具体的に第１の圧電体シート５０１には、図１３の最上図に示すように、第１凸部５１に制御電極３３２が形成されており、その制御電極３３２に連続する取出電極３３５が、その第１凸部５１に対応する位置において、第１の圧電体シート５０１の他端にまで延びて形成されている。その制御電極３３２の取出電極３３５に対応して、第１の圧電体シート５０１の他端に電極凹部５６が形成されている。また、第１の圧電体シート５０１には、第２〜第４凸部５２〜５４のそれぞれに、グランド電極３３３が形成されており、これらのグランド電極３３３は互いに一体化されている。ここでグランド電極３３３の高さ方向の長さは（図１３における左右方向の長さ）、所定長さに設定されており、この長さが、前述したグランド電極３３３の長さＬに対応する。そうして、一体化されたグランド電極３３３に接続される取出電極３３６が、第３凸部５３に対応する位置において、第１の圧電体シート５０１の他端にまで延びて形成されている。
【０１４１】
第２の圧電体シート５０２には、図１３における上から２番目の図に示すように、第２凸部５２に制御電極３３２が形成されており、その制御電極３３２に連続する取出電極３３５が、第２凸部５２に対応する位置において、第２の圧電体シート５０２の他端まで延びて形成されている。第２の圧電体シート５０２においては、第２凸部５２の制御電極３３２に接続される取出電極３３５に対応して、電極凹部５６が形成されている。第２の圧電体シート５０２にはまた、第１、第３及び第４凸部５１，５３，５４のそれぞれにグランド電極３３３が形成されている。この内、第３及び第４凸部５３，５４のグランド電極３３３は互いに一体化されている。第１凸部５１のグランド電極３３３に接続される取出電極３３６は、その第１凸部５１に対応する位置において、第２の圧電体シート５０２の他端に向かって延びて形成されている。また、一体化された第３及び第４凸部５３，５４のグランド電極３３３に接続される取出電極３３６は、Ｙ方向に幅広にされており、その第３及び第４凸部５３，５４に対応する位置において、第２の圧電体シート５０２の他端に向かって延びて形成されている。ここで、第３及び第４凸部５３，５４のグランド電極３３３に接続される取出電極３３６は、第２の圧電体シート５０２の他端にまで延びているのに対し、この第１凸部５１のグランド電極３３３に接続される取出電極３３６は、第２の圧電体シート５０２の他端までは延びずに、その端３３６ａは、第２の圧電体シート５０２の他端よりも内方に位置している。これは、第１の圧電体シート５０１と第２の圧電体シート５０２とを重ね合わせたときに、第１の圧電体シート５０１の電極凹部５６（制御電極３３２に接続される取出電極３３５）と、第２の圧電体シート５０２のグランド電極３３３に接続される取出電極３３６とが接触して短絡してしまうことを防止するためである。
【０１４２】
第３の圧電体シート５０３には、図１３における上から３番目の図に示すように、第３凸部５３に制御電極３３２が形成されており、その制御電極３３２に連続する取出電極３３５が、第３凸部５３に対応する位置において、第３の圧電体シート５０３の他端にまで延びて形成されている。そうして、この第３の圧電体シート５０３では、第３凸部５３の制御電極３３２（取出電極３３５）に対応して電極凹部５６が形成されている。また、第３の圧電体シート５０３では、第１、第２及び第４凸部５１，５２，５４のそれぞれにグランド電極３３３が形成されており、この内、第１及び第２凸部５１，５２のグランド電極３３３は互いに一体化されている。一体化された第１及び第２凸部５１，５２のグランド電極３３３に接続される取出電極３３６は、第１凸部５１に対応する位置において、第３の圧電体シート５０３の他端にまで延びて形成されている。また、第４凸部５４のグランド電極３３３に接続される取出電極３３６は、第４凸部５４に対応する位置において、第３の圧電体シート５０３の他端にまで延びて形成されている。
【０１４３】
第４の圧電体シート５０４には、図１３の最下図に示すように、第４凸部５４に制御電極３３２が形成されている。この制御電極３３２に連続する取出電極３３５は、第４凸部５４に対応する位置において、第４の圧電体シート５０４の他端にまで延びて形成されており、この取出電極３３５に対応して電極凹部５６が形成されている。また、第４の圧電体シート５０４には、第１〜第３凸部５１〜５３のそれぞれにグランド電極３３３が形成され、それらは互いに一体化されている。そうして、その一体化されたグランド電極３３３に接続される取出電極３３６が、第１凸部５１に対応する位置において、第４の圧電体シート５０４の他端にまで延びて形成されている。
【０１４４】
第１〜第４の圧電体シート５０１〜５０４にはまた、固体潤滑材を印刷することによって、滑り層３５が予め形成されている。
【０１４５】
具体的に第１の圧電体シート５０１には、第２凸部５２と第４凸部５４とのそれぞれに滑り層３５が形成されている。この内、第２凸部５２の滑り層３５は、グランド電極３３３の上面に形成される一方、第４凸部５４の滑り層３５は、グランド電極３３３の下面（第１の圧電体シート５０１とグランド電極３３３との間）に形成される。
【０１４６】
第２の圧電体シート５０２には、第１凸部５１と第３凸部５３とのそれぞれに、滑り層３５が形成されており、この内、第１凸部５１の滑り層３５は、グランド電極３３３の下面（第２の圧電体シート５０２とグランド電極３３３との間）に形成される一方、第３凸部５３の滑り層３５は、グランド電極３３３の上面に形成される。
【０１４７】
第３の圧電体シート５０３には、第２凸部５２と第４凸部５４とのそれぞれに、滑り層３５が形成されており、この内、第２凸部５２の滑り層３５は、グランド電極３３３の下面（第３の圧電体シート５０３とグランド電極３３３との間）に形成される一方、第４凸部５４の滑り層３５は、グランド電極３３３の上面に形成される。
【０１４８】
第４の圧電体シート５０４には、第１凸部５１と第３凸部５３とのそれぞれに、滑り層３５が形成されており、この内、第１凸部５１の滑り層３５は、グランド電極３３３の上面に形成される一方、第３凸部５３の滑り層３５は、グランド電極３３３の下面（第４の圧電体シート５０４とグランド電極３３３との間）に形成される。
【０１４９】
このように、第１〜第４の圧電体シート５０１〜５０４において、制御電極３３２及びグランド電極３３３の位置や滑り層３５の位置を、第１凸部５１〜第４凸部５４の間で順に移動させることによって、これら第１〜第４の圧電体シート５０１〜５０４を積層してアクチュエータブロック３を製造したときには、第１圧電素子列３１１における圧電素子部３３は、第１及び第２の圧電体シート５０１，５０２によって構成され、第２圧電素子列３１２における圧電素子部３３は、第２及び第３の圧電体シート５０２，５０３によって構成され、第３圧電素子列３１３における圧電素子部３３は、第３及び第４の圧電体シート５０３，５０４によって構成され、第４圧電素子列３１４における圧電素子部３３は、第４及び第１の圧電体シート５０４，５０１によって構成される。そうして、アクチュエータブロック３においてＹ方向に隣り合う圧電素子列３１１〜３１４（図９の左図参照）間において、圧電素子部３３の位置が圧電体シート一枚分だけ、Ｘ方向にずれることになる。
【０１５０】
このことを一般化すると、Ｙ方向において、第４Ｎ＋１番目（但し、Ｎは０以上の整数）の圧電素子列３１（３１１）における圧電素子部３３は、第１の圧電体シート５０１と第２の圧電体シート５０２とによって構成され、第４Ｎ＋２番目の圧電素子列３１（３１２）における圧電素子部３３は、第２の圧電体シート５０２と第３の圧電体シート５０３とによって構成され、第４Ｎ＋３番目の圧電素子列３１（３１３）における圧電素子部３３は、第３の圧電体シート５０３と第４の圧電体シート５０４とによって構成され、第４Ｎ＋４番目の圧電素子列３１（３１４）における圧電素子部３３は、第４の圧電体シート５０４と第１の圧電体シート５０１とによって構成されている、ということになる。
【０１５１】
また、アクチュエータブロック３の電極端面Ｐ１側においては、図１４Ａ、１４Ｂに示すように、各種の圧電体シート５０１〜５０４に形成された電極凹部５６が、その電極端面Ｐ１から内方に凹陥するようになる。前述したように、この電極凹部５６の内周面には導電性材料が塗布されていることから、各電極凹部５６によって、電極端面Ｐ１に露出する取出電極が構成されることになる。また、電極凹部５６は、圧電素子部３３と同様に、その位置が、Ｙ方向に隣り合う圧電素子列３１１〜３１４間において圧電体シート５一枚分だけＸ方向にずれることになる。
【０１５２】
尚、図１３に示す電極パターンや滑り層３５の形成位置は、一例であり、電極パターンや滑り層３５の形成位置は、適宜変更することが可能である。また、各種の圧電体シート５の片面だけに印刷を行うのではなく、各種の圧電体シート５の両面に印刷を行うようにしてもよい。また、図１２等では説明の都合上、制御電極３３２、グランド電極３３３をデフォルメして厚く記載しているが、本実施形態では、制御電極３３２、グランド電極３３３の厚みは、それぞれ５０ｎｍに設定している。これらの厚みは、前述したように、２０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下とすればよい。
【０１５３】
次に、圧電アクチュエータ３の製造手順について説明する。先ず、所定の矩形状に切り出したグリーンシートを多数枚用意する。このグリーンシートは、図１５に示すように、長手方向の一端部Ｐ０には、凹凸部５１〜５５を形成する一方、他端部Ｐ１の側には、取出電極３３５に対応する位置に円形状の貫通孔５６ａを形成しておく。尚、後述するように、各グリーンシートの他端部は切断されることから、その各グリーンシートの長さは、圧電アクチュエータ３の高さよりも若干長く設定される。
【０１５４】
そうして、各グリーンシートの表面に導電性材料を所定のパターンで印刷することにより、図１３の各図に示すように、制御電極３３２、グランド電極３３３及び取出電極３３５，３３６のそれぞれを形成する。このときに、前記貫通孔５６ａの内周面にも導電性材料が導入されるように印刷する。即ち、貫通孔５６ａに該当する部分では、例えば金属材料を２度にわたって塗布する、あるいは、ナノ粒子を所定溶媒に分散させたインクを用いたインクジェット法を採用する場合にあっては、貫通孔５６ａ部分について供給されるインク量を増大する（例えば通常部分よりも１液の滴量を増やす、あるいはインク吐出回数を増やす）等によって実現される。
【０１５５】
また、前記電極の形成前後において、各グリーンシートの所定位置に、固体潤滑材を印刷し、それによって、所定のグランド電極３３３の上面及び下面に前記滑り層３５を形成する。このようにして、第１〜第４の圧電体シート５０１〜５０４を、それぞれ所定枚数、作成する。
【０１５６】
作成した圧電体シート５０１〜５０４は、図１５に示すように、第１、第２、第３及び第４の種類を繰り返し積層する。この圧電体シート５０１〜５０４の積層時には、前記長手方向の一端部Ｐ０に形成した凹凸部５１〜５５を、シートの位置決めに利用すればよい。
【０１５７】
所定枚数の圧電体シート５０１〜５０４を積層することによって、ブロック状の積層体とすれば、その積層体を積層方向に圧縮することによって、積層方向の高さが予め設定している高さとなるようにする。こうすることで、各圧電体シートの厚み５０１〜５０４を略同じ厚みにすることができる。このことによって、第１〜第４圧電素子列３１１〜３１４それぞれにおける各圧電素子部３３のサイズが均一化すると共に、その圧電素子部３３のピッチも均等化する（図１０参照）。このことは、ヘッドユニット１０におけるアライメントの点で有利になる。
【０１５８】
そうして、当該積層体を焼結することによって、ブロック状の圧電アクチュエータ３にする。その後、図１６に一点鎖線で示すように、貫通孔５６ａの中心を通る位置で圧電アクチュエータ３の他端部Ｐ１側を切断する。このことによって、各貫通孔５６ａの部分が、電極端面において内方に凹陥するようになり、図１４に示すように、半円状の内周面に導電性材料が塗布された電極凹部５６が、電極端面に露出することになる。
【０１５９】
また、圧電アクチュエータ３の一端部Ｐ０においては、図１１に示すように、３つの凹溝３２それぞれの位置でＸ方向に切削処理（溝切加工）を行うことにより、積層方向（Ｘ方向）に延びる第１〜第４圧電素子列３１１〜３１４の形状を仕上げる。つまり、前述したように、積層体を積層方向に圧縮することによって各圧電体シート５０１〜５０４における各凸部５１〜５４（図１３，図１５参照）が拡がり、そのままでは、圧電アクチュエータ３における各圧電素子列３１１〜３１４のＹ方向の幅が、Ｘ方向にばらつくことになるが、積層体の焼結後に切削処理を行うことによって、第１〜第４圧電素子列３１１〜３１４のＹ方向の幅を、互いに同じ幅でかつ、Ｘ方向に一定の幅にすることが可能になる。この製造方法によると、圧電アクチュエータ３における各圧電素子部３３の位置を、精度よく設定することが可能になり、各圧電素子部３３を、ヘッドユニット１０における各圧力室７の位置に対応させることが容易になる。
【０１６０】
そうして最後に、各圧電素子部３３（第１圧電体層３３１）がｄ３１方向に変位するよう分極処理（予め、制御電極３３２とグランド電極３３３に所定電圧を印加し、所定方向の電界を形成する）を施すことによって、ブロック状の圧電アクチュエータ３が完成する。
【０１６１】
尚、ここでは、各グリーンシートの一端部Ｐ０に予め凹凸部５１〜５５を形成していたが、これを形成せずに、積層体を焼結した後に切削処理を行うことによって圧電アクチュエータ３の一端部Ｐ０に３つの凹溝３２を形成し、それによって、第１〜第４圧電素子列３１１〜３１４を形成するようにしてもよい。
【０１６２】
また、圧電アクチュエータ３の製造手順としては、前述したように、所定の電極パターンを予め形成した圧電体シートを積層することに限らず、予め貫通孔５６ａを形成した圧電体シートを順次積層しながら、その圧電体シート（積層体）に対し制御電極３３２、グランド電極３３３、それらの取出電極３３５，３３６、及び滑り層３５を、例えば印刷法（インクジェット法）によって形成してもよい。このような製造方法であれば、貫通孔５６ａの下部には、既に積層された圧電体シートが配置されているため、前述した貫通孔５６ａの内側に後に露出した電極となる導電材料を埋め込む工程が容易となる。
【０１６３】
この圧電アクチュエータ３は、その他端面Ｐ１が、平坦でかつ比較的面積の広い電極端面とされている。そして、その電極端面に、それぞれ制御電極３３２に接続されると共に、所定の配列で配置された電極凹部５６が露出している。従って、例えば図１７に示すように、この電極凹部５６内に、例えばＡｕ等によるバンプを形成しておき、この電極端面Ｐ１に対し、例えばＡＣＦによって、フレキシブルプリント基板６１を接合させることができる。このフレキシブルプリント基板６１は、圧電アクチュエータ３とそれの駆動回路（図示省略）とを接続するための基板である。ここでＡＣＦとは、フィルム状の絶縁樹脂材料の中に微細な導電性粒子を分散させたシート状の素材で、圧力と温度を加えることにより、接着と同時に電極間に挟まれた導電粒子を介して縦方向には電気的接続、横方向には絶縁の機能を持つものを指す。こうすることで、フレキシブルプリント基板６１の接続が一度で完了し、製造工程の簡略化が図られる。この構成では、フレキシブルプリント基板６１の面に駆動回路（ＩＣチップ）を搭載してもよい。
【０１６４】
ここで、ＡＣＦ接合には信頼性を考慮して２０００μｍ２程度のバンプ面積が必要である。既に説明したように、本実施形態ではＸ方向の各圧電体シートの厚みは３４μｍとしたから、図１４Ｂに示すように、バンプ形成領域ＡＲｂｕｍｐはこれを十分に囲み得るよう、Ｙ方向を６０μｍ、Ｘ方向を４０μｍとする形状とし（６０×４０＝２４００＞２０００）、ＡＣＦに必要なバンプ面積を確保している。また、図１３を用いて詳細に説明したように各圧電体シート５には、それぞれ異なる（４種類の）電極パターンを形成するようにしたので、電極凹部５６はアクチュエータブロック３の一端部Ｐ０に離散して形成される。このため、各電極凹部５６に対してＡＣＦ接合用のバンプを形成することは十分に可能である。
【０１６５】
また、例えば図１８に示すように、圧電アクチュエータ３の電極端面Ｐ１に対し、例えばＡＣＦによって、アクチュエータ駆動回路（ＩＣチップ９９）を含むリジッド基板６２を接合させてもよい。
【０１６６】
さらに、圧電アクチュエータ３の電極端面に対して、その電極端面に相対する薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor，ＴＦＴ）を含むリジッド基板を接合させてもよい。図１９は、ＴＦＴを含むアクチュエータ駆動回路の断面図を示す。同図において符号６３は、リジッド基板６２としてのガラス基板である。ここでは基板としてガラスを用いているが、平坦性を確保できるのであれば、セラミック等の他の材料を用いることができる。符号６３１は、ガラス基板６３の表面に形成されたベースコート層であり、例えばＳｉＮとＳｉＯ２とを積層することによって構成される。ベースコート層６３１の上には、多結晶シリコン（ポリシリコン）からなるＴＦＴ６３２が形成されている。ＴＦＴ６３２は、本実施形態においては、キャリア移動度等の観点で高速駆動が可能な多結晶シリコンを用いている。しかしながら、非結晶シリコン（アモルファスシリコン）を用いてもよい。非結晶シリコンの場合、デザインルールや駆動周波数の点で、多結晶シリコンと比べて不利になるが、製造プロセスが安価であるため、コストメリットがある。
【０１６７】
符号６３３は、例えばＳｉＯ２からなるゲート絶縁層であり、ＴＦＴ６３２とＭｏ等の金属で構成されたゲート電極６３４とを、所定の間隔で離間し、絶縁する。符号６３５は、例えばＳｉＯ２及びＳｉＮを積層することで構成される中間層である。中間層６３５は、ゲート電極６３４を被うと共に、この表面に沿って形成される、Ａｌ等の金属製のソース電極６３６及びドレイン電極６３７を支持する。
【０１６８】
ソース電極６３６及びドレイン電極６３７は、中間層６３５及びゲート絶縁層６３３に設けられたコンタクトホールを介してＴＦＴ６３２に接続されている。ソース電極６３６とドレイン電極６３７との間に所定の電位差を付与した状態でゲート電極６３４に所定の電位を付与することにより、ＴＦＴ６３２は、スイッチングトランジスタとして動作する。符号６３８は、ＳｉＮ等で構成された保護層であり、ソース電極６３６を完全に被うと共に、ドレイン電極６３７の一部にコンタクトホール６３９を形成する。符号６５は保護層６３８上に形成された駆動電極であり、本実施形態では、従来の例えば無機ＥＬあるいは有機ＥＬ（エレクトロルミネッセント）表示装置等の製造工程をそのまま応用することを考慮して、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を用いている。駆動電極６５としては、ＩＴＯの他に、ＩＺＯ（亜鉛ドープ酸化インジウム）、ＡＴＯ（ＳｂをドープしたＳｎＯ２）、ＡＺＯ（ＡｌをドープしたＺｎＯ）、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、及び、Ｉｎ２Ｏ３等を用いることができる。駆動電極６５は、蒸着法等によって形成することができるが、スパッタ法又はＣＶＤ法（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長法）により形成することが望ましい。この駆動電極６５は、コンタクトホール６３９においてドレイン電極６３７と接続されている。
【０１６９】
駆動電極６５は、圧電アクチュエータ３における電極凹部５６に対して、電気的に接続される部分であるため、それの電気的な抵抗値（特に接触抵抗）は低く抑えておくことが望ましい。そこで、駆動電極６５の表面には、金属膜をさらに形成（メタライズ）することが好ましい。尚、前述のＩＴＯ等は、有機ＥＬ素子を構成する発光材料に電荷を注入（より多くのホール、電子を供給）するため材料間のイオン化ポテンシャルの差を考慮して選定されるが、圧電体を駆動する場合は、電荷注入効率を考慮する必要はなく単純なオーミックコンタクトで十分であるため、ＩＴＯ等に換えて、駆動電極６５そのものを、金属で構成してもよい。
【０１７０】
駆動電極６５の表面において、前記電極凹部５６とのコンタクトを形成する領域以外の表面には、電極領域規制部６６が形成されている。電極領域規制部６６は、圧電アクチュエータ３の電極端面Ｐ１に形成された電極凹部５６とコンタクトを形成する領域を画定すると共に、ＴＦＴ６３２等で構成される駆動回路全体を保護する保護層としての役割を担う。そうして、この駆動電極６５の上にコンタクト用のバンプ６４０を形成し、ＡＣＦを介して、前記圧電アクチュエータ３の電極端面に対し当該基板を接合することができる。尚、バンプ６４０は上述のように電極凹部５６側に設けておいてもよい。
【０１７１】
ＴＦＴ６３２は、当該基板上において、圧電アクチュエータ３における各圧電素子部３３に対し１：１の関係で形成されており、電気的には、いわゆるアクティブマトリクス回路を構成する。ソース電極６３６を正極とし、さらにゲート電極６３４を所定の電位に制御することによって、電流がソース電極６３６、ＴＦＴ６３２、ドレイン電極６３７及び駆動電極６５を経て圧電素子部３３に供給され、その圧電素子部３３が駆動される。
【０１７２】
図２０は、アクチュエータ駆動回路の例を示す構成図である。このアクチュエータ駆動回路は、５つのＴＦＴ（２つのＴＦＴ６３２，ＴＦＴ６３２ａ，ＴＦＴ６３２ｂ，ＴＦＴ６３２ｃ）によって閾値補償型の定電圧回路６７を構成し、その一つの定電圧回路６７によって一つの圧電素子部３３を駆動するようにしている。一般に圧電体（強誘電体）で構成されるアクチュエータは静電容量Ｃが大きい。このため、いわゆる定電流駆動の場合、蓄積電荷は時間とともに直線的にチャージされることで、そのチャージに長時間を要する。このことはアクチュエータの駆動周波数を低下させる要因となる。これに対し、定電圧駆動の場合、電荷蓄積は非線形（時間の経過に比例しない、という意味において）に行われ、特にＯＮ／ＯＦＦ初期の電荷蓄積は非常に高速に行われる。このため、圧電体の駆動に適している。定電圧回路６７の最終出力段は、２つのＴＦＴ６３２ｂ，ＴＦＴ６３２ｃで構成され、圧電素子部３３に所定の電圧（Ｖｄｄ）を印加する際はＴＦＴ６３２ｂがＯＮとなり、このときＴＦＴ６３２ｃはＯＦＦとなる。逆に圧電素子部に電圧を印加しない場合は、ＴＦＴ６３２ｂがＯＦＦとなり、ＴＦＴ６３２ｃがＯＮとなる結果、圧電素子部３３の制御電極３３２、グランド電極３３３が共にＧＮＤに接続される。
【０１７３】
こうした回路基板を、圧電アクチュエータ３の電極端面に直接接合することによって、圧電アクチュエータ３と回路基板との間の配線の引き回しが不要になるため、ヘッドユニット１０を小型化する上で有利になる。
【０１７４】
このヘッドユニット１０では、前述したように、駆動回路を通じて圧電アクチュエータ３の制御電極３３２に対し制御電位を付与することで、その制御電極３３２を含む圧電素子部３３（第１圧電体層３３１）が伸長変形しようとする。このときに、滑り層３５において互いの境界面において滑りが生じることで、図１０に示すように、圧力室７内に圧電素子部３３が容易に突出するようになる。尚、図１０では、理解容易のため、圧電素子部３３の突出を誇張して描いている。この圧電素子部３３の突出により圧力室７内の液体に圧力が印加され、ノズル１２を通じて液体が吐出される。また、制御電極３３２への制御電位の付与を停止することによって、突出していた圧電素子部３３が元に戻り、それに伴い、圧力室７内に液体が充填される。
【０１７５】
この構成の圧電アクチュエータ３においては、圧電素子部３３（第１圧電体層３３１）のＸ方向の両側が、固定部３４（第２圧電体層３４１）によって支持されているため、圧電素子部３３のＸ方向の厚みを薄くしても、十分な剛性を確保することができる。従って、ヘッドユニット１０における圧力室７の幅（図１０における左右方向の幅）を狭くすることが可能になる。このことは、ノズルピッチを狭くして解像度を高める上で有利である。また、圧電素子部３３の長さは、グランド電極３３３の長さＬ（図１０参照）によって設定されるが、グランド電極３３３の長さＬを長くしても、圧電素子部３３は固定部３４によって支持されていることから、圧電素子部３３の剛性には何ら影響を与えない。さらに、このグランド電極３３３の長さＬは、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに直交する高さ方向の長さである。このため、ノズルピッチ等の、ヘッドユニット１０に関係するディメンジョンとは無関係に、グランド電極３３３の長さＬを設定することによって、圧電素子部３３の変位量を任意に設定することができる。これは、高粘度の液体を吐出可能にする上で有利になる。
【０１７６】
そして、圧電素子部３３と固定部３４との間に滑り層３５を介在させることによって、圧電素子部３３の変位に対する抵抗力が大幅に低減する。その結果、圧電アクチュエータ３の変換効率が高まり、例えば高粘度の液体を吐出することが可能になる。
【０１７７】
また、ブロック状の圧電アクチュエータ３は、前述したように、グリーンシート（圧電体シート５０１〜５０４）を多数枚積層することによって製造されており、これによって、多数の圧電素子部３３を含む圧電アクチュエータ３を、高精度かつ低コストで製造することが可能になる。また積層構造の採用は、制御電極３３２やグランド電極３３３の取り出しが容易になるという利点もある。
【０１７８】
尚、圧電アクチュエータ３は、ここでは第１〜第４圧電素子列３１１〜３１４を含んで構成されているが、圧電素子列の数に制限はない。圧電アクチュエータ３に含まれる圧電素子列の数は、圧電体シート５における凸部の数を適宜設定することによって、任意の数に設定することが可能である。例えば、図１３に示す各種の圧電体シートの、Ｙ方向の幅を２倍にすると共に、その一端部Ｐ０に第１〜第８の８個の凸部を設けるようにしてもよい。この圧電体シートを積層して構成した圧電アクチュエータでは、第１〜第８の圧電素子列が含まれるようになる。ここにおいて、第１及び第５の圧電素子列、第２及び第６の圧電素子列、第３及び第７の圧電素子列、並びに第４及び第８の圧電素子列においては、それぞれＸ方向の同じ位置に圧電素子部３３が位置しているようにしてもよい。つまり、第１及び第５の圧電素子列における圧電素子部３３は、第１及び第２の圧電体シートによって構成し、第２及び第６の圧電素子列における圧電素子部３３は、第２及び第３の圧電体シートによって構成し、第３及び第７の圧電素子列における圧電素子部３３は、第３及び第４の圧電体シートによって構成し、第４及び第８の圧電素子列における圧電素子部３３は、第４及び第１の圧電体シートによって構成することになる。このように、Ｘ方向の同じ位置に２つの圧電素子部３３を備えた圧電アクチュエータは、ヘッドユニット１０においては、Ｘ方向の同じ位置に、Ｙ方向に離間した２つのノズルを備えることになる。このため、ヘッドユニット１０の駆動周波数が倍に高まることと等価になる。
【０１７９】
尚、圧電アクチュエータに含まれる圧電素子列の数に応じて、圧電アクチュエータを構成する圧電体シートの種類も変更すればよい。つまり、圧電体シートの種類は、４種類には限定されない。例えば、第１〜第３の圧電素子列を含む圧電アクチュエータは、第１〜第３の圧電体シートを積層することによって作成することが可能である。つまり、圧電アクチュエータに含まれる圧電素子列の種類と、圧電体シートの種類とは対応することになる。ここでいう圧電素子列の種類は、そこに含まれる圧電素子部３３のＸ方向の位置が同じ場合は、同じ種類であり、圧電素子部３３のＸ方向の位置が異なる場合は、異なる種類となる。従って、前述した第１〜第８の圧電素子列を含む圧電アクチュエータにおいて、第１、第２、第３及び第４の圧電素子列においては、それぞれＸ方向の異なる位置に圧電素子部３３が位置する一方で、第１及び第５の圧電素子列、第２及び第６の圧電素子列、第３及び第７の圧電素子列、並びに第４及び第８の圧電素子列においては、それぞれＸ方向の同じ位置に圧電素子部３３が位置するとした場合、この圧電アクチュエータに含まれる圧電素子列の種類は、４種類となる。
【０１８０】
（変形例１）
図２１は、変形例１に係るヘッドユニット２０を示している。このヘッドユニット２０では、その圧電アクチュエータ３が、いわゆる引き押し動作を行う。つまり、この圧電アクチュエータ３では、制御電極３３２及びグランド電極３３３間に電圧を印加するに伴い、第１圧電体層３３１が収縮して圧電素子部３３の変位端面３３４が、固定部３４の静止端面３４２よりも凹陥し、圧力室７の体積が増大するようになる。その状態から電圧印加を解除することによって圧電素子部３３の変位端面３３４が元の位置に戻り、そのことで、圧力室７内の液体に圧力が印加されて、ノズル１２から液体が吐出する。
【０１８１】
このヘッドユニット２０では、ノズル１２から液体を吐出させないときに制御電極３３２に所定の電圧を印加させ続ける一方で、ノズル１２から液体を吐出させるときにその電圧の印加を解除する（制御電極３３２の電位をＧＮＤ電位とする）。前述したように、圧電素子部３３に電圧を印加してそれを変位させる場合、たとえ定電圧回路を用いたとしても電荷蓄積に要する時間が必要である。従って、電圧印加から圧電素子部３３が変位するまでの間に、時間遅れが生じる。これに対し、電圧を印加して圧電素子部３３を変位させた状態から、それを元に戻す（制御電極３３２をＧＮＤ電位にする）ときには、例えば、図２０を用いて説明した定電圧回路６７では、信号ＡＺＢをＯＮ（Ｈｉ）とすることとなる。これによってＴＦＴ６３２ｂはＯＦＦ、ＴＦＴ６３２ｃはＯＮとなり、圧電素子部３３を構成する制御電極３３２とグランド電極３３３は、単一のＴＦＴ６３２ｃを介して瞬時にＧＮＤに接続される。図２０に図示する定電圧回路６７では、電源Ｖｄｄ側には複数のＴＦＴが直列に接続されているが（ＴＦＴ６３２ａ，ＴＦＴ６３２ｂの２つ）、ＧＮＤ側には単一のＴＦＴ６３２ｃが直列に接続されている。この構成では、ＧＮＤ側の抵抗値がより小さいことから、電源Ｖｄｄに接続して圧電素子部３３に電荷を蓄積する場合と比較して、ＧＮＤに接続して放電させる時間は一般に短くなる。このように、回路構成を工夫することによって、駆動電圧の印加停止（ＧＮＤへの接続）から圧電素子部３３が変位するまでの間の時間遅れは極めて小さくなる。従って、前記構成のヘッドユニット２０では、圧電素子部３３の変位スピードが高まり、特に高粘度液体の吐出において有利なヘッドが構成される。
【０１８２】
（変形例２）
図２２は、変形例２に係るヘッドユニット３０を示している。このヘッドユニット３０は、グランド電極３３３の取出電極３３７を、アクチュエータブロック３における駆動端面に沿って形成している。この取出電極３３７は、例えばアクチュエータブロック３の駆動端面に金メッキ処理を施すことによって形成してもよい。こうした構成は、各圧電体シート５０１〜５０４において、グランド電極３３３の取出電極を、そのシートの他端側（電極端面側）にまで延ばして形成する必要性を無くし、グランド電極３３３の取り出しをさらに容易にさせる。
【０１８３】
尚、この構成においては、制御電極３３２は、その先端をアクチュエータブロック３における駆動端面よりも内方に位置するようにし、それによって、制御電極３３２とグランド電極３３３とが短絡しないようにする必要がある。これは、圧電体シートに制御電極３３２を印刷するときに、その位置をずらすことによって、容易に実現し得る。
【０１８４】
（変形例３）
図２３は、変形例３に係るヘッドユニット４０を示している。このヘッドユニット４０は、圧力室７を区画する圧力室区画部材９（図１０等参照）に相当する部分を、圧電アクチュエータ３によって形成している。つまり、この圧電アクチュエータ３では、各固定部３４に対応する位置において、圧電素子部３３の変位端面３３４よりも突出する区画壁３４３が形成されており、この区画壁３４３の先端がノズルプレート４５に接合されている。こうして、圧電素子列３１（図９の左図参照）の駆動端面、区画壁３４３、及びノズルプレート４５により各圧力室７が区画されることになる。
【０１８５】
この構成の圧電アクチュエータ３は、次のような手順で作成することが可能である。つまり、前述した圧電アクチュエータ３の製造手順と同様に、所定の矩形状に切り出したグリーンシートに対して電極等を印刷した圧電体シート５を用意する。この圧電体シート５においては、各凸部５１〜５４の突出高さを、図１３等に示す各凸部５１〜５４の突出高さよりもさらに高く設定する。これは、区画壁３４３の高さ（つまり圧力室７の高さ）に相当する分を含めるためである。そうして、前述したように、圧電体シート５を所定の順番で積層し、それを積層方向に圧縮した状態で焼結することにより、ブロック状の圧電アクチュエータを作成する。
【０１８６】
ブロック状の圧電アクチュエータ３が作成されれば、その一端部における各凹溝の位置でＸ方向に切削処理を行うことにより、積層方向（Ｘ方向）に延びる圧電素子列３１１〜３１４の形状を仕上げる（図１１参照）。
【０１８７】
また、図２４に白抜きの矢印で示すように、その一端部（駆動端面側）において、Ｙ方向に、切削処理を施すことによって、圧電素子部３３の変位端面３３４と区画壁３４３とを形成する。具体的には、第１〜第４圧電素子列３１１〜３１４のそれぞれにおいて圧電素子部３３に相当する位置を通るように、Ｙ方向に対して斜め方向に切削処理を施す。この切削処理は、Ｘ方向に異なる複数の位置のそれぞれに対して行われる。このことによって、切削された部分は圧電素子部３３の変位端面３３４（圧力室７の上面）となり、切削されなかった部分は区画壁３４３（圧力室７におけるＸ方向の両側面）となる。こうした構成は、部品点数の低減化や組み付け工数の低減化を図る上で有利である。
【０１８８】
（変形例４）
変形例４は、圧電アクチュエータ３の製造に関する。この変形例では、前記第１〜第４圧電素子列３１１〜３１４（図９，図１１参照）を含む圧電アクチュエータ３を、複数のブロック（分割ブロック３７）に分割して作成した後に、それらを互い接合することによって、一つの圧電アクチュエータ３を作成する。具体的には、例えば図２５に示すように、２つの圧電素子列３１を備えかつ、各圧電素子列３１において３つの圧電素子部３３を含む分割ブロック３７を複数個、用意する。ここで、一つの分割ブロック３７に含まれる圧電素子列３１の数及び各圧電素子列３１に含まれる圧電素子部３３の数は、適宜設定することができる。
【０１８９】
こうした分割ブロック３７は、前記圧電アクチュエータ３の製造手順と同様に、複数枚の圧電体シート５を積層して焼結することによって製造可能である。分割ブロック３７における、圧電体シート５の積層枚数は比較的少なく設定すればよく、そうすることによって、各分割ブロック３７の製造は、比較的容易になる。尚、分割ブロック３７における圧電体シート５の積層枚数は、その分割ブロックの側面に制御電極３３２が露出しないという条件を満たす限り、任意に設定することができる。また、分割ブロック３７は、比較的大サイズのブロックを作成しておき、これをダイシングすることによっても作成できる。
【０１９０】
複数の分割ブロック３７を作成した後、これら複数の分割ブロック３７を互いに接合する。具体的にＸ方向に対しては、Ｙ方向に位置をずらすことなく複数の分割ブロック３７を互いに接合する。これによって、圧電素子列３１がＸ方向に連続して延びるようにする。一方、Ｙ方向に対しては、Ｘ方向に位置をずらして複数の分割ブロック３７を互いに接合する。これによって、圧電アクチュエータ３は、第１〜第４圧電素子列３１１〜３１４を備えるようになると共に、Ｙ方向に隣り合う圧電素子列３１１〜３１４間において、ノズル１２の位置は圧電素子部３３の位置が圧電体シート一枚分だけ、Ｘ方向にずれることになる。そうして、所定のノズルピッチとなった圧電アクチュエータ３が製造される。
【０１９１】
前述したように、こうした分割ブロック３７は、圧電体シート５の積層枚数が少ないため、比較的容易に作成し得る。従って、この製造方法は、圧電アクチュエータ３の製造をより容易にし、最終製品としてのヘッドユニットの製造歩留を向上させる。尚、ここでは、６個の分割ブロック３７を互いに接合することによって一つの圧電アクチュエータ３を作成しているが、互いに接合する分割ブロック３７の数には特に制限がない。また、例えばＸ方向についてのみ、複数の分割ブロックを互いに接合するようにしてもよい。
【０１９２】
図２６は、前述の分割ブロック３７を接合して作成した圧電アクチュエータ３を２つ用意し、それら第１の圧電アクチュエータ３０１と第２の圧電アクチュエータ３０２とを、さらにＹ方向に接合することによって、一つの圧電アクチュエータとした例を示している。同図における右図に拡大して示すように、第１の圧電アクチュエータ３０１と第２の圧電アクチュエータ３０２とは、その圧電素子部３３のＸ方向の位置が、圧電体シート一枚の厚みの半分だけ、互いにずれて接合されている。こうすることで、第１及び第２の圧電アクチュエータ３０１，３０２を接合した圧電アクチュエータを用いたヘッドユニットは、そのＸ方向の解像度を、第１又は第２の圧電アクチュエータ単体の場合に対して２倍にすることができる。
【０１９３】
（変形例５）
図２７は、圧電体シートの電極パターンの変形例を示す説明図である。以降、図２７を参照しながら、圧電体シート５におけるグランド電極３３３を、電極端面Ｐ１に引き出す際のパターンについて詳細に説明する。尚、図２７においては、説明を簡単にするために、滑り層３５の記載を省略している。
【０１９４】
この変形例においても、圧電アクチュエータ３は４種類の圧電体シート５、即ち、第１の圧電体シート５０１、第２の圧電体シート５０２、第３の圧電体シート５０３、第４の圧電体シート５０４を繰り返し積層することで形成される。いずれの圧電体シート５においても制御電極３３２は、取出電極３３５によって電極端面Ｐ１側にストレートに引き出される。一方、グランド電極３３３は、第１の圧電体シート５０１及び第４の圧電体シート５０４の２種類について、取出電極３３６によって電極端面Ｐ１側に引き出される。
【０１９５】
ここで、第１の圧電体シート５０１の下面（電極等が形成されていない面）が第２の圧電体シート５０２の上面（電極等が形成されている面）と接し、同様に第２の圧電体シート５０２の下面が第３の圧電体シート５０３の上面に接し、第３の圧電体シート５０３の下面が第４の圧電体シート５０４の上面に接し、第４の圧電体シート５０４の下面が、繰り返し積層される第１の圧電体シート５０１の上面に接するものとする。実際の製造工程では、第４の圧電体シート５０４の上に、第３の圧電体シート５０３を重ね、その次に第２の圧電体シート５０２、その次に第１の圧電体シート５０１、さらに積層を重ねる場合は、その次に第４の圧電体シート５０４を、という具合に繰り返し積層される。
【０１９６】
第３の圧電体シート５０３にはスルーホール５８ｄが形成されており、第４の圧電体シート５０４の上に第３の圧電体シート５０３を重ね、スルーホール５８ｄに導電性材料を注入することで、第４の圧電体シート５０４と第３の圧電体シート５０３のグランド電極３３３は電気的に接続される。また第２の圧電体シート５０２にはスルーホール５８ｂ，５８ｃが設けられており、第３の圧電体シート５０３（上述のように、既に第４の圧電体シート５０４と積層されている）の上に第２の圧電体シート５０２を重ね、これらのスルーホール５８ｂ，５８ｃに導電性材料を注入することで、第３の圧電体シート５０３と第２の圧電体シート５０２のグランド電極３３３（２つの部分に分かれている）は電気的に接続される。同様にして、第１の圧電体シート５０１に設けられたスルーホール５８ａを介して、第２の圧電体シート５０２と第１の圧電体シート５０１のグランド電極３３３は接続され、結果的に４枚の圧電体シート５を積層することで、全てのグランド電極３３３は相互に電気的に接続される。
【０１９７】
そして、上述したように、第１の圧電体シート５０１と第４の圧電体シート５０４に設けられた取出電極３３６によって、各圧電体シート５のグランド電極３３３は、電極端面Ｐ１に設けられた共通電極凹部５７に電気的に接続される。
【０１９８】
図２８は、変形例５に係る圧電アクチュエータにおいて、圧電体シートを積層した状態を示す要部斜視図である。図２８では、圧電体シート５を上述した順序で８枚重ねたものを、電極端面Ｐ１側から見た状態を示している。図２８に示すように、電極端面Ｐ１には制御電極３３２（図２７参照）に電気的に接続された電極凹部５６が、Ｘ方向及びＹ方向に分離して露出・形成される。そしてグランド電極３３３と接続された共通電極凹部５７が、圧電体シート５の積層方向（Ｘ方向）に沿って、限定的な領域に露出・形成される。
【０１９９】
このように露出した電極凹部５６、共通電極凹部５７にバンプを形成して、例えばＴＦＴが形成された基板と接続することができる。上述したように構成すれば、共通電極（グランド）を電極端面Ｐ１の一部に集中的に設けることができるため、グランド電位が変動することも少なくなり、また電極端面Ｐ１に接合されるＴＦＴ基板についても、グランドの左右で回路構成を分離できることから、各左右の領域においてはトランジスタ配置等の設計自由度を高めることができる。
【０２００】
（変形例６）
図２９は圧電アクチュエータの製造工程を示す断面図である。以下、図２９を参照しながら、圧電アクチュエータの製造方法について詳細に説明するが、説明に用いる符号として、前に説明したものをそのまま用いる。尚、以下の説明において、制御電極３３２、グランド電極３３３の引き回しパターンとして、図２８で示したものを援用し、図２９は、図２７の下図から上図の順に圧電体シート５を繰り返し積層した場合の、Ｑ−Ｑ断面図に該当する。また、図２９では、滑り層（滑り層）３５、制御電極３３２、及びグランド電極３３３を厚く記載しているが、既に説明したように、滑り層３５、制御電極３３２、グランド電極３３３の実際の厚みは５０ｎｍ程度に設定されており、圧電体シート５の厚み（例えば３４μｍ）と比較して非常に薄いものである。
【０２０１】
＜工程（ｉ）＞（図２９の最上図）
先ず、第４の圧電体シート５０４の上面に対して、駆動端面Ｐ０側に印刷法（インクジェット法）を用いて、滑り層３５と共通電極としての第２電極３３３を、この順序で形成する。
【０２０２】
＜工程（ii）＞（図２９の上から２番目の図）
次に、第４の圧電体シート５０４に対して、滑り層３５と第２電極３３３を挟むように、第３の圧電体シート５０３を積層する。その後、積層した第３の圧電体シート５０３の上面に対して、駆動端面Ｐ０側に印刷法（インクジェット法）を用いて、制御電極としての第１電極３３２及びこれから引き出される取出電極３３５を形成する。取出電極３３５は電極端面Ｐ１まで延伸され、電極端面Ｐ１において電極凹部５６を形成する。
【０２０３】
尚、電極凹部５６の形成にあたっては、前述したように、直接的に凹部とするのではなく、一旦、貫通孔５６ａ（図１６参照）としておき、最終的に電極端面Ｐ１側の一部をカットして電極凹部５６を露出させるようにしてもよい。
【０２０４】
また、工程（ii）では、図２７の上から３番目の図に示す第２電極３３３も同時に形成される。このとき、図２９には現れないスルーホール５８ｄに対して、導電性ペースト等の導電性材料が注入される。
【０２０５】
＜工程（iii）＞（図２９の上から３番目の図）
次に、制御電極としての第１電極３３２等が形成された第３の圧電体シート５０３の上に、第１電極３３２等を挟むようにして、第２の圧電体シート５０２を積層する。その後、第２の圧電体シート５０２の上面に対して、駆動端面Ｐ０側に印刷法（インクジェット法）を用いて、共通電極としての第２電極３３３と滑り層３５を、この順序で形成する。このとき、第２電極３３３と滑り層３５は、＜工程（ii）＞で形成した滑り層３５と第２電極３３３と対向する位置に形成される。
【０２０６】
また、工程（iii）では、図２７の上から２番目の図に示す第２電極３３３も同時に形成される。このとき、図２９には現れないスルーホール５８ｂ，５８ｃに対して導電性ペースト等の導電性材料が注入される。
【０２０７】
＜工程（iv）＞（図２９の上から４番目の図）
次に、共通電極としての第２電極３３３等と滑り層３５が形成された第２の圧電体シート５０２の上に、第２電極３３３と滑り層３５を挟むようにして、第１の圧電体シート５０１を積層する。
【０２０８】
これら工程＜ｉ＞〜＜iv＞を繰り返すことで、図２９の最下図に示す圧電アクチュエータ３が構成される。圧電アクチュエータ３の駆動端面Ｐ０には、Ｘ方向に圧電素子部３３と固定部３４（即ち、変位端面３３４と静止端面３４２）が交互に構成されることとなる。
【０２０９】
＜工程（ｖ）＞
このようにして構成された圧電アクチュエータ３を所定の温度で、所定の時間、焼結することにより、最終品としての圧電アクチュエータが製造される。この圧電アクチュエータは、制御電極３３２とグランド電極３３３の間に所定の電位を与えることで、第２の圧電体シート５０２と第３の圧電体シート５０３が高さ方向に変位することとなる。
【０２１０】
以上述べてきたように、ここに示す圧電アクチュエータ３の製造方法は、複数の圧電体シート（５０１〜５０４）を積層して形成される積層端面（駆動端面Ｐ０）に、この積層端面の法線方向（高さ方向）に変位する変位部位Ｌを備える圧電アクチュエータの製造方法であって、積層端面には、圧電体シート（５０１〜５０４）と、積層された圧電体シート間の滑り方向の摩擦を低減する滑り層３５と、制御電極３３２と、グランド電極３３３が積層されており、
圧電体シートＡ（第４の圧電体シート５０４）、滑り層３５、グランド電極３３３、
圧電体シートＢ（第３の圧電体シート５０３）、制御電極３３２、
圧電体シートＣ（第２の圧電体シート５０２）、グランド電極３３３、滑り層３５、
圧電体シートＤ（第１の圧電体シート５０１）をこの順序で繰り返して積層するという製造方法である。
【０２１１】
また、ここに示す圧電アクチュエータ３の製造方法は、
ｉ）圧電体シートＡ（第４の圧電体シート５０４）の変位部位Ｌに相当する部分に、積層された圧電体シート間の滑り方向の摩擦を低減する滑り層３５と、グランド電極３３３を（この順序で）形成する工程、
ii）工程ｉ）で形成された滑り層３５とグランド電極３３３を挟んで、圧電体シートＡ（第４の圧電体シート５０４）に対して圧電体シートＢ（第３の圧電体シート５０３）を積層し、この圧電体シートＢの変位部位Ｌに相当する部分に、制御電極３３２を形成する工程、
iii）工程ii）で形成された制御電極３３２を挟んで、圧電体シートＢ（第３の圧電体シート５０３）に対して圧電体シートＣ（第２の圧電体シート５０２）を積層し、この圧電体シートＣの変位部位Ｌに相当する部分に、グランド電極３３３と滑り層３５を（この順序で）形成する工程、
iv）工程iii）で形成されたグランド電極３３３と滑り層３５を挟んで、圧電体シートＣ（第２の圧電体シート５０２）に対して圧電体シートＤ（第１の圧電体シート５０１）を積層する工程、
ｖ）前記の各工程によって作成された積層体を焼結する工程、
を含んでいる。
【０２１２】
（変形例７）
図３０は、変形例７に係る圧電アクチュエータの構造、及びその製造工程を示す断面図である。変形例７によれば、圧電アクチュエータをより簡易に、より高密度に構成することが可能となる。変形例７では、圧電体シートを積層する際に、変形例６の＜工程（iv）＞を省略し、＜工程（ｉ）＞から＜工程（iii）＞までの間を繰り返し、その後に焼結する。
【０２１３】
即ち、変形例６においては、図２９の上から４番目の図に示すように、第１の圧電体シート５０１を積層した後、次の工程で第４の圧電体シート５０４を積層する（結果として図２９の最下図に示す構成となる）。一方、変形例７においては、図３０の上から４番目の図に示すように、第２の圧電体シート５０２を積層した次の工程で、第４の圧電体シート５０４を積層すると共に、その第４の圧電体シート５０４の上に、直接的に滑り層３５と第２電極３３３とを形成する。その結果、圧電アクチュエータ３は図３０の最下図に示す構成となる。
【０２１４】
変形例６では、Ｘ方向に２枚の圧電体シートによって圧電素子部３３が構成され、さらに２枚の圧電体シートによって固定部３４が構成されている。一方、変形例７では、Ｘ方向に２枚の圧電体シートによって圧電素子部３３が構成され、一枚の圧電体シートによって固定部３４が構成されていることが分かる。この構成により、圧電アクチュエータ３の一単位を構成する圧電体シートが一枚省かれることとなり低コスト化、歩留向上、Ｘ方向のノズルピッチのさらに縮小に寄与できることとなる。
【０２１５】
以上述べてきたように、ここに示す圧電アクチュエータ３の製造方法は、複数の圧電体シート（５０２〜５０４）を積層して形成される積層端面（駆動端面Ｐ０）に、この積層端面の法線方向（高さ方向）に変位する変位部位Ｌを備える圧電アクチュエータの製造方法であって、積層端面には、圧電体シート（５０２〜５０４）と、積層された圧電体シート間の滑り方向の摩擦を低減する滑り層３５と、制御電極３３２と、グランド電極３３３が積層されており、
圧電体シートＡ（第４の圧電体シート５０４）、滑り層３５、グランド電極３３３、
圧電体シートＢ（第３の圧電体シート５０３）、制御電極３３２、
圧電体シートＣ（第２の圧電体シート５０２）、グランド電極３３３、滑り層３５をこの順序で繰り返して積層する方法である。
【０２１６】
また、ここに示す圧電アクチュエータ３の製造方法は、
ｉ）圧電体シートＡ（第４の圧電体シート５０４）の変位部位Ｌに相当する部分に、積層された圧電体シート間の滑り方向の摩擦を低減する滑り層３５と、グランド電極３３３を（この順序で）形成する工程、
ii）工程ｉ）で形成された滑り層３５とグランド電極３３３を挟んで、圧電体シートＡ（第４の圧電体シート５０４）に対して圧電体シートＢ（第３の圧電体シート５０３）を積層し、この圧電体シートＢの変位部位Ｌに相当する部分に、制御電極３３２を形成する工程、
iii）工程ii）で形成された制御電極３３２を挟んで、圧電体シートＢ（第３の圧電体シート５０３）に対して圧電体シートＣ（第２の圧電体シート５０２）を積層し、この圧電体シートＣの変位部位Ｌに相当する部分に、グランド電極３３３と滑り層３５を（この順序で）形成する工程、
iv）前記の各工程によって作成された積層体を焼結する工程、
を含んでいる。
【０２１７】
（他の実施形態）
圧電アクチュエータ３に含まれる圧電素子列の数や圧電素子部の数、またそれらの配置は、前記実施形態には限定されない。また、前記の各実施形態は、可能な範囲で互いに組み合わせることが可能である。
【０２１８】
また、前記圧電アクチュエータ３は、液体吐出ヘッド用のアクチュエータに限定されるものではなく、その他、種々のデバイスに用いることができる。
【０２１９】
液体吐出ヘッドは、デバイス製造用途に限らず、記録媒体に対してインクを吐出することによって画像を形成するいわゆるインクジェットヘッドとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２２０】
以上説明したように、ここに開示する技術は、圧電アクチュエータ、及び、それを備えた液体吐出ヘッド及び液体吐出装置について有用であり、インクジェットプリンタを始め、例えばインクジェット法を用いた有機ＥＬパネルの製造装置、配線パターン描画装置等に広く応用できる。
【符号の説明】
【０２２１】
１        ヘッドユニット
２        圧電アクチュエータ 
２ｂ      圧電素子部 
３        圧電アクチュエータ（アクチュエータブロック）
３ａ      変位端面 
４        固定部（固定シート）
４ａ      固定部（固定シート）
５        圧電体シート
７        圧力室
１０      ヘッドユニット
１２      ノズル 
１５      供給流路（循環流路）
１６      排出流路（循環流路）
１８      アクチュエータブロック
２０      ヘッドユニット
２６      フィルター
３０      ヘッドユニット 
３１      圧電素子列 
３３      圧電素子部 
３４      固定部 
３５      滑り層 
３６      被覆層 
４０      ヘッドユニット 
５５      凹部（切り欠き） 
５６ａ    貫通孔 
６１      フレキシブルプリント基板 
６２      リジッド基板 
６３      ガラス基板 
３０１    第１の圧電アクチュエータ 
３０２    第２の圧電アクチュエータ 
３１１    第１圧電素子列 
３１２    第２圧電素子列 
３１３    第３圧電素子列 
３１４    第４圧電素子列 
３３１    第１圧電体層 
３３２    第１電極（制御電極） 
３３３    第２電極（グランド電極） 
３３４    変位端面 
３３５    取出電極 
３３６    取出電極 
３３７    取出電極 
３４１    第２圧電体層 
３４２    静止端面 
３４３    区画壁 
５０１    第１の圧電体シート 
５０２    第２の圧電体シート 
５０３    第３の圧電体シート 
５０４    第４の圧電体シート 
Ｐ０      駆動端面
Ｐ１      電極端面
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ａ】
2010010665.tif 000039
【図１Ｂ】
2010010665.tif 000040
【図１Ｃ】
2010010665.tif 000041
【図２】
2010010665.tif 000042
【図３】
2010010665.tif 000043
【図４Ａ】
2010010665.tif 000044
【図４Ｂ】
2010010665.tif 000045
【図５】
2010010665.tif 000046
【図６】
2010010665.tif 000047
【図７】
2010010665.tif 000048
【図８Ａ】
2010010665.tif 000049
【図８Ｂ】
2010010665.tif 000050
【図８Ｃ】
2010010665.tif 000051
【図９】
2010010665.tif 000052
【図１０】
2010010665.tif 000053
【図１１】
2010010665.tif 000054
【図１２】
2010010665.tif 000055
【図１３】
2010010665.tif 000056
【図１４Ａ】
2010010665.tif 000057
【図１４Ｂ】
2010010665.tif 000058
【図１５】
2010010665.tif 000059
【図１６】
2010010665.tif 000060
【図１７】
2010010665.tif 000061
【図１８】
2010010665.tif 000062
【図１９】
2010010665.tif 000063
【図２０】
2010010665.tif 000064
【図２１】
2010010665.tif 000065
【図２２】
2010010665.tif 000066
【図２３】
2010010665.tif 000067
【図２４】
2010010665.tif 000068
【図２５】
2010010665.tif 000069
【図２６】
2010010665.tif 000070
【図２７】
2010010665.tif 000071
【図２８】
2010010665.tif 000072
【図２９】
2010010665.tif 000073
【図３０】
2010010665.tif 000074
【国際調査報告】
2010010665.tif 000075
2010010665.tif 000076