(57)【要約】【課題】圧電セラミックス層の積層枚数に影響を受けることなくインクを吐出するための駆動電圧を抑制することが可能なインクジェット記録ヘッドを提供する。【解決手段】吐出口６が形成され一方の面が開口部となったインク室３と、インク室３に開口部を覆って取り付けられている圧電セラミックス積層体７と、を有し、圧電セラミックス積層体７は、互いに積層されている複数の圧電セラミックス層８と、複数の圧電セラミックス層８の層間に形成されている内部駆動用電極層１３と、複数の圧電セラミックス層８の積層方向における両端面に内部駆動用電極層１３に各々対向して形成されている一対の外部駆動用電極層１２と、を有し、各駆動用電極層の極性が積層方向で交互に反対であり、複数の圧電セラミックス層８は各々が面内方向に分極され、複数の圧電セラミックス層８を積層方向に切断した断面で見たときに分極方向が交互に逆向きである。【選択図】  図１
2011235458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する吐出口が形成され一方の面が開口部となったインク室と、前記インク室に前記開口部を覆って取り付けられている圧電セラミックス積層体と、を有し、
前記圧電セラミックス積層体は、互いに積層されている複数の圧電セラミックス層と、前記複数の圧電セラミックス層の層間に形成されている内部駆動用電極層と、前記複数の圧電セラミックス層の積層方向における両端面に前記内部駆動用電極層に各々対向して形成されている一対の外部駆動用電極層と、を有し、前記一対の外部駆動用電極層の一方から前記内部駆動用電極層を挟んで前記一対の外部駆動用電極層の他方に至るまでの各駆動用電極層の極性が前記積層方向で交互に反対であり、前記複数の圧電セラミックス層は各々が面内方向に分極され、前記複数の圧電セラミックス層を前記積層方向に切断した断面で見たときに分極方向が交互に逆向きである、インクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記一対の外部駆動用電極層の一方が負極または正極の外部共通電極層であり、前記一対の外部駆動用電極層の他方が逆極性の制御電極層であり、前記内部駆動用電極層は複数設けられ、その一部は前記外部共通電極層と電位が同じ内部共通電極層であり、その残りは前記外部制御電極層と電位が同じ内部制御電極層である、請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
前記複数の圧電セラミックス層の各々において前記分極方向が前記面内方向で同じ向きであり、前記外部共通電極層および前記内部共通電極層の各々の前記面内方向の長さが前記インク室の前記面内方向の長さよりも長く、前記外部制御電極層および前記内部制御電極層の各々は、前記面内方向の長さが前記インク室の前記面内方向の長さの半分以下であり、かつ前記インク室の前記面内方向のいずれか一方の端部側で前記積層方向に並んで配列されている、請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記複数の圧電セラミックス層には、前記インク室の中央部に対向する第１の分極用電極層と、前記インク室の前記面内方向における両端部を挟む第２の分極用電極層と、が前記積層方向で交互に形成され、
前記外部駆動用電極層および前記内部駆動用電極層の各々のキュリー温度は、前記圧電セラミックス層のキュリー温度よりも低い、請求項１または請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
インクを吐出する吐出口が形成され一方の面が開口部となったインク室と、前記インク室に前記開口部を覆って取り付けられている圧電セラミックス積層体と、を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
前記圧電セラミックス積層体を構成する複数の圧電セラミックス層を面内方向に分極する分極工程と、前記分極工程の後に、分極方向が積層方向で交互に逆向きになるように前記複数の圧電セラミックス層の各々を積層する積層工程と、を有し、前記積層工程では、前記複数の圧電セラミックス層の層間に内部駆動用電極層を形成し、前記複数の圧電セラミックス層の前記積層方向における両端面に一対の外部駆動用電極層を前記内部駆動用電極層に各々対向して形成し、前記一対の外部駆動用電極層の一方から前記内部駆動用電極層を挟んで前記一対の外部駆動用電極層の他方に至るまでの各駆動用電極層の極性を前記積層方向で交互に反対にする、ことを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項６】
インクを吐出する吐出口が形成され一方の面が開口部となったインク室と、前記インク室に前記開口部を覆って取り付けられている圧電セラミックス積層体と、を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
前記圧電セラミックス積層体を構成する複数の圧電セラミックス層を積層する積層工程と、前記積層工程の後に前記複数の圧電セラミックス層の各々を面内方向に分極する分極工程と、を有し、前記積層工程では、前記複数の圧電セラミックス層の層間に前記複数の圧電セラミックス層よりもキュリー温度が低い内部駆動用電極層を形成し、前記複数の圧電セラミックス層の積層方向における両端面に前記複数の圧電セラミックス層よりもキュリー温度が低い一対の外部駆動用電極層を前記内部駆動用電極層に各々対向して形成し、前記一対の外部駆動用電極層の一方から前記内部駆動用電極層を挟んで前記一対の外部駆動用電極層の他方に至るまでの各駆動用電極層の極性を前記積層方向で交互に反対にし、前記インク室の中央部に対向するように配置される第１の分極用電極層と、前記インク室の前記面内方向における両端部を挟むように配置される第２の分極用電極層とを前記複数の圧電セラミックス層に前記積層方向に交互に形成し、前記分極工程では、前記内部駆動用電極層および前記外部駆動用電極層の各々のキュリー温度よりも高くて前記複数の圧電セラミックス層のキュリー温度よりも低い温度状態で前記第１の分極用電極層および前記第２の分極用電極層を介して前記複数の圧電セラミックス層の各々に電圧を印加する、ことを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電式のインクジェット記録ヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電式の液滴噴射装置を利用したインクジェット記録ヘッドが、従来から知られている。このようなインクジェット記録ヘッドでは、インク室を覆う壁部に圧電体からなる板状の部材（圧電材料板）が接着される。この圧電材料板に駆動電圧を印加することで上記壁部が変形する。これにより、インク室の容積が減少するのでインク室に連続する吐出口からインクが吐出される。
【０００３】
上記のようなインクジェット記録ヘッドには、駆動効率の高いシェアモード式がある。シェアモード式のインクジェット記録ヘッドは、圧電体の分極方向に直交する方向に電界を加えることで、圧電体を伸張や収縮変形ではなく剪断変形させる。シェアモード式のインクジェット記録ヘッドの一例が特許文献１に開示されている。
【０００４】
図７は、特許文献１に記載のインクジェット記録ヘッドの構成を示す図である。図７（ａ）は、インクジェット記録ヘッドの平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示す切断線Ａ−Ａに沿った断面図である。図７（ａ）に示すように、特許文献１に記載のインクジェット記録ヘッドには、複数の直方体のインク室３０が、インク室３０の短手方向（幅方向）に並列して設けられている。また、インク室３０を形成する壁の一面（図８（ｂ）における上部）には、圧電セラミックス層８０が設けられている。圧電セラミックス層８０の分極方向ｐは、面内方向（厚さ方向に垂直な方向）に平行で且つインク室３０の中央に対応する領域を挟んで互いに逆向きになっている。
【０００５】
また、特許文献１に記載のインクジェット記録ヘッドには、膜状の共通電極層１２０ｂが圧電セラミックス層８０とインク室３０との間に具備されている。圧電セラミックス層８０の共通電極層１２０ｂに対向する位置には、帯状の制御電極層１２０ａが、制御電極層１２０ａの長手方向と分極方向ｐとが直交するように配置されている。
【０００６】
特許文献１に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、制御電極層１２０ａに正の電圧を印加し、共通電極層１２０ｂに負の電圧を印加すると、図８（ｂ）に示すように、圧電セラミックス層８０はせん断変形する。インク室３０には吐出口６０が設けられており、圧電セラミックス層８０がせん断変形することによってインク室３０の容積が減少するため、吐出口６からインクが吐出される。このときの圧電セラミックス層８０の変位量ｄ（図７（ｂ）参照）は、下記の式（１）で算出することができる。
【０００７】
ｄ＝ｄ１５×（Ｖ／ｈ）×（ｗ／２）・・・（１）
上記の式（１）において、ｄ１５は圧電定数を示す。Ｖは制御電極層１２０ａおよび共通電極層１２０ｂを介して圧電セラミックス層８０に印加される電圧値を示す。ｈ（図７（ｂ）参照）は圧電セラミックス層８０の厚さを示す。ｗは、圧電セラミックス層８０の駆動幅、すなわちインク室３０の幅（図７（ｂ）参照）を示す。
【０００８】
しかし、特許文献１にインクジェット記録ヘッドでは、圧電セラミックス層８０を分極する際に、分極用電極が圧電セラミックス層８０の厚さ方向の両端にしか形成されない。そのため、圧電セラミックス層８０の厚さが厚いと、厚さ方向（電界方向）に対して完全に垂直な方向に分極するのが困難になる。その結果、インクの吐出に必要な変位量ｄを得るための電圧Ｖが大きくなるという問題が起こりうる。そこで、このような問題を解決するためのインクジェット記録ヘッドが特許文献２に開示されている。
【０００９】
図８は、特許文献２に記載のインクジェット記録ヘッドの断面図である。このインクジェット記録ヘッドでは、インクチャンネル３２ａ〜３２ｃに接着される圧電素子３８は、複数の圧電セラミックス層４０と、内部電極層４２ａ〜４２ｄと、内部電極層４４ａ〜４４ｄとが積層されている。そして、このインクジェット記録ヘッドでは、これらの内部電極層を用いて圧電セラミックス層４０ごとに分極することが可能となる。そのため、圧電素子３８の分極方向を、その厚さ方向とほぼ垂直な方向にすることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特公平７−３３０８９号公報
【特許文献２】特許第２９１３８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献２に記載のインクジェット記録ヘッドでは、インクを吐出するための駆動電圧が印加される外部電極４１および４３ａ〜４３ｃが圧電素子３８の積層方向の両端にしか形成されていない。そのため、このインクジェット記録ヘッドでは、圧電セラミックス層４０の積層枚数が多い（圧電素子３８の厚さが厚い）と大幅な低電圧駆動は期待できない。
【００１２】
本発明は、圧電セラミックス層の積層枚数に影響を受けることなくインクを吐出するための駆動電圧を抑制することが可能なインクジェット記録ヘッド及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため本発明によるインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出する吐出口が形成され一方の面が開口部となったインク室と、前記インク室に前記開口部を覆って取り付けられている圧電セラミックス積層体と、を有し、前記圧電セラミックス積層体は、互いに積層されている複数の圧電セラミックス層と、前記複数の圧電セラミックス層の層間に形成されている内部駆動用電極層と、前記複数の圧電セラミックス層の積層方向における両端面に前記内部駆動用電極層に各々対向して形成されている一対の外部駆動用電極層と、を有し、前記一対の外部駆動用電極層の一方から前記内部駆動用電極層を挟んで前記一対の外部駆動用電極層の他方に至るまでの各駆動用電極層の極性が前記積層方向で交互に反対であり、前記複数の圧電セラミックス層は各々が面内方向に分極され、前記複数の圧電セラミックス層を前記積層方向に切断した断面で見たときに分極方向が交互に逆向きである。
【００１４】
また、上記目的を達成するため本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造方法は、インクを吐出する吐出口が形成され一方の面が開口部となったインク室と、前記インク室に前記開口部を覆って取り付けられている圧電セラミックス積層体と、を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、前記圧電セラミックス積層体を構成する複数の圧電セラミックス層を面内方向に分極する分極工程と、前記分極工程の後に、分極方向が積層方向で交互に逆向きになるように前記複数の圧電セラミックス層の各々を積層する積層工程と、を有し、前記積層工程では、前記複数の圧電セラミックス層の層間に内部駆動用電極層を形成し、前記複数の圧電セラミックス層の前記積層方向における両端面に一対の外部駆動用電極層を前記内部駆動用電極層に各々対向して形成し、前記一対の外部駆動用電極層の一方から前記内部駆動用電極層を挟んで前記一対の外部駆動用電極層の他方に至るまでの各駆動用電極層の極性を前記積層方向で交互に反対にする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数の圧電セラミックス層の層間に内部駆動用電極層が形成され、内部駆動用電極層および一対の外部駆動用電極層の極性が積層方向で交互に反対になっているので、圧電セラミックス層ごとに駆動電圧を印加することができる。このとき、分極方向が積層方向で交互に逆向きになっているので駆動電圧が印加された各圧電セラミックス層を一斉に変形させることが可能となる。これにより、圧電セラミックス層の積層枚数に影響を受けることなくインクを吐出するための駆動電圧を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態１のインクジェット記録ヘッドの断面図である。
【図２】図１に記載のインクジェット記録ヘッドの主要な製造工程を示す図である。
【図３】本発明の実施形態２のインクジェット記録ヘッドの断面図である。
【図４】図３に記載のインクジェット記録ヘッドの主要な製造工程を示す図である。
【図５】本発明の実施形態３のインクジェット記録ヘッドの断面図である。
【図６】図５に記載のインクジェット記録ヘッドの主要な製造工程を示す図である。
【図７】特許文献１に記載のインクジェット記録ヘッドの構成を示す図である。
【図８】特許文献２に記載のインクジェット記録ヘッドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１のインクジェット記録ヘッド１ａの断面図である。インクジェット記録ヘッド１ａにおいて、ＳＵＳ（Stainless Used Steel）製の本体プレート２には複数のインク室３がその幅方向に沿って配列されている。本実施形態では、インク室３の幅ｗは４６０μｍ、壁の幅Ｔは48μｍ、高さＨは２００μｍ、奥行きの長さは６ｍｍである。インク室３の配列密度は５０ｄｐｉ（dot per inch）すなわち５０８μｍピッチである。インク室３の底面にはインクを吐出する吐出口６が形成されている。本実施形態では、吐出口６の直径Ｄは３０μｍ、長さＬは５０μｍである。インク室３の上端は開口部となっており、この開口部を覆って圧電セラミックス積層体７が取り付けられている。
【００１８】
圧電セラミックス積層体７は、厚さが約０．１ｍｍであり、積層されている複数の圧電セラミックス層８と、内部駆動用電極層１３と、一対の外部駆動用電極層１２と、を有する。圧電セラミックス層８の各々は、圧電・電歪効果を有し、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料にて厚さが約２０μｍに構成されている。また、各圧電セラミックス層８は、積層方向に垂直な面内方向に分極されている。図１に示すように、互いに積層されている複数の圧電セラミックス層８を積層方向に切断した断面で見たときに分極方向ｐ（図１の矢印ｐ参照）は交互に逆向きになっている。
【００１９】
一対の外部駆動用電極層１２は、積層方向における両端面に、内部駆動用電極層１３に対向して形成されている。一対の外部駆動用電極層１２の一方は、負極の外部共通電極層１２ｂであり、一対の外部駆動用電極層１２の他方は、正極の外部制御電極層１２ａである。外部制御電極層１２ａは、インク室３ごとに分割配置されている。一方、外部共通電極層１２ｂは、圧電セラミックス層８の全域に渡って形成されている。本実施形態では、外部制御電極層１２ａと外部共通電極層１２ｂは、Ag-Pd系の金属材料からなり、厚さが約２μｍである。
【００２０】
内部駆動用電極層１３は、互いに積層されている複数の圧電セラミックス層８の層間に複数設けられている。その一部は、外部共通電極層１２ｂと電位が同じ内部共通電極層１３ｂであり、その残りは外部制御電極層１２ａと電位が同じ内部制御電極層１３ａである。内部制御電極層１３ａは、外部制御電極層１２ａと同様にインク室３ごとに分割配置されている。一方、内部共通電極層１３ｂは、外部共通電極層１２ｂと同様に、圧電セラミックス層８の全域に渡って形成されている。本実施形態では、内部制御電極層１３ａおよび内部共通電極層１３ｂは、外部制御電極層１２ａおよび外部共通電極層１２ｂと同様に、Ag-Pd系の金属材料からなり、厚さが約２μｍである。さらに、内部制御電極層１３ａと内部共通電極層１３ｂとは、圧電セラミックス層８の積層方向に交互に形成されている。このとき、内部制御電極層１３ａが外部共通電極層１２ｂに対向し、内部共通電極層１３ｂが外部制御電極層１２ａに対向するように、内部制御電極層１３ａと内部共通電極層１３ｂとは配置されている。これにより、外部制御電極層１２ａから内部制御電極層１３ａ、内部共通電極層１３ｂを挟んで外部共通電極層１２ｂに至るまでの各駆動用電極層の極性が積層方向で交互に反対となっている。
【００２１】
上記のようにして構成される圧電セラミックス積層体７の変位量ｄ（図１参照）は、下記の式（２）で算出することができる。
【００２２】
ｄ＝ｄ１５×（Ｖ／ｈ）×（ｗ／２）×ｎ・・・（２）
上記の式（２）において、ｄ１５は圧電定数を示す。Ｖは各電極層を介して各圧電セラミックス層８に印加される電圧値を示す。ｈは圧電セラミックス積層体７の厚さ（図１参照）を示す。ｗは、圧電セラミックス層８の駆動幅、すなわちインク室３の幅（図１参照）を示す。従って、本実施形態のインクジェット記録ヘッド１ａは、上述した式（１）で変位量が算出される特許文献１に記載のインクジェット記録ヘッドと比較すると、同じ変位を得るのに必要な駆動電圧が１／ｎとなる。これは、インクジェット記録ヘッド１ａには、圧電セラミックス層８の層間に内部駆動用電極層１３が形成され、圧電セラミックス層８の分極方向が積層方向で交互に逆向きになっているからである。これにより、圧電セラミックス層８ごとに駆動電圧を印加することができ、各圧電セラミックス層８を一斉に変形させることができるので、圧電セラミックス層の積層枚数に影響を受けることなくインクを吐出するための駆動電圧を抑制することが可能となる。
【００２３】
以下、本実施形態のインクジェット記録ヘッド１ａの主要な製造方法について説明する。図２は、図１に記載のインクジェット記録ヘッド１ａの製造工程を示す図である。図２（ａ）〜図２（ｃ）は分極工程を示し、図２（ｄ）、（ｅ）は積層工程を示す。なお、図２（ｂ）は、図２（ａ）に記載の切断線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。また、図２（ｅ）は、図２（ｄ）に記載の切断線Ｃ−Ｃに沿った断面図である。
分極工程では、まず、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、分極されていない圧電セラミックス層８の表裏にグリーンシート１０を加熱プレスする。このグリーンシート１０には分極用電極５がスクリーン印刷によって形成されている。本実施形態では、分極用電極５の幅は５０μｍ、ピッチはインク室３のピッチと同じ５０ｄｐｉである。圧電セラミックス層８の裏側の分極用電極５は、表側の分極用電極５に対して半ピッチずらして形成されている（図２（ｂ）参照）。また、同一平面内に配置されている分極用電極５は端部で電気的に接続されている（図２（ａ）参照）。
【００２４】
次に、図２（ｃ）に示すように、グリーンシート１０が接着された圧電セラミックス層８を、１３０℃程度の絶縁オイル１１で満たされたオイルバス１４に浸す。その状態で圧電セラミックス層８の表裏に分極用電極５を介して２．５ｋＶ／ｍｍ程度の電界を分極電源１５により加える。これにより、圧電セラミックス層８は、分極方向が面内方向におい
て交互に逆向きとなるように分極される。その後、分極用電極５はエッチングなどにより除去される。このようにして積層枚数分の圧電セラミックス層８を分極処理することによって分極工程が完了する。分極工程の後、積層工程が実施される。
【００２５】
積層工程では、分極処理された圧電セラミックス層８のいずれか１つの外面に外部制御用電極層１２ａが形成される。また、他の１つの圧電セラミックス層８の外面に外部共通電極層１２ｂが形成され、その反対面には内部共通電極層１３ａが形成される。残りの圧電セラミックス層８には、内部制御電極層１３ａまたは内部共通電極層１３ｂのいずれかが形成される。そして、複数の圧電セラミック層８の各々の分極方向が積層方向で逆向きになるように圧電セラミック層８が積層され接着される。更に、図２（ｄ）に示すように、
各圧電セラミックス層８の側面に形成された配線１６ａを介して外部制御電極層１２ａと内部制御電極層１３ａとが電気的に接続される。また、配線１６ａが形成された側面の反対側の側面に形成された配線１６ｂを介して外部共通電極層１２ｂと外部共通電極層１３ｂとが電気的に接続される。これにより、積層工程が完了し、圧電セラミックス積層体７が完成する。完成した圧電セラミックス積層体７は、本体プレート２に接着される。このとき、外部制御電極層１２ａおよび内部制御電極層１３ａがインク室３ごとに分割配置されるように位置合わせすることによって、図１に示すインクジェット記録ヘッド１ａが完
成する。
【００２６】
（実施形態２）
図３は、本発明の実施形態２のインクジェット記録ヘッド１ｂの断面図である。また、図４は、本実施形態のインクジェット記録ヘッド１ｂの主要な製造工程を示す図である。なお、実施形態１のインクジェット記録ヘッド１ａと同様の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００２７】
本実施形態のインクジェット記録ヘッド１ｂは、各圧電セラミックス層８における分局方向ｐが面内方向で同じ向きとなっている。また、外部制御電極層１２ａおよび内部制御電極層１３ａの各々は、面内方向の長さ（幅）がインク室３の面内方向の長さ（幅）の半分以下である。そして、各制御電極層は、図３に示すように、インク室３の面内方向のいずれか一方の端部側（本実施形態では左側）で積層方向に並んで配列されている。本実施形態では、このような構成により圧電セラミック積層体８は、実施形態１に比べ変位しにくくなるが後述するように製造が実施形態１に比べ容易になる。ここで、図４を参照しながら本実施形態のインクジェット記録ヘッド１ｂの主要な製造工程について説明する。なお、図４（ａ）〜図４（ｃ）は分極工程を示し、図４（ｄ）は積層工程を示す。
【００２８】
分極工程では、まず、１０ｍｍ角の圧電体ブロック９の厚さ方向の両端面に分極用電極
５を形成する（図４（ａ）参照）。次に、この圧電体ブロック９を、実施形態１と同様に絶縁オイル１１で満たされたオイルバス１４に浸す。その状態で分極電源１５から分極用電極５を介して圧電体ブロック９に電界を加える（図４（ａ）参照）。
【００２９】
次に、分極用電極５を除去する（図４（ｂ）参照）。続いて、圧電体ブロック９を薄片に切断、研磨する。これにより、厚さが約２０μｍの圧電セラミック層８が完成する（図４（ｃ）参照）。このようにして積層枚数分の圧電セラミックス層８が完成すると分極工
程が完了する。分極工程の後、積層工程が実施される。
【００３０】
積層工程では、外部制御用電極層１２ａ、外部制御電極層１２ｂ、内部制御電極層１３ａ、および内部共通電極層１３ｂが圧電セラミックス層８に形成され、その後圧電セラミックス層８が積層される。
【００３１】
実施形態１の圧電セラミックス層８では、分極方向ｐが面内方向で交互に逆向きとなっている。そのため、分極方向が積層方向で交互に逆向きになるように複数の圧電セラミックス層８を積層する際、各圧電セラミックス層８の位置合わせに手間がかかる。一方、本実施形態の圧電セラミックス層８では、分極方向ｐが面内方向で同じ向きとなっている。そのため、分極方向ｐが積層方向で逆向きになるように複数の圧電セラミックス層８を積層する際、実施形態１に比べ各圧電セラミックス層８の位置合わせが容易となる。この点で、本実施形態１のインクジェット記録ヘッド１ｂは、実施形態１のインクジェット記録ヘッド１ａに比べ製造が容易になる。
【００３２】
なお、本実施形態では、外部制御電極層１２ａをインク室３ごとに１枚とする構成であった。しかし、図７に示すように外部制御電極層１２ａを２枚とし、一方の外部制御電極１２ａを外部共通電極層１２ｂと同じ電位にする構成としても良い。
【００３３】
（実施形態３）
図５は、本発明の実施形態３のインクジェット記録ヘッド１ｃの断面図である。また、図６は、本実施形態のインクジェット記録ヘッド１ｃの主要な製造工程を示す図である。なお、実施形態１のインクジェット記録ヘッド１ａと同様の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００３４】
本実施形態では、外部駆動用電極層１２および内部駆動用電極層１３に加え、第１の分極用電極層５ａと第２の分極用電極層５ｂとが複数の圧電セラミックス層８に積層方向に交互に形成されている。第１の分極用電極層５ａは、インク室３の中央部に対向して形成されている。一方、第２の分極用電極層５ｂは、インク室３の面内方向における両端部を挟んで形成されている。
【００３５】
また、本実施形態のインクジェット記録ヘッド１ｃでは、外部駆動用電極層１２および内部駆動用電極層１３の各々のキュリー温度は、圧電セラミックス層８のキュリー温度よりも低い。本実施形態では、このような構成により圧電セラミックス層８を積層した後に分極処理を行うことが可能となるので、後述するように製造が実施形態２よりもさらに容易になる。ここで、図６を参照しながら本実施形態のインクジェット記録ヘッド１ｃの主
要な製造工程について説明する。なお、図６（ａ）は分極処理前の圧電セラミックス積層
体７の斜視図を示し、図６（ｂ）は図６（ａ）に記載の切断線Ｄ−Ｄに沿った断面図であ
る。図６（ａ）、６（ｂ）は積層工程を示している。
【００３６】
積層工程では、図６（ａ）に示すように、グリーンシート１０の表面に、第１の分極用電極層５ａまたは第２の分極用電極層５ｂと、外部駆動用電極層１２および内部駆動用電極層１３とが形成される。第１の分極用電極層５ａおよび第２の分極用電極層５ｂは、Ag-P系の金属材料からなる。外部駆動用電極層１２および内部駆動用電極層１３は、キュリー温度が１１０℃でチタン酸バリウム系のサーミスタ材料で構成される。第１の分極用電極層５ｂと第２の分極用電極層５ａは、幅がともに５０μｍであり、ピッチが５０８μｍで配置されている。また、第１の分極用電極層５ａと第２の分極用電極層５ｂは面内方向で互いに半ピッチずれている。また、本実施形態では、焼成後に圧電セラミックス層８の厚さが２０μｍ、各電極層の厚さが１０μｍになるようにする。これらを積層し、加熱プレス、脱脂、焼結などを経る事で図６（ｂ）に示すように分極処理前の圧電セラミックス積層体７が完成する。これにより積層工程が完了し、その後分極工程が実施される。
【００３７】
分極工程では、図６（ｃ）に示すように、分極処理前の圧電セラミックス積層体７を、１３０℃のシリコンオイルなどの絶縁オイル１１で満たされたオイルバス１４に浸す。その状態で分極電源１５から第１の分極用電極層５ａ、第２の分極用電極層５ｂを介して圧電セラミックス層８ごとに２．５ｋＶ／ｍｍ程度の電界を加える。このとき、外部駆動用電極層１２および内部駆動用電極層１３のキュリー温度（１１０℃）よりも高く圧電セラミックス層８のキュリー温度よりも低い温度状態なので各駆動用電極層１２、１３は絶縁体とみなせる。そのため、図６（ｄ）の矢印ｐを分極方向とする分極が生じる。本実施形態では、第１の分極用電極層５ａと第２の分極用電極層５ｂの水平方向の距離ｋは２０４μｍであり、圧電セラミックス層８の厚さｔが２０μｍに対して十分長い。そのため、分極方向ｐは、図６（ｄ）では斜めになっているが、圧電セラミックス層８の厚さ方向（積層方向）に対してほぼ垂直な方向とみなせる。
【００３８】
この後、外部制御電極層１２ａと内部制御電極層１３ａとが電気的に接続されるとともに、外部共通電極層１２ｂと外部共通電極層１３ｂとが電気的に接続される。これにより、圧電セラミックス積層体７が完成し、完成した圧電セラミックス積層体７を本体プレート２に接着することでインクジェット記録ヘッド１ｃが完成する。なお、外部駆動用電極層１２および内部駆動用電極層１３のキュリー温度以下の条件で各駆動用電極層に分極電圧よりも低い駆動電圧を印加することで、インク室３を収縮させて吐出口６からインクを吐
出させることが可能となる。
【００３９】
実施形態１および実施形態２では、圧電セラミックス層８を分極してから積層していた。そのため、圧電セラミックス層８を積層する際に、分極方向が積層方向で交互に逆向きに
なっているか確認しなければならなかった。しかし、本実施形態では、第１の分極用電極層５ａおよび第２の分極用電極層５ｂを積層方向に交互に形成することによって、積層工程の後に分極工程を実施することが可能となった。そのため、圧電セラミックス層８を積層する際に、分極方向が積層方向で交互に逆向きになっているか確認する手間を省くことが可能になる。この点で、本実施形態１のインクジェット記録ヘッド１ｃは、実施形態２のインクジェット記録ヘッド１ｂに比べ製造が容易になる。
【００４０】
なお、本実施形態では、第２の分極用電極層５ｂが制御電極層１２ａ、１３ａと同じ面内に形成され、第１の電極５ａが共通電極層１２ｂ、１３ｂと同じ面内に形成されているが、逆でもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１ａ、１ｂ、１ｃ  インクジェット記録ヘッド
３  インク室
６  吐出口
７  圧電セラミックス積層体
８  圧電セラミックス層
１２  外部駆動用電極層
１３  内部駆動用電極層
【図１】
2011235458.tif 000003
【図２】
2011235458.tif 000004
【図３】
2011235458.tif 000005
【図４】
2011235458.tif 000006
【図５】
2011235458.tif 000007
【図６】
2011235458.tif 000008
【図７】
2011235458.tif 000009
【図８】
2011235458.tif 000010