(57)【要約】【課題】優れた変位特性と、ステンレス鋼との優れた接合信頼性とを備えた圧電アクチュエータおよびこれを備えたインクジェット記録ヘッドを提供することである。【解決手段】複数のセラミック層１３，１５，１７が熱膨張率の小さな順に上方から下方に向かって積層され、さらにこれらの間に内部電極１４，１６が積層されて構成された振動板２０上に、内部電極１２、圧電セラミック層１１および表面電極１８がこの順に積層された圧電アクチュエータ１９である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板上に、内部電極、圧電セラミック層および表面電極がこの順に積層された圧電アクチュエータであって、前記振動板は、上面付近の熱膨張率が下面付近の熱膨張率よりも小さいことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２】
前記振動板は、複数のセラミック層が熱膨張率の小さな順に上方から下方に向かって積層されて構成されている請求項１記載の圧電アクチュエータ。
【請求項３】
複数の内部電極と複数のセラミック層とが積層された積層体の上面に表面電極が形成され、前記表面電極と最上層の内部電極との間に配置されたセラミック層が圧電セラミック層である圧電アクチュエータであって、
最上層の内部電極の熱膨張率が最下層の内部電極の熱膨張率よりも小さいことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項４】
前記内部電極は、熱膨張率の小さな順に上方から下方に向かって配置されている請求項３記載の圧電アクチュエータ。
【請求項５】
厚みが１００μｍ以下である請求項１〜４のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
【請求項６】
前記表面電極が複数形成された請求項１〜５のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
【請求項７】
請求項６記載の圧電アクチュエータを、インク吐出孔を有する複数のインク流路が配列された流路部材上に、前記インク流路と前記表面電極との位置を揃えて取り付けたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電アクチュエータおよびこれを備えたインクジェット記録ヘッドに関し、より詳しくは例えば加速度センサ、ノッキングセンサ、ＡＥセンサ等の圧電センサ、燃料噴射用インジェクター、インクジェット記録ヘッド、圧電共振子、発振器、超音波モーター、超音波振動子、フィルタ等に適し、特に広がり振動、伸び振動、厚み立て振動を利用したインクジェット記録ヘッドとして好適に用いられる圧電体アクチュエータおよびこれを備えたインクジェット記録ヘッドに関する。
【０００２】
【従来技術】
従来から、圧電性セラミックスを利用した製品としては、例えば圧電アクチュエータ、フィルタ、圧電共振子（発振子を含む）、超音波振動子、超音波モーター、圧電センサ等がある。
【０００３】
これらの中で、圧電アクチュエータは、電気信号に対する応答速度が１０−６秒台と非常に高速であるため、半導体製造装置のＸＹステージの位置決め用圧電アクチュエータやインクジェットプリンタのインクジェット記録ヘッドに用いられる圧電アクチュエータ等に応用されている。
【０００４】
圧電方式を利用したインクジェットプリンタに用いられるインクジェット記録ヘッドは、例えば図３に示すように、複数のインク流路５１が並設され、各インク流路５１を仕切る壁として隔壁５２を形成した流路部材５３上に圧電アクチュエータ５４が設けられた構造を有する（特許文献１参照）。
【０００５】
圧電アクチュエータ５４は、上面に内部電極６０が設けられた振動板５５上に、圧電セラミック層５６および表面電極５７がこの順に積層され、表面電極５７が圧電セラミック層５６の表面に複数配列されることにより、複数の圧電変位部５８が形成されたものである。この圧電アクチュエータ５４は、流路部材５３上に、インク流路５１と表面電極５７との位置を揃えて取り付けられている。
【０００６】
上記のようなインクジェット記録ヘッドは、内部電極６０と所定の表面電極５７との間に電圧を印加して該表面電極５７直下の圧電セラミック層５６を変位させることにより、インク流路５１内のインクを加圧して、流路部材５３の底面に開口したインク吐出口５９よりインク滴を吐出する。
【０００７】
ところが、流路部材５３と圧電アクチュエータ５４は熱膨張率が異なるため、接着する際の加熱によって圧電アクチュエータ５４に残留応力が発生し、変位特性が低下すると共に、流路部材５３と圧電アクチュエータ５４との接着部分の接合信頼性が低下するという問題があった。
【０００８】
そこで、流路部材５３の熱膨張率を６ｐｐｍ／℃以下にして、流路部材５３と圧電アクチュエータ５４との熱膨張率差を小さくすることによって、変位特性の低下を抑制し、流路部材５３と圧電アクチュエータ５４との接合の信頼性を高めることが提案されている（特許文献２参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−３４３２１号公報図１
【特許文献２】
特開２０００−３０１７２２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般に、インクジェット記録ヘッドの流路部材には、耐薬品性などの面で信頼性の高いステンレス鋼が材料として用いられており、このステンレス鋼の熱膨張率は１０ｐｐｍ／℃以上である。このようなステンレス鋼を用いた場合には、流路部材と圧電アクチュエータとを接着する際の加熱により圧電アクチュエータに残留応力が発生し、変位特性が低下すると共に、流路部材と圧電アクチュエータとの接合信頼性が低下するという問題は、依然として未解決である。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、優れた変位特性と、流路部材などの他の基板との優れた接合信頼性とを備えた圧電アクチュエータおよびこれを備えたインクジェット記録ヘッドを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の圧電アクチュエータおよびインクジェット記録ヘッドは、以下の構成からなる。
（１）  振動板上に、内部電極、圧電セラミック層および表面電極がこの順に積層された圧電アクチュエータであって、前記振動板は、上面付近の熱膨張率が下面付近の熱膨張率よりも小さいことを特徴とする圧電アクチュエータ。
（２）  前記振動板は、複数のセラミック層が熱膨張率の小さな順に上方から下方に向かって積層されて構成されている（１）記載の圧電アクチュエータ。
（３）  複数の内部電極と複数のセラミック層とが積層された積層体の上面に表面電極が形成され、前記表面電極と最上層の内部電極との間に配置されたセラミック層が圧電セラミック層である圧電アクチュエータであって、最上層の内部電極の熱膨張率が最下層の内部電極の熱膨張率よりも小さいことを特徴とする圧電アクチュエータ。
（４）  前記内部電極は、熱膨張率の小さな順に上方から下方に向かって配置されている（３）記載の圧電アクチュエータ。
（５）  厚みが１００μｍ以下である（１）〜（４）のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
（６）  前記表面電極が複数形成された（１）〜（５）のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
（７）  前記（６）記載の圧電アクチュエータを、インク吐出孔を有する複数のインク流路が配列された流路部材上に、前記インク流路と前記表面電極との位置を揃えて取り付けたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【００１３】
前記（１）記載の圧電アクチュエータは、振動板の上面付近の熱膨張率が、下面付近の熱膨張率よりも小さい、すなわち圧電セラミック層に近い上面側の領域の熱膨張率が、ステンレス鋼などからなる流路部材と接合する下面側の領域の熱膨張率よりも小さくなるように構成されている。振動板の熱膨張率を上記のようにすることによって、加熱によるステンレス鋼の熱膨張が圧電セラミック層に与える影響を緩和することができる。これにより、圧電セラミック層に残留する内部応力を小さくして、圧電セラミック層に作用する応力を減少させることができるので、圧電アクチュエータの変位量の低下および変位量のばらつきを抑制することができ、優れた変位特性を付与することができる。また、振動板の熱膨張率を上記のようにすることで、振動板とステンレス鋼との接合信頼性をも向上させることができる。
【００１４】
振動板の熱膨張率を上記（１）のように変化させるには、例えば前記（２）記載のように、複数のセラミック層を熱膨張率の小さな順に上方から下方に向かって積層することにより振動板を構成すればよい。
【００１５】
また、ステンレス鋼の熱膨張による圧電セラミック層に対する影響を緩和するには、前記（３）および（４）記載の圧電アクチュエータのように、最上層の内部電極の熱膨張率が最下層の内部電極の熱膨張率よりも小さくなるようにしてもよい。これにより、圧電アクチュエータの変位量の低下および変位量のばらつきを抑制することができると共に、振動板とステンレス鋼との接合信頼性をも向上させることができる。
【００１６】
前記（５）記載の圧電アクチュエータによれば、厚みが１００μｍ以下であるので、大きな変位量を得ることができる。
【００１７】
圧電セラミック層の表面に複数の表面電極を形成した前記（６）記載の圧電アクチュエータは、特にインクジェット記録ヘッド用に好適である。したがって、前記（７）記載のインクジェット記録ヘッドは、優れた変位特性と、優れた信頼性とを備えている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の圧電アクチュエータおよびこれを備えたインクジェット記録ヘッドの一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態の圧電アクチュエータを示す断面図である。この圧電アクチュエータ１９は、振動板２０上に、内部電極１２、圧電セラミック層１１および表面電極１８がこの順に積層されたものである。表面電極１８は、圧電セラミック層１１の表面に複数形成されている。
【００２０】
振動板２０は、複数のセラミック層１３，１５，１７が熱膨張率の小さな順に上方から下方に向かって積層され、さらにこれらの間に内部電極１４，１６が積層されて構成されている。これにより、振動板２０の熱膨張率が厚み方向に段階的に変化しており、振動板２０の上面付近の熱膨張率が、下面付近の熱膨張率よりも小さくなっている。
【００２１】
圧電アクチュエータ１９では、表面電極１８、該表面電極直下の圧電セラミック層１１および内部電極１２により複数の圧電変位素子が形成されており、表面電極１８と内部電極１２との間に電圧を印加することによって、圧電変位素子が撓み変形する。内部電極１２，１４，１６は、圧電アクチュエータ１９の厚み方向に形成された図示しないビア電極により電気的に接続されている。
【００２２】
圧電アクチュエータ１９の厚みは、特に限定されるものではないが、好ましくは１００μｍ以下であるのがよい。このように薄層にすることで、大きな変位を得ることができ、低電圧で高効率の駆動を実現できる。特に、圧電アクチュエータ１９としての特性を十分に発揮できる点で、好ましくは８０μｍ以下、より好ましくは６５μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以下であるのがよい。一方、厚みの下限値は、十分な機械的強度を有し、取扱いおよび作動中の破壊を防止するため、３μｍ、好ましくは５μｍ、より好ましくは１０μｍ、さらに好ましくは２０μｍであるのがよい。
【００２３】
圧電セラミック層１１としては、圧電性を示すセラミックスを用いることができ、具体的には、例えばＢｉ層状化合物（層状ペロブスカイト型化合物）、タングステンブロンズ型化合物、Ｎｂ系ペロブスカイト型化合物（Ｎｂ酸ナトリウムなどのＮｂ酸アルカリ化合物（ＮＡＣ）、Ｎｂ酸バリウムなどのＮｂ酸アルカリ土類化合物（ＮＡＥＣ））、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ系）、ニッケルニオブ酸鉛（ＰＮＮ系）、Ｐｂを含有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸鉛等のペロブスカイト型化合物を含有する物質を例示できる。
【００２４】
上記のうち、特に、少なくともＰｂを含むペロブスカイト型化合物であるのがよい。例えば、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ系）、ニッケルニオブ酸鉛（ＰＮＮ系）、Ｐｂを含有するジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）やチタン酸鉛等を含有する物質が好ましい。特に、Ａサイト構成元素としてＰｂを含有し、かつＢサイト構成元素としてＺｒおよびＴｉを含有する結晶であるのがよい。このような組成にすることで、高い圧電定数を有する圧電セラミック層が得られる。これら中でもチタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸鉛が、大きな変位を付加する上で好適である。ペロブスカイト型結晶の一例として、ＰｂＺｒＴｉＯ３を好適に使用できる。
【００２５】
また、圧電性セラミックスには、他の酸化物を混合してもよく、さらに、特性に悪影響がない範囲であれば、副成分としてＡサイトおよび／またはＢサイトに他元素が置換していてもよい。例えば、副成分としてＺｎ、Ｓｂ、ＮｉおよびＴｅを添加したＰｂ（Ｚｎ１／３Ｓｂ２／３）Ｏ３およびＰｂ（Ｎｉ１／２Ｔｅ１／２）Ｏ３の固溶体であってもよい。
【００２６】
内部電極１２，１４，１６としては、導電性を有するものならばいずれでもよく、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｌやそれらの合金などを用いることができ、具体的には、例えばＡｇ−Ｐｄ合金を例示できる。内部電極１５の厚みは、導電性を有しかつ変位を妨げない程度である必要があり、一般に、０．５〜５μｍ程度、好ましくは１〜４μｍであるのがよい。
【００２７】
表面電極１８としては、導電性を有するものならば何れでもよく、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｌやそれらの合金などを用いることができる。表面電極１８の厚みは、導電性を有しかつ変位を妨げない程度である必要があり、一般に、０．１〜２μｍ程度、好ましくは０．１〜０．５μｍであるのがよい。
【００２８】
セラミック層１３，１５，１７としては、絶縁性の高いものであればよいが、好ましくは圧電性セラミックスであるのがよい。圧電性セラミックスとしては、上記で例示した圧電セラミック層１１と同様のものの他、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）などが使用可能である。
【００２９】
振動板２０において、セラミック層１３，１５，１７を熱膨張率の小さな順に上方から下方に向かって積層するには、例えばセラミック層１３の材料としてチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を用い、セラミック層１５の材料としてＰＺＴまたはＺｒＯ２を用い、セラミック層１７の材料として酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を用いればよい。ＰＺＴの熱膨張率は約４〜８ｐｐｍ／℃であり、ＺｒＯ２の熱膨張率は約９〜１１ｐｐｍ／℃である。このとき、圧電アクチュエータ１９の熱膨張率は約６〜８ｐｐｍ／℃となる。圧電アクチュエータ１９の熱膨張率と、後述するインクジェット記録ヘッドの流路部材２３の熱膨張率との差は、４ｐｐｍ／℃以下、好ましくは２．５ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましい。
【００３０】
セラミック層１３，１５，１７を熱膨張率の小さな順に上方から下方に向かって積層する他の方法としては、セラミック層１３として熱膨張率の小さいＰＺＴ正方晶材料を用い、セラミック層１７として熱膨張率の大きいＰＺＴ菱面体晶材料を用いる方法が挙げられる。
【００３１】
振動板２０の厚みは、特に限定されないが、流路部材と接合する際の加熱により圧電セラミック層１１に残留する内部応力を小さくする点で、５０μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下、より好ましくは３０〜３５μｍであるのがよい。
【００３２】
次に、圧電アクチュエータ１９の製造方法について説明する。
（ａ）  まず、前記した圧電性セラミックスの原料粉末を主成分とするグリーンシートを必要枚数作製する。このとき、セラミック層１３，１５，１７を熱膨張率の小さな順に上方から下方に向かって積層するには、例えば熱膨張率の大きなＺｒＯ２を主成分とするグリーンシート、熱膨張率の小さなＰＺＴを主成分とするグリーンシートなど、成分の異なるグリーンシートを複数枚作製し、これらを熱膨張率の小さな順に上方から下方に向かって積層する。
（ｂ）  ついで、（ａ）で作製したグリーンシートのうち、一部のグリーンシートに貫通孔を形成する。貫通孔が形成されたグリーンシートにスクリーン印刷によりビア電極となる導体を充填する。また、内部電極を形成するグリーンシートの略全面にはスクリーン印刷により内部電極パターンを形成する。
（ｃ）  ついで、（ａ）および（ｂ）で作製したグリーンシートを、図１に示す構成となるように積層して積層体を形成する。
（ｄ）  さらに、この積層体を所定の形状に切断した後、９００〜１１００℃程度で焼成して圧電アクチュエータ本体を形成する。
（ｅ）  最後に、この圧電アクチュエータ本体の表面に導電ペーストを印刷して所定の位置に表面電極パターンを形成し、６００〜８５０℃程度で熱処理する。これにより圧電アクチュエータ１９を得ることができる。なお、表面電極１８は、圧電セラミック層１１、内部電極１２，１４，１６およびセラミック層１３，１５，１７と同時に焼成して形成することもできる。
【００３３】
次に、本実施形態のインクジェット記録ヘッドについて説明する。図２は、本実施形態のインクジェット記録ヘッドを示す断面図である。このインクジェット記録ヘッドは、圧電アクチュエータ１９を、インク吐出孔２１を有する複数のインク流路２２が配列された流路部材２３上に、インク流路２２と表面電極１８との位置を揃えて取り付けたものである。
【００３４】
流路部材２３は圧延法等によって得られ、インク吐出孔２１およびインク流路２２はエッチングにより所定の形状に加工されて設けられる。この流路部材２３は、Ｆｅ−Ｃｒ系またはＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系のステンレス鋼、Ｆｅ−Ｎｉ系、ＷＣ−ＴｉＣ系などにより形成されており、特にインクに対する耐食性の優れたＦｅ−Ｃｒ系が好ましい。
【００３５】
圧電アクチュエータ１９と流路部材２３とは、例えば接着層を介して積層接着することができる。接着層としては、周知のものを使用することができるが、圧電アクチュエータ１９や流路部材２３への影響を及ぼさないために、熱硬化温度が１３０〜２５０℃のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂の群から選ばれる少なくとも１種の熱硬化性樹脂系の接着剤を用いるのがよい。このような接着層を用いて熱硬化温度にまで加熱することによって、圧電アクチュエータ１９と流路部材２３とを加熱接合することができ、これによりインクジェット記録ヘッドを得ることができる。
【００３６】
複数の表面電極１８は、それぞれ図示しない外部の電子制御回路に独立して接続されている。内部電極１２，１４，１６はグランド電位に接続されている。そして、内部電極１２と所定の表面電極１８との間に電圧が印加されると、電圧が印加された表面電極１８直下の圧電セラミック層１１が変位してインク流路２２内のインクが加圧され、インク吐出孔２１よりインク滴が吐出される。
【００３７】
このようなインクジェット記録ヘッドは、高速で高精度な吐出が可能であり、高速印刷に好適である。また、このようなインクジェット記録ヘッドと、該インクジェット記録ヘッドにインクを供給するインクタンクと、記録紙に印刷するための記録紙搬送機構とを備えたプリンタは、高速・高精度印刷を容易に実現することができる。
【００３８】
＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態については、第１の実施形態の説明に用いた図１を使用して説明する。第２の実施形態の圧電アクチュエータ１９は、複数の内部電極１２，１４，１６と複数のセラミック層１１，１３，１５，１７とが積層された積層体の上面に複数の表面電極１８が形成されたものである。上記セラミック層のうち、少なくとも表面電極１８と最上層の内部電極１２との間に配置されたセラミック層１１は、圧電セラミック層である。また、セラミック層１３，１５，１７および内部電極１４，１６は、振動板２０として機能する。
【００３９】
上記の圧電アクチュエータ１９では、内部電極１２，１４，１６が、熱膨張率の小さな順に上方から下方に向かって配置されている。すなわち、最上層の内部電極１２の熱膨張率が最下層の内部電極１６の熱膨張率よりも小さくなっている。
【００４０】
圧電アクチュエータ１９、圧電セラミック層１１、セラミック層１３，１５，１７および表面電極１８の厚み、材料等は、第１の実施形態と同程度の厚みとし、同様の材料を用いることができる。
【００４１】
ここで、内部電極１２，１４，１６を熱膨張率の小さな順に上方から下方に向かって配置するには、例えばこれらの内部電極の主成分がＡｇである場合、各内部電極に含まれるＰｄの比率を順に変化させればよい。このとき、ＡｇとＰｄとの比率は、特に限定されるものではなく、圧電アクチュエータ１９の熱膨張率が６．５〜７．５ｐｐｍ／℃程度となるように適宜調整すればよいが、Ａｇ：Ｐｄ＝１０：０〜５：５程度の範囲とするのが好ましい。圧電アクチュエータ１９の熱膨張率と、後述する流路部材２３の熱膨張率との差は、４ｐｐｍ／℃以下、好ましくは２．５ｐｐｍ／℃以下であるのがよい。
【００４２】
第２の実施形態の圧電アクチュエータ１９は、第１の実施形態で説明した製造方法の工程（ｂ）において、各内部電極の熱膨張率が異なるように内部電極パターンを形成することにより作製することができる。こうして得られる圧電アクチュエータ１９を、第１の実施形態と同様にして図２に示す流路部材２３上に取り付けることによりインクジェット記録ヘッドを得ることができる。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について示したが、本発明は上述した実施形態のみに限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更や改良したものにも適用できることは言うまでもない。
【００４４】
例えば、圧電セラミック層、セラミック層、内部電極等の積層枚数は特に限定されるものではなく、必要に応じて増減することができる。
【００４５】
また、上記実施形態では、振動板におけるセラミック層または内部電極を、熱膨張率の小さな順に上方から下方に向かって配置する場合について説明したが、本発明では、少なくとも振動板の上面付近の熱膨張率が下面付近の熱膨張率よりも小さいか、あるいは最上層の内部電極の熱膨張率が最下層の内部電極の熱膨張率よりも小さければよい。
【００４６】
本発明では、振動板におけるセラミック層および内部電極のいずれか一方だけでなく、両者を共に上記のように熱膨張率が小さな順に上方から下方に向かって配置するようにしてもよい。
【００４７】
上記実施形態では、振動板２０を構成するセラミック層１３，１５，１７の間に内部電極１４，１６を配置した場合について説明したが、本発明では、内部電極を配置しないで、複数のセラミック層のみで振動板を形成してもよい。
【００４８】
さらに、上記実施形態では、圧電アクチュエータをインクジェット記録ヘッドに適用した場合について説明したが、本発明では、圧電アクチュエータは、例えば燃料吐出用インジェクター等にも適用できる。
【００４９】
【実施例】
実施例１
以下のようにして、図１に示すような圧電アクチュエータ１９を作製した。すなわち、まず、圧電性セラミックスの原料粉末を主成分とするグリーンシートを必要枚数作製した。ついで、上記で作製したグリーンシートのうち、一部のグリーンシートに貫通孔を形成し、貫通孔が形成されたグリーンシートにスクリーン印刷によりビア電極となる導体を充填した。また、内部電極１２，１４，１６を形成するグリーンシートの略全面にはスクリーン印刷により内部電極パターンを形成した。ついで、上記各グリーンシートを、図１に示す構成となるように積層して積層体を形成した。さらに、この積層体を所定の形状に切断した後、９００〜１１００℃程度で焼成して圧電アクチュエータ本体を作製した。この圧電アクチュエータ本体の表面に導電ペーストを印刷して所定の位置に表面電極パターンを形成し、６００〜８５０℃程度で熱処理することにより圧電アクチュエータ１９を得た。
【００５０】
この圧電アクチュエータ１９では、圧電セラミック層１１およびセラミック層１３を構成するセラミックス材料をＰＺＴとし、セラミック層１５，１７を構成するセラミックス材料をＺｒＯ２とした。
【００５１】
次に、エッチングにより所定の形状に加工してインク吐出孔２１およびインク流路２２を設けた流路部材２３を作製した。流路部材２３の材料としては、ＳＵＳ４３０を用いた。この流路部材２３と圧電アクチュエータ１９とをエポキシ系の接着剤を用いて８０〜１６０℃で加熱することによって、加熱接合し、インクジェット記録ヘッドを得た。
【００５２】
上記で得られた圧電アクチュエータ１９の熱膨張率は８ｐｐｍ／℃で、流路部材２３の熱膨張率は１０ｐｐｍ／℃であった。そして、圧電アクチュエータ１９と流路部材２３との接着部分を観察したところ、クラックは発生しておらず、良好な接合状態であった。
【００５３】
実施例２
圧電セラミック層１１およびセラミック層１３，１５，１７を構成するセラミックス材料をＰＺＴとし、内部電極１２としてＡｇ−Ｐｄ合金（Ａｇ：Ｐｄ＝７：３）を使用し、内部電極１４としてＡｇ−Ｐｄ合金（Ａｇ：Ｐｄ＝９：１）を使用し、内部電極１６としてＡｇを使用した他は、実施例１と同様にしてインクジェット記録ヘッドを作製した。
【００５４】
実施例２における圧電アクチュエータ１９の熱膨張率は７．５ｐｐｍ／℃で、流路部材２３の熱膨張率は１０ｐｐｍ／℃であった。そして、圧電アクチュエータ１９と流路部材２３との接着部分を観察したところ、クラックは発生しておらず、良好な接合状態であった。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、振動板の上面付近の熱膨張率が下面付近の熱膨張率よりも小さいか、あるいは最上層の内部電極の熱膨張率が最下層の内部電極の熱膨張率よりも小さいので、圧電セラミック層に残留する内部応力を小さくして、圧電セラミック層に作用する応力を減少させることができる。これにより、優れた変位特性と、ステンレス鋼との優れた接合信頼性とを備えた圧電アクチュエータを得ることができる。したがって、本発明の圧電アクチュエータを備えたインクジェット記録ヘッドによれば、高速で高精度な吐出が可能であり、かつ高い信頼性が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧電アクチュエータを示す断面図である。
【図２】図１に示す圧電アクチュエータを備えたインクジェット記録ヘッドを示す断面図である。
【図３】従来のインクジェット記録ヘッドを示す断面図である。
【符号の説明】
１１，３１  圧電セラミック層
１２，１４，１６  内部電極
１３，１５，１７  セラミック層
１８  表面電極
１９  圧電アクチュエータ
２０  振動板
２１  インク吐出孔
２２  インク流路
２３  流路部材
【図１】
2005027409.tif 000003
【図２】
2005027409.tif 000004
【図３】
2005027409.tif 000005