(57)【要約】【課題】変位を繰返し行ってもクラックの発生しにくい圧電アクチュエータ及び液体吐出装置を提供する。【解決手段】同一平面に、複数の変位領域と、該変位領域を取り囲むように設けられた非変位領域とによって構成された圧電アクチュエータにおいて、前記圧電体層の主結晶の二面間粒界が実質的にガラス相を含まないことを特徴とし、前記振動板基板上に、共通電極、圧電体層及び表面電極がこの順に積層され、該表面電極が前記圧電体層の表面に２次元的に複数配列してなり、変位領域が前記圧電体層と、前記表面電極と、前記共通電極の該表面電極と対向する部位と、前記振動板の該表面電極と対向する部位と、により形成されてなることが好ましい。【選択図】図１
2005159042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一平面に、複数の変位領域と、該変位領域を取り囲むように設けられた非変位領域とによって構成された圧電アクチュエータにおいて、前記圧電体層の主結晶の二面間粒界が実質的にガラス相を含まないことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２】
前記振動基板上に、共通電極、圧電体層及び表面電極がこの順に積層され、該表面電極が前記圧電体層の表面に２次元的に複数配列してなり、変位領域が前記圧電体層と、前記表面電極と、前記共通電極の該表面電極と対向する部位と、前記振動板の該表面電極と対向する部位と、により形成されてなることを特徴とする請求項１記載の圧電アクチュエータ。
【請求項３】
前記圧電体が、鉛を含むペロブスカイト型化合物からなることを特徴とする請求項２記載の圧電アクチュエータ。
【請求項４】
前記圧電体が、Ｔｉ及び／又はＺｒを含むことを特徴とする請求項２又は３記載の圧電アクチュエータ。
【請求項５】
前記三重点粒界のガラス相が、Ｓｉを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
【請求項６】
一方の表面に液体吐出ノズルを有し、他の表面に圧電アクチュエータの搭載部を有し、内部に液体流路を有する流路部材の表面に、請求項１〜５のいずれかに記載の圧電アクチュエータを設けてなることを特徴とする液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、布、紙、プラスチック、金属、ガラス及びセラミックス、シリコンやＧａＡｓ等の半導体用基板等からなる記録媒体の表面に微小な液滴を噴射して文字や画像をする各種プリンタや記録計、ファクシミリ、あるいは捺染分野や窯業分野で文様形成等に用いられる印刷機等の記録装置に好適に使用される印刷ヘッドに好適に使用できる圧電アクチュエータ及び液体噴出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マルチメディアの浸透に伴い、インパクト方式の記録装置に代わって、インクジェット方式や熱転写方式を利用したノンインパクト方式の記録装置が開発され、その利用範囲が各種産業分野および一般家庭分野において広がりつつある。
【０００３】
かかるノンインパクト方式の記録装置のなかでも、インクジェット方式を利用した記録装置は、多階調化やカラー化が容易で、ランニングコストが低いことから将来性が注目されている。
【０００４】
このインクジェット方式を利用した記録装置に用いられる印刷ヘッドは、流路部材に設けられた液体流路内の液体を加圧し、液体加圧室から、ノズルを経由して液滴を噴出し、記録媒体に記録するものである。このような流路部材は、液体を加圧するためのアクチュエータと、液体の流路を形成する流路部材とから構成される。
【０００５】
例えば図３（ａ）に示したように、圧電アクチュエータ２１が、流路部材２３の上に設けられた構造を有する（例えば、特許文献１参照）。流路部材２３は、複数のインク加圧室２３ａが隔壁２３ｂによって仕切られ、インク加圧室２３ａは圧電アクチュエータ２１に当接するように並設されている。
【０００６】
圧電アクチュエータ２１は、振動板２２の表面に共通電極２５、圧電セラミック層２４、表面電極２６がこの順に形成されている。表面電極２６は、図３（ｂ）に示したように、圧電セラミック層２４の表面に複数配列されることにより、複数の圧電変位素子２７が形成されたものである。この圧電アクチュエータ２１は、数百個もの表面電極が形成される場合があり、インク加圧室２３ａの直上に表面電極２６がそれぞれ位置するようにして流路部材２３上に配置している。
【０００７】
そして、共通電極２５と所定の表面電極２６との間に電圧を印加して該表面電極２６直下の圧電セラミック層２４を変位させることにより、インク加圧室２３ａ内のインクを加圧して、流路部材２３の底面に開口した液体吐出口２８よりインク滴を吐出させることができる。
【０００８】
副成分としてガラス成分が含まれている。
【特許文献１】特開平１１−３４３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の印刷ヘッドように、変位領域と、非変位領域とが同一平面上に配置された圧電アクチュエータを利用したものにおいては、繰返しの変位によって変位部及びその周囲に応力が加わるため、圧電セラミックスを用いると、クラックが生成し、インク漏れや圧電変位素子の変位異常が発生するという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、変位を繰返し行ってもクラックの発生しにくい圧電アクチュエータ及び液体吐出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の圧電アクチュエータは、同一平面に、複数の変位領域と、該変位領域を取り囲むように設けられた非変位領域とによって構成された圧電アクチュエータにおいて、前記圧電体層の主結晶の三重点粒界にガラス相が存在し、該主結晶の二面間粒界にガラス相が実質的にないことを特徴とする。
【００１２】
特に、前記振動板基板上に、共通電極、圧電体層及び表面電極がこの順に積層され、該表面電極が前記圧電体層の表面に２次元的に複数配列してなり、変位領域が前記圧電体層と、前記表面電極と、前記共通電極の該表面電極と対向する部位と、前記振動板の該表面電極と対向する部位と、により形成されてなることが好ましい。
【００１３】
前記圧電体が、鉛を含むペロブスカイト型化合物からなることが好ましい。
【００１４】
前記圧電体が、Ｔｉ及び／又はＺｒを含むことが好ましい。
【００１５】
前記三重点粒界のガラス相が、Ｓｉを含むことが好ましい。
【００１６】
本発明の液体吐出装置は、一方の表面に液体吐出ノズルを有し、他の表面に圧電アクチュエータの搭載部を有し、内部に液体流路を有する流路部材の表面に、請求項１〜４のいずれかに記載の圧電アクチュエータを設けてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
圧電セラミックスの駆動中に発生するクラックは、主結晶の二面間粒界が粒界相としてガラスを含む場合にクラックが発生しやすいという新規な知見を得、主結晶の二面間粒界の粒界相に存在するガラス量を低減することにより、変位の繰返しに対する耐性を改善することができ、その結果、変位を繰返し行ってもクラックの発生を抑制することができ、本発明に至ったものである。
【００１８】
クラック発生のメカニズムは明確ではないが、変位部において加わる応力が大きいため、二面間粒界のガラスがあると繰返し応力によって疲労し、次第に主結晶粒子間に間隙が発生するものと考えられる。
【００１９】
特に、前記振動板基板上に、共通電極、圧電体層及び表面電極がこの順に積層され、該表面電極が前記圧電体層の表面に２次元的に複数配列してなり、変位領域が前記圧電体層と、前記表面電極と、前記共通電極の該表面電極と対向する部位と、前記振動板の該表面電極と対向する部位と、により形成されてなるため、これを液滴吐出装置に好適に採用することができ、その結果、微小な空間に微量の液滴を噴出できる。
【００２０】
前記圧電体が、鉛を含むペロブスカイト型化合物からなるため、大きな変位を得ることができ、変位特性に優れた圧電アクチュエータを得ることが容易となる。
【００２１】
前記圧電体が、Ｔｉ及び／又はＺｒを含むため、安定した圧電特性を有する圧電アクチュエータを得ることが容易となる。
【００２２】
前記三重点粒界のガラス相が、Ｓｉを含むため、より緻密な圧電体を得ることができ、その結果、より優れた圧電特性を実現できる。
【００２３】
本発明の液体吐出装置は、上記の圧電アクチュエータを具備するため、長期信頼性の高い液体吐出装置を得ることができ、これをインクジェットヘッドに採用すれば、高精彩、高画質の印刷を安定して得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明を、図を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態である圧電アクチュエータの構造を示すもので、図１（ａ）は圧電アクチュエータの断面図、（ｂ）は圧電アクチュエータを拘束部材に接合した状態を示す断面図、（ｃ）は（ｂ）の平面図である。
【００２５】
図１（ａ）によれば、本発明の圧電アクチュエータ１は、振動板２上に、共通電極５、圧電体層４および表面電極６がこの順に積層されている。この表面電極６は、表面電極６が圧電体層４の表面に２次元的に複数配列されており（図１（ｃ）参照）、高密度で配置するためには、圧電体層４の上に等間隔で配置していることが好ましい。
【００２６】
また、本発明のアクチュエータ１は、図１（ｂ）、（ｃ）に示したように、溝３ａと隔壁３ｂとからなる拘束部材３に接合されている場合、表面電極６と、圧電体層４の表面電極６に対向する部位（以下、単に圧電体層４と言う）と、共通電極５の表面電極６と対向する部位（以下、単に共通電極５と言う）と、振動板２の表面電極６と対向する部位（以下、単に振動板２と言う）と、により変位領域７ａが形成される。
【００２７】
また、変位領域７ａの周囲には、変位領域７ａを取り囲むように非変位領域７ｂが設けられている。即ち、同一平面に、複数の変位領域７ａと、該変位領域７ａを取り囲むように設けられた非変位領域７ｂとによって圧電アクチュエータが構成されている。なお、表面電極の大きさは、溝３ａの圧電アクチュエータ側の開口部の大きさと略同一にすることができる。
【００２８】
このような構成を採用することで、特定の変位素子７ａを構成する表面電極６と共通電極５の間に電圧を印加すると、それに対応する変位領域７ａが拘束部材の溝３ａ側に凸に変形するように変位をするが、一方、非変位領域７ｂは、隔壁３ｂに固定され、変位することがない。
【００２９】
変位する変位領域７ａを構成する圧電体層４は、変位領域７ａと非変位領域７ｂとの境界部部に加わる応力が大きいため、従来の圧電アクチュエータには、変形を繰り返すうちにクラックが発生することがあった。その原因を調査したところ、圧電体層４の圧電セラミックスを構成する主結晶粒子の二面間粒界に存在するガラス相に起因しており、本発明者は、クラックの発生が二面間粒界に含まれるガラス相の疲労破壊であると推察した。
【００３０】
そこで、本発明によれば、主結晶粒子の二面間粒界が実質的にガラス相を含まないことが重要である。二面間粒界にガラス相が析出しないように、例えば組成を調整することができる。焼結助剤が必要な場合、その焼結助剤を副結晶粒子として析出させることが好ましい。このような副結晶粒子は、主結晶粒子間の結合には関与しないため、副結晶粒子量が極端に多くなければ、存在していても良い。
【００３１】
なお、副結晶粒子が析出していても主結晶粒子の二面間粒界にある場合があり、その場合にはクラックが発生する危険性があるため、副結晶粒子を作製することが重要ではなく、二面間粒界のガラス相を除去することが重要であることは言うまでもない。
【００３２】
また、主結晶粒子の三重点に焼結助剤を析出させることも可能である。この三重点も主結晶粒子同士の結合に主たる影響のない部位であり、三重点に結晶やガラス相を析出させることによって、変位を繰り返してもクラックの発生を抑制することができる。従って、ガラス相を三重点に集中させ、二面間粒界のガラス相を低減し、ガラス相を起点としたクラック発生を防止することが重要である。
【００３３】
なお、本発明でいう「実質的にガラス相が存在していない」とは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察で、二面間粒界の幅が１２ｎｍ以下、特に１０ｎｍ以下、更には８ａｎｍ以下の厚みであり、そこにガラス相を検出できない程度のものを指す。
【００３４】
また、上記ガラス相は、例えばＳｉ、Ａｌなどの元素を含む酸化物から構成される。また、上記ガラス相には微結晶粒が含有されていることもあり、この微結晶粒には主にＡｌが含有されている。
【００３５】
また、鉛（Ｐｂ）成分は、主結晶成分がＰｂを含むため、焼結過程で主結晶の圧電セラミック粒子から液相中にＰｂが溶け出し、冷却中に三重点に偏析して三重点粒界相になるため、析出速度を制御することもガラス相の制御に有効である。
【００３６】
圧電体層４に含まれるガラス成分が多いと二面間粒界に析出しやすいため、その含有量を低減するのが良い。ガラス成分の含有量は酸化物換算で、合計が５０〜１０００ｐｐｍ、特に１００〜７ａ００ｐｐｍ、更には１５０〜６００ｐｐｍであることが望ましい。これにより、焼結性を高く維持したまま、三重点粒界にガラス相を析出させ、且つ余剰のガラス相を二面間粒界相に析出するのを容易に防止することが容易になる。なお、ガラス成分とは、Ａｌ、Ｓｉの酸化物を例示できる。
【００３７】
圧電体層４や振動板２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、Ｂｉ層状化合物、タングステンブロンズ構造物質、Ｎｂ酸アルカリ化合物のペロブスカイト構造化合物、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を例示できる。
【００３８】
これらのうち、特に、少なくとも鉛（Ｐｂ）を含むペロブスカイト型化合物であるのが良い。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。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体層４が得られる。
【００３９】
特に、上記ペロブスカイト型結晶の一例として、Ａサイト構成元素としてＰｂを含有し、且つ、Ｂサイト構成元素としてＴｉ及びＺｒを含有する結晶であるＰｂＺｒＴｉＯ３を好適に使用できる。また、他の酸化物を混合しても良く、さらに、副成分として、特性に悪影響がない範囲であれば、Ａサイト及び／又はＢサイトに他元素が置換しても良い。例えば、副成分としてＺｎ、Ｓｂ、Ｎｉ及びＴｅを添加し、Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｓｂ２／３）Ｏ３及びＰｂ（Ｎｉ１／２Ｔｅ１／２）Ｏ３の固溶体であっても良い。
【００４０】
本発明によれば、上記ペロブスカイト型結晶におけるＡサイト構成元素として、さらにアルカリ土類元素を含有することが望ましい。アルカリ土類元素としてはＢａ、Ｓｒ、Ｃａなどが有り、特にＢａ、Ｓｒが高い変位を得られる点で好ましい。これにより、比誘電率が向上する結果、さらに高い圧電定数を示すことが可能となる。
【００４１】
具体的には、Ｐｂ１−ｘ―ｙＳｒｘＢａｙ（Ｚｎ１／３Ｓｂ２／３）ａ（Ｎｉ１／２Ｔｅ１／２）ｂＺｒ１−ａ−ｂ−ｃＴｉｃＯ３＋α質量％Ｐｂ１／２ＮｂＯ３（０≧ｘ≧０．１４、０≧ｙ≧０．１４、０．０５≧ａ≧０．１、０．００２≧ｂ≧０．０１、０．４４≧ｃ≧０．５０、α＝０．１〜１．０）で表される化合物を例示できる。
【００４２】
本発明の圧電アクチュエータの表面が圧電体層４により構成されている場合、圧電体層４の結晶粒径が１〜３μｍ、特に１．５〜２．５μｍであることが好ましい。このような結晶粒径にすることにより、結晶粒子間の凹み先端のＲを小さくし、変位素子として繰り返し駆動した場合のマイクロクラックの発生及び／又はマイクロクラックの進展をより効果的に抑制することが可能になるとともに、圧電振動が大きい優れた圧電特性、特により高い圧電定数を得ることが容易となる。
【００４３】
共通電極５、表面電極６の材質としては、導電性を有するものならば何れでも良く、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｌやそれらの合金などが用いられる。また、電極５及、６の厚みとしては、導電性を有し且つ変位を妨げない程度である必要があり、０．１〜５μｍ、特に０．２〜３μｍ、更には０．３〜１μｍ程度が好ましい。
【００４４】
以上のような構成を有する圧電積層体は、低電圧で大きな変位を得るとともに、繰り返し振動しても特性劣化が少なく信頼性が高いという特長を有し、インクジェットプリンタ用圧電アクチュエータ、圧電共振子、及び発振器等の電子部品に好適に応用することができる。
【００４５】
このような圧電体層を形成するためには、圧電体の組成、原料粉末粒径及びその粒径分布、原料粉末の分散状態、成形条件、及び焼成条件などが挙げられる。例えば、原料中のＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＰｂＯ等のガラス相を形成する酸化物の含有量を制御することが好ましい。粒界三重点に保持しきれない余剰のガラス成分が発生しないように、これらのガラス相の含有量を設定することが望ましい。
【００４６】
また、原料粉末の粒径を制御することも有力な方法である。圧電体セラミックスからなる主結晶粒子の三重点粒界は、主結晶粒子よりもサイズが小さいため、ガラス相を形成する原料粉末、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３の粒径をそれぞれ主結晶原料粉末の粒径よりも小さくすることができる。
【００４７】
さらに、焼成時にガラス相は液相を形成するが、主結晶相とガラス相などの副成分との反応や粘度、表面張力等の液相の特性が焼成条件によって異なるため、焼成条件を制御してガラス相を三重点粒界に集中しやすいように制御するのが望ましい。
【００４８】
図２は、本発明に係る圧電体層をＴＥＭで観察したＴＥＭ像写真を模式化した図である。図２（ａ）において、１０１は圧電体セラミックスからなる主結晶粒子、１０２は３個の結晶粒１０１によって囲まれた三重点粒界１０２である。この三重点粒界１０２にはガラスが粒界相として存在している。
【００４９】
また、２つの粒子に挟まれた二面間結晶粒界１０３図２（ｂ）は図１（ａ）における丸印の拡大図であるが、粒界相の厚みはＴで示されている。ＴＥＭによる観察では、二面間結晶粒界が観察されても、そこには粒界相がなく、結晶の方位の乱れた粒界が、ある程度の厚みをもって観察されることがあるため、粒界の元素分析により、二面間粒界にガラス相がないことが重要である。
【００５０】
また、粒界相の厚みＴは、粒界相を形成し難いように、１２ｎｍ以下、特に１０ｎｍ以下、更には８ｎｍ以下にすることが好ましい。粒界相を小さくすることによって、粒界相は三重点に拡散し、実質的に二面間粒界には粒界相がなくなる。これにより、二面間粒界が強くなり、クラックの発生を抑制する効果がある。
【００５１】
本発明の液滴吐出装置は、流路部材の表面に、上記の圧電アクチュエータを設けてなることが重要である。そして、流路部材は、一方の表面に液体吐出ノズルを有し、他の表面に圧電アクチュエータの搭載部を有し、内部に液体流路を有するものであることを特徴とする。
【００５２】
例えば、図３に示した加圧室部材を拘束部材として用いることができる。即ち、圧電アクチュエータ２１が、加圧室部材２３の上に設けられた構造を有する。加圧室部材２３は、複数の液体加圧室２３ａが隔壁２３ｂによって仕切られ、液体加圧室２３ａは圧電アクチュエータ２１に当接するように並設されている。
【００５３】
圧電アクチュエータ２１は、共通電極の役割を兼ねた導電性の振動板２５上に圧電セラミック層２４が設けられ、圧電セラミック層２４の上に表面電極２６を設けられている。表面電極２６は、図３（ｂ）に示したように、圧電セラミック層２４の表面に複数配列されることにより、複数の圧電変位部２７が形成されたものである。なお、この圧電アクチュエータ２１は、インク加圧室２３ａの直上に表面電極２６が位置するようにして流路部材２３上に配置している。
【００５４】
上記のような印刷ヘッドは、共通電極２５と所定の表面電極２６との間に電圧を印加して該表面電極２６直下の圧電セラミック層２４を変位させることにより、インク加圧室２３ａ内のインクを加圧して、流路部材２３の底面に開口した液体噴出口２８より液滴を噴出することができる。
【００５５】
即ち、アクチュエータ２１の変位領域２７ａが変位すると、このアクチュエータ２７ａに対応して設けられたノズル孔２８から液滴が噴出する。また、別のアクチュエータ２７ａが変位すると、この別のアクチュエータに対応して設けられたノズル孔２８から液滴が噴出するようになっている。このように、各ノズル孔２８から噴出される液滴は、ノズル孔２８毎に独立して制御されており、所望の部位に、所望の時間に液滴を噴出することができる。
【００５６】
このような構成を採用することにより、空間の特定の微小領域に所望の量の液滴を噴出することができ、インクジェット印刷ヘッドに応用すれば、高精密・高精彩な印刷が可能となる。
【００５７】
本発明の液滴噴出装置は、上記の流路部材を使用しているため、流路内に大きな肉盛りの形成を防止しているため、液滴の進行方向や、液滴量がばらつくことなく、均一な液体噴出を実現でき、特に、印刷ヘッドと、印刷ヘッドにインクを供給する機構と、印刷ヘッドのノズル孔から噴出されるインクを定着される紙、布等の媒体を特定の速度で送り出す機構とを備えたインクジェット方式の印刷機に応用した場合、精彩で、美しい印刷状態を得ることができる。
【００５８】
複数の表面電極２６は、それぞれ外部の電子制御回路に独立して接続されている。各表面電極２６に対応する圧電変位素子２７は、共通電極２５と表面電極２６との間に電圧が印加されることにより変位領域２７ａが変位する。このように、表面に複数の圧電変位素子２７を配置することにより、微細に分割された空間の特定の位置にのみ液滴を吐出することができ、印刷ヘッドに用いれば、印刷用紙の所定の小さなドットに好みの色調を有するインクを被弾させることができる。
【００５９】
特に、本発明の液滴噴出装置は、印刷ヘッドと、印刷ヘッドにインクを供給するインクタンクと、記録紙に印刷するための記録紙搬送機構とを備えたプリンタや印刷機等の電子機器として好適に用いられ、プリンタの場合には、高速・高精度・高精彩な印刷を容易に実現し、信頼性の高い製品を提供することができる。
【実施例】
【００６０】
まず、原料として、Ｓｉ、Ａｌ含有量が１００ｐｐｍ以下の高純度のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を含有する圧電体粉末を準備した。この原料粉末を成形してグリーンシートを作製した。また、Ａｇ−Ｐｄを主成分とする内部電極用ペーストを作製し、これを先に得られた複数のグリーンシートのうち、一部について、表面に厚さ４μｍの電極パターンを印刷して、内部電極を形成した。
【００６１】
グリーンシートと、表面に内部電極を形成したグリーンシートを積層し、得られた積層成形体を焼成した。
【００６２】
原料粉末として高純度のＰｂ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＢａＣＯ３、ＺｎＯ、ＳｒＣＯ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＴｅＯ２の各原料粉末を、焼結体がＰｂ１−ｘ―ｙＳｒｘＢａｙ（Ｚｎ１／３Ｓｂ２／３）ａ（Ｎｉ１／２Ｔｅ１／２）ｂＺｒ１−ａ−ｂ−ｃＴｉｃＯ３（ｘ＝０．０４、ｙ＝０．０２、ａ＝０．０７５、ｂ＝０．００５、ｃ＝０．４．２）で表される組成となるように、所定量秤量し、さらに、この組成に対して表１に示す量比の副成分を添加した。
【００６３】
上記の調製された粉体を、ボールミルにより湿式で２０時間混合し、しかる後に、この混合物を脱水、乾燥した。その後、８００℃で３時間仮焼し、得られた仮焼物を再びボールミルで湿式粉砕した。
【００６４】
その後、この粉砕物に有機バインダー、水、分散剤と可塑剤とを混合し、スラリーを作製し、薄いグリーンシートを成形するために一般的に用いられるロールコーター法により、焼成後の厚さが表に示すサイズになるように予め収縮率を考慮したグリーンシートを作製した。
【００６５】
この後、金型を用いて上記グリーンシートを短形状に打ち抜き、複数枚の短形状シートを用意した。次に、この短形状シート面に、共通電極及び個別電極をＡｇ−Ｐｄからなる電極用ペーストを用いてスクリーン印刷にて電極をグリーンシート表面に塗布した。
【００６６】
次いで、電極を塗布したグリーンシート及び電極を塗布していないグリーンシートを、図１に示す構造になるように、即ち基板の表面に複数の変位素子が形成されるように重ね、熱を加えて圧着し、積層アクチュエータ成形体を製作した。
【００６７】
最後に、この成形体を、９７０℃で３時間の焼成を行い、アクチュエータを得た。
【００６８】
次に、アクチュエータをインクジェット用の印刷ヘッドに適応した。粒界相はＴＥＭ（２０万倍）で観察し、粒界相を元素分析で測定し、電子線回折像から結晶相とガラス相の判断をした。
【００６９】
また、液体噴出装置に色素水を供給し、アクチュエータを２５Ｖ、２ｋＨｚで駆動し、５０時間毎の連続駆動を行い、駆動停止毎にクラックの有無を観察した。結果を表１に示した。
【表１】
2005159042.tif 000003
【００７０】
本発明の試料Ｎｏ．１〜５及び７〜９は、二面間粒界にガラス相が実質的にないため、耐久時間が１００時間以上とクラックの発生を抑制できた。
【００７１】
一方、二面間粒界にガラス相があり、本発明の範囲外の試料Ｎｏ．６は、８００時間でクラックが発生していた。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
印刷に用いるインクジェットプリンタに液体噴出装置を好適に使用することができる。特に、本発明の液体流路部材は、加熱（気泡発生）方式、圧電アクチュエータ方式を問わず、全てのインクジェット印刷ヘッドに適応することができる。さらに、工業用印刷機への応用も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の圧電アクチュエータを示すもので（ａ）は概略断面図、（ｂ）は拘束部材に接合した状態の圧電アクチュエータの概略断面図、（ｃ）は平面図である。
【図２】本発明の圧電アクチュエータを構成する圧電体の結晶構造を示すもので、（ａ）は模式図、（ｂ）は（ａ）の一部分の拡大図である。
【図３】液体吐出装置の構造を示すもので、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は平面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１・・・圧電アクチュエータ
２・・・振動基板
３・・・拘束部材
３ａ・・・溝
３ｂ・・・隔壁
４・・・圧電体層
５・・・共通電極
６・・・表面電極
７・・・圧電変位素子
７ａ・・・変位領域
７ｂ・・・非変位領域
１０１・・・主結晶粒子
１０２・・・三重点粒界
１０３・・・二面間結晶粒界
Ｔ・・・二面間結晶粒界の厚み
【図１】
2005159042.tif 000004
【図２】
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【図３】
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