(57)【要約】【課題】環境温度が変化しても撓み変形領域の撓み変形量が低減せず、撓み変形を繰り返しても撓み変形量の減少量が小さい長期信頼性の高い液体吐出装置と、当該液体吐出装置を駆動させる駆動方法とを提供する。【解決手段】振動板２４の上に、内部電極層２５と圧電セラミック層２６とをこの順に積層し、該圧電セラミック層２６の上に複数の表面電極層２７を設けてなる平板状の圧電アクチュエータ２を、基板１の上に積層してなり、前記内部電極層２５と前記表面電極層２７とを短絡する回路と、前記内部電極層２５をグランドに接続し、且つ前記表面電極層２７を電源回路に接続する回路とを切り替える手段を具備することを特徴とする。【選択図】図１
2007261005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板の上に、内部電極層と圧電セラミック層とをこの順に積層し、該圧電セラミック層の上に複数の表面電極層を設けてなり、前記内部電極層と前記表面電極層との間に電圧が印加されることで、積層方向と直交する面方向に前記圧電セラミック層が横振動モードで伸縮するとともに、前記圧電セラミック層の面方向の伸縮によって、積層方向に撓み変形する平板状の圧電アクチュエータを、液体が充てんされる加圧室と該加圧室に連通するノズルとを複数個ずつ有する基板の上に、前記加圧室と前記圧電アクチュエータの前記表面電極とを対向させて積層してなり、前記内部電極層と前記表面電極層とを短絡する回路と、前記内部電極層をグランドに接続し、且つ前記電圧を供給するための電源回路に前記表面電極層を接続する回路とを切り替える手段を具備することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
請求項１記載の液体吐出装置を駆動させる方法であって、待機時には、前記内部電極層と前記表面電極層を短絡させ、駆動時には、前記圧電セラミック層に電圧を印加し、前記圧電アクチュエータの全ての撓み変形領域を前記加圧室の内方へ撓み変形させて、前記加圧室の容積を減少させて液滴を吐出させることを特徴とする液体吐出装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録ヘッドに好適に採用でき、圧電素子の変形によって撓み変形する圧電アクチュエータを用いた液体吐出装置とその駆動方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェットプリンタやインクジェットプロッタ等の、インクジェット記録方式を利用した記録装置が、コンシューマ向けの小型プリンタ等だけでなく、例えば、電子回路の形成や液晶ディスプレイ用のカラーフィルタの製造、有機ＥＬディスプレイの製造といった工業用途にも、広く利用されている。
【０００３】
インクジェット記録方式の記録装置においては、インクジェットヘッドを主走査方向に移動させると共に、記録紙や基板等を、上記主走査方向と交差する副走査方向に移動させながら、記録情報に応じてインクジェットヘッドを駆動させて、当該インクジェットヘッドのノズルの開口から断続的にインク滴を吐出させることにより記録が行われる。例えば、小型プリンタの場合は、記録紙等の表面に文字や画像が記録され、工業用の記録装置の場合は、基板等の表面に電子回路、液晶ディスプレイのカラーフィルタ、有機ＥＬディスプレイの発光セル等が形成される。
【０００４】
ノズルの開口からインク滴を吐出させるためには、当該ノズルと連通する、内部にインクが充填される加圧室の容積を所定のタイミングで増減させることで、ノズル内に形成されるインクの液面のメニスカス（ノズルにおいて露出したインクの自由表面）を振動させてインク滴を発生させると共に、インク滴発生時のインクの運動エネルギーによって、ノズルの開口から吐出させることが行われる。
【０００５】
また、加圧室の容積を増減させる手段としては、圧電素子と、振動板とを含み、電界の印加によって圧電素子が変形して振動板が撓むことで、加圧室の容積を増減させる圧電アクチュエータや、加圧室内のインクを加熱して気化させることによって、加圧室内に気泡を発生させることで、その容積を増減させるヒータ等が一般に用いられる。しかし、工業用途では、水性のインクだけでなく、有機溶媒を用いたインクも使用されることから、上記手段としては、噴射できるインクの種類に制限がなく、しかも、耐久性にも優れた圧電アクチュエータの活用が注目されている。また、圧電アクチュエータとしては、圧電セラミックからなり、その積層方向に電界を印加することで、面方向に収縮する圧電セラミック層を、圧電素子として、振動板や電極層と積層した積層構造を有する平板状のものが、好適に使用される。
【０００６】
平板状の圧電アクチュエータの例としては、例えば、図３に示す構造のものが挙げられる。図の例の圧電アクチュエータ９２は、ノズル９１ｂと連通した、図では一つしか示していないが、複数の加圧室９１ａを有する基板９１の、加圧室９１ａが開口された側の面上に、当該開口を塞ぐように順に積層された、第２圧電セラミック層９２ｂ、コモン電極９３、圧電セラミック層９２ａ、および表面電極９４を備えている。
【０００７】
上記各層のうち、圧電セラミック層９２ａ〜第２圧電セラミック層９２ｂは、いずれも、圧電セラミックによって、基板９１上に形成した全ての加圧室９１ａに亘る大きさの層状に形成され、このうち、圧電セラミック層９２ａが圧電素子として機能し、他の圧電セラミック層９２ｂは振動板として機能する。また、コモン電極９３は、各圧電セラミック層９２ａ〜９２ｂと同様に、基板９１上に形成した全ての加圧室９１ａに亘る大きさに形成されており、一方、表面電極９４は、各加圧室９１ａごとに、分離させて形成されている。また、表面電極９４は、加圧室９１ａの開口の平面形状とほぼ相似形状に形成された駆動電極９４ａと、この駆動電極９４ａの外周縁の一部から、加圧室９１ａの開口に対応する領域の外まで延設されたランド電極９４ｂとを備えている。
【０００８】
そして、例えば、圧電セラミック層９２ａが、その積層方向に電界を印加した際に面方向に収縮する横振動モードの圧電体の層であるとき、コモン電極９３を短絡した状態で、当該コモン電極９３と表面電極９４との間に電位差を生じさせて、圧電セラミック層９２ａに対して、その積層方向に電界を印加すると、当該圧電セラミック層９２ａの、コモン電極９３ａと、表面電極９４のうち駆動電極９４ａとで挟まれた領域（以下「収縮領域」とする）が面方向に収縮し、それに伴って、圧電アクチュエータ９２の、上記収縮領域に対応する領域（図中に一点鎖線で囲んだ領域、以下「撓み変形領域」とする）Ｂが、加圧室９１ａの内方へ突出するように撓み変形し、次いで表面電極９４に接続していた電源回路を切断することによって収縮していた収縮領域が元に戻る。このように収縮領域の収縮変形と回復を繰り返すことにより、加圧室９１ａに連通したノズル９１ｂからインク滴が吐出される（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１１４３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載された圧電アクチュエータ９２のうち、第１および第２圧電セラミック層９２ａ、９２ｂと、コモン電極９３とは、各圧電セラミック層９２ａ、９２ｂのもとになる圧電体のグリーンシートと、コモン電極９３のもとになる導電ペーストの層との積層体を、同時に焼結することで形成される。その際に、上記各層が、積層方向に対して上下対称に配置されていることから、第１および第４圧電セラミック層９２ａ、９２ｂを形成する圧電体セラミックと、コモン電極９３を形成する金属との熱膨張係数の違いによる反り変形の発生を抑制し、焼成後の寸法精度を向上すると共に、コモン電極９３を形成する金属によって、圧電アクチュエータ９２の靭性を向上できるという利点がある。
【００１０】
しかし、上記の圧電アクチュエータ９２においては、実用上、待機時に周りの環境温度が高温になると圧電セラミック層９２ａの表面に電荷が発生し、当初圧電セラミック層９２ａに印加された電界とは逆の電界が印加されることになり、圧電特性が徐々に劣化して、撓み変形領域の撓み変形量が小さくなるという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、実用上、環境温度が変化しても撓み変形領域の撓み変形量が低減せず、撓み変形を繰り返しても撓み変形量の減少量が小さい長期信頼性の高い液体吐出装置と、当該液体吐出装置を駆動させる駆動方法とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載の発明は、振動板の上に、内部電極層と圧電セラミック層とをこの順に積層し、該圧電セラミック層の上に複数の表面電極層を設けてなり、前記内部電極層と前記表面電極層との間に電圧が印加されることで、積層方向と直交する面方向に前記圧電セラミック層が横振動モードで伸縮するとともに、前記圧電セラミック層の面方向の伸縮によって、積層方向に撓み変形する平板状の圧電アクチュエータを、液体が充てんされる加圧室と、該加圧室に連通するノズルとを複数個ずつ有する基板の上に、前記加圧室と前記圧電アクチュエータの前記表面電極とを対向させて積層してなり、前記内部電極層と前記表面電極層とを短絡する回路と、前記内部電極層をグランドに接続し、且つ前記電圧を供給するための電源回路に前記表面電極層を接続する回路とを切り替える手段を具備することを特徴とする液体吐出装置である。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の液体吐出装置を駆動させる方法であって、待機時には、前記内部電極層と前記表面電極層を短絡させ、駆動時には、前記圧電セラミック層に電圧を印加し、前記圧電アクチュエータの全ての撓み変形領域を前記加圧室の内方へ撓み変形させて、前記加圧室の容積を減少させて液滴を吐出させることを特徴とする液体吐出装置の駆動方法である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明においては、駆動時に内部電極層と表面電極層とに電圧を印加していても、待機時に内部電極層と表面電極層とを短絡させてさせることによって、周りの環境温度が高温になり圧電セラミック層の表面に電荷が発生してもその電荷を速やかに除去することができるため、待機時に環境温度が変化しても撓み変形領域の撓み変形量が低減せず、撓み変形を繰り返しても撓み変形量の減少量が小さい長期信頼性の高い液体吐出装置を実現することができる。
【００１５】
また、請求項２記載の発明においては、待機時には、前記内部電極層と表面電極層を短絡させた状態で圧電セラミック層を維持しているため環境温度が変化しても、圧電特性が劣化するのを防止し、かつ長期的に撓み変形領域の撓み変形量が小さくなるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の液体吐出装置を、インクジェットプリンタやインクジェットプロッタ等の記録装置に組み込まれるインクジェットヘッドに適用した場合を例に挙げて説明する。
【００１７】
図１（ａ）は、この例のインクジェットヘッドの一部を拡大した断面図である。また、図１（ｂ）は、上記例のインクジェットヘッドのうち、圧電アクチュエータ２の最表面に形成される、１つの表面電極層２７を拡大した平面図である。
【００１８】
図１（ａ）を参照すれば、この例のインクジェットヘッドは、図においてその上面側に、インクを充てんするための加圧室１１が、図では一つしか記載していないが、面方向に複数個、所定のドットピッチで配列された、平板状の基板１と、この基板１の上面に、加圧室１１を閉じるように積層された圧電アクチュエータ２と、圧電アクチュエータ２を撓み変形させるための駆動回路３と、駆動回路３を制御して圧電アクチュエータ２を撓み変形させるための制御手段４とを備えている。
【００１９】
このうち、各加圧室１１には、それぞれ、基板１の、圧電アクチュエータ２を積層した側と反対側である、図において下側の面１ａに達する、インク滴吐出のためのノズル１２が連通されている。また、図示していないが、各加圧室には、それぞれ、インクジェットプリンタのインク補給部からインクを供給するための共通供給路が、供給口を介して連通されている。
【００２０】
圧電アクチュエータ２は、基板１上に、この順に積層された、いずれも複数個の加圧室１１を覆う大きさを有する、振動板としての平板状の圧電セラミック層２４と、内部電極層２５と、圧電セラミック層としての、平板状の圧電セラミック層２６そして、それぞれの加圧室１１に対応して分離形成した複数個の表面電極層２７とを有する。
【００２１】
このうち、内部電極層２５は、基板１の一端面１ｂに対応する、圧電アクチュエータ２の一端面２ａ付近まで達するように形成されていると共に、上記一端面２ａ付近に形成されたスルーホール２６内に充てんした導電体２５ｂを介して、圧電アクチュエータ２の最表面である圧電セラミック層２６の表面に、表面電極層２７と接触しないように離間させて形成されたランド電極２５ａと電気的に接続されている。
【００２２】
さらに、表面電極層２７は、図１（ｂ）に示すように、加圧室１１の開口１１ａの平面形状とほぼ相似形状で、かつ、その面方向の投影面積が開口１１ａより小さい平面形状に形成されていると共に、その外周縁の全周に亘って、開口１１ａの周縁部とほぼ一定の間隔をあけて配設された駆動電極２７ａと、この駆動電極２７ａの外周縁のうち、１つの角部から、開口１１ａに対応する領域の外側まで延設されたランド電極２７ｂとを備えている。
【００２３】
そして、上記各ランド電極２５ａ、２７ｂ上に、それぞれ予備はんだ層（不図示）を形成した上に、図示しないフレキシブル基板の端子部等を接合することで、図１（ａ）中の実線で示すように、圧電アクチュエータ２と、駆動回路３とが電気的に接続される。
【００２４】
なお、上記駆動電極２７ａの形状は図中では長方形として用いているが、円形、六角形等の多角形、平行四辺形、菱形、またはこれらを変形した形状等任意の形状を採用することができる。
【００２５】
上記のうち基板１は、金属製の板材や、セラミック製の板材等を用いて形成される。例えば金属製の基板１は、圧延法等によって所定の厚みに形成された板材をエッチング加工して、加圧室１１とノズル１２とを形成することによって作製される。かかる基板１を形成する金属材料としては、例えば、Ｆｅ−Ｃｒ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、ＷＣ−ＴｉＣ計合金等が挙げられ、中でもインクに対する耐食性と、加工性とを考慮すると、Ｆｅ−Ｎｉ系合金が好ましい。
【００２６】
また、圧電アクチュエータ２のうち、圧電セラミック層２４、２６は、例えば、圧電体のグリーンシートを焼成したり、圧電材料の焼結体を薄板状に研磨したりして形成される。圧電セラミック層２４、２６を構成する圧電セラミックとしては、例えば、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）や、当該ＰＺＴにランタン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガンなどの酸化物の１種または２種以上を添加したもの、例えばＰＬＺＴなどの、ＰＺＴ系の圧電材料を挙げることができる。また、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）、ニッケルニオブ酸鉛（ＰＮＮ）、亜鉛ニオブ酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、チタン酸鉛、チタン酸バリウムなどを主要成分とするものを挙げることもできる。圧電体のグリーンシートは、焼成によって上記いずれかの圧電材料となる化合物を含んでいる。
【００２７】
また、圧電セラミック層２４、２６と、内部電極層２５とは、圧電セラミック層２４、２６のもとになる圧電体のグリーンシートと、内部電極層２５のもとになる導電ペーストの層との積層体を、同時に焼結して形成されるのが好ましい。これにより、上記各層の積層体を製造する工程を簡略化することができる。また、上記各層を、積層方向に対して上下対照に配置して、圧電セラミック層２４、２６を形成する圧電体セラミックと、内部電極層２５を形成する金属との熱膨張係数の違いによる反り変形の発生を抑制すると共に、焼成後の寸法精度を向上し、さらには、内部電極層２５を形成する金属によって、圧電アクチュエータ２の靭性を向上させることができる。
【００２８】
内部電極層２５を形成する金属としては、例えば、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｎｉ等の金属単体、もしくはこれらの金属を含む合金が挙げられ、特にＡｇ−Ｐｄ系合金が好ましい。内部電極層２５は、上で説明したように、上記金属や合金の粉末を含む導電性のペーストを、圧電セラミック層２４、２６のもとになる圧電体のグリーンシートと同時に焼結して形成されるのが好ましく、その厚みは、十分な導電性を確保しつつ、圧電アクチュエータ２の変形を妨げない範囲として０．５〜８μｍであるのが好ましく、１〜３μｍであるのがさらに好ましい。
【００２９】
また、表面電極層２７を形成する金属としては、上記と同様の金属または合金が挙げられ、特に電気抵抗および耐食性等を考慮するとＡｕが好ましい。表面電極層２７の厚みは、０．５〜５μｍであるのが好ましく、０．５〜２μｍであるのがさらに好ましい。表面電極層２７は、例えば、上記Ａｕ等の導電性に優れた金属の粉末を含む導電性のペーストを、圧電セラミック層２６の表面に、スクリーン印刷法などの印刷法によって所定の形状に印刷して形成したり、上記金属からなる薄板を、圧電セラミック層２６の表面に、例えば接着剤を用いて接着して一体化したのち、フォトリソグラフ法を利用したエッチングなどによって所定の形状に形成したり、あるいは圧電セラミック層２６の表面に、フォトリソグラフ法などを利用して、所定の形状の開口部を有するめっきレジスト層を形成し、上記金属を湿式または乾式めっきしたのち、レジスト層を除去して所定の形状に形成したりすることができる。
【００３０】
ランド電極２５ａについても、表面電極層２７と同様にして形成することができる。また、スルーホール２６ａ内に充てんした導電体２５ｂは、あらかじめグリーンシートの段階で形成したスルーホール２６ａに、内部電極層２５を形成するのと同様の導電性のペーストを充てんして、グリーンシートと同時に焼結して形成したり、グリーンシートの段階で形成したスルーホール２６ａ内に、焼成後に、表面電極層２７の形成と同様の方法で形成したりすることができる。
【００３１】
圧電アクチュエータ２の総厚みは、駆動回路３から駆動電圧が印加された際に良好に変形させることを考慮すると、１００μｍ以下、好ましくは８０μｍ以下、より好ましくは６５μｍ以下、特に５０μｍ以下であるのが良い。また、十分な機械的強度を付与し、取り扱い時および駆動時に破損するの防止することを考慮すると、２０μｍ以上であるのが良い。
【００３２】
基板１と圧電アクチュエータ２とは、例えば接着剤の層（図示せず）を介して接着して一体化することができる。接着剤としては、従来公知の種々の接着剤が挙げられるが、インクジェットヘッドの耐熱性や、インクに対する耐性を向上することを考慮すると、熱硬化温度が１００〜２５０℃であるエポキシ樹脂系、フェノール樹脂系、ポリフェニレンエーテル樹脂系等の、熱硬化性の接着剤を使用するのが好ましい。これら接着剤の層を介して、基板１と圧電アクチュエータ２とを積層して、接着剤の熱硬化温度まで加熱することによって、インクジェットヘッドが製造される。
【００３３】
図２（ａ）（ｂ）は、上記圧電アクチュエータ２を駆動するための駆動回路３のうち、電源の切替部を簡略化して示す回路図である。両図を参照して、駆動回路３は、接地ＧＮＤを内部電極層２５に常時、接続すると共に、スイッチング素子ＳＷを介して、表面電極層２７を内部電極層２５と短絡させることで、表面電極層２７を接地ＧＮＤに接続し、かつ、スイッチング素子ＳＷを介して、表面電極層２７を接地ＧＮＤから電源ＶＰに切り替えて接続することができる。図の切替部は、複数の表面電極層２７ごとに設けられている。また、駆動回路３は制御手段４に接続されている。
【００３４】
制御手段４は、記録時には、例えば、ホストコンピュータから送信された文字や画像等の記録情報をもとに、駆動回路３の、全ての表面電極層２７に対応する切替部を動作させて、電源ＶＰと接地ＧＮＤとの間に所定の電位差を生じさせることで、第１および表面電極層２２、２５を介して、圧電セラミック層２６、２４に電界を印加して、第１収縮領域Ｃ１を面方向に収縮させた状態を維持しながら、任意の表面電極層２７に対応した切替部のスイッチング素子ＳＷを所定のタイミングで切り替えさせる。
【００３５】
なお、駆動回路３の切替部が、図２（ａ）（ｂ）における電源ＶＰと接地ＧＮＤとを逆にした構成としてもよい。
【００３６】
制御手段４は、記録時には、例えば、ホストコンピュータから送信された文字や画像等の記録情報をもとに、駆動回路３の、全ての表面電極層２７に対応する切替部を動作させて、電源ＶＰと接地ＧＮＤとの間に所定の電位差を生じさせることで、第１および表面電極層２２、２５を介して、圧電セラミック層２６、２４に電界を印加して、第１収縮領域Ｃ１を面方向に収縮させた状態を維持しながら、任意の表面電極層２７に対応した切替部のスイッチング素子ＳＷを所定のタイミングで切り替えさせる。
【実施例】
【００３７】
（圧電アクチュエータの作製）
粒径０．５〜３．０μｍのチタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電セラミック粉体に対して、アクリル系樹脂エマルションと、純水とを配合し、平均粒径１０ｍｍのナイロンボールと共に、ボールミルを用いて３０時間、混合してスラリーを調製した。
【００３８】
次に、このスラリーを用いて、引き上げ法によって、厚み３０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に、圧電セラミック層２４、２６のもとになる、厚み３５〜３７μｍのグリーンシートを形成した。
【００３９】
次に、このグリーンシートを、ＰＥＴフィルムと共に、縦５０ｍｍ×横５０ｍｍの正方形に裁断したものを４枚、用意し、そのうち、圧電セラミック層２４のもとになる１枚のグリーンシートの、露出した表面のほぼ全面に、内部電極層２５のもとになる金属ペーストを、スクリーン印刷法によって印刷した後、２枚のグリーンシートを、防爆型の乾燥機を用いて、５０℃で２０分間、乾燥させた。なお、金属ペーストとしては、共に平均粒径が２〜４μｍである銀粉末とパラジウム粉末とを、重量比で７：３の割合で配合したものを用いた。また、圧電セラミック層２６のもとになる１枚のグリーンシートには、内部電極層２５への配線のためのスルーホール２６ａを形成した。
【００４０】
次に、乾燥させた２枚のグリーンシートからＰＥＴフィルムを剥離して、２枚のグリーンシートを、図１（ａ）の順に位置合わせしながら重ね合わせた後、その積層方向に５ＭＰａの圧力をかけながら、６０℃で６０秒間、保持して熱圧着させ、次いで、両端のグリーンシートからＰＥＴフィルムを剥離すると共に、スルーホールに、上記と同じ金属ペーストを充てんして積層体を作製した。
【００４１】
次に、この積層体を、乾燥機中で、１００℃から昇温を開始して、毎時８℃の昇温速度で、２５時間かけて３００℃まで昇温させて脱脂した後、室温まで冷却した。そして、さらに焼成炉中で、ピーク温度１１００℃で２時間、焼成して、圧電セラミック層２４、内部電極層２５、圧電セラミック層２６の積層体を得た。各圧電セラミック層２４、２６の厚みは、いずれも２０μｍであった。
【００４２】
次に、上記積層体のうち、圧電セラミック層２６の、露出した表面に、スクリーン印刷法によって、前記と同じ金属ペーストを用いて、複数個の表面電極層２７と、ランド電極２５ａに対応するパターンを印刷し、ピーク温度８５０℃で３０分間かけて連続炉中を通過させることで、金属ペーストを焼き付けて、複数個の表面電極層２７と、ランド電極２５ａとを形成した後、積層体を、ダイシングソーを用いて周辺をカットして、外形を、縦３３ｍｍ×横１２ｍｍの長方形に揃えた。表面電極層２７のパターンは、２５４μｍピッチで１列あたり９０個の表面電極層２７を、上記長方形の長さ方向に沿って２列、配列した。
【００４３】
（圧電インクジェットヘッドの製造）
厚み１００μｍのステンレス箔を、金型プレスを用いて打ち抜き加工して、長さ２ｍｍ×幅０．１８ｍｍの加圧室１１が、前記個別電極層２５の形成ピッチに合わせて、９０個ずつ２列に配列された第１基板を作製した。また、厚み１００μｍのステンレス箔を、同じく金型プレスを用いて打ち抜き加工して、インクジェットプリンタのインク補給部から、各加圧室にインクを供給するための共通供給路と、加圧室１１とノズル１２とを繋ぐ流路とが、加圧室１１の配列に対応させて配列された第２基板を作製した。さらに、厚み４０μｍのステンレス箔をエッチング加工して、ノズル１２が、加圧室１１の配列に対応させて配列された第３基板を作製した。
【００４４】
そして、上記第１〜第３基板を、接着剤を用いて貼り合わせて基板１を作製し、この基板１と、先に作成した圧電アクチュエータ２とを、接着剤を用いて貼り合わせた後、圧電アクチュエータ２の表面側において、各表面電極層２７のランド電極２７ｂと、ランド電極２５ａの表面に、それぞれ予備はんだ層を形成した上に、駆動回路３に接続したフレキシブル基板の端子部を接合して、圧電インクジェットヘッドを製造した。
【００４５】
（圧電インクジェットヘッドの駆動試験）
駆動電源３の切替部として、図２（ａ）（ｂ）の構成のものを使用して、上記圧電インクジェットヘッドの環境試験（高温駆動試験）を行った。各試験ヘッドは、図２（ａ）に示したように、待機中状態では内部電極層２５と表面電極層２７とを短絡して接地ＧＮＤに接続し、駆動時には図２（ｂ）に示したように切替部で接続を切り替え、内部電極層２５を接地ＧＮＤに接続したまま表面電極層２７に電圧Ｖｐを印加して収縮領域Ｃ１を変形させた。これを８０℃の温度環境に設定した試験槽内で２０ｋＨｚの切替速度で行った
そして、高温駆動試験１０００時間後に試験槽から取り出し、室温状態で、撓み変形させた状態での、積層方向の変形量を、レーザードップラー振動計を用いて測定して、試験前後の積層方向の変形量がどの程度、変化するかを、追跡した。
【００４６】
その結果、本発明の構成によれば、いずれの高温駆動試験１０００時間後においても撓み変形量が平均９６ｎｍとなり、初期値（１００ｎｍ）からの低下を４％以内に抑えることでき、２０００時間後には初期値からの低下が９５ｎｍと変形量は５％の低下にとどまることが判った。
【００４７】
一方、比較例として、インクジェットヘッドを上記実施例と同様にして作製し、待機中状態では内部電極層２５を接地ＧＮＤに接続するとともに表面電極層２７を接地ＧＮＤと電圧Ｖｐのいずれとも接続せず、電気的に独立した状態に置き、内部電極層２５を接地ＧＮＤに接続したまま表面電極層２７に電圧Ｖｐを印加して収縮領域Ｃ１を変形させた以外は、高温駆動試験を上記実施例と同様にして行った。
【００４８】
高温駆動試験１０００時間後の撓み変形量は平均８９ｎｍとなり、初期値（１００ｎｍ）からの低下が１１％と大きな低下を示し、さらに２０００時間後には初期値からの低下が８１ｎｍと変形量が１９％も低下することが判った。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】同図（ａ）は、本発明の圧電アクチュエータの一例を装備した液体吐出装置としての、インクジェットヘッドの一部を拡大した断面図、同図（ｂ）は、上記例のインクジェットヘッドのうち、圧電アクチュエータの最表面に形成される、１つの第３電極層を拡大した平面図である。
【図２】同図（ａ）（ｂ）はそれぞれ、圧電アクチュエータの駆動電源に含まれる切替部の構成を示す回路図である。
【図３】従来の圧電アクチュエータの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１１  加圧室
１２  ノズル
２  圧電アクチュエータ
２４  圧電セラミック層（振動板）
２５  内部電極層
２６  圧電セラミック層
２７  表面電極層
３  駆動電源
４  制御手段
Ｃ１  第１収縮領域
Ｃ２  第２収縮領域
Ｂ  撓み変形領域
【図１】
2007261005.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007261005.tif 000005