(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電材料板の内部に、その圧電材料板の面方向に沿って複数配置された第１の内部電極と、その第１の内部電極と前記圧電材料板の面方向に間隔を置いて同じく圧電材料板の面方向に沿って複数配置された第２の内部電極を備え、その各第１の内部電極と対応する第２の内部電極との間の圧電材料がそれぞれ前記圧電材料板の面方向に分極し、前記圧電材料板の表面には、その圧電材料に対して、前記分極方向と交差する方向の駆動電界をかけるための駆動電極が形成された圧電アクチュエータにおいて、
前記複数の第１の内部電極と第２の内部電極との少なくとも一方の配列方向に沿って溝が前記圧電材料板に形成され、その溝の内面に前記一方の内部電極の端部が露出されていることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２】
前記圧電材料板は、複数のシート状の圧電材料を積層して構成され、前記第１の内部電極および第２の内部電極はそれぞれ前記シート状の圧電材料の間で、平面状に複数配置されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項３】
前記圧電材料板は、複数のシート状の圧電材料を積層して構成され、前記第１の内部電極と第２の内部電極とは、異なる前記シート状の圧電材料上に配列されている請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項４】
前記第１の内部電極と第２の内部電極は、それぞれ前記面方向において、複数行、複数列をなして配列されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項５】
圧電材料板の内部に、その圧電材料板の面方向に沿って複数配置された第１の内部電極と、その第１の内部電極を相互に接続する第１の引出線と、前記第１の内部電極と前記圧電材料板の面方向に間隔を置いて同じく面方向に沿って複数配置された第２の内部電極と、その第２の内部電極を相互に接続する第２の引出線とを形成する工程と、
前記第１の引出線および第２の引出線をとおして前記複数の第１の内部電極と第２の内部電極との間に電界をかけ、前記複数の第１の内部電極と第２の内部電極との間の各圧電材料の部分をそれぞれ前記圧電材料板の面方向に分極する工程と、
前記分極工程の後で、前記複数の第１の引出線および第２の引出線を溝加工により切除し、前記複数の第１の内部電極および第２の内部電極をそれぞれ複数の分割された電極に形成する工程と、
前記圧電材料板の表面に、その圧電材料に対して、前記分極方向と交差する方向の駆動電界をかけるための駆動電極を形成する工程とを備えることを特徴とする圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項６】
前記圧電材料板を積層された複数のシート状圧電材料で構成するため、その複数のシート状圧電材料を成形する工程と、その複数のシート状圧電材料を積層する工程とをさらに備え、
前記内部電極を形成する工程は、前記複数のシート状圧電材料を積層する前に、前記シート状圧電材料上に内部電極を形成するものであることを特徴とする請求項５に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項７】
前記内部電極を形成する工程は、前記複数の第１の内部電極および第２の内部電極を、それぞれ前記シート状の圧電材料上に平面状に複数配置しかつそれぞれ前記第１の引出線および第２の引出線により相互に接続して形成することを特徴とする請求項６に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項８】
前記内部電極を形成する工程は、前記複数の第１の内部電極および第２の内部電極を、それぞれ異なる前記シート状の圧電材料上に平面状に複数配置しかつそれぞれ前記第１の引出線および第２の引出線により相互に接続して形成することを特徴とする請求項６に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項９】
前記内部電極を形成する工程は、前記シート状圧電材料に、前記複数の第１の内部電極および第２の内部電極を、それぞれ複数行、複数列をなして配列しかつその行または列方向に前記引出線により相互に接続して形成することを特徴とする請求項６に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項１０】
前記分割形成する工程は、前記積層したシート状圧電材料に、前記引出線を含む幅でその圧電材料を切除する溝を形成することを特徴とする請求項６に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項１１】
複数の液室が隔壁を隔てて配列され、圧電材料板からなる圧電アクチュエータがその複数の液室にわたって延び、各液室に対応する部分の圧電アクチュエータが選択的に変形することにより、前記液室内の液体を噴射する液滴噴射装置において、
前記圧電アクチュエータは、前記圧電材料板の面方向に沿って複数配置された第１の内部電極と、その第１の内部電極と前記圧電材料板の面方向に間隔を置いて同じく面方向に沿って複数配置された第２の内部電極を備え、その各第１の内部電極と対応する第２の内部電極との間の圧電材料がそれぞれ前記圧電材料板の面方向に分極され、その各分極部分が前記各液室に対応して配置されており、
前記複数の第１の内部電極と第２の内部電極との少なくとも一方の配列方向に沿って溝が前記圧電材料に形成され、その溝の内面に前記一方の内部電極の端部が露出され、
前記各液室に対応する前記圧電材料の表面には、その圧電材料に対して、前記分極方向と交差する方向の駆動電界をかけるための駆動電極が形成されていることを特徴とする液滴噴射装置。
【請求項１２】
前記第１の内部電極と第２の内部電極のいずれか一方は、前記液室の中央に対応して配置され、他方は前記隔壁に対応して配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の液滴噴射装置。
【請求項１３】
前記駆動電極は、前記圧電材料の液室側の表面と、それと反対側の表面とに形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の液滴噴射装置。
【請求項１４】
前記液室は、複数行、複数列に配列され、前記第１の内部電極と第２の内部電極のいずれか一方は、それに対応して複数行、複数列に配置され、他方は、前記一方の電極をその行または列方向に挟んで複数行、複数列に配列されていることを特徴とする請求項１１に記載の液滴噴射装置。
【請求項１５】
圧電材料板の内部に、その圧電材料板の面方向に沿って複数配置された第１の内部電極と、その第１の内部電極を相互に接続する第１の引出線と、前記第１の内部電極と前記圧電材料板の面方向に間隔を置いて同じく面方向に沿って複数配置された第２の内部電極と、その第２の内部電極を相互に接続する第２の引出線とを形成する工程と、
前記第１の引出線および第２の引出線をとおして前記複数の第１の内部電極と第２の内部電極との間に電界をかけ、前記複数の第１の内部電極と第２の内部電極との間の各圧電材料の部分をそれぞれ前記圧電材料板の面方向に分極する工程と、
前記分極工程の後で、前記複数の第１の引出線および第２の引出線を溝加工により切除し、前記複数の第１の内部電極および第２の内部電極をそれぞれ複数の分割された電極に形成する工程と、
前記圧電材料板の表面に、その圧電材料に対して、前記分極方向と交差する方向の駆動電界をかけるための駆動電極を形成する工程と、
複数の液室を隔壁を隔てて備える液室プレートユニットを形成する工程と、
前記圧電材料板の分極された部分を前記液室に対応させて前記圧電材料板を前記液室プレートユニットに接合する工程とを備えることを特徴とする液滴噴射装置の製造方法。
【請求項１６】
前記液室プレートユニットを形成する工程は、前記液室を複数行、複数列に形成し、前記内部電極を形成する工程は、前記第１の内部電極と第２の内部電極のいずれか一方を、それに対応して複数行、複数列に形成し、他方を、前記一方の電極をその行または列方向に挟んで複数行、複数列に形成することを特徴とする請求項１５に記載の液滴噴射装置の製造方法。
【請求項１７】
前記第１の内部電極と第２の内部電極のいずれか一方は、前記液室の中央に対応して形成し、他方は前記隔壁に対応して形成することを特徴とする請求項１６に記載の液滴噴射装置の製造方法。
【請求項１８】
前記圧電材料板を積層された複数のシート状圧電材料で構成するため、その複数のシート状圧電材料を成形する工程と、その複数のシート状圧電材料を積層する工程とをさらに備え、
前記内部電極を形成する工程は、前記複数のシート状圧電材料を積層する前に、前記シート状圧電材料上に内部電極を形成するものであることを特徴とする請求項１５に記載の液滴噴射装置の製造方法。
【請求項１９】
前記分割形成する工程は、前記積層したシート状圧電材料に、前記引出線を含む幅でその圧電材料を切除する溝を形成することを特徴とする請求項１８に記載の液滴噴射装置の製造方法。
【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その圧電アクチュエータを用いた液滴噴射装置並びにそれらの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インク等を液滴として噴射する噴射装置、例えばインクジェットヘッドにおいて、圧電素子を用いたものが知られている。このようなインクジェットヘッドでは、インクを収容する液室の１つの壁部に圧電材料からなる板状の部材を使用する。この圧電材料に駆動電圧を印加することにより上記壁部を変形させ、液室内のインクに圧力を与え、液室に連続するノズルからインクを噴射するものである。
【０００３】
このような圧電材料を変形させるモードとして、通常、ダイレクトモードと、シェアーモードとがある。ダイレクトモードでは、駆動電圧の印加にともなう駆動電界の方向は圧電材料の分極方向に沿った方向であり、圧電材料板の分極方向に沿った伸縮変形を利用する。シェアーモードでは、上記駆動電界の方向と圧電材料の分極方向とが略直交し、圧電材料のせん断方向の変形を利用する。発明者は先に特許第２９１３８０６号公報に記載のシェアーモード型のインクジェットヘッドを提案した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許公報に記載の１つの実施例の圧電材料板においては、各インク液室に対して繰り返しパターンとなるように分極の向きが頻繁に変化する構成が採用される。このため、分極工程において、配列された複数の分極用電極を交互に異なる電位に接続しなければならず、工程が煩雑なものとなりがちである。また、分極を容易にするために、圧電材料板内に形成した分極用電極のうち同電位に接続するものをあらかじめて互いに接続しておく方法も考えられるが、この場合には、圧電材料板を変形させるための駆動電極に電圧を印加したときに、分極用電極をとおして電圧が他のインク液室に対応する圧電材料部分に漏れ、いわゆるクロストークの原因となる可能性がある。
【０００５】
本発明は、分極工程が煩雑とならず、しかも性能面での悪影響を与えることがない圧電アクチュエータおよびその圧電アクチュエータを用いた液滴噴射装置並びにそれらの製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧電材料板の内部に、その圧電材料板の面方向に沿って複数配置された第１の内部電極と、その第１の内部電極と前記圧電材料板の面方向に間隔を置いて同じく圧電材料板の面方向に沿って複数配置された第２の内部電極を備え、その各第１の内部電極と対応する第２の内部電極との間の圧電材料がそれぞれ前記圧電材料板の面方向に分極し、前記圧電材料板の表面には、その圧電材料に対して、前記分極方向と交差する方向の駆動電界をかけるための駆動電極が形成された圧電アクチュエータにおいて、前記複数の第１の内部電極と第２の内部電極との少なくとも一方の配列方向に沿って溝が前記圧電材料板に形成され、その溝の内面に前記一方の内部電極の端部が露出されていることを特徴とする。
【０００７】
この圧電アクチュエータによれば、圧電材料板の各動作部位に対して、相互に接続された複数の内部電極により分極を行った後に、圧電材料板に対し溝加工を施すことで内部電極を、圧電材料板の各動作部位ごとに分離できるので、分極工程が煩雑とならず、しかもクロストークをなくすることができる。
【０００８】
【０００９】
前記圧電材料板は、複数のシート状の圧電材料を積層して構成され、前記第１の内部電極および第２の内部電極はそれぞれ前記シート状の圧電材料の間で、平面状に複数配置されてもよい。
【００１０】
前記圧電材料板は、複数のシート状の圧電材料を積層して構成され、前記第１の内部電極と第２の内部電極とは、異なる前記シート状の圧電材料上に配列されてもよい。
【００１１】
前記第１の内部電極と第２の内部電極は、それぞれ前記面方向において、複数行、複数列をなして配列されてもよい。
【００１２】
本発明の圧電アクチュエータの製造方法は、圧電材料板の内部に、その圧電材料板の面方向に沿って複数配置された第１の内部電極と、その第１の内部電極を相互に接続する第１の引出線と、前記第１の内部電極と前記圧電材料板の面方向に間隔を置いて同じく面方向に沿って複数配置された第２の内部電極と、その第２の内部電極を相互に接続する第２の引出線とを形成する工程と、前記第１の引出線および第２の引出線をとおして前記複数の第１の内部電極と第２の内部電極との間に電界をかけ、前記複数の第１の内部電極と第２の内部電極との間の各圧電材料の部分をそれぞれ前記圧電材料板の面方向に分極する工程と、前記分極工程の後で、前記複数の第１の引出線および第２の引出線を溝加工により切除し、前記複数の第１の内部電極および第２の内部電極をそれぞれ複数の分割された電極に形成する工程と、前記圧電材料板の表面に、その圧電材料に対して、前記分極方向と交差する方向の駆動電界をかけるための駆動電極を形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００１３】
この圧電アクチュエータの製造方法によれば、圧電材料板の各動作部位に対して、引出線により相互に接続された複数の内部電極に電圧を印加して分極を行った後に、圧電材料板に対し溝加工を施し、引出線を切除することで内部電極を、圧電材料板の各動作部位ごとに分離できるので、分極工程が煩雑とならず、しかもクロストークをなくすることができる。
【００１４】
【００１５】
前記圧電材料板を積層された複数のシート状圧電材料で構成するため、その複数のシート状圧電材料を成形する工程と、その複数のシート状圧電材料を積層する工程とをさらに備え、前記内部電極を形成する工程は、前記複数のシート状圧電材料を積層する前に、前記シート状圧電材料上に内部電極を形成するものであってもよい。
【００１６】
前記内部電極を形成する工程は、前記複数の第１の内部電極および第２の内部電極を、それぞれ前記シート状の圧電材料上に平面状に複数配置しかつそれぞれ前記第１の引出線および第２の引出線により相互に接続して形成してもよい。
【００１７】
前記内部電極を形成する工程は、前記複数の第１の内部電極および第２の内部電極を、それぞれ異なる前記シート状の圧電材料上に平面状に複数配置しかつそれぞれ前記第１の引出線および第２の引出線により相互に接続して形成してもよい。
【００１８】
前記内部電極を形成する工程は、前記シート状圧電材料に、前記複数の第１の内部電極および第２の内部電極を、それぞれ複数行、複数列をなして配列しかつその行または列方向に前記引出線により相互に接続して形成してもよい。
【００１９】
前記分割形成する工程は、前記積層したシート状圧電材料に、前記引出線を含む幅でその圧電材料を切除する溝を形成してもよい。
【００２０】
また、本発明の液滴噴射装置は、複数の液室が隔壁を隔てて配列され、圧電材料板からなる圧電アクチュエータがその複数の液室にわたって延び、各液室に対応する部分の圧電アクチュエータが選択的に変形することにより、前記液室内の液体を噴射する液滴噴射装置において、前記圧電アクチュエータは、前記圧電材料板の面方向に沿って複数配置された第１の内部電極と、その第１の内部電極と前記圧電材料板の面方向に間隔を置いて同じく面方向に沿って複数配置された第２の内部電極を備え、その各第１の内部電極と対応する第２の内部電極との間の圧電材料がそれぞれ前記圧電材料板の面方向に分極され、その各分極部分が前記各液室に対応して配置されており、前記複数の第１の内部電極と第２の内部電極との少なくとも一方の配列方向に沿って溝が前記圧電材料に形成され、その溝の内面に前記一方の内部電極の端部が露出され、前記各液室に対応する前記圧電材料の表面には、その圧電材料に対して、前記分極方向と交差する方向の駆動電界をかけるための駆動電極が形成されていることを特徴とする。
【００２１】
この液滴噴射装置によれば、圧電材料板に対して、相互に接続された複数の内部電極により分極を行った後に、圧電材料板に対し溝加工を施すことで内部電極を、各液室ごとに分離できるので、分極工程が煩雑とならず、しかもクロストークをなくすることができる。
【００２２】
前記第１の内部電極と第２の内部電極のいずれか一方は、前記液室の中央に対応して配置され、他方は前記隔壁に対応して配置されてもよい。
【００２３】
前記駆動電極は、前記圧電材料の液室側の表面と、それと反対側の表面とに形成されてもよい。
【００２４】
前記液室は、複数行、複数列に配列され、前記第１の内部電極と第２の内部電極のいずれか一方は、それに対応して複数行、複数列に配置され、他方は、前記一方の電極をその行または列方向に挟んで複数行、複数列に配列されてもよい。
【００２５】
本発明の液滴噴射装置の製造方法は、圧電材料板の内部に、その圧電材料板の面方向に沿って複数配置された第１の内部電極と、その第１の内部電極を相互に接続する第１の引出線と、前記第１の内部電極と前記圧電材料板の面方向に間隔を置いて同じく面方向に沿って複数配置された第２の内部電極と、その第２の内部電極を相互に接続する第２の引出線とを形成する工程と、前記第１の引出線および第２の引出線をとおして前記複数の第１の内部電極と第２の内部電極との間に電界をかけ、前記複数の第１の内部電極と第２の内部電極との間の各圧電材料の部分をそれぞれ前記圧電材料板の面方向に分極する工程と、前記分極工程の後で、前記複数の第１の引出線および第２の引出線を溝加工により切除し、前記複数の第１の内部電極および第２の内部電極をそれぞれ複数の分割された電極に形成する工程と、前記圧電材料板の表面に、その圧電材料に対して、前記分極方向と交差する方向の駆動電界をかけるための駆動電極を形成する工程と、複数の液室を隔壁を隔てて備える液室プレートユニットを形成する工程と、前記圧電材料板の分極された部分を前記液室に対応させて前記圧電材料板を前記液室プレートユニットに接合する工程とを備えることを特徴とする。
【００２６】
前記液室プレートユニットを形成する工程は、前記液室を複数行、複数列に形成し、前記内部電極を形成する工程は、前記第１の内部電極と第２の内部電極のいずれか一方を、それに対応して複数行、複数列に形成し、他方を、前記一方の電極をその行または列方向に挟んで複数行、複数列に形成してもよい。
【００２７】
前記第１の内部電極と第２の内部電極のいずれか一方は、前記液室の中央に対応して形成し、他方は前記隔壁に対応して形成してもよい。
【００２８】
前記圧電材料板を積層された複数のシート状圧電材料で構成するため、その複数のシート状圧電材料を成形する工程と、その複数のシート状圧電材料を積層する工程とをさらに備え、前記内部電極を形成する工程は、前記複数のシート状圧電材料を積層する前に、前記シート状圧電材料上に内部電極を形成してもよい。
【００２９】
前記分割形成する工程は、前記積層したシート状圧電材料に、前記引出線を含む幅でその圧電材料を切除する溝を形成してもよい。
【００３０】
【発明の実施の形態】
−第１の実施形態−
以下、図１〜図１２を参照して、本発明をインクジェットヘッドに適用した第１の実施の形態について説明する。
【００３１】
図１は第１の実施の形態のインクジェットヘッドを示す断面図、図２は駆動電圧を印加した状態を示す断面図、図３は駆動電圧の印加を停止した状態を示す断面図、図４は液室およびノズルの位置関係を示す平面図である。なお、図４におけるＸ−Ｘ線拡大断面図が図１に相当する。
【００３２】
図１〜図４に示すように、第１の実施の形態のインクジェットヘッド１００は、圧電材料からなる圧電アクチュエータ２１と、インク液室およびノズルなどからなるインク流路を有する液室プレートユニット２２とを積層して一体に接合した構成である。
圧電アクチュエータ２１は、複数枚（この例では４枚）のグリーンシート（シート状圧電材料）１ａ〜１ｄを積層して焼結により一体化された圧電材料板１と、液室プレートユニット２２側の表面（図１において下面）上に形成された第１の駆動電極２と、圧電材料板１の液室５と反対側の表面（図１において上面）上に形成された第２の駆動電極３とを備える。また、液室プレートユニット２２は、液室５を構成する複数の貫通孔が形成された第１の液室プレート６と、複数の液室５にインクを供給するための共通インク室１４（図４，図１０）が形成された第２の液室プレート７と、複数のノズル孔８が形成されたノズルプレート９と積層して一体化した構成である。第２の液室プレート７は、共通インク室１４を液室５の一端に接続する供給孔１３を有し、また液室５の他端をノズル孔８に接続する貫通孔１５を備える。
【００３３】
図４に示すように、液室５は、複数行、複数列に形成され、好ましくは図示の５行、３列よりも多く形成される。隣接する液室５間は、隔壁６ａ（図１）によって隔てられている。圧電材料板１の後述する分極部分が各液室５に対応するように、圧電材料板１が各液室５を覆って液室プレートユニット２２に積層して固定される。第１の駆動電極２は各液室５に共通に設けられる一方、第２の駆動電極３は各液室５に対応して設けられ、各液室５の形状にほぼ対応した形状に形成される。
【００３４】
図１〜図３において圧電材料板１の内部に描かれた矢印（図１において符号「Ａ」で示す矢印）は、圧電材料板１の分極方向を示す。各図に示すように、圧電材料板１は各液室５の中央部分を境界とする両側に、互いに反対方向に分極されている。それぞれの分極方向は、圧電材料板１の面方向とほぼ同一である。
【００３５】
次に、図５〜図１０を参照して、第１の実施の形態のインクジェットヘッドの製造方法について説明する。
【００３６】
図５は分極用の内部電極の配置を示す平面図、図６はグリーンシートを積層する状態を示す図、図７はグリーンシートを焼結した後の状態を示す斜視図、図８は内部電極の取出し部を形成した状態を示す図、図９は圧電材料板１の分極工程を示す断面図、図１０は溝加工により内部電極を分割する工程を示す斜視図、図１１はインクジェットヘッドの組立工程を示す斜視図である。
【００３７】
図５に示すように、グリーンシート１ｂ〜１ｄには、内部電極を構成する電極パターン１１および電極パターン１２が導電材料をスクリーン印刷法等を用いて形成される。電極パターン１１は、液室５を列方向に挟む位置（すなわち行間の隔壁６ａ上方位置および液室５の列の両端外側位置）に対応する複数の第１の内部電極１１ａと、その複数の内部電極１１ａを列方向に互いに接続するとともにグリーンシート１ｂ〜１ｄの端部まで引き出す引出線１１ｂとを有する。電極パターン１２は、各液室５の中央領域に張出す複数の第２の内部電極１２ａと、その複数の内部電極１２ａを列方向に互いに接続するとともに、グリーンシート１ｂ〜１ｄの端部まで引き出す引出線１２ｂとを有する。引出線１１ｂ，１２ｂは、液室５の列間および列の両端外側においてその列方向に延びている。各電極パターン１１，１２は液室５の列ごとに設けられ、引出線１１ｂ，１２ｂは隣接する列で共用されるが、電極パターン１１の引出線１１ｂどうし、電極パターン１２の引出線１２ｂどうしは、相互に接続してもよい。２つの第１の内部電極１１ａは、第２の内部電極１２ａを挟んで対称に位置し、それぞれ液室５の長手方向に延びている。
【００３８】
そして図６に示すように、同様に電極パターン１１，１２が形成された複数枚のグリーンシート１ｂ〜１ｄを積層し、その上に電極を形成していないグリーンシート１ａを積層して、焼結し一体化する。焼結して得た圧電材料板１の端面には、電極パターン１１，１２の引出線１１ｂ，１２ｂの端面が現れる（図７では電極パターン１２のみ図示されている）。次に、図８に示すように、圧電材料板１の端面には導電材からなる取出し部１２ｃが、露出された引出線１２ｂの端面を積層方向に並ぶものどうし接続して形成される。なお、図８において図示していないが、圧電材料板１の対向側の端面には、導電材からなる別の取出し部が、露出された引出線１１ｂの端面を積層方向に並ぶものどうし接続して形成される。これらの取出し部によって、各グリーンシート１ａ上に形成された電極パターン１１，１２が互いに接続される。
【００３９】
次に、図９に示すように、電極パターン１１の取出し部をグラウンドに接続し、電極パターン１２の取出し部１２ｃを正電位に接続することにより、各液室に対応する内部電極１１ａ，１２ａの間に電圧を印加する。これにより両内部電極１１ａ，１２ａ間の圧電材料板１の部分に内部に電界を与え、圧電材料板１の同部分を、その圧電材料板の面方向Ａ（図５，図９）に分極を行い、圧電特性を与える。
【００４０】
次に、図１０に示すように、圧電材料板１に溝加工を施すことにより、内部電極１１ａ，１２ａどうしを分割する。具体的には、電極パターン１１，１２の引出線１１ｂ，１２ｂを除去する幅Ｗ（図５）で、圧電材料板１１の各層にわたってダイヤモンドブレード等で矢印Ｃ方向に切削して溝１ｓを形成し、内部電極１１ａ，１２ａのそれぞれ少なくとも一部および電極パターン１２の張出し部１２ａの少なくとも一部を圧電材料板１の内部に残留させる。溝１ｓの側面では、内部電極１１ａ，１２ａの端面が圧電材料板１の切削面と面一にして露出している。
【００４１】
図１１に示すように、次に、圧電材料板１の表面に第１の駆動電極２および第２の駆動電極３を印刷法や蒸着法を用いて形成する。このように製作された圧電アクチュエータ２１を、あらかじめ第１の液室プレート６、第２の液室プレート７およびノズルプレート９を積層して製作した液室プレートユニット２２に接合することで、インクジェットヘッドが完成する。
【００４２】
なお、駆動電極２，３は、グリーンシート１ａの上面、およびグリーンシートの１ｄの下面にあらかじめ形成しておき、その後グリーンシートを積層し焼結するようにしてもよい。また、圧電アクチュエータ２１を液室プレートユニット２２に接合した後、分極し、溝１ｓを形成するようにしてもよい。
【００４３】
上記のように、第１の実施の形態のインクジェットヘッドでは、電極パターン１１，１２を各液室５に対して共通のパターンとして形成しておき、電極パターン１１，１２を利用して、圧電材料板１の分極を行っている。このため、複雑な操作を要することなく、交互に反対方向にむいた分極を複数の部分に対して同時に行うことができる。また、圧電材料板１の分極後に、圧電材料板１に対し溝加工を施すことにより、内部電極１１，１２を各液室ごとに分離している。このため、インクジェットヘッドの駆動に際して、所定の液室５への電圧の印加が内部電極をとおして他の液室に対応する圧電材料の部分に漏れて影響を与える（クロストーク）ことを排除することができる。
【００４４】
次に、図１〜図３を参照して、液滴を噴射する動作について説明する。図示しないインク供給源から共通インク室１４、供給孔１８をとおして各液室５の内部にインクが充填されている。このとき、第１の駆動電極２および第２の駆動電極３はいずれもグラウンド（０Ｖ）に接続されている。次に、図２に示すように、第１の駆動電極２をグラウンドに接続したまま、インクを噴射しようとする液室５に対応する第２の駆動電極３に正電圧を印加する。このとき、第１の駆動電極２および第２の駆動電極３の間に発生する電界の向きと、圧電材料板１の分極方向とが略直交しているため、圧電材料板１はシェアーモードで変形する。すなわち、内部電極１２ａを挟む両圧電材料部分が対称に傾斜変形して、液室５の中央に対応する圧電材料部分が図２において上昇することにより、液室５の容積が増加する。
【００４５】
次に、第１の駆動電極２をグラウンドに接続したまま第２の駆動電極３の電位をグラウンド（０Ｖ）に戻すと、圧電材料板１の形状が変形前の状態に戻り、液室５内のインクに圧力をあたえ、図４に示すように、ノズル８をとおして所定量のインク１０が噴射される。
【００４６】
上記第１の実施の形態では、内部電極１１，１２の両者について分離する例を示したが、クロストークが充分低減できる場合には、いずれか一方のみ、特に正の電位側の駆動電極３に近い内部電極１２のみを分離するようにしてもよい。
【００４７】
−第２の実施の形態−
以下、図１２〜図１４を参照して、本発明の液滴噴射装置をインクジェットヘッドに適用した第２の実施の形態について説明する。
【００４８】
図１２は第２の実施の形態の液滴噴射装置を示す断面図、図１３は駆動電圧を印加した状態を示す断面図、図１４は液室およびノズルの位置関係を示す図である。このインクジェットヘッドにおいては、圧電アクチュエータ２１の内部電極の配置を除いて、圧電アクチュエータ２１および液室プレートユニット２２の構成は第１の実施の形態と同じであり、第１の実施の形態と同じ符号を付して説明を省略する。
【００４９】
圧電アクチュエータ２１の内部電極１２ａは、図１３に示すようにグリーンシート１ｃの上面に、各液室５の中央に対応して形成され、内部電極１１ａは、図１４に示すように他のグリーンシート１ｂ，１ｄの上面に、液室５を挟む位置に対応して形成されている。前者のグリーンシート１ｃを後者のグリーンシート１ｂ，１ｄの間に挟んで、さらにそれらの最上面にグリーンシート１ａを積層し焼結する。このように積層することで、平面視において、内部電極１１ａと内部電極１２ａの位置関係は、前記実施の形態と同じであり、内部電極１１ａと内部電極１２ａとが同じ平面にない点だけが相違する。引出線１１ｂ，１２ｂの形状も前記実施形態と同様であり、後述する分極処理の後、前記実施形態と同様に溝加工によって切除される。
【００５０】
前記実施の形態と同様に、内部電極１１ａと内部電極１２ａとの間に分極用の電圧を印加すると、両電極間の圧電材料部分をその圧電材料板の面方向に分極することができる。内部電極１１ａと内部電極１２ａとが同じ平面にないから、分極用の電圧が圧電材料の層の界面で放電されてしまうことなく、効率よく分極できる。必要に応じて内部電極１１ａを形成したグリーンシートと内部電極１２ａを形成したグリーンシートとを交互に積層する枚数を多くしてもよい。
【００５１】
また、前記実施の形態と同様に、駆動電極２，３間に、駆動電圧を印加することにより、液室５の中央に対応する圧電材料部分が上昇するように、圧電材料板１がシェアーモードで変形して液室５の容積を増加し、電圧の印加を停止することで圧電材料板１が復帰してインクを噴射する。
【００５２】
なお、上記各実施の形態においては、圧電材料板はシェアーモードで駆動されていたが、内部電極の配列のしかたによってはダイレクトモードでも駆動しうる。すなわち、図１において、第１の電極２を、第１の液室プレート６の上面に相当する位置にのみ設け、第２の電極３の幅を狭くすることにより、駆動電界と分極との交差角は小さくなり、ダイレクトモードで動作する。
【００５３】
また、本発明の液滴噴射装置は、インクジェットプリンタへの適用に限定されず、各種印字装置や各種塗布装置に対しても適用できる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、圧電材料板の各動作部位に対して、相互に接続された複数の内部電極により分極を行った後に、圧電材料板に対し溝加工を施すことで内部電極を、圧電材料板の各動作部位ごとに分離できるので、分極工程が煩雑とならず、しかもクロストークをなくすることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施の形態のインクジェットヘッドを示す断面図。
【図２】  駆動電圧を印加した状態を示す断面図。
【図３】  駆動電圧の印加を停止した状態を示す断面図。
【図４】  液室およびノズルの位置関係を示す平面図。
【図５】  内部電極の配置を示す平面図。
【図６】  グリーンシートを積層する状態を示す図。
【図７】  グリーンシートを焼結した後の状態を示す斜視図。
【図８】  内部電極の取出し部を形成した状態を示す図。
【図９】  圧電材料板の分極工程を示す断面図。
【図１０】  溝加工により内部電極を分割する工程を示す斜視図。
【図１１】  インクジェットヘッドの組立工程を示す斜視図。
【図１２】  第２の実施の形態のインクジェットヘッドを示す断面図。
【図１３】  グリーンシート１ｃ上の内部電極の配置を示す平面図。
【図１４】  グリーンシート１ｂ（１ｄ）上の内部電極の配置を示す平面図。
【符号の説明】
１  圧電材料板
１Ａ    溝
２  第１の駆動電極
３  第２の駆動電極
５  液室
１１ａ  内部電極
１２ａ  内部電極
１２ｃ  取出し部
【図１】
0003873729.tif 000002
【図２】
0003873729.tif 000003
【図３】
0003873729.tif 000004
【図４】
0003873729.tif 000005
【図５】
0003873729.tif 000006
【図６】
0003873729.tif 000007
【図７】
0003873729.tif 000008
【図８】
0003873729.tif 000009
【図９】
0003873729.tif 000010
【図１０】
0003873729.tif 000011
【図１１】
0003873729.tif 000012
【図１２】
0003873729.tif 000013
【図１３】
0003873729.tif 000014
【図１４】
0003873729.tif 000015