JP3849145B2 - 圧電アクチユエータの製造方法 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は圧電アクチユエータ及びその製造方法並びにインクジエツトプリントヘツドに関し、例えばインクジエツトプリンタ装置に適用して好適なものである。
背景技術
従来、インクジエツトプリンタ装置においては、記録信号に応じてノズルからインク液滴を吐出することにより、当該記録信号に基づく文字及び図形等を紙やフイルムなどの記録媒体に記録し得るようになされている。
図１１はこのようなインクジエツトプリンタ装置に用いられている従来のインクジエツトプリントヘツド１の一構成例を示すものであり、流路板２の一面２Ａにノズル板３が貼着されると共に、当該流路板２の他面２Ｂに圧電アクチユエータ４が固着されることにより構成されている。
この場合流路板２の一面２Ａ側には、矢印ｘ₁方向に沿つて複数の凹部でなる圧力室２Ｃが所定ピツチで並設されている。そしてこれら各圧力室２Ｃには、それぞれ共同流路２Ｄを介して図示しないインクカートリツジからインクを順次供給し得るようになされている。
また各圧力室２Ｃの先端部にはそれぞれ流路板２をその厚み方向（矢印ｚ₁方向）に貫通する貫通路２Ｅが穿設され、ノズル板３にはこれら各貫通路２Ｅとそれぞれ対応させて複数の貫通孔でなるノズル３Ａが矢印ｘ₁方向に沿つて所定ピツチで穿設されている。
一方圧電アクチユエータ４は、図１１及び図１２に示すように、可撓性材料からなる振動板５の一面上に、当該振動板５を介して流路板２の各圧力室２Ｃとそれぞれ対向するように複数のピエゾ素子等の圧電素子６が矢印ｘ₁方向に沿つて配設されることにより構成されており、振動板５の他面を流路板２の他面２Ｂ上に貼着するようにして当該流路板２に固着されている。
このとき各圧電素子６はそれぞれの厚み方向（矢印ｚ₁方向）に分極されている。またこれら各圧電素子６の一面及び他面には、図１２に示すようにそれぞれ上部電極７Ａ及び下部電極７Ｂが形成されており、かくしてこれら上部電極７Ａ及び下部電極７Ｂ間に電位差を生じさせることによつて、圧電素子６を圧電効果により振動板５を対応する圧力室２Ｃの内側に変位させる方向（矢印ｚ₁方向と逆方向）に撓ませ得るようになされている。
これによりこの種のインクジエツトプリントヘツド１においては、圧電素子６の上部電極７Ａ及び下部電極７Ｂ間に電圧差を生じさせて振動板５を対応する圧力室２Ｃの内側に変位させることによつて、当該変位量に応じた圧力をその圧力室２Ｃ内に発生させることができ、この圧力によつて当該圧力室２Ｃ内のインクを貫通路２Ｅを介してノズル３Ａから外部に吐出させ得るようになされている。
ところでかかるインクジエツトプリントヘツド１においては、例えば特開平６−３２０７３９号公報にも開示されているように、振動板５及び各圧電素子６をそれぞれ個別に形成した後、各圧電素子６を振動板５に接着剤を用いて貼り付けるようにして圧電アクチユエータ４を製造していた。
しかしながらこのような従来の製造方法によると、複数の微細な圧電素子６をそれぞれ振動板５の所定位置に精度良く位置決めして貼りつけることが難しい問題があつた。因に、圧電素子６の貼り付け位置が所定位置からずれた場合には、圧電素子６の撓みに基づく圧力を対応する圧力室２Ｃ内に発生させ得ないことから印字が不安定となる。
また一般的に圧電素子は印加される電界の大きさが大きくなるほどより大きく撓む。このため従来のインクジエツトプリントヘツド１においては、低電圧駆動し得るようにするために、各圧電素子６をできるだけ薄く形成して上部電極７Ａ及び下部電極７Ｂ間の距離を短くすると共に、これに応じて振動板５もできるだけ薄く形成しており、実際上従来では振動板５及び各圧電素子６がそれぞれ３０〔μｍ〕以下の厚みとなつている。
しかしながら振動板５は、通常、固有振動周期を短くして応動スピードを上げるために、その材料としてヤング率の高い例えばガラスやセラミツクス材などが用いられている。そしてこのようなガラスやセラミツクス材を用いて３０〔μｍ〕以下の薄いシート状のものを作製するのは困難であり、従来では数百〔μｍ〕の厚みに形成されたガラス板又はセラミツク板を３０〔μｍ〕以下になるまで研磨することにより振動板５を作製していた。
このため従来のインクジエツトプリントヘツド１では、振動板５の作製にコストや時間がかかり、生産性が悪い問題があつた。また圧電素子６についても、振動板５と同様にして研磨処理により３０〔μｍ〕以下の厚みのものを得ており、より生産性の高い圧電アクチユエータ４の実現が望まれている。
さらに従来のインクジエツトプリントヘツド１においては、上述のように振動板５及び各圧電素子６を極めて薄く形成しているために、これら振動板５及び各圧電素子６が破損しやすく、上述のような生産性の悪ささに加えて製造時における振動板５及び各圧電素子６の取り扱いが難しい問題もあつた。
発明の開示
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、生産性を格段的に向上させ得る圧電アクチユエータ及びその製造方法並びにインクジエツトプリントヘツドを提案しようとするものである。
かかる課題を解決するため本発明においては、圧電アクチユエータの製造方法において、圧電層の一面に上部電極層が積層され、かつ圧電層の他面に下部電極層を介して振動層が積層された多層板を形成する第１の工程と、当該多層板の一面側又は他面側に、所定大きさ及び形状の開口部が設けられた所定強度を有する補強層を多層板と一体に積層形成する第２の工程とを設けるようにした。
この結果この圧電アクチユエータの製造方法によれば、多層板を補強層により補強された状態で取り扱うことができるため、多層板が非常に薄い場合においても当該多層板の破損を防止して歩留りを向上させることができ、かくして圧電アクチユエータの生産性を格段的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明を適用したインクジエツトプリンタ装置の構成を示すブロツク図である。
図２は、インクジエツトプリントヘツドの構成を部分的に断面をとつて示す略線的な斜視図である。
図３は、インクジエツトプリントヘツドの構成を示す断面図である。
図４は、圧電アクチユエータの構成を示す断面図である。
図５は、第１の実施の形態による圧電アクチユエータの製造手順の説明に供する断面図である。
図６は、第１の実施の形態による圧電アクチユエータの製造手順の説明に供する断面図である。
図７は、第２の実施の形態による圧電アクチユエータの製造手順の説明に供する断面図である。
図８は、第２の実施の形態による圧電アクチユエータの製造手順の説明に供する断面図である。
図９は、第３のシートの構成を示す斜視図である。
図１０は、他の実施の形態による圧電アクチユエータの構成を示す断面図である。
図１１は、従来のインクジエツトプリントヘツドの一構成例を示す断面図である。
図１２は、従来のインクジエツトプリントヘツドにおける圧電アクチユエータの構成を示す断面図である。
発明を実施するための最良の形態
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
（１）第１の実施の形態
（１−１）本実施の形態によるインクジエツトプリンタ装置の構成 図１において、１０は全体として本発明を適用したインクジエツトプリンタ装置を示し、供給される画像データＤ１を画像処理部１１に入力する。
画像処理部１１は、システムコントローラ１２から与えられる制御信号Ｓ１に基づいて、入力する画像データＤ１に対して所定の信号処理（例えば圧縮されたデータの伸長処理等）を施した後、得られた印画データＤ２をヘツドコントローラ１３に送出する。
ヘツドコントローラ１３は、画像処理部１１から与えられる印画データＤ２と、システムコントローラ１２から与えられる制御信号Ｓ２とに基づいて鋸歯状の駆動パルスを含んでなる駆動信号Ｓ３を生成し、これをインクジエツトプリントヘツド１４に送出する。これによりヘツドコントローラ１３は、この駆動信号Ｓ３によりインクジエツトプリントヘツド１４を駆動制御し、記録用紙１５に向けてインク液を吐出させることにより１ライン分ずつ印画を行わせる。
そしてこのときシステムコントローラ１２は、ヘツド位置・紙送りコントローラ１６を介して図示しない紙送り機構を制御することにより１ライン分の印画が終了する毎に記録用紙１５を１ライン分ずつ送らせる。またシステムコントローラ１２は、ヘツド位置・紙送りコントローラ１６を介して図示しないヘツド駆動機構を制御することにより必要時に必要な位置にインクジエツトプリントヘツド１４を移動させる。
なおこのインクジエツトプリントヘツド１４には、インクカートリツジ１７からインクが供給される。
（１−２）インクジエツトプリントヘツド１４の構成
ここでインクジエツトプリントヘツド１４は、図２及び図３に示すように、流路板２０の一面２０Ａ側にノズル板２１が貼着されると共に、当該流路板２０の他面２０Ｂ側に圧電アクチユエータ２２が固着されることにより構成されている。
この場合流路板２０の他面２０Ｂには矢印ｘ₂方向に沿つて所定ピツチで複数の凹部でなる圧力室２０Ｃが並設されている。そしてこれら各圧力室２０Ｃには、それぞれ共同流路２０Ｄ及び各圧力室２０Ｃの後部に設けられた狭路でなるインク導入路２０Ｅを順次介して上述のインクカートリツジ１７（図１）からインクを供給し得るようになされている。
また各圧力室２０Ｃの前端部には流路板２０をその厚み方向（矢印ｚ₂方向）に貫通するように貫通路２０Ｆが穿設されており、ノズル板２１にはこれら各貫通路２０Ｆにそれぞれ対応させて矢印ｘ₂方向に沿つて所定ピツチで複数の貫通孔でなるノズル２１Ａが穿設されている。
一方圧電アクチユエータ２２においては、図４に示すように、上から順番に圧電材料からなる第１の圧電層３０、導電材料からなる下部電極層３１、圧電材料からなる第２の圧電層３２及び導電材料からなる分極用電極層３３を順次積層すると共に、第１の圧電層３０上に、流路板２０の各圧力室２０Ｃにそれぞれ対向させて矢印ｘ₂方向に沿つて分離形成された複数の上部電極３４Ａからなる上部電極層３４を積層することにより構成されている。
この場合第１の圧電層３０は、その厚み方向（矢印ｚ₂方向）に分極されている。また下部電極層３１はアース接地されており、各上部電極３４Ａにはそれぞれヘツドコントローラ１３（図１）から供給される駆動信号Ｓ３（図１）に含まれる対応する駆動パルスが与えられる。
これによりこのインクジエツトプリントヘツド１４においては、駆動パルスが対応する上部電極３４Ａに与えられたときに、第１の圧電層３０のうちの当該上部電極３４Ａ及び下部電極層３１に挟まれる部位が圧電効果により分極用電極層３３及び第２の圧電層３２を流路板２０の対応する圧力室２０Ｃの内側に変位させる方向（矢印ｚ₂方向と逆方向）に撓んでその圧力室２０Ｃ内に圧力を発生させることにより、当該圧力室２０Ｃ内のインクを貫通路２０Ｆ（図２、図３）を介して対応するノズル２１Ａ（図２、図３）から外部に吐出させ得るようになされている。
（１−３）本実施の形態による圧電アクチユエータ２２の製造手順
ここで実際上、このようなインクジエツトプリントヘツド１４の圧電アクチユエータ２２は、図５及び図６に示す以下の手順により作製することができる。
すなわち、まず圧電材料の粉体及びバインダ等を混練し、得られた泥漿を薄膜状に流し出し、バインダを蒸発乾燥させることにより、図５Ａに示すような厚さ３０〔μｍ〕以下のグリーシートと呼ばれる柔軟性を有する２枚の第１及び第２のシート４０、４１を形成する。
次いで図５Ｂに示すように、第１のシート４０の一面上と、第２のシート４１の両面上とにそれぞれ印刷法、めつき法、スパツタ法又は蒸着法等を用いて導電材料を全面に亘つて被着させることにより第１〜第３の導体層４２〜４４を例えば２〔μｍ〕以下の厚みで成膜形成する。
ここで第１〜第３の導体層４２〜４４の形成方法として印刷法を用いる場合には、導電材料として銀、銀パラジウム、白金、ニツケル又は銅などを適用することができ、めつき法を用いる場合には、導電材料としてニツケル又は銅等を適用することができる。またスパツタ法又は蒸着法を用いる場合には導電材料として金を用いることができる。
続いて図５Ｃに示すように、このように第１〜第３の導体層４２〜４４が形成された第１及び第２のシート４０、４１を、第１のシート４０の他面と、第２のシート４１の一面とが第２の導体層４３を介して対向するように重ね合わせ、この状態でこれらを押し付けながら焼き固めることにより一体に焼結する。
次いで図５Ｄに示すように、このようにして形成された第３の導体層４４、焼成された第２のシート４１、第２の導体層４３、焼成された第１のシート４０及び第１の導体層４２が順次積層されてなる多層板４５の第１及び第３の導体層４２、４４間に厚さ１〔ｍｍ〕当たり数〔ｋＶ〕の電圧をかけることにより、第１のシート４０をその厚み方向（矢印ｚ₂方向）に分極する。
この場合第１のシート４０を分極する方法としては、第１及び第２の導体層４２、４３間に電圧を印加する方法も考えられるが、この方法によると分極時に第１のシート４０が収縮したときに多層板４５に反りが生じるおそれがある。従つてこの実施の形態のように、第２のシート４１の下層に第３の導体層４４を設けると共に第２のシート４１をも圧電材料で形成し、第１及び第３の導体層４２、４４間に電圧を印加して第１及び第２のシート４０、４１を共に分極することによつて、多層板３６に不要な反りが生じるのを未然に回避することができる。
続いて図６Ａに示すように、この多層板４５の第１の導体層４２上に、感光性のドライフイルムを被着し又は液状のホトレジストを塗布することによりレジスト層４６を形成する。さらにこの後このレジスト層４６を所定パターンで露光し、現像することにより、図６Ｂに示すように当該レジスト層４６を圧電アクチユエータ２２（図２、図３）の電極パターンと同じパターンにパターニングする。
次いで図６Ｃに示すように、第１の導体層４２上に残存するレジスト層４６（以下、これを残存レジスト層４６Ａと呼ぶ）をマスクとして、当該マスクを介して露出する第１の導体層４２をサンドブラスト法又はエツチング法等を用いて除去することにより、当該第１の導体層４２を所望する圧電アクチユエータ２２（図２、図３）の電極パターンと同じパターンにパターニングする。
そしてこの後図６Ｄに示すように、多層板４５上から残存レジスト層４６Ａを除去し、さらにこの後この多層板４５を必要に応じて所望する圧電アクチユエータ２２に応じた大きさに切断する。
これにより焼成された第１及び第２のシート４０、４１をそれぞれ第１及び第２の圧電層３０、３２とし、第１〜第３の導電層４２〜４４をそれぞれ上部電極層３４、下部電極層３１及び分極用電極３３とする圧電アクチユエータ２２を得ることができる。
なおこのようにして形成した圧電アクチユエータ２２を流路板２０の他面２０Ｃ上に各上部電極３４Ａがそれぞれ当該流路板２０の各圧力室２０Ｃと対向するように接着剤等を用いて貼着し、当該流路板２０の一面２０Ａにノズル２１Ａが形成されたノズル板２１を接着剤等を用いて貼着することにより図２及び図３に示すインクジエツトプリントヘツド１４を得ることができる。
（１−４）本実施の形態の動作及び効果
以上の構成において、圧電材料からなる第１〜第２のシート４０、４１の一面又は両面に第１〜第３の導体層４２〜４４を形成した後、これら第１及び第２のシート４０、４１を一体に焼結し、得られた多層板４５の第１のシート４０を分極すると共に、第１の導体層４２をサンドブラスト法又はエツチング法等によりパターニングするようにして圧電アクチユエータ２２を作製する。
そしてこのようにして作製された圧電アクチユエータ２２では、パターニングされた第１の導体層４２が上部電極、第１のシート４０が圧電層、第２の導体層４３が下部電極、第２のシート４１及び第３の導体層４４が振動板としてそれぞれ機能すると共に、当該圧電層のうち、各上部電極（各上部電極３４Ａ）及び下部電極（下部電極層３１）に挟まれる部位のみがそれぞれ従来のインクジエツトプリントヘツド１（図１１）における圧電素子６（図１１）として機能する。
従つてこのインクジエツトプリントヘツド１４では、従来のインクジエツトプリントヘツド１（図１１）のように複数の微細な圧電素子６を振動板５に高精度に位置決めして接着する工程や、研磨工程を必要とせずに、圧電アクチユエータ２２を一括して簡易にかつ安価に製造することができる。
またこの場合多層板４５の厚みを従来のインクジエツトプリントヘツド１（図１１）における圧電素子６と振動板５（図１１）とを合わせた厚みとすることができるために当該多層板４５が破損し難く、取り扱いを容易化することができる。
以上の構成によれば、圧電材料からなる第１〜第２のシート４０、４１の一面又は両面に第１〜第３の導体層４２〜４４を形成した後、これら第１及び第２のシート４０、４１を一体に焼結し、得られた多層板４５の第１のシート４０を分極すると共に、第１の導体層４２をサンドブラスト法又はエツチング法等によりパターニングするようにして圧電アクチユエータ２２を作製し、これを流路板２０の他面２０Ｃに貼着するようにしてインクジエツトプリントヘツド１４を製造するようにしたことにより、圧電アクチユエータ２２及びインクジエツトプリントヘツド１４の製造を簡易化させることができ、かくして生産性を格段的に向上させ得る圧電アクチユエータ及びインクジエツトプリントヘツドを実現できる。
（２）第２の実施の形態
（２−１）圧電アクチユエータ２２の第２の実施の形態による製造手順
図４について上述した圧電アクチユエータ２２について、第２の実施の形態による製造手順を図５及び図６との対応部分に同一符号を付して示す図７及び図８を用いて説明する。
まず図７Ａに示すように、第１の実施の形態と同様にして、厚さ３０〔μｍ〕以下のグリーシートと呼ばれる柔軟性を有する第１、第２のシート４０、４１を形成する。
またこれと同様にして例えばセラミツク材料を用いてグリーンシートでなる第３のシート５０を形成する。この場合第３のシート５０は、後述のように圧電アクチユエータ２２の製造過程における補強層として機能させるため、第１及び第２のシート４０、４１に比べて厚く形成するようにする。
次いで図７Ｂに示すように、第１のシート４０の一面上と、第２のシート４１の両面上とにそれぞ印刷法、めつき法、スパツタ法又は蒸着法等を用いて導電材料を被着させることにより第１〜第３の導体層４２〜４４を例えば２〔μｍ〕以下の厚みで成膜形成する。
またこれと共に図９に示すように、第３のシート５０に、これから作製しようとする圧電アクチユエータ２２と同じ大きさ及び形状の開口部５０Ａを、当該第３のシート５０の大きさに応じて１又は複数形成する。
続いて図７Ｃに示すように、下層から第３の導体層４４、第２のシート４１、第２の導体層４３、第１のシート４０及び第１の導体層４２及び第３のシート５０の順番で位置するように第１〜第３のシート４０、４１、５０を重ね合わせ、この状態でこれら第１〜第３のシート４０、４１、５０を押し付けながら焼き固めることにより一体に焼結する。
次いで図７Ｄに示すように、このようにして形成された第３の導電層４４、焼成された第２のシート４１、第２の導電層４３、焼成された第１のシート４０及び第１の導電層４２が順次積層されてなる多層板５１の第１及び第３の導体層４２、４４間に厚さ１〔ｍｍ〕当たり数〔ｋＶ〕の電圧を印加することにより、第１のシート４０をその厚み方向に分極する。
続いて図８Ａに示すように、第３のシート５０の各開口部５０Ａからそれぞれ露出する第１の導体層４２の各部位を、それぞれ例えばフオトリソグラフイ等の手法を用いて圧電アクチユエータ２２（図４）の上部電極層３４（図４）の電極パターンと同じパターンにパターニングする。
さらにこの後これら第３のシート５０の各開口部５０Ａからそれぞれ露出する多層板５１の各有効部位Ａｄｖをそれぞれ個別に切り離す。これにより焼成された第１及び第２のシート４０、４１をそれぞれ第１及び第２の圧電層３０、３２（図４）とし、第１〜第３の導体層４２〜４４をそれぞれ上部電極層３４、下部電極層３１及び分極用電極３３（図４）とする多層板５１の有効部位Ａｄｖでなる圧電アクチユエータ２２を得ることができる。
因に、この後このようにして得られた圧電アクチユエータ２２を流路板２０の他面２０Ｂ上に貼り付けるわけであるが、この工程を図８Ａのように補強層でなる第３のシート５０により補強された状態のまま行うこともできる。
すなわち、図８Ａについて上述したように、第３のシート５０の各開口部５０Ａからそれぞれ露出する第１の導体層４２の各部位をそれぞれパターニングした後、図８Ｂに示すように、その状態のままこの多層板５１の各有効部位Ａｄｖの第３の導体層４４にそれぞれ流路板２０をその他面２０Ｂ側から貼りつける。
実際上、このような作業は複数の流路板２０を、第３のシート５０の各開口部５０Ａとそれぞれ対応させてこれら各開口部５０Ａと同じ位置関係で固定配置すると共に、これら各流路板２０の他面２０Ｂに接着剤を供給した後、第３のシート５０により補強された状態の多層板５１の各有効部位Ａｄｖと、各流路板２０の他面２０Ｂとがそれぞれ対向するように当該多層板５１を位置決めし、これを各流路板２０に押しつけるようにして一括して行うことができる。
さらにこの後、図８Ｃに示すように、多層板５１の各有効部位Ａｄｖをダイシング等によりそれぞれ個別に切り離す。そしてこのように第３のシート５０により補強した状態において各圧電アクチユエータ２２多層板５１の各有効部位Ａｄｖ）をそれぞれ流路板２０に貼り付けるようにすることによつて、圧電アクチユエータ２２を薄い破損し易い状態でハンドリングしないようにすることができ、その分圧電アクチユエータ２２の歩留りをより向上させることができる。
（２−２）本実施の形態の動作及び効果
以上の構成において、圧電材料を用いて形成されたグリーンシートでなる第１及び第２のシート４０、４１の各一面にそれぞれ第１及び第２の導体層４２、４４を形成し、これら第１及び第２のシート４０、４１を一体に焼結した後、第１のシート４０を分極し、この後第１の導体層４２をパターニングするようにして圧電アクチユエータ２２を製造する。
そしてこの実施の形態では、このような一連の作業の中で、所望する圧電アクチユエータ２２と同じ大きさ及び形状の開口部５０Ａが設けられたセラミツク材料からなる第３のシート５０を第１及び第２のシート４０、４１と一体に焼結するため、焼成された第３のシート５０が補強層として、圧電アクチユエータ２２の元となる多層板５１を補強することができる。
従つてこのような圧電アクチユエータ２２の製造方法によれば、圧電アクチユエータ２２（多層板５１）の取り扱いを容易化でき、また圧電アクチユエータ２２（多層板５１）が破損し難くすることができ、その分圧電アクチユエータ２２の製造時における歩留りを向上させることができる。
以上の構成によれば、圧電材料を用いて形成されたグリーンシートでなる第１及び第２のシート４０、４１の各一面にそれぞれ第１及び第２の導体層４２、４３を形成した後、これら第１及び第２のシート４０、４１をセラミツク材グリーンシートでなる第３のシート５０と一体に焼結し、かくして得られた多層板５１の第１のシート４０を分極すると共に、第１の導体層４２をパターニングするようにして圧電アクチユエータ２２を製造するようにしたことにより、焼成された第３のシート５０を補強層として、圧電アクチユエータ２２の元となる多層板５１を補強して製造時における圧電アクチユエータ２２（多層板５１）の破損を防止し、歩留りを向上させることができ、かくして圧電アクチユエータ２２の生産性を格段的に向上させることができる。
（３）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、本発明による圧電アクチユエータ及びその製造方法をインクジエツトプリントヘツド１４及びその製造方法に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、インクジエツトプリントヘツド１４以外のものに用いられる圧電アクチユエータ及びその製造方法に適用して好適なものである。
また上述の実施の形態においては、圧電アクチユエータ２２の上部電極層３４を、流路板２０の各圧力室２０Ｃにそれぞれ対応させて複数の上部電極３４Ａから構成されるようにパターニングするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、下部電極層３１や下部電極層３１及び上部電極層３４の両方をこのようにパターニングするようにしても良い。この場合例えば下部電極層３１をこのようにパターニングする場合には、図５Ｂに示す工程時に予め第２の導体層４３をそのようなパターンで形成するようにすれば良い。
さらに上述の実施の形態においては、振動板として機能する第２の圧電層３２及び分極用電極３３を第１の圧電層３０、上部電極層３４及び下部電極層３１と一体に焼成形成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、第１の圧電層３０の一面及び他面にパターニングされた又はパターニングされていない上部電極層３４及び下部電極層３１をそれぞれ形成した後、これを所定材料からなる振動板に接着剤等により貼りつけるようにして圧電アクチユエータを形成するようにしても良い。
さらに上述の実施の形態においては、一面に複数の凹部でなる圧力室が設けられた圧力室形成部としての流路板２０及びインク板２１を図２及び図３のように構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の構成を広く適用することができる。
さらに上述の実施の形態においては、図６Ｃについて上述したように、多層板４５の第１の導体層４２のみをパターニングするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、多層板４５の第１の導体層４２をパターニングする際、図１０に示すように、例えばサンドブラスト法を用いて第１の導体層４２と一体に第１のシート４０（第１の圧電層３０に相当）をも各上部電極３４Ａの直下の部分だけが残存するように又は少なくとも各上部電極３４Ａ間が分離するようにパターニングするようにしても良い。
このようにすることによつてそれぞれ個別のアクチユエータとして機能する圧電アクチユエータ２２の各上部電極３４Ａ直下の部位がそれぞれ隣接するアクチユエータの影響を受け難くすることができる。またこのようにすることによつて、サンドブラスト法による加工量のコントロールを比較的ラフにすることができる。
さらに上述の実施の形態においては、振動層として機能する第２の圧電層３２のもととなる第２のシート４１を圧電材料を用いて形成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の材料を広く適用できる。
さらに上述の実施の形態においては、流路板２０の各圧力室２０Ｃ内に変位して当該圧力室２０Ｃ内に圧力を発生させる振動層を第２の圧電層３２と分極用電極層３３とで構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、振動層の構成としてはこの他種々の構成を広く適用できる。
さらに上述の実施の形態においては、圧電アクチユエータ２２を上部電極層３４、第１の圧電層３０、下部電極層３１、第２の圧電層３２及び分極用電極層３３の５層構造とするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、分極用電極層３３を省略して４層構造の圧電アクチユエータを構築するようにしても良い。
そしてこの場合にはこの圧電アクチユエータを流路板２０の他面２０Ｂに位置決めして貼着した後、上部電極層３４の各上部電極３４Ａ及び下部電極層３１間に電位を印加するようにして各上部電極３４Ａ及び下部電極層３１間のみを分極すれば良い。因にこの場合、圧電アクチユエータに分極処理に伴う反りが発生するもののこれをイニシヤライズとすれば良く、このようにすることによつて少なくとも圧電アクチユエータの反りに起因する流路板２０への貼着時の不具合が発生するのを未然に防止することができる。
また圧電アクチユエータ２２を上部電極層３４と、第１の圧電層３０と、下部電極層３１と、圧電材料以外の他の所定材料からなる振動層との４層構造に構築するようにしても良い。ただしこの場合、振動層の固有振動周波数を上げる必要があるため、振動層の材料としてはヤング率の高い例えばジルコニアやアルミナなどのセラミツク材料等を適用することが望ましい。
さらに圧電アクチユエータ２２を上部電極層３４、第１の圧電層３０及び下部電極層３１の３層構造とするようにしても良い。ただしこの場合には、下部電極層３１を上部電極層３４の２倍以上の厚みをもたせて形成し、その流路板２０との対向面側の一部を振動層として利用するようにする。そしてこの場合には下部電極層３１の材料として、ヤング率が高く耐インク性に優れたニツケル等の金属や導電性セラミツクなどを採用するようにすれば良い。
さらに上述の実施の形態においては、圧電アクチユエータ２２を図５及び図６や、図７及び図８について上述したようなグリーンシートを用て製造するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばスパツタリング法、印刷法及びめつき法などにより導電材料及び圧電材料を順次積層形成するようにして圧電アクチユエータ２２を製造するようにしても良く、要は、接着剤を用いることなく上部電極層、第１の圧電層、下部電極層及び振動層を順次直接積層形成し得る多層板の製造プロセスを用いて圧電アクチユエータ２２を製造するようにするのであれば、圧電アクチユエータ２２の製造プロセスとしてはこの他種々の多層板製造プロセスを広く適用することができる。
さらに上述の実施の形態においては、第３のシート５０の材料としてセラミツク材料を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は、焼成された第３のシート５０の強度として、多層板５１の取り扱い時における湾曲等を防止して、不用意な破損を回避できるような強度が得られるのであれば、第３のシート５０の材料としてはこの他種々の材料を広く適用することができる。
さらに上述の実施の形態においては、流路板２０の圧力室２０Ｃ内に変位して当該圧力室２０Ｃ内に圧力を発生させる圧電アクチユエータ２２の振動層を、圧電材料からなる第２の圧電層３２及び導電材料からなる分極用電極層３３で構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、振動層の構成や材料としてはこの他種々の構成及び材料を広く適用することができる。
さらに上述の実施の形態においては、多層板５１の一面側でなる第１の導体層４２上に第３のシート５０を当該多層板５１と一体に積層形成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、多層板５１の他面側でなる第３の導体層４４上に第３のシート５０を当該多層板５１と一体に積層形成する（すなわち下層から順番に第３のシート５０、第３の導体層４４、第２のシート４１、第２の導体層４３、第１のシート４０及び第１の導体層４２の順番で第１〜第３のシート４０、４１、５０を重ね合わせて焼結する）ようにしても良い。
さちに上述の実施の形態においては、第３のシート５０に図９のように開口部５０Ａを設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、開口部５０Ａの形態としてはこの他種々の形態を広く適用することができる。
産業上の利用可能性
本発明は、インクジエツトプリンタ装置に利用することができる。

Claims (1)

1. 圧電材料からなる圧電層の一面に導電材料からなる上部電極層が積層され、かつ上記圧電層の他面に導電材料からなる下部電極層を介して所定材料からなる振動層が積層された多層板を形成すると共に、当該多層板の一面側又は他面側に、所定の大きさ及び形状の開口部が設けられた所定の強度を有する補強層を上記多層板と一体に積層形成する第１の工程と、
   上記多層板に所定の加工処理を施す第２の工程と、
   上記補強層の上記開口部から露出する上記多層板の有効部位を当該多層板の他の部分から切り離す第３の工程と
   を具えることを特徴とする圧電アクチユエータの製造方法。

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