特許ウォッチ

公開番号2025135105
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-18
出願番号2024032708
出願日2024-03-05
発明の名称圧電アクチュエータ
出願人ブラザー工業株式会社
代理人弁理士法人ATEN
主分類B41J 2/14 20060101AFI20250910BHJP(印刷;線画機;タイプライター;スタンプ)
要約【課題】圧電層に割れが生じにくくかつ絶縁破壊が生じにくい圧電アクチュエータを提供する。
【解決手段】アクチュエータ部材22は、4つの圧電層41～44と、4つの電極層71～74とを有する。電極層71は、高電位が付与された補助電極56Aと、低電位が付与された補助電極56Bとを含む。電極層72は、2つの補助電極56A,56Bのそれぞれと第3方向D3に重なる2つの浮き電極61A,61Bを含む。電極層73は、2つの浮き電極61A,61Bと第3方向D3に重なるように第1方向D1に延びる浮き電極62Aを含む。
【選択図】図11
特許請求の範囲【請求項１】
第１圧電層と、前記第１圧電層の下方に積層された第２圧電層と、前記第１圧電層の上面に配置された第１電極層と、前記第１圧電層と前記第２圧電層との間に配置された第２電極層と、前記第２圧電層の下方に配置された第３電極層と、を備えた圧電アクチュエータであって、
前記第１電極層は、高電位に保持される第１高電位電極、前記高電位よりも低い電位である低電位に保持される第１低電位電極、及び、上下方向に直交する第１方向において前記第１高電位電極と前記第１低電位電極との間で互いに隣接する２つの補助電極を含み、
前記第２電極層は、前記第１高電位電極と接続された第２高電位電極、及び、前記第１低電位電極と接続された第２低電位電極を含み、
前記第３電極層は、前記第２低電位電極と接続された第３低電位電極を含み、
前記２つの補助電極のうち、一方の補助電極が前記高電位に保持され、他方の補助電極が前記低電位に保持され、
前記第２電極層は、前記第１方向に互いに離れて配置され電位が付与されない２つの第１浮き電極であって、前記２つの補助電極のそれぞれと前記上下方向に重なる２つの第１浮き電極を含み、
前記第３電極層は、電位が付与されない第２浮き電極であって、前記２つの第１浮き電極と前記上下方向に重なるように前記第１方向に延びる第２浮き電極を含むことを特徴とする圧電アクチュエータ。
続きを表示（約 600 文字）【請求項２】
前記第２圧電層の下方に積層され、前記第２圧電層との間に前記第３電極層を挟む第３圧電層と、
前記第３圧電層の下方に積層された第４圧電層と、
前記第３圧電層と前記第４圧電層との間に配置された第４電極層と、をさらに備え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】
前記第４電極層は、前記第３低電位電極と接続された第４低電位電極、及び、前記第１方向に互いに離れて配置され電位が付与されない２つの第３浮き電極であって、前記２つの補助電極のそれぞれと前記上下方向に重なる２つの第３浮き電極を含むことを特徴とする請求項２に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項４】
前記２つの第３浮き電極のうち、一方の第３浮き電極が、前記第１高電位電極及び前記一方の補助電極と前記上下方向に重なるように前記第１方向に延び、他方の第３浮き電極が、前記第１低電位電極及び前記他方の補助電極と前記上下方向に重なるように前記第１方向に延びていることを特徴とする請求項３に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項５】
前記第１浮き電極、及び、前記第２浮き電極は、前記第１方向に前記２つの補助電極を結ぶ線分の中点を通り前記上下方向に沿って延びる中心線に対して対称に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。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の圧電層及び複数の電極層で構成される圧電アクチュエータに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、厚み方向（上下方向）に積層された複数の圧電層と、最も上方の圧電層（第１圧電層）上に配置された複数の接続電極を含む第１電極層と、中央の圧電層（第２圧電層）上に配置され、第１電極層の接続電極の一部（第１高電位電極）と接続された高電位電極（第２高電位電極）及び第１電極層の接続電極の別の一部（第１低電位電極）と接続された接続電極（第２低電位電極）を含む第２電極層と、中央の圧電層の下面に配置され、第２電極層の接続電極と接続された低電位電極（第３低電位電極）を含む第３電極層とを含む圧電アクチュエータについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－０５４６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１において、第１電極層の複数の接続電極は、第２電極層の高電位電極及び接続電極のいずれとも接続されない複数の電極を含む。当該電極の下方に、第２電極層の浮き電極と、第３電極層の浮き電極とが配置されている。第２電極層の浮き電極及び第３電極層の浮き電極は、いずれも、第１電極層の上記電極の１つずつと積層方向に重なっている。圧電アクチュエータには、上下方向と直交する方向（第１方向）において、電極のない領域が存在する。この場合、圧電層に割れが生じやすくなる。
【０００５】
圧電層の割れを抑制するために、第１電極層の上記複数の電極に跨るように第２電極層の浮き電極を上記直交する方向に延ばすことが考えられる。しかしながら、上記複数の電極が高電位に保持された電極と低電位に保持された電極とを含む場合、これら電極と第２電極層の浮き電極とは、１枚の薄い圧電層で離隔されているだけであるため、圧電層の微小なクラックやマイグレーションにより電気的に接続された状態となりやすい。つまり、圧電アクチュエータに絶縁破壊が生じやすい。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、圧電層に割れが生じにくくかつ絶縁破壊が生じにくい圧電アクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の圧電アクチュエータは、第１圧電層と、前記第１圧電層の下方に積層された第２圧電層と、前記第１圧電層の上面に配置された第１電極層と、前記第１圧電層と前記第２圧電層との間に配置された第２電極層と、前記第２圧電層の下方に配置された第３電極層と、を備えた圧電アクチュエータであって、前記第１電極層は、高電位に保持される第１高電位電極、前記高電位よりも低い電位である低電位に保持される第１低電位電極、及び、上下方向に直交する第１方向において前記第１高電位電極と前記第１低電位電極との間で互いに隣接する２つの補助電極を含み、前記第２電極層は、前記第１高電位電極と接続された第２高電位電極、及び、前記第１低電位電極と接続された第２低電位電極を含み、前記第３電極層は、前記第２低電位電極と接続された第３低電位電極を含み、前記２つの補助電極のうち、一方の補助電極が前記高電位に保持され、他方の補助電極が前記低電位に保持され、前記第２電極層は、前記第１方向に互いに離れて配置され電位が付与されない２つの第１浮き電極であって、前記２つの補助電極のそれぞれと前記上下方向に重なる２つの第１浮き電極を含み、前記第３電極層は、電位が付与されない第２浮き電極であって、前記２つの第１浮き電極と前記上下方向に重なるように前記第１方向に延びる第２浮き電極を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の圧電アクチュエータによると、第２浮き電極が２つの第１浮き電極と上下方向に重なるように第１方向に延びることにより、第１方向において、圧電アクチュエータの２つの第１浮き電極間には、電極のない領域が存在しない。このため、圧電層に割れが生じにくくなる。しかも第２浮き電極は、第１浮き電極よりも２つの補助電極から離隔されているため、圧電アクチュエータに絶縁破壊が生じにくい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の一実施形態に係るアクチュエータ部材を含むプリンタの平面図である。
図１に示すヘッドの平面図である。
図２の領域IIIの拡大図である。
図３のIV－IV線に沿った断面図である。
図３のV－V線に沿った断面図である。
図５の断面におけるアクチュエータ部の動作を示す図である。
アクチュエータ部材を構成する４つの圧電層のうち、上から１番目の圧電層の上面を示す平面図である。
アクチュエータ部材を構成する４つの圧電層のうち、上から２番目の圧電層の上面を示す平面図である。
アクチュエータ部材を構成する４つの圧電層のうち、上から３番目の圧電層の上面を示す平面図である。
アクチュエータ部材を構成する４つの圧電層のうち、上から４番目の圧電層の上面を示す平面図である。
図２のXI－XI線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施形態＞
先ず、図１を参照し、本発明の一実施形態に係るアクチュエータ部材を含むプリンタ１００の全体構成について説明する。なお、以下の説明において、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２は、水平方向であり、第３方向Ｄ３は上下方向である。本実施形態における上下方向は鉛直方向に沿っているが、鉛直方向及び水平方向に対して交差する上下方向であってもよい。第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２は共に第３方向Ｄ３と直交する。第１方向Ｄ１は第２方向Ｄ２と直交する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許