(57)【要約】【課題】課題の１つは、特定のバインダーを用いることによって環境負荷を低減させたセラミックスの製造方法を提供することにある。【解決手段】セラミックスの製造方法は、アルギン酸塩、アルギン酸誘導体および寒天から選択される少なくとも一種と、チタン酸バリウム粒子と、水と、を含む、チタン酸バリウム分散体を得る工程と、前記チタン酸バリウム分散体を所望の形状に成形し、チタン酸バリウム成形体を得る工程と、前記チタン酸バリウム成形体を熱処理する工程と、を含むことを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルギン酸塩、アルギン酸誘導体および寒天から選択される少なくとも一種と、チタン酸バリウム粒子と、水と、を含む、チタン酸バリウム分散体を得る工程と、
前記チタン酸バリウム分散体を所望の形状に成形し、チタン酸バリウム成形体を得る工程と、
前記チタン酸バリウム成形体を焼成する工程と、
を含む、セラミックスの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記チタン酸バリウム粒子の平均粒子径である体積基準メジアン径ｄ５０は、５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の範囲にある、セラミックスの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記チタン酸バリウム成形体は、シート状である、セラミックスの製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のセラミックスの製造方法によって製造された、セラミックス。
【請求項５】
請求項４に記載のセラミックスを含む、圧電アクチュエーター。
【請求項６】
請求項５に記載の圧電アクチュエーターを含む、液体噴射ヘッド。
【請求項７】
請求項６に記載の液体噴射ヘッドを含む、液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックスの製造方法、セラミックス、圧電アクチュエーター、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧電アクチュエーター等に用いられるセラミックスは、例えば以下のように製造される。まず、セラミックス粉体に、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等の有機成分バインダー（結合剤）や可塑剤、有機溶剤（分散剤）、消泡剤等を添加して、混合・撹拌することにより、スラリーを調合する。次に、得られたスラリーをシート状に成形し、成形されたシートを積層・圧着した後、脱バインダー工程、焼結工程を経て積層セラミックスを製造する。
【０００３】
例えば、特開２００６−３１５９２７には、圧電セラミックスの製造方法として、バインダーにポリビニルアルコールを用いてチタン酸バリウム粉末を成形することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３１５９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明に係る幾つかの態様は、特定のバインダーを用いることによって環境負荷を低減させたセラミックスの製造方法を提供することにある。
【０００６】
本発明に係る幾つかの態様は、特定のバインダーを用いることによって環境負荷を低減させたセラミックスを提供することにある。
【０００７】
本発明に係る幾つかの態様は、前記セラミックスを含む圧電アクチュエーターを提供することにある。
【０００８】
本発明に係る幾つかの態様は、前記圧電アクチュエーターを含む液体噴射ヘッドを提供することにある。
【０００９】
本発明に係る幾つかの態様は、前記液体噴射ヘッドを含む液体噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明の態様の１つに係るセラミックスの製造方法は、
アルギン酸塩、アルギン酸誘導体および寒天から選択される少なくとも一種と、チタン酸バリウム粒子と、水と、を含む、チタン酸バリウム分散体を得る工程と、
前記チタン酸バリウム分散体を所望の形状に成形し、チタン酸バリウム成形体を得る工程と、
前記チタン酸バリウム成形体を熱処理する工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明の態様の１つに係るセラミックスの製造方法によって、特定のバインダーを用いることによって環境負荷を低減させることができる。
【００１２】
（２）本発明の態様の１つに係るセラミックスの製造方法において、前記チタン酸バリウム粒子の平均粒子径である体積基準メジアン径ｄ５０は、５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の範囲にあることができる。
【００１３】
（３）本発明の態様の１つに係るセラミックスの製造方法において、前記チタン酸バリウム成形体は、シート状であることができる。
【００１４】
（４）本発明の態様の１つに係るセラミックスは、上記セラミックスの製造方法によって製造されることを特徴とする。
【００１５】
（５）本発明の態様の１つに係る圧電アクチュエーターは、上記セラミックスを含むことを特徴とする。
【００１６】
（６）本発明の態様の１つに係る液体噴射ヘッドは、上記圧電アクチュエーターを含むことを特徴とする。
【００１７】
（７）本発明の態様の１つに係る液体噴射装置は、上記液体噴射ヘッドを含むことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係るセラミックスの製造工程を示すフローチャート図。
【図２】実施例１のセラミックスのＸＲＤを示す図。
【図３】本実施形態の圧電アクチュエーターを模式的に示す断面図。
【図４】本実施形態の液体噴射ヘッドを模式的に示す斜視図。
【図５】本実施形態の液体噴射装置を模式的に示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態の一例について説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。
【００２０】
１．  セラミックスの製造方法
本発明の態様の１つに係るセラミックスの製造方法は、アルギン酸塩、アルギン酸誘導体および寒天から選択される少なくとも一種と、チタン酸バリウム粒子と、水と、を含む、チタン酸バリウム分散体を得る工程と、前記チタン酸バリウム分散体を所望の形状に成形し、チタン酸バリウム成形体を得る工程と、前記チタン酸バリウム成形体を熱処理する工程と、を含むことを特徴とする。
【００２１】
図１は、本実施形態に係るセラミックスの製造工程を示すフローチャート図である。以下、図１を参照しながら、本実施形態に係るセラミックスの製造方法について説明する。
【００２２】
本実施形態に係るチタン酸バリウム分散体を得る工程では、まず、アルギン酸塩、アルギン酸誘導体および寒天から選択される少なくとも一種（以下、「水溶性ポリマー」ともいう。）とチタン酸バリウム粒子と水とを準備する（ステップＳ１）。
【００２３】
本実施形態に係る水溶性ポリマーは、チタン酸バリウム粒子同士を結合させるバインダーの役割を有している。水溶性ポリマーの添加量は、チタン酸バリウム粒子同士を十分に結合できる量を添加すればよく、好ましくはチタン酸バリウム粒子１００質量部に対して、０．２質量部以上５０質量部以下である。水溶性ポリマーの添加量が上記範囲を超えると、チタン酸バリウム分散体の粘度が上昇し、チタン酸バリウム粒子の分散性が悪化する場合がある。また、水溶性ポリマーの添加量が上記範囲未満であると、チタン酸バリウム粒子同士を十分に結合できない場合がある。
【００２４】
アルギン酸塩としては、水溶性であることが好ましく、例えばアルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウム、アルギン酸アンモニウム等が挙げられる。アルギン酸誘導体としては、水溶性であることが好ましく、例えばアルギン酸プロピレングリコールエステル等のアルギン酸エステルが挙げられる。
【００２５】
本実施形態に係るチタン酸バリウム粒子は、公知のゾルゲル法、マイクロエマルジョン法、水熱合成法、共沈法、シュウ酸塩法、クエン酸塩法などの液相法、固相法、および気相法等によって作成されたものを用いることができる。
【００２６】
また、チタン酸バリウム粒子は、所望の粒子径にまで粒度を調製したものを用いることができる。粒度の調整方法としては、特に限定されず、公知の物理的粉砕方法を用いることができる。物理的粉砕方法としては、例えばビーズミル、サンドミル、アトライター、ボールミル、遊星ボールミルおよびジェットミル等の粉砕法を適宜利用できる。また、粉砕装置に、ジルコニアボール等の粉砕メディアを加えて、チタン酸バリウム粒子の粒度が微細で、均一となるまで混合粉砕を行うことができる。また、粒度調整を行った後、ジルコニアボール等の粉砕メディアを取り除き、熱処理を行うことによって、粒度調整のために加えられた分散媒を乾燥除去してもよい。これによって、チタン酸バリウム粒子を例えば、ナノレベルの微細構造で、均一な組成にすることができる。
【００２７】
チタン酸バリウム粒子の平均粒子径である体積基準のメジアン径ｄ５０は、好ましくは５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。チタン酸バリウム粒子のメジアン径ｄ５０が上記範囲内にあると、後述するチタン酸バリウム焼結体の密度を向上させることができる。また、チタン酸バリウム粒子のメジアン径ｄ５０が上記範囲を超えると、後述するチタン酸バリウム焼結体の密度が低下し、クラック等が発生する場合がある。
【００２８】
本実施形態において用いる水は、上記水溶性ポリマーの溶解に用いることができる。水溶性ポリマーを水に溶解させることで、上記水溶性ポリマーにバインダーとしての機能を付与することができる。水の添加量は、チタン酸バリウム分散体が所望の粘度となるように添加されれば、特に限定されるものではない。
【００２９】
次に、水溶性ポリマー、チタン酸バリウム粒子および水を混合し、チタン酸バリウム分散体を得る（ステップＳ２）。水溶性ポリマー、チタン酸バリウム粒子および水を所定の割合で混合することで、所望の粘度を有するチタン酸バリウム分散体を得ることができる。
【００３０】
混合方法としては、上記材料を均一に混合できるのであれば特に限定されないが、例えば、ビーズミル、サンドミル、アトライター、ボールミル、遊星ボールミル、ジェットミル等を用いて混合することができる。
【００３１】
水溶性ポリマー、チタン酸バリウム粒子および水をそれぞれ添加する方法としては、特に限定されないが、以下の様な方法で行うことができる。例えば、あらかじめ水溶性ポリマーに水を添加して作成したポリマー水溶液に、チタンバリウム粒子を添加することことによって混合することができる。また、水溶性ポリマー、チタン酸バリウム粒子および水を同時に添加することによって混合することもできる。
【００３２】
これらの中でも、あらかじめ水溶性ポリマーに水を添加してポリマー水溶液を作成し、チタン酸バリウムに添加する方法が好ましい。これによれば、チタン酸バリウム粒子間に水溶性ポリマーを均一に行き渡らせることができるためである。
【００３３】
上記混合工程において、さらに、必要に応じて有機溶媒、可塑剤、分散剤等を添加することができる。このように得られたチタン酸バリウム分散体は、いわゆるグリーンシートを形成するためのスラリーとして用いることができる。
【００３４】
次に、上記のチタン酸バリウム分散体を所望の形状に成形し、チタン酸バリウム成形体を得る（ステップＳ３）。チタン酸バリウム成形体の形状は、作成するセラミックスの用途に合わせて適宜決定されればよい。例えば、チタン酸バリウム分散体をペレット状に成形して製造されたチタン酸バリウム成形体や、シート状に塗布して製造されたチタン酸バリウム膜であることができる。
【００３５】
チタン酸バリウム成形体を得る工程は、チタン酸バリウム分散体に含まれる水分や有機溶媒等の分散媒を除去する乾燥工程と、水溶性バインダー等を除去するいわゆる脱脂工程とを含むことができる。
【００３６】
乾燥工程は、チタン酸バリウム分散体の自然乾燥や、加熱によって行うことができる。チタン酸バリウム分散体の乾燥工程は、チタン酸バリウム分散体を成形する前に行うこともできるし、成形しながら行うこともできるし、成形後に行うこともできる。
【００３７】
例えば、乾燥工程は以下の様に行うことができる。まず、チタン酸バリウム分散体を自然乾燥して、チタン酸バリウム分散体に含まれる分散媒等の一部を除去する。次に、チタン酸バリウム分散体を所望の形状に成形して、チタン酸バリウム成形体を得る。次いでチタン酸バリウム成形体を加熱することによって、さらにチタン酸バリウム成形体に含まれる分散媒等を除去する。このようにして、分散媒等が除去されて乾燥したチタン酸バリウム成形体を得ることができる。
【００３８】
乾燥を加熱によって行う場合の温度は、分散媒を十分に除去できる温度であればよく、好ましくは７０℃以上１５０℃以下である。乾燥工程を加熱によって行う場合の装置としては、特に限定されないが、例えば電気炉、赤外炉、ＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）炉等を用いて行うことができる。
【００３９】
脱脂工程は、チタン酸バリウム成形体を加熱することによって行うことができる。チタン酸バリウム分散体の脱脂工程は、チタン酸バリウム分散体を成形しながら行うこともできるし、成形後に行うこともできる。
【００４０】
脱脂工程の加熱に使用する装置としては、特に限定されないが、例えば電気炉、赤外炉、ＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）炉等を用いて行うことができる。
【００４１】
脱脂温度としては、水溶性ポリマー等が除去される温度であればよいが、好ましくは４００℃以上７００℃以下である。脱脂温度が上記範囲を超えると、チタン酸バリウム粒子同士の結合が急激に進み、セラミックスに空隙等が発生しやすくなる。そのため、セラミックスの相対密度の低下やクラック等の発生原因となる場合がある。また、脱脂温度が上記範囲未満であると、水溶性ポリマー等の除去に時間がかかったり、十分に除去されない場合がある。そのため、チタン酸バリウム粒子同士の結合が不十分となり、セラミックスにクラック等が発生する原因となる。
【００４２】
次に、上記のチタン酸バリウム成形体を焼成する（ステップＳ４）。焼成工程は、チタン酸バリウム分散体を成形した後に行うこともできるし、チタン酸バリウム分散体を成形しながら行うこともできる。
【００４３】
焼成に使用する装置としては、チタン酸バリウム成形体を焼成できるものであれば特に限定されないが、例えば電気炉、赤外炉、ＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）炉等を用いて行うことができる。
【００４４】
焼成によりチタン酸バリウム成形体を結晶化させることで、セラミックスを得る。焼成温度としては、好ましくは９００℃以上１４００℃以下である。焼成温度が上記範囲を超えると、セラミックスにクラックが発生し、良好なセラミックスを得られない場合がある。また、本焼成の温度が上記範囲未満であると、セラミックスの結晶化が不十分となり、良好なセラミックスを得られない場合がある。
【００４５】
以下に、シート状セラミックスの製造方法の一例について説明する。
【００４６】
まず、チタン酸バリウム分散体を有機フィルム上に塗布して、シート状とする。塗布する方法としては、公知の成膜技術を用いて行うことができ、例えばドクターブレード法、デップコート法、スロットダイコート法等を用いることができる。有機フィルムは特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのシートを用いることができる。有機フィルム上に塗布するチタン酸バリウム分散体の厚みは、特に限定されないが、０．５μｍ以上１μｍ以下であることができる。
【００４７】
次いで、シート状のチタン酸バリウム分散体を乾燥させて、チタン酸バリウム膜を得る。乾燥によってチタン酸バリウム分散体中に含まれる分散媒を除去することができる。このようにして得られたチタン酸バリウム膜は、いわゆるグリーンシートとして用いることができる。次いで、チタン酸バリウム膜を加熱して脱脂を行う。脱脂によって、チタン酸バリウム分散体に含まれる水溶性ポリマー等を分解して、除去することができる。
【００４８】
このようにして得られたチタン酸バリウム膜を焼成して、シート状のセラミックスを得ることができる。
【００４９】
以下に、ペレット状セラミックスの製造方法の一例について説明する。
【００５０】
まず、チタン酸バリウム分散体を例えば自然乾燥させて、チタン酸バリウム分散体に含まれる分散媒等の一部を除去する。次いで、乾燥したチタン酸バリウム分散体を所望の形状の成形金型に入れ、公知のプレス機器を用いて１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下の圧力で混合物をプレス処理して、ペレット状のセラミックス成形体を得る。
【００５１】
次いで、得られたペレット状のセラミックス成形体を、公知の加熱装置を用いて、乾燥、脱脂、焼成することで、ペレット状のセラミックスを得ることができる。
【００５２】
また、上述したように、チタン酸バリウム分散体を成形しながら乾燥、脱脂、焼成を連続して行い、ペレット状のセラミックスを得ることもできる。このような場合には、例えば、真空ホットプレス装置を用いて行うことができる。
【００５３】
本実施形態に係るセラミックスの製造方法は、以上の特徴を有する。本実施形態におけるセラミックスの製造方法においては、従来からバインダー成分として用いられてきたポリビニルアルコール（ＰＶＡ）やポリビニルブチラール（ＰＶＢ）に代えて、アルギン酸塩、アルギン酸誘導体および寒天から選択される少なくとも一種を用いる。アルギン酸塩、アルギン酸誘導体および寒天は、藻類等から生成できる天然由来の材料であるため、環境負荷を低減することができる。
【００５４】
また、本実施形態に係るセラミックスの製造方法において、チタン酸バリウム粒子の平均粒子径である体積基準のメジアン径ｄ５０が、５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下のものを用いることができる。そのため、相対密度９０％以上の緻密化されたチタン酸バリウムセラミックスを得ることができる。
【００５５】
また、本実施形態に係るセラミックスの製造方法によれば、２５０ｐＣ／Ｎ以上の良好な圧電特性を有するチタン酸バリウムセラミックスを得ることができる。
【００５６】
２．  実施例
以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５７】
２．１  実施例１
実施例１においては、チタン酸バリウムセラミックスを作製し、結晶構造の評価、相対密度および圧電特性を評価した。
【００５８】
具体的には、まず、ビーカーにアルギン酸ナトリウムおよび蒸留水を投入し、１００℃で１時間攪拌することにより、２．０質量％のアルギン酸ナトリウム水溶液を準備した。次に、体積基準メジアン径１００μｍのチタン酸バリウム粒子１０ｇを入れた乳鉢に、２．０質量％のアルギン酸ナトリウム水溶液２．２ｇおよびエチルアルコール５ｇを滴下して、混合した。このようにして、チタン酸バリウム分散体を得た。
【００５９】
次に、チタンバリウム分散体を自然乾燥させて、水やエチルアルコール等の分散媒の一部を除去した。次いで、チタン酸バリウム分散体を成形用金型に入れ、プレス機を用いて、８ＭＰａの圧力でプレス処理し、ペレット状のチタン酸バリウム成形体を得た。次に、チタン酸バリウム成形体を加熱することによってさらに乾燥して、６００℃、２時間の脱脂を行い、１１５０℃、１５時間の焼成を行って、チタン酸バリウム成形体を焼成させたセラミックスを得た。このセラミックスをサンプル１とする。
【００６０】
２．２  評価試験および評価結果
２．２．１  結晶構造の評価試験および評価結果
結晶構造を評価するために、サンプル１のＸＲＤ（Ｘ−ｒａｙ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）測定を行った。この結果を図２に示す。図２によれば、２θ＝２２°，３２°，３９°，４５°，５１°，５６°，６５°，７５°付近にピークが観察された。これらのピークは、チタン酸バリウムに由来するものである。したがって、セラミックス１の結晶構造はチタン酸バリウムであることが確認された。
【００６１】
２．２．２  相対密度の評価試験および評価結果
アルキメデス法を用いてサンプル１の嵩密度（ｇ／ｃｍ３）を測定した。その結果、サンプル１の嵩密度は、５．７ｇ／ｃｍ３であった。チタン酸バリウムの理論密度は、６．０１ｇ／ｃｍ３であることから、サンプル１の相対密度は、９４．８％であり、緻密な結晶構造を有することが確認された。
【００６２】
２．２．３  圧電特性の評価試験および評価結果
圧電特性を測定するため、上記のようにして得られたチタン酸バリウムセラミックスのサンプル１に、スパッタ法を用いて銀（Ａｇ）からなる電極を形成した。これによって、圧電特性測定用のサンプル２を得た。得られたサンプル２をピエゾメーターによって測定して、圧電定数ｄ３３を求めることにより、圧電特性の評価を行った。この結果、サンプル２の圧電定数ｄ３３は、３２４ｐＣ／Ｎであり、高い圧電特性を有することが確認された。
【００６３】
３．  圧電アクチュエーター
次に、上述したセラミックスを用いて形成される積層型の圧電アクチュエーターについて述べる。例えば図３に示すように、積層型の圧電アクチュエーター１００は、圧電体膜３２と、第１電極膜３４と、圧電体膜３２と、第２電極膜３６とが交互に積層されている。さらに、圧電アクチュエーター１００は、積層体の外周に、第１電極膜３４と接続される第１外部電極３８と、第２電極膜３６と接続される第２外部電極４０とを有する。
【００６４】
圧電アクチュエーターは、例えば以下の方法で製造される。
【００６５】
まず、本実施形態に係るチタン酸バリウム分散体をシート状に基材上に塗布して、チタン酸バリウム膜を形成する。チタン酸バリウム分散体およびその塗布方法については、既に述べたので詳細な記載を省略する。
【００６６】
次いで、前記チタン酸バリウム膜を乾燥して、グリーンシートを得る。次に、グリーンシートの上にスクリーン印刷法などで電極膜を形成する。
【００６７】
このようにして得られたグリーンシートを複数積層させることで、グリーンシートと電極膜とが積層された積層体を形成する。ついで、基材を除去した後、前記積層体をプレス機等によって加圧する。加圧は、静水圧プレス、金型プレス等によって行うことができる。これによって、複数の重なり合ったグリーンシートが圧着される。ついで、前記積層体の脱脂、焼成を行ってグリーンシートを結晶化して圧電体膜を形成する。
【００６８】
このようにして得られた積層体を所定の形状に切断して積層体セラミックスチップを形成する。積層体セラミックスチップは、図３に示すように、圧電体膜３２と、第１電極膜３４と、圧電体膜３２と、第２電極膜３６とが交互に積層されている。積層体セラミックスチップの外周に、第１電極膜３４と接続される第１外部電極３８と、第２電極膜３６と接続される第２外部電極４０が形成される。
【００６９】
以上のようにして、圧電アクチュエーター１００が形成される。なお、図示の例では、圧電体膜３２が６層であるが、圧電体膜の数は、適宜選択できる。
【００７０】
４．  液体噴射ヘッド
次に、本実施形態に係る液体噴射ヘッドについて説明する。本実施形態に係る液体噴射ヘッドは、本発明に係る圧電アクチュエーターを有する。以下、上述した圧電アクチュエーター１００を用いた例について説明する。図４は、本実施形態に係る液体噴射ヘッド４００の分解斜視図である。
【００７１】
液体噴射ヘッド４００は、図４に示すように、圧電アクチュエーター１００と、圧力室４１０と、ノズルプレート４２０と、振動板４３０と、を有することができる。
【００７２】
圧力室４１０は、ノズルプレート４２０上に形成されている。圧力室４１０は、ノズルプレート４２０の開口部４２１に連通して形成されている。圧力室４１０は、圧力室基板４１２によって区画されている。圧力室基板４１２は、例えば、ニッケル、銅、シリコンからなる。圧力室４１０は、図４に示すように、供給路４４０を介してリザーバ４５０と連通していることができる。リザーバ４５０は、供給路４４０を介して圧力室４１０に液体を供給することができる。リザーバ４５０には、貫通孔（図示せず）が形成されており、貫通孔を通って外部からリザーバ４５０内に液体が供給される。
【００７３】
振動板４３０は、圧力室４１０上および圧力室基板４１２上に形成されている。振動板４３０の材質としては、圧電アクチュエーター１００によって変形できれば特に限定されず、プラスチック、金属などを用いることができる。より具体的には、振動板４３０は、例えば、ニッケルなどの金属膜、ポリイミドなどの高分子材料膜、二酸化ジルコニウムや二酸化シリコンなどの絶縁膜からなる。振動板４３０は、圧電アクチュエーター１００によって振動（変位）することができる。振動板４３０は、高弾性領域４３２を有してもよい。高弾性領域４３２を有することにより、圧電アクチュエーター１００の変形による圧力を振動板４３０に効率的に伝達することができる。
【００７４】
圧電アクチュエーター１００は、振動板４３０上に形成されている。圧電アクチュエーター１００は、図示はしないが、接着剤などを介して、振動板４３０上に形成されていてもよい。圧電アクチュエーター１００は、与えられる電気信号にしたがって、振動板４３０を上下方向に振動（変位）させることができる。圧電アクチュエーター１００は、複数の電極と複数の圧電体が交互に積層された構造を有する。圧電アクチュエーター１００の電極の延びる方向は、振動板４３０の振動方向に対して垂直（縦モード）である。圧電アクチュエーター１００の上部は、固定基板（図示せず）に固定されている。圧電アクチュエーター１００の電極である金属膜３４，３６（図３参照）は、例えばケーブル（図示せず）によって、外部駆動回路と接続されている。圧電アクチュエーター１００の詳細は上述されているため、省略する。
【００７５】
次に、本実施形態に係る液体噴射ヘッド４００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００７６】
液体噴射ヘッド４００の製造方法は、まず、図４に示すように、ノズルプレート４２０上に圧力室基板４１２を形成する。圧力室基板４１２は、例えば、電鋳法により形成されてもよい。具体的には、ノズルプレート４２０上に所定の形状を有するレジスト層（図示しない）を形成し、めっきを行うことにより、圧力室基板４１２を形成する。レジスト層を除去することにより、圧力室４１０、供給路４４０、リザーバ４５０を形成することができる。
【００７７】
図４に示すように、圧力室４１０上および圧力室基板４１２上に振動板４３０を形成する。振動板４３０は、例えば、めっき法により形成された金属膜を、接着することにより形成されてもよい。次に、振動板４３０上に圧電アクチュエーター１００を形成する。圧電アクチュエーター１００は上述された本実施形態に係る圧電アクチュエーターの製造方法で形成された後、振動板４３０上に接着されてもよい。
【００７８】
以上の工程により、液体噴射ヘッド４００を製造することができる。
【００７９】
５．  液体噴射装置
次に、本実施形態に係る液滴噴射装置について説明する。本実施形態に係る液滴噴射装置は、本発明に係る液体噴射ヘッドを有する。ここでは、本実施形態に係る液滴噴射装置１０００がインクジェットプリンターである場合について説明する。図５は、本実施形態に係る液滴噴射装置１０００を模式的に示す斜視図である。
【００８０】
液滴噴射装置１０００は、ヘッドユニット１０３０と、駆動部１０１０と、制御部１０６０と、を含む。また、液滴噴射装置１０００は、装置本体１０２０と、給紙部１０５０と、記録用紙Ｐを設置するトレイ１０２１と、記録用紙Ｐを排出する排出口１０２２と、装置本体１０２０の上面に配置された操作パネル１０７０と、を含むことができる。
【００８１】
ヘッドユニット１０３０は、例えば、上述した液体噴射装置４００から構成されるインクジェット式記録ヘッド（以下単に「ヘッド」ともいう）を有する。ヘッドユニット１０３０は、さらに、ヘッドにインクを供給するインクカートリッジ１０３１と、ヘッドおよびインクカートリッジ１０３１を搭載した運搬部（キャリッジ）１０３２と、を備える。
【００８２】
駆動部１０１０は、ヘッドユニット１０３０を往復動させることができる。駆動部１０１０は、ヘッドユニット１０３０の駆動源となるキャリッジモーター１０４１と、キャリッジモーター１０４１の回転を受けて、ヘッドユニット１０３０を往復動させる往復動機構１０４２と、を有する。
【００８３】
往復動機構１０４２は、その両端がフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸１０４４と、キャリッジガイド軸１０４４と平行に延在するタイミングベルト１０４３と、を備える。キャリッジガイド軸１０４４は、キャリッジ１０３２が自在に往復動できるようにしながら、キャリッジ１０３２を支持している。さらに、キャリッジ１０３２は、タイミングベルト１０４３の一部に固定されている。キャリッジモーター１０４１の作動により、タイミングベルト１０４３を走行させると、キャリッジガイド軸１０４４に導かれて、ヘッドユニット１０３０が往復動する。この往復動の際に、ヘッドから適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。
【００８４】
制御部１０６０は、ヘッドユニット１０３０、駆動部１０１０および給紙部１０５０を制御することができる。
【００８５】
給紙部１０５０は、記録用紙Ｐをトレイ１０２１からヘッドユニット１０３０側へ送り込むことができる。給紙部１０５０は、その駆動源となる給紙モーター１０５１と、給紙モーター１０５１の作動により回転する給紙ローラー１０５２と、を備える。給紙ローラー１０５２は、記録用紙Ｐの送り経路を挟んで上下に対向する従動ローラー１０５２ａおよび駆動ローラー１０５２ｂを備える。駆動ローラー１０５２ｂは、給紙モーター１０５１に連結されている。制御部１０６０によって供紙部１０５０が駆動されると、記録用紙Ｐは、ヘッドユニット１０３０の下方を通過するように送られる。
【００８６】
ヘッドユニット１０３０、駆動部１０１０、制御部１０６０および給紙部１０５０は、装置本体１０２０の内部に設けられている。
【００８７】
液滴噴射装置１０００は、本発明に係る圧電アクチュエーターの製造方法によって製造された圧電アクチュエーター１００を有することができる。本発明に係る圧電アクチュエーターの製造方法によれば、上述のように、小型化された圧電アクチュエーター１００を得ることができる。そのため、小型化された圧電アクチュエーター１００を有した液滴噴射装置１０００を得ることができる。
【００８８】
なお、上述した例では、液滴噴射装置１０００がインクジェットプリンターである場合について説明したが、本発明のプリンタは、工業的な液体吐出装置として用いられることもできる。この場合に吐出される液体（液状材料）としては、各種の機能性材料を溶媒や分散媒によって適当な粘度に調整したもの、または、メタルフレーク等を含むものなどを用いることができる。
【００８９】
上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００９０】
３２  圧電体膜、３４  第１電極膜、３６  第２電極膜、
１００  圧電アクチュエーター、４００  液体噴射ヘッド、４１０  圧力室、
４１２  圧力室基板、４２０  ノズルプレート、４２１  開口部、４３０  振動板、
４３２  高弾性領域、４４０  供給路、４５０  リザーバ、
１０００  液体噴射装置、１０１０  駆動部、１０２０  装置本体、
１０２１  トレイ、１０２２  排出口、１０３０  ヘッドユニット、
１０３１  インクカートリッジ、１０３２  キャリッジ、
１０４１  キャリッジモーター、１０４２  往復動機構、１０４３  タイミングベルト、
１０４４  キャリッジガイド軸、１０５０  給紙部、１０５１  給紙モーター、
１０５２  給紙ローラー、１０５２ａ  従動ローラー、１０５２ｂ  駆動ローラー、
１０６０  制御部、１０７０  操作パネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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