(57)【要約】【課題】剛性を確保し、駆動電力を抑えつつ変位量の高めることのできる、小型で低コストの圧電アクチュエータを提供する。【解決手段】振動板１上に形成した圧電体薄層２に複数の溝７を設けることで溝により挟まれた圧電体の壁８を複数形成し、圧電体の壁を挟む溝に電極３を埋設して、面方向に圧電体の壁８と電極３とを交互に複数配置する。電極に電圧を印加して個々の圧電体の壁８に生じる変位を生じさせて薄層を面方向に変形させ、薄層と一体的に設けられた振動板を撓ませる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
面方向に圧電体と電極とを交互に複数配置した第１層部分と、該面方向にわたって延在するように厚み方向に該第１層部分と一体的に形成された第２層部分とからなり、該第１層部分の電極への電圧印加で該第１層部分が面方向変形して、両層全体が撓むことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１の圧電アクチュエータにおいて、上記第２層部分として振動板を有することを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項３】
請求項２の圧電アクチュエータにおいて、上記第２層部分が振動板によって構成され、上記第１層部分の電極を該第２層部分に接するよう配置したことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項４】
請求項２の圧電アクチュエータにおいて、上記第１層部分と上記振動板との間に該第１層部分の圧電体と連続する圧電体からなる中間層部分を有し、上記第２層部分が、該中間層部分と該振動板とによって構成されることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項５】
請求項１の圧電アクチュエータにおいて、上記第１層部分の圧電体と連続する圧電体層部分を有し、上記第２層部分が該第１層部分の圧電体と連続する圧電体層部分によって構成されることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５の何れか１項に記載の圧電アクチュエータにおいて、上記第１層部分の電極は上記第２層部分に近づくに従い、面方向長さが狭くなるような傾斜角を有するものであり、該傾斜角が４５度以上９０°以下であることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６の何れか１項に記載の圧電アクチュエータにおいて、上記第１層部分の電極の表面は平坦化処理が施されたものであることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６または７の何れか１項に記載の圧電アクチュエータにおいて、上記第１層部分の複数の電極のうち互いに隣接する一方の電極と、他方の電極とが、上記第１層部分と同一面上で対向する櫛歯状の電極であることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１項に記載の圧電アクチュエータにおいて、上記第１層部分の圧電体と電極とが曲線状に配置されたことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の圧電アクチュエータにおいて、上記第１層部分の表面に保護膜を有することを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか１項に記載の圧電アクチュエータにおいて、上記第１層部分の圧電体が面方向に伸張する電圧が印加されることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項１２】
請求項２、３、４、６、７、８、９、１０または１１の何れか１項に記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、振動板上に圧電体の薄膜を形成し、該圧電体の薄膜に複数の溝を形成し、該溝部に電極を埋設することで該圧電体と該電極とを交互に配置して上記第１層部分を形成した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１３】
請求項４または５に記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、圧電体の薄膜の上部に複数の溝を形成し、該溝部に電極を埋設することで該圧電体の薄膜の上部に該圧電体と該電極とを交互に配置して上記第１層部分を形成した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１４】
請求項１乃至１１の何れか１項に記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、圧電材料または電極材料を分散したインクをインクジェットヘッドで吐出し基板上に塗布するインクジェット工法を用いて、上記第１層部分を形成した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１５】
ノズルに連通する液室を形成する基板上に圧電アクチュエータを設け、該圧電アクチュエータに電圧を印加して、前記液室に圧力を発生させることにより該ノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドにおいて、
上記圧電アクチュエータとして請求項１乃至１１の何れか１項に記載の圧電アクチュエータを採用することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１６】
請求項１５の液滴吐出ヘッドにおいて、上記液室と該液室に連通する液体導入口の投影面上は上記圧電アクチュエータの保護膜を除去し、且つ、残りの保護膜を用いて基板を支持する支持基板を接合したことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１７】
請求項１６の液滴吐出ヘッドにおいて、上記液室として２列の千鳥配置される液室列を有し、該液室列の中央に上記電極に電圧を印加する駆動回路を配置し、上記支持基板は該駆動回路が隙間を持って収納される空間と該液体導入口と連通する液体供給口が設けられていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１８】
請求項１５，１６または１７の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、上記圧電アクチュエータに上記第１層部分の圧電体が面方向に伸張している状態に維持する第１の電圧を印加し、次いで該圧電体がさらに面方向に伸張する第２の電圧を印加し、所定時間経過後、該面方向の変位を戻す第３の電圧を印加することにより上記液滴を吐出をさせることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１９】
請求項１５，１６、１７または１８の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、上記液室を形成する基板上に上記圧電アクチュエータを複数形成した液室基板ウェハと、上記支持基板を複数形成した支持基板ウェハとをウェハをウェハレベルで接合した後、個別に切断したヘッドチップを搭載したことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２０】
媒体を搬送しながら、液滴吐出手段により吐出した液滴を該媒体に付着させて画像形成を行う画像形成装置において、
上記前記液滴吐出手段として請求項１５乃至１９の何れか１項に記載の液滴体吐出ヘッドを採用したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電アクチュエータと、圧電アクチュエータの製造方法、その圧電アクチュエータを用いて液滴を吐出する液滴吐出ヘッド、及び、その液滴吐出ヘッドを採用した画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プリンタ、ファックス、複写機、プロッタ、或いはこれらの内の複数の機能を複合した画像形成装置としては、例えばインクの液滴(以下、インク滴という）を、吐出する液滴吐出ヘッドを備えたインクジェット記録装置がある。インクジェット記録装置では、媒体を搬送しながら液滴吐出ヘッドによりインク滴を用紙に付着させて画像形成を行う。ここでの媒体は「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。また、インクジェット記録装置は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。そして、画像形成とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与する（単に液滴を吐出する）ことをも意味する。また、インクとは、所謂インクに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる液体の総称として用いる。
【０００３】
液滴吐出ヘッドでは、ノズルに連通する液室に、振動板と圧電素子とからなる圧電アクチェータを設け、圧電アクチュエータにより液室内に圧力変動を発生させることにより、ノズルから液滴を吐出する構成が知られている。圧電アクチュエータとしては、振動板上に、圧電体と電極とを交互に複数個積層した積層構造の圧電素子を設け、振動板に垂直な方向に電界を加え、電界に対して平行な方向（ｄ３３方向）の変形を直接振動板に伝達して振動板を変位させるものが実用化されている。また、振動板上に、２枚の電極に挟まれた圧電体からなる圧電素子を設け、振動板に垂直な方向に電界を加え、電界に対して垂直な方向（ｄ３１方向）の変形により振動板を撓ませるユニモルフ構造のものが実用化されている。
【０００４】
特許文献１には、液室の隔壁を形成するＳｉ基板上に、直接、振動板と、２枚の電極に挟まれた圧電体の薄膜からなるユニモルフ構造の圧電アクチュエータを形成した液滴吐出ヘッドが記載されている。このような液滴吐出ヘッドは、小型で低コストにできることが評価されて、近年、製品に採用される例が増加している。
【０００５】
また、近年、インクジェット記録装置の高画質、高速の要求から、液滴吐出ヘッドの高集積化が求められている。高集積化の方法としては、１列での集積度は従来と変わらないが多列に並べて見かけ上の集積度を上げる方法と、１列で集積度を上げる方法がある。多列で見かけ上の集積度を上げる方法は、１列で集積度を上げる方法に比べて圧電アクチュエータの面積が大きくなる。ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術により、１枚のＳｉ基板上に複数の圧電アクチェータを形成し、個別のアクチュエータに切り分ける工法では、１枚のＳｉ基板からつくることのできる圧電アクチュエータの数が少なくなる。このため、多列で見かけ上の集積度を上げた液滴吐出ヘッドは高コストとなってしまい、低コスト化のためには１列で集積度を上げる方法が好ましい。
【０００６】
１列で集積度を上げるためには、液室を高密度に配列することが必要であり、並び方向の幅を小さく作ることが必要になる。しかし、ｄ３１方向の変形を利用したユニモルフ構造の圧電アクチュエータを用いる液滴吐出ヘッドで、液室の幅を小さくすると圧電アクチュエータの変位量も小さくなり吐出特性が劣化するという不具合が発生する。
【０００７】
特許文献２には、圧電体層の表面の中央部以外の縁部に配置された環状の上電極と、圧電体層の下面に配置された下電極と、下電極から圧電体層の中央部を貫通する柱部及び上電極と離間した表面部からなる中央電極とを有するユニモルフ構造の圧電アクチュエータが記載されている。
特許文献３には、下電極、圧電体、上電極のうち少なくとも一つの平面形状を櫛歯形状に配列したユニモルフ構造の圧電アクチュエータが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ユニモルフ構造の液滴吐出ヘッドにおいて、圧電アクチュエータの変位量を高めるためには、振動板を薄くする方法が考えられる。しかし、振動板を薄くすると、振動板の剛性が低下して吐出特性が悪くなり、応答周波数が低下したり、粘度の高いインクが吐出できなくなったりするなどの不具合が生じる。また、駆動電圧を高くする方法も考えられるが、消費電力が大きくなるという不具合が生じる。
【０００９】
特許文献２の圧電アクチュエータでは、下電極と上電極との間に生じる電界に加え、中央電極と上電極とに生じる電界により振動板の変位量を高めている。しかし、この電界は圧電体層の表層部のみに形成されるものであり、変位量の格別な増大は期待できない。
特許文献３の圧電アクチュエータでは、下電極、圧電体、上電極のうち少なくとも一つの平面形状を櫛歯形状に配列することにより、液室幅方向の剛性を低くして変位量を高めている。しかしながら、アクチュエータの剛性が低くなるため、上述の振動板の剛性が低下した場合と同様の、剛性不足による不具合が発生することは否めない。
このように、従来のユニモルフ構造の圧電アクチュエータは、剛性を確保し、駆動電圧を抑えつつ、変位量を高めることは難しい。
【００１０】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、剛性を確保し、駆動電力を抑えつつ変位量の高めることのできる、小型で低コストの圧電アクチュエータ、圧電アクチュエータの製造方法、液滴吐出ヘッド、及び、画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、面方向に圧電体と電極とを交互に複数配置した第１層部分と、該面方向にわたって延在するように厚み方向に該第１層部分と一体的に形成された第２層部分とからなり、該第１層部分の電極への電圧印加で該第１層部分が面方向変形して、両層全体が撓むことを特徴とする圧電アクチュエータである。
【００１２】
本発明においては、第１層部分の電極への電圧印加により、電極に挟まれた個々の圧電体が変位することにより、第１層部分全体が面方向変形する。この第１層部分の面方向変形により、第１層部分と、厚み方向に第１層部分に一体的に形成された第２層部分との両層全体が撓む、新しい圧電アクチェータである。この構成では、電極に挟まれる圧電体の個数を増加させように第１層部分の圧電体と電極を設けることで、第１層部分全体の面方向変形を大きくして、両層全体の撓み量を大きくすることができる。このため、従来のユニモルフ構造の圧電アクチュエータのように、アクチュエータ自体の剛性を低下させたり、駆動電圧を上げたりしなくとも、変位量を高めることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、剛性を確保し、駆動電力を抑えつつ変位量の高めることのできる、小型で低コストの圧電アクチュエータを提供することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態の圧電アクチュエータの模式図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は拡大断面図。
【図２】図１の圧電アクチェータの製造工程の一例の説明図。
【図３】本実施形態の他の例の圧電アクチュエータの断面を表わす模式図。
【図４】本実施形態の他の例の圧電アクチュエータの断面を表わす模式図。
【図５】本実施形態の他の例の圧電アクチュエータの断面を表わす模式図。
【図６】本実施形態の他の例の圧電アクチュエータの断面を表わす模式図。
【図７】本実施形態の他の例の圧電アクチュエータの上面を表わす模式図。
【図８】本実施形態の他の例の圧電アクチュエータの上面を表わす模式図。
【図９】本実施形態の他の例の圧電アクチュエータの上面を表わす模式図。
【図１０】本実施形態の液滴吐出ヘッドにおける圧電アクチュエータの上面図。
【図１１】図１０の圧電アクチュエータの断面図であり、（ａ）は液室並び方向断面図、（ｂ）は液室長さ方向断面図。
【図１２】図１１のアクチュエータ基板上に支持基板を接合した断面図であり、（ａ）は液室並び方向Ａ−Ａ断面図、（ｂ）は液室長さ方向Ｂ−Ｂ断面図。
【図１３】本実施形態の液滴吐出ヘッドの全体斜視図。
【図１４】本実施形態の液滴吐出ヘッドの全体断面図。
【図１５】本実施形態の液滴吐出ヘッドの液室長さ方向の断面図。
【図１６】本実施形態の圧電アクチュエータの製法としてＩＪＰ工法を用いた模式図。
【図１７】本実施形態の圧電アクチュエータを駆動する駆動波形の一例。
【図１８】液滴吐出時の圧電アクチュエータをプリロードするための説明図。
【図１９】本実施形態の圧電アクチュエータの製法としてＭＥＭＳ技術を用いた模式図。
【図２０】本実施形態の液滴吐出ヘッドを搭載したライン型インクジェットプリンタの模式図。
【図２１】（ａ）、（ｂ）ユニモルフ構造の圧電素子の断面を表わす模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本実施形態の圧電アクチュエータの表わす模式図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は拡大断面図である。図１の圧電アクチュエータ３７は、面方向に圧電体の壁８と電極３とを交互に複数配置した第１層部分と、振動板１からなる第２層部分とにより構成された圧電アクチュエータである。
【００１６】
図２は、図１の圧電アクチェータの製造工程の一例の説明図である。
この圧電アクチュエータ３７は、金属板またはシリコン基板、ガラス板などで構成された振動板１の一面にピエゾで代表される圧電体薄膜２を形成する（図２（ａ））。圧電体薄膜２は、接着またはスパッタなどの成膜技術で振動板１に積層する。また、振動板１はＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＰＳ（ポリシリコン）、ＳｉＯＮなど比較的ヤング率が高い材料で成膜されているものが好ましい。ただし、振動板１は数μｍ程度以下の厚みのため、後述するように液滴吐出ヘッドの液室基板１５などの基体上に振動板１を成膜し、圧電体薄膜２の活性部の基体を除去し、隔壁１９として残すことが必要となる（図２（ｅ））参照）。
【００１７】
圧電体薄膜２に、フォトリソグラフィイを用いたエッジング工法（以下、フォトリソ工法という）等により、所定のピッチで溝７を形成することで、残部としての圧電体の壁８が形成する(図２（ｂ）)。Ｔｉ，ＳＲＯ、Ｐｔ，Ａｌまたはこれらの組み合わせ等で、溝７に電極３を埋設し（図２（ｃ））、その後、圧電体薄膜２の表面にＳｉＮ、ＳｉＯ２，ＳｉＮ、ＳｉＯ２などで保護膜４を形成する（図２（ｄ））。
【００１８】
電極３は、図１（ａ）に示すように、交互に極性が変わる櫛歯状の電極として形成する。同極性となる電極３同士は、それぞれ第１電極５または第２電極６に接続され、第１電極５と第２電極６とは電源１２に接続する。このような構成により、電極３に挟まれた圧電体の壁８に電界を形成することができる。ここで、圧電体の壁８に電界をかける溝７の電極３はＴｉ，ＳＲＯ，Ｐｔで成膜し、導電体として使用する第１電極５と第２電極６とはＡｌで成膜することがコスト的に有利である。
【００１９】
この圧電アクチュエータ３７では、複数の圧電体の壁８の両側の電極３に電圧を印加することにより、複数の圧電体の壁８に振動板１と平行な方向に電界が形成され、複数の圧電体の壁８にそれぞれ電界方向と平行な方向（ｄ３３方向）の変位（伸び）が生じる。図１（ｃ）は、圧電体の壁８の変位(伸び)を説明するための拡大断面図である。このような変位(伸び)が各圧電体の壁８に発生すると、全体としては複数の壁８で発生した変位(伸び)を合わせた変位力で、図１（ｂ）の円弧に示すように振動板１を撓ませる。このため、圧電体の壁８の数を増加させように溝７を形成することで、振動板１の撓み量を増大できる。また、ｄ３１方向に比べて、大きな変位量が得られるｄ３３方向の変位を利用して振動板の撓みに変換しているので強い変位力を得ることができる。
【００２０】
なお、図面は圧電体の壁８と電極３との配置を模式的に表したものであり、本発明における電極３の幅及び誘電体の壁８の幅は図面に示すものとは限らない。公知の技術では、圧電体薄層２に１［μｍ］〜サブミクロンの幅、間隔を有する溝７が形成し、溝７に１［μｍ］〜サブミクロンの幅となる電極３を埋設することが可能である。これより、後述する具体例のように、１［μｍ］〜サブミクロンの任意の幅を有する圧電体の壁８と、１［μｍ］〜サブミクロンの任意の幅を有する電極３と構成することができる。
【００２１】
以下、より具体的に説明する。
まず、比較例として、ユニモルフ構造の圧電アクチュエータについて説明する。図２１（ａ）は、従来のユニモルフ構造の圧電アクチュエータ１３７の断面図である。従来のユニモルフ構造の圧電アクチュエータ１３７は、振動板１上に、下電極１０２、圧電体薄膜２、上電極１０３を順次積層した圧電素子を形成している。このユニモルフ構造の圧電アクチュエータ１３７では、下電極１０２または上電極１０３に電圧を印加することで、圧電体薄膜２に振動板１と垂直な方向の電界が形成され、電界方向と垂直なｄ３１方向に変位（縮み）が生じる。これを利用しての、図２１(ｂ)の円弧にしめすよう振動板１を撓ませる。
【００２２】
ここで、圧電体薄膜２の幅をＬ、厚みをｔ、印加電圧をＶとすると、圧電体薄膜２自身の変位量ΔＬ３１は、ΔＬ３１＝Ｌ×ｄ３１×Ｖ／Ｔ  （ｄ３１は、圧電体のｄ３１方向の比例係数）であらわされる。例えば、Ｌ＝６０［μｍ］、ｔ＝２０［μｍ］、Ｖ＝３０［Ｖ］とし、ｄ３１＝−２００［ｐｍ／ｍ］とすると、圧電体薄膜２自身はΔＬ３１＝−１．８×１０−７［ｍ］縮むことになる。
【００２３】
一方、図１の圧電アクチュエータにおいては、一つの圧電体の壁８に発生する変位量ΔＬ３３は、ΔＬ３３＝ｄ３３×Ｖ  （ｄ３３は、圧電体のｄ３３方向の比例係数）であらわされる。例えば、壁８の幅Ｌｋを２［μｍ］とすると、ｄ３３＝４００［ｐｍ／ｍ］とすると、圧電体の壁８自身はΔＬ３３＝１．２×１０−８［ｍ］伸びることになる。仮に、電極３の幅Ｗｅを０として、Ｌｋ＝２［μｍ］の圧電体の壁８を幅方向に重ねたＬ＝６０［μｍ］の圧電体薄膜２とすると、６０÷２＝３０で、３０個の圧電体の壁８を有することになる。圧電体薄膜２全体のΔＬ３３＝一つの圧電体の壁８に発生する変位量ΔＬ３３×(圧電体の壁８の数）  であり、圧電体薄膜２全体のΔＬ３３＝１．２×１０−８×３０＝３．６×１０−７［ｍ］の伸びが得られる。Ｌ＝６０［μｍ］の圧電体薄膜２としてのΔＬ３１とΔＬ３３の比をとると、ΔＬ３１／ΔＬ３３＝（−１．８×１０−７）／（３．６×１０−７＝−１／２  となる。これは、ｄ３１＝−２００［ｐｍ／ｍ］とｄ３３＝４００［ｐｍ／ｍ］の比率に対応している。
【００２４】
実際の図１の圧電アクチュエータにおいては、電極３は幅Ｗｅを有している。Ｌ＝６０［μｍ］の圧電体薄膜２に、壁８の幅Ｌｋを２［μｍ］、電極の幅Ｗｅ＝２［μｍ］となるよう溝７を形成すると、壁８の数は１５個になる。この時の、圧電体薄膜２としてのΔＬ３３＝１．２×１０−８×１５＝１．８×１０−７［ｍ］となり、ΔＬ３１と同じ変位量となる。圧電体の壁８の幅Ｌｋ＝１［μｍ］、電極の幅Ｗｅ＝１［μｍ］となるよう溝７を形成すると、壁８の数は３０個になる。この時の、圧電体薄膜２としてのΔＬ３３＝１．２×１０−８×３０＝３．６×１０−７［ｍ］となり、ΔＬ３１の倍の変位量となる。このように、本時実施形態では、圧電体の壁８の数を増加させように溝７を形成して電極３を設けることで、圧電体薄膜２全体としての変位量を大きくして、振動板１の撓み量を増大できる。
【００２５】
図３は、本実施形態の他の例の圧電アクチュエータの断面を表わす模式図である。圧電体薄膜２に形成する溝の形状は、下部になるに従い狭くなるような傾斜角９を付けて形成することが好ましい。これにより、電極３の埋設が容易とすることができる。傾斜角９としては、４５度以上９０度以下が好ましい。また、このような傾斜角９を有することで、圧電体の壁８の厚さ方向に変位による力が効率よく伝えられる。
【００２６】
図４は、本実施形態の他の例の圧電アクチュエータの断面を表わす模式図である。電極３はスパッタなどで成膜する時、図５に示すように、溝７の上部が凹状になる場合がある。このような場合は、凹状の部分を埋めるようにＳｉＯ２などの絶縁体１１を形成し、平坦化処理などで平面性を向上させることが良い。平面性が良いと、後述する液滴吐出ヘッドの形成時に、支持基板２１との接合時の隙間設定が容易になる。逆に、圧電体薄膜２より上部に電極３が成膜される場合は、少なくとも圧電体の壁８の上部の電極３はエッチング等で除去する必要がある。隣り合う電極３は絶縁性を保つ必要がある。このため、電極３を成膜後、溝７からはみ出した電極３は前述のようにエッチングで除去するか、平坦化処理をすることにより、確実な縁面距離を確保することが重要である。これにより、圧電アクチュエータ３７の、信頼性、歩留まりを向上できる。
【００２７】
図６は、本実施形態の他の例の圧電アクチュエータの断面を表わす模式図である。この圧電アクチュエータは、圧電体薄層２の下部に圧電体を残して上部に複数の溝７を設けたものであり、振動板１を設けない構成である。
図６の圧電アクチュエータおいては、圧電体薄層２の下部に圧電体を残して、上部に複数の溝７を設け、圧電体薄層２上部に溝７により挟まれた圧電体の壁８を複数形成する。そして、壁８の両側の溝７に埋設した電極３に電圧を印加する。この構成では、溝７が形成されていない圧電体薄層２の下部２ａは、ほぼ不活性領域となって、振動板１の機能を有する。このため、図６に示すように、振動板１を設けずに、溝７が形成されていない圧電体薄層２の下部２ａを振動板１の代わりに用いることが可能である。すなわち、この圧電アクチュエータ３７は、圧電体薄膜２の上部が第１層部分、圧電体薄層２の下部２ａが第２層部分である。この構成では、圧電体薄層２の下部２ａと圧電体薄膜の壁８が一体に構成されることで、強度を確保することができる。さらに、振動板製作工程を省略できるので、低コスト化が図れる。
【００２８】
また、図５に示すように、振動板１上の圧電体薄層２の下部２ａに圧電体を残して、上部に複数の溝７を設けた構成とすることもできる。この圧電アクチュエータ３７は、圧電体薄膜２の上部が第１層部分、中間層部分となる圧電体薄層２の下部２ａと振動板１とで本発明の第２層部分を構成する。図５の圧電アクチュエータにおいては、上記形状の溝７を設けることにより、中間層部分を剛性の調整、圧電体薄膜２の成膜時の熱による残留応力によるそりの調整等で自由度が増える効果が得られる。
【００２９】
図７、８、９は、本実施形態の他の例の圧電アクチュエータの上面を表わす模式図である。なお、図７、８，９においては、保護膜４を省略して示している。本実施形態の圧電アクチュエータにおける電極３は、直線状とは限らない。例えば、図７に示すように円弧状であったり、図８に示すように波型であったりしても良い。異型（楕円、平行四辺形など）なアクチュエータの形状でも曲線と直線を組み合わせることにより電極３の面積効率が良い高出力の圧電アクチュエータ３７を構成できる。例えば、図９では、楕円形状のアクチュエータから第１電極５と第２電極６を取り出すため、中央部から引き出し線５ａ、６ａを左右に形成する。それぞれの引き出し線５ａ、６ａと同極性の電極３は接続し、異極性の電極３は溝７を形成しない圧電体薄膜２でそれぞれを絶縁している。図７、８の構成では圧電体の壁８の変位方向は楕円の主に短辺方向であるが、図９の構成では円周全体に変位する電極形状となっている。このように、効率的な電極３の配置とすることで、変位量が大きい圧電アクチュエータ３７を作ることができる。また、電極３を両側に取り出せる構成であり、実用的な配線となっている。
【００３０】
次に、本実施形態の圧電アクチュエータ３７を採用した液滴吐出ヘッド４０について図に基づき説明する。図１０は本実施形態の液滴吐出ヘッドにおける圧電アクチュエータの上面図である。なお、液滴吐出ヘッド４０の圧電アクチュエータ３７は左右対称に構成されているが、図１０ではその右半分のみを示している。図１１（ａ）は本実施形態の液滴吐出ヘッドにおける圧電アクチュエータの液室並び方向断面図であり、図１０のＡ−Ａ断面をしめしたものである。図１２（ｂ）、本実施形態の液滴吐出ヘッドにおける圧電アクチュエータの液室長さ方向の断面図であり、図１０のＢ−Ｂ断面図を示している。
【００３１】
図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッドは、個別の液室１８の側壁部を形成するＳｉ基板からなる液室基板１５の片側に、液室１８の一壁面となる振動板１と、振動板１上にスパッタ、Ｓｏｌｇｅｌ法等で成膜した圧電体薄膜２を有している。この圧電体薄膜２は、複数の溝７を形成し、その溝７にスパッタ等で電極３が埋設され、圧電アクチュエータ３７が形成される。液室基板１５の振動板１と反対側には、ノズルを有するノズル板１６が接合され、ノズルに連通する各液室１８が形成される。
【００３２】
圧電アクチュエータ３７の配線について、図１０を参照して説明する。圧電アクチュエータ３７は各液室（図１０では不図示）１８の上部にそれぞれが配設されている。各圧電アクチュエータ３７の第１電極５は個別電極として、第２電極６は他の圧電アクチュエータ３７との共通の電極として配線されている。各液室１８で個別電極となる第１電極５には駆動ＩＣ２３を接続するハンダ又は金などで形成されるバンプ１４が設けられている。圧電アクチュエータ３７の一部である保護膜４は液室１８の投影部及び液体導入口１３は振動板１とともにエッチング等で除去されている。なお、図１０中、Ｃ、Ｄ部は切り欠き部を示し、保護膜４の下部を表している。
【００３３】
本実施形態の圧電アクチュエータ３７では、第１電極（個別電極）５と第２電極（共通電極）は、上下に圧電体薄膜２を挟む構成ではないので、同一面上に同時に第１電極（個別電極）５と第２電極（共通電極）を成膜できる。このため、従来の上下の電極で圧電体薄膜２を挟むユニモルフ構造の圧電アクチュエータで必要な層間絶縁膜や、層間絶縁膜を介して電極と接続するための配線部材等が不要になり、成膜プロセスが大幅に簡略化できる。
【００３４】
図１１（ａ）のＡ−Ａ断面図に示すように、液室１８の投影部の保護膜４は除去され、各液室を分けている隔壁１９に対応する圧電体２の上部に形成された保護膜４は残されている。また、図１１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図に示すように、液体導入口１３は流体抵抗２０を介して液室１８と連通している。
【００３５】
図１２（ａ）、（ｂ）は、アクチュエータ基板３８の断面図であり、（ａ）は液室並び方向の断面図、（ｂ）は液室幅方向の断面図である。図１１（ａ）、（ｂ）にしめす圧電アクチュエータ３７を形成した液室基板１５上に支持基板２１を接合したものをアクチュエータ基板３８という。支持基板２１には液体導入口１３と連通する液体供給口２２が形成されている。支持基板２１は、保護膜４と接合され、電極３とは保護膜４の厚さ分の隙間を有する。また、図示しないが、保護膜４の下部に薄い絶縁膜を全面に形成し、バンプ１４の上部と周辺及び液体導入口１３の開口部分は絶縁膜を除去し、電極３及び壁８の上部には絶縁膜を残した構成でも良い。
【００３６】
従来、圧電アクチュエータを形成した液室基板１５上へ支持基板２１を接合する際は、特許３６９００９８号公報に記載されるように、圧電素子に接触しないように各圧電素子を区切る区画壁を有する裏打ち材を接着する方法が用いられる。３００ｄｐｉ／列以上の高集積ヘッドになると、部品精度、組立て精度が要求されて高コストになり、場合によっては製作が困難になる。本実施形態の液滴吐出ヘッドでは、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、圧電体薄膜２の上部に形成した保護膜４に支持基板２１を接合する。このため、支持基板２１に特別高精度の接着部を設ける必要や、圧電アクチュエータ３７側に特別に接着するための加工や部品は必要がなく、電極３の絶縁性を高める保護膜４を利用するだけでよい。組み立て精度も支持基板２１の液体供給口２２と液室基板１５の液体導入口１３の位置合わせをするだけでよく、格段に組み立て性が向上する。
【００３７】
図１３は本実施形態に係る液滴吐出ヘッドの分解斜視図であり、図１４は本実施形態に係る液滴吐出ヘッドの組み立て斜視図である。液滴吐出ヘッド４０は、ノズルカバー３９、ノズル板１６、アクチュエータ基板３８、バッキングプレート２６、ダンパプレート２９、及び、ハウジング３１等を含んで構成されている。また、記録画像に応じてインクジェット記録装置の制御部からの電気信号をアクチュエータ基板３８に伝達するＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）４１を有している。なお、図１３中に、液滴吐出ヘッド４０の液室幅方向及び液室並び方向を示している。
【００３８】
図１５は、液滴吐出ヘッド４０の全体の断面図である。なお、図１５には、ＦＰＣ４１は示していない。液室基板１５に接合された支持基板２１の中央部には駆動ＩＣ２３が配置される空間２４が形成されている。この空間２４に対応する位置の、圧電アクチュエータ３７の第１電極５に形成されたバンプ１４上に、金からなるスタッドバンプ（不図示）を形成し、駆動ＩＣ２３をフリップチップ接合する。支持基板２１の上部には、例えばＳＵＳ板の第１バッキングプレート２５と第２バッキングプレート２６が接合される。第１バッキングプレート２５と第２バッキングプレート２６にはそれぞれ共通液室２７を形成する開口部を有しており、支持基板２１の液体供給口２２に連通している。第２バッキングプレート２６上には、圧電アクチュエータ３７の変位による液体の衝撃波を吸収する樹脂フィルムのダンパフィルムとＳＵＳ板のダンパプレート２９が一体になって接合されている。ダンパプレート２９には共通液室２７に対応する部分に所定の穴を空けて空気室３０を形成し、ダンパフィルム２８が変位できるようになっている。さらに上部には、液体を共通液室２７に供給するための通路（不図示）が形成されたハウジング３１が接合されている。
【００３９】
図１６は、圧電アクチュエータの製法としてＩＪＰを用いた模式図である。圧電アクチュエータ３７の圧電体薄膜２及び電極３の形成方法として好ましいＩＪＰ（インクジェットパターニング）工法を示す。圧電材料を分散したインクをＩＪヘッド３２からインク滴３３として吐出するＩＰＪ工法を用いて、振動板１の上に壁８を形成し、電極材料を分散したインクをＩＪヘッド３２からインク滴３３として吐出して溝７に相当する電極３を形成し、その後乾燥焼成する。ＩＪＰ工法で壁８と電極３を簡便に形成することにより、低コストを実現するものである。
【００４０】
図１７は、本実施形態の液滴吐出ヘッドの圧電アクチュエータを駆動する駆動波形の一例である。図１８は、液滴吐出時に圧電アクチュエータをプリロードするための説明図である。圧電体が積層方向に変位する場合、一般的にプリロードをかけて振動させている。本実施形態の圧電アクチュエータ３７においては、プリロードに相当する厚みが増える方向に電圧をかける駆動方法が信頼性、耐久性を確保する上で重要となる。プリロードするには、振動板１が上に凸になることが必要である。下に凹であると、中立点を超えてスタンバイすることが必要となる(図１８参照)。本実施形態の圧電アクチュエータでは、図１７のように基準電圧Ｖｂを印加することにより、壁８の厚みが増えて所定のプリロードが設定できる。駆動信号により電圧をＶｔまで上げ、所定時間後電圧をＶｃまで下げて吐出する。さらに所定時間後、基準電圧Ｖｂに戻す。なお、Ｖｂ＝Ｖｃでも良い。
【００４１】
このような波形は一般的に使われている駆動波形であるが、本実施形態の圧電アクチュエータ３７に採用することにより、電極３と圧電体の壁８との界面の剥離が低減される。圧電アクチュエータ３７では、電極３と圧電体との界面における剥離が、信頼性、耐久性の面から懸念されている。本実施形態において、プリロード電圧が加えられている時には、圧電体の壁８が電界が形成された方向に伸びている状態であり、電極３とは離れる方向とは逆となる（図１（ｃ）参照）。このようにプリロード電圧を印加することで、壁８と電極３が離間する方向の力は発生しなくなるので、信頼性、耐久性の優れた高集積された圧電アクチュエータ、液滴吐出ヘッドが実現できる。
【００４２】
図１９は、本実施形態の圧電アクチュエータの製法としてＭＥＭＳ技術を用いた模式図である。これは、液滴吐出ヘッド４０のアクチュエータ基板３８を、液室基板ウェハ３４と支持基板ウェハ３５のウェハレベルで接合することにより製造するものであり、量産工法として優れ、低コストで提供できる。
概略の全体プロセスとしては、以下のプロセスが好ましい。
１、液室基板ウェハ３４にＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＰＳ(ポリシリコン)、ＳｉＯＮなど比較的ヤング率が高い材料で振動板１をスパッタなどの成膜方法で形成する。
２、振動板１上に圧電体をスパッタ、Ｓｏｌｇｅｌ工法又はＩＪＰ工法などで成膜し、エッチングで溝７を形成する。
３．溝７に電極３及び第１電極５、第２電極６をスパッタまたはＩＪＰ工法などで形成する。
４．電極面を平滑処理し、ＳｉＯ２、ＳｉＮなどで保護膜４を形成し、不要部をエッチング除去する。
５．駆動ＩＣ２３を接合するためのバンプをスパッタで成膜し、スタッドバンプ形成後、駆動ＩＣ２３をフリップチップ接合する。
６．所定の厚さに研摩した支持基板ウェハ３５に液体供給口２２と空間２４を形成し、液室基板ウェハ３４に接合する。
７．液室基板ウェハ３４を所定の厚さに研摩し、液室、流体抵抗、液体導入口をエッチング形成する。
８．ヘッドチップ３６にダイシングし、ノズル板１６を接合する。
【００４３】
本実施形態では、液滴吐出ヘッドの液室１８の高密度化に伴い、従来の圧電アクチュエータでは振動板１の撓みが得られなくなることに対して、ｄ３３方向の変位を用いて振動板１を撓ませたものである。液室１８の高密度化と、振動板１の固定端の距離の減少は比例するので、高密度化により硬い振動板になると換言できる。上述のように、本実施形態の圧電アクチュエータ３７では、圧電体薄層２に形成する溝７の数を増加させることで、振動板１の撓み量を増大できるので、特に、６００ｄｐｉ以上の集積化には必須の技術である。また、このような高密度化した液滴吐出ヘッド４０では、硬い振動板１を変形させる必要があり、結果として振動板の固有振動数が上がる。固有振動数の向上は、高速な周波数に対する追随性を高め、結果として、結果として周波数特性の良好な、また固有振動数（Ｔｃ）の短い液滴吐出ヘッド４０が達成できる。さらに、インクに与える衝撃波は力積に比例する。この場合の力積は、単位時間当たりの変位量であるので、高い周波数で、一定の変位が得られることは大きなエネルギーを生成する。従って、高粘度インクなどの吐出も可能になる。
【００４４】
次に、上記液滴吐出ヘッド４０を搭載する画像形成装置としてのインクジェット記録装置について説明する。
図２０は液滴吐出ヘッドを搭載した画像形成装置としてのライン型インクジェットプリンタ概略図である。ベルト駆動ローラ６４とベルト従動ローラ６３に巻回された搬送ベルト６５が図示しないモータにより駆動される。搬送ベルト６５の内側には搬送ベルトのガイドとしてプラテン６６が設置されている。給紙カセット６７に堆積されている記録紙６１は給紙ローラ６０により分離されガイド板６８に沿って給送される。
プラテン６６に対向する位置に、搬送ベルト６５に向かって噴射ができるようにインクジェットラインヘッドの各色（Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）それぞれ５０Ｂｋ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｙが配設されている。これらのインクジェットラインヘッド５０は通常いくつかの短いインクジェットヘッド、例えば、本実施形態の図１５に示す液滴吐出ヘッド４０を精度良く並べて紙幅以上の長さに構成されている。
【００４５】
さらに、記録紙に前処理を施す前処理ユニット５１を設けても良い。前処理ユニット５１は、例えば、記録紙６１上にインクを定着できる前処理液を塗布するユニットである。また、５５は記録紙６１に付着したインクを乾燥させる後処理ユニットである。剥し爪５６は搬送ベルト６５から記録紙６１を剥すように設置され、一対の排紙ローラ５７，５８に記録紙６１は送り込まれ、排紙カセット５９に堆積される。このように、小型、高集積、低コストのヘッドをアレイ化して構成するため、低コスト、高画質の画像形成装置を提供することができる。
【００４６】
なお、本実施形態の圧電アクチュエータ３７は、上述の液滴吐出ヘッド４０のみならず、ブザーやスピーカー、さらには液体を移送するポンプ等に用いることができる。本実施形態の圧電アクチュエータ３７は、上述のように変位量を増大させることができるので、圧電アクチュエータ３７の低電力駆動を行うことができる。例えば、ブザーに用いた場合は、音量は変位量に依存するため、変位量を増大させることにより、低電圧で大音量とすることができ、消費電力の低減が可能となる。
【００４７】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様ごとに特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
面方向に圧電体の壁８と電極３とを交互に複数配置した第１層部分と、面方向にわたって延在するように厚み方向に第１層部分と一体的に形成された第２層部分とからなり、第１層部分の電極への電圧印加で該第１層部分が面方向変形して、両層全体が撓むことを特徴とする圧電アクチュエータである。
この構成によれば、上記実施形態について説明したように、第１層部分の電極への電圧印加により、電極に挟まれた個々の圧電体が変位することにより、第１層部分全体が面方向変形する。この第１層部分の面方向変形により、第１層部分と、厚み方向に第１層部分に一体的に形成された第２層部分との両層全体が撓む、新しい圧電アクチェータである。この構成では、電極に挟まれる圧電体の個数を増加させように第１層部分の圧電体と電極を設けることで、第１層部分全体の面方向変形を大きくして、両層全体の撓み量を大きくすることができる。このため、従来のユニモルフ構造の圧電アクチュエータのように、アクチュエータ自体の剛性を低下させたり、駆動電圧を上げたりしなくとも、変位量を高めることができる。
【００４８】
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、第２層部分として振動板１を有する。これによれば、図１、３、４または５にしめす構成の圧電アクチュエータ３７が得られる。
【００４９】
（態様Ｃ）
（態様Ｂ）において、第２層部分が振動板１によって構成され、第１層部分の電極３を第２層部分に接するよう配置する。これによれば、図１、３または４にしめす構成の圧電アクチュエータ３７が得られる。
【００５０】
（態様Ｄ）
（態様Ｂ）において、圧電体の壁８と電極３とからなる第１層部分と振動板１との間に、圧電体の壁８と連続する圧電体薄膜の下部２ａなどの中間層部分を有し、第２層部分を振動板１と中間層部分とで構成する。これによれば、図５にしめす構成の圧電アクチュエータ３７が得られる。この圧電アクチュエータにおいて、中間層部分は、ほぼ不活性領域となり、剛性の調整、成膜時の熱による残留応力によるそりの調整に用いることができる。このため、設計の自由度が増えるという効果が得られる。
【００５１】
（態様Ｅ）
（態様Ａ）において、圧電体の壁８と電極３とからなる第１層部分と、第１層部分の圧電体と連続する圧電体薄膜の下部２ａなどの圧電体層部分を有し、第２層部分が圧電体薄膜の下部２ａからなる。これによれば、図６にしめす構成の圧電アクチュエータ３７が得られる。この圧電アクチュエータにおいて、圧電体薄層２の下部２ａは、ほぼ不活性領域となって、振動板１の機能を有する。このため、振動板１を設けずに、圧電体薄層２の下部を振動板１の代わりに第２層部分として用いることが可能である。この構成では、圧電体薄層２の下部２ａと圧電体の壁８が一体に構成されることで、強度を確保することができる。さらに、振動板製作工程を省略できるので、低コスト化が図れる。
【００５２】
（態様Ｆ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｅ）の何れかにおいて、電極３は振動板１などの第２層部分に近づくに従い、面方向長さが狭くなるような傾斜角９を有するものであり、傾斜角が４５度以上９０°以下である。これによれば、圧電体の壁８の変位を効率よく伝え振動板１などの第２層部分に伝えることができる。
【００５３】
（態様Ｇ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｆ）の何れかにおいて、電極３の表面は平坦化処理が施されたものである。これによれば、電極表面は、凸部を研摩され、凹部を埋めて電極間の絶縁性を確保されたものとなるため、圧電体の変位を効率よく発生させることができる。
【００５４】
（態様Ｈ）
（態様Ａ）乃至(態様Ｇ)の何れかにおいて、複数の電極３のうち互いに隣接する一方の電極と、他方の電極とが、圧電体の薄膜と同一面上で対向配置される第１電極５と第２電極６等により櫛歯状の電極を形成する。これによれば、圧電体の壁８に電圧を印加する電極を効率的に配置することができる。
【００５５】
（態様Ｉ）
（態様Ａ）乃至(態様Ｈ)の何れかにおいて、圧電体の壁８と電極３とが、円弧状、波型などの曲線状に配置される。これによれば、電極面積を大きく設定でき圧電体の変位力を増し、異型な積層体でも面積効率を上げることができる。
【００５６】
（態様Ｊ）
（態様Ａ）乃至(態様Ｉ)の何れかにおいて、圧電体の壁８と電極３とからなる第１層部分の表面に保護膜４を形成する。これによれば、電極間の絶縁性を高めるとともに電極の酸化等を防止することができる。
【００５７】
（態様Ｋ）
（態様Ａ）乃至(態様Ｉ)の何れかにおいて、第１層部分の圧電体の壁８が面方向に伸張する電圧が印加される。これによれば、変位効率の良い電界形成加方向と平行な方向の変位を用いて、圧電体の壁８の変位量を大きくすることができる。
【００５８】
（態様Ｌ）
（態様Ｂ）乃至（態様Ｄ）、または、（態様Ｆ）乃至（態様Ｋ）の何れかに記載の圧電アクチュエータの製造方法として、振動板１上に圧電体薄膜２を形成し、圧電体薄膜２に複数の溝７を形成し、溝部に電極３を埋設することで圧電体と電極とを交互に配置して第１層部分を形成する方法を用いる。これによれば、圧電体薄層２に高精細、高密度な溝７が形成し、溝７に電極３を埋設することが可能である。このため、多数の圧電体の壁８を容易に形成することができ、低コストを実現することができる。
【００５９】
（態様Ｍ）
（態様Ｄ）または（態様Ｅ）に記載の圧電アクチュエータの製造方法として、圧電体薄膜２の上部に複数の溝７を形成し、溝部に電極３を埋設することで圧電体と電極とを交互に配置して第１層部分を形成する方法を用いる。これによれば、圧電体薄層２に高精細、高密度な溝７が形成し、溝７に電極３を埋設することが可能である。このため、多数の圧電体の壁８を容易に形成することができ、低コストを実現することができる。
【００６０】
（態様Ｎ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｋ）の何れかに記載の圧電アクチュエータの製造方法であって、圧電材料または電極材料を分散したインクをインクジェットヘッドで吐出し基板上に塗布するインクジェット工法を用いて、第１層部分を形成する。これによれば、ＩＪＰ工法で壁と電極を簡便に形成することにより、低コストを実現することができる。
【００６１】
（態様Ｏ）
ノズル１７に連通する液室１８を形成する液室基板１５などの基板上に圧電アクチュエータを設け、圧電アクチュエータに電圧を印加して、液室に圧力を発生させることによりノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドにおいて、（態様Ａ）乃至(態様Ｋ)の何れかの圧電アクチュエータを採用する。これによれば、上記実施形態について説明したように、剛性を確保し、駆動電力を抑えつつ、吐出性能の安定した高集積した液滴吐出ヘッドとすることができる。
【００６２】
（態様Ｐ）
(態様Ｏ)において、液室１８と液室に連通する液体導入口の投影面上は圧電アクチュエータの保護膜４を除去し、且つ、残りの保護膜を用いて基板を支持する支持基板を接合する。これによれば、液室を形成する基板を補強する効果と、圧電体を外部環境から保護するための空間を簡便な成膜工程で形成することができる。
【００６３】
（態様Ｑ）
（態様Ｐ）において、液室として２列の千鳥配置される液室列を有し、液室列の中央に上記電極に電圧を印加する駆動回路を配置し、支持基板は該駆動回路が隙間を持って収納される空間と該液体導入口と連通する液体供給口が設ける。これによれば、圧電アクチュエータの第１電極５などからの取り出し配線が簡便化し、取り出し配線の低抵抗化も実現できるという効果がある。
【００６４】
（態様Ｒ）
（態様Ｏ）、（態様Ｐ）または(態様Ｑ)において、圧電アクチュエータに圧電体の壁の厚みが増している状態に維持する第１の電圧Ｖｂを印加し、次いで壁の厚みをさらに増す第２の電圧Ｖｔを印加し、所定時間経過後、壁の厚みを戻す第３の電圧を印加することにより液滴を吐出をさせる。これによれば、積層方向にプリロードをかけて振動させるため、信頼性、耐久性を向上することができる。
【００６５】
（態様Ｓ）
（態様Ｏ）、（態様Ｐ）、(態様Ｑ)または(態様Ｒ)において、液室を形成する基板上に圧電アクチュエータを複数形成した液室基板ウェハと、支持基板を複数形成した支持基板ウェハとをウェハをウェハレベルで接合した後、個別に切断したヘッドチップを搭載する。これによれば、ＭＥＭＳ技術で圧電アクチュエータを低コストで製作することができる。
【００６６】
（態様Ｔ）
媒体を搬送しながら、液滴吐出手段により吐出した液滴を該媒体に付着させて画像形成を行う画像形成装置において、液滴吐出手段として（態様Ｏ）乃至（態様Ｓ）の何れかの液滴体吐出ヘッドを採用する。これによれば、高密度で、高品位な画像が得られる画像形成装置を提供できる。
【符号の説明】
【００６７】
１  振動板
２  圧電体薄膜
２ａ  圧電体薄膜の下部
３  電極
４  保護膜
５  第１電極
６  第２電極
７  溝
９  傾斜角
８  圧電体の壁
１２  電源
１５  液室基板
１６  ノズル基板
１７  ノズル
１８  液室
２１  支持基板
３７  圧電アクチュエータ
４０  液滴吐出ヘッド
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６８】
【特許文献１】特許３８８２９１５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０８３００号公報
【特許文献３】特開２００８−１４９６６２号公報
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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