(57)【要約】  駆動信号により膜面に沿った方向に伸縮する変位膜を有する薄膜層と、薄膜層の両端または周縁を固定し、駆動信号による変位膜の伸長により、該薄膜層を膜面に垂直な方向に変位させる基板と、を備えた薄膜アクチュエータであって、薄膜層は、非駆動時、膜面に沿って伸長方向の初期応力を有している。
2011007645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号により膜面に沿った方向に伸縮する変位膜を有する薄膜層と、
前記駆動信号による前記変位膜の伸長により、該薄膜層を膜面に垂直な方向に変位させるように、前記薄膜層の周縁部を固定する基板と、を備えた薄膜アクチュエータであって、
前記薄膜層は、非駆動時、膜面に沿って伸長方向の初期応力を有していることを特徴とする薄膜アクチュエータ。
【請求項２】
前記初期応力は、前記薄膜層を、該薄膜層の膜面に垂直な方向に湾曲させ始める座屈応力よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の薄膜アクチュエータ。
【請求項３】
前記薄膜層は、前記変位膜の下層および上層に形成され、それぞれ膜面に沿って伸長方向の第１の初期応力、第２の初期応力を有する２つの応力膜を有し、
前記変位膜は、膜面に沿った方向の第３の初期応力を有し、
前記初期応力は、前記第１の初期応力と前記第２の初期応力と前記第３の初期応力との和であることを特徴とする請求項２に記載の薄膜アクチュエータ。
【請求項４】
前記第１の初期応力と前記第２の初期応力とは、異なる値であることを特徴とする請求項３に記載の薄膜アクチュエータ。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項に記載の薄膜アクチュエータと、
前記基板の前記薄膜層を固定している面と反対側の面に接合され、該基板に形成された開口に連通しインクを吐出するノズル孔が形成されたノズル基板と、を有し、
前記開口の内部は、前記インクを収容し、前記変位膜の変位により圧力を発生する圧力室であることを特徴とするインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜アクチュエータ、及びインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微小変位を発生させる為のマイクロアクチュエータとして、圧電体や形状記憶合金、バイメタル等を基板の表面に薄い膜状（変位膜）に形成したカンチレバー構造（片もち梁）の薄膜アクチュエータが知られている。薄膜アクチュエータは、変位膜の膜面に沿う伸縮変形を膜面に垂直な方向の変位に効率よく変換することができる為、感度の高い圧力センサや各種駆動素子を構成することができる。【０００３】
一方、カンチレバー構造（片もち梁）の薄膜アクチュエータは、梁（変位膜）の先端が固定されていない自由端の為、剛性が低く、外力による変形や捩れ等が生じやすいという問題があった。【０００４】
そこで、このような問題に対応する為、変位膜の両端を固定した両もち梁構造や周縁を固定したダイヤフラム構造にすることにより、変位膜の剛性を高める方法が提案されている（特許文献１参照）。【０００５】
特許文献１に記載されているような両もち梁構造やダイヤフラム構造の薄膜アクチュエータは、変位膜の剛性が高くなる為、発生圧力を大きくできる、外部からの力により安定して変形できる、変位膜の中心部を基板に平行に移動できる、密閉構造により気体や液体を移送するポンプに活用できる等の利点がある。【０００６】
一方、このような構造の薄膜アクチュエータは、変位膜の両端、または周縁が固定されている為、変位膜を膜面に沿って収縮方向に変形させても膜面に垂直な方向の変位はほとんど得られない。【０００７】
そこで、特許文献１に記載の薄膜アクチュエータは、変位膜を膜面に沿って伸長方向に変形させることにより垂直な方向の変位が得られるような構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１１４４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載のような薄膜アクチュエータにおいては、駆動信号（駆動電圧）により変位膜に膜面に沿って伸長方向の圧縮応力を発生させても、駆動電圧が所定の電圧に達するまでの初期の状態では、固定されている変位膜の両端、または周縁の厚みが増加するのみで、膜面に垂直な方向への変位には至らない領域、すなわち、不感帯域が存在する。この不感帯域は、変位膜に入力されたエネルギーが必要な変位に変換されない為、駆動効率が低下する。【００１０】
ここで、図５を用いてその詳細を説明する。図５は、特許文献１に記載のような両もち梁構造の薄膜アクチュエータにおける、変位膜の駆動変形の態様を示す断面模式図である。【００１１】
図５に示すように、変位膜５０４は、その両端の厚み方向の中心線５０４ｃより僅か下方の部位５０４ｅで固定され、厚み方向に非対称な構造になっている。【００１２】
先ず、変位膜５０４を挟んで上下に設けられた図示しない電極膜間に駆動電圧が印加されていない初期状態では、図５（ａ）に示すように、変位膜５０４は、平らな状態で両持ち状に支持されている。【００１３】
次に、駆動電圧が印加されると、変位膜５０４は、圧電横効果により横歪が発生し膜面に沿って伸長方向に変形するが、両端が部位５０４ｅで固定されているので、変位膜５０４には圧縮応力が発生する。変位膜５０４に印加されている駆動電圧が小さく、変位膜５０４に発生する圧縮応力が下記式（１）に示すオイラーの座屈応力σＥより小さい場合には、図５（ｂ）に示すように、駆動電圧が印加されていても、変位膜５０４は、固定されている部位５０４ｅを中心にその厚みが増大するが、膜面に垂直な方向への変位は、ほとんど発生しない。【００１４】
σＥ＝Ｃ（π２Ｅ）／λ２          （１）
但し、
Ｃ：定数
Ｅ：変位膜のヤング率
λ：変位膜の長さＬと厚みＴの比
次に、駆動電圧を大きくして、ある電圧値で変位膜５０４の圧縮応力がオイラーの座屈応力σＥを越えると、図５（ｃ）に示すように、変位膜４０７が座屈して湾曲し始め、その中央部が膜面に垂直な方向へ変位する。このとき、変位膜５０４の固定されている部位５０４ｅが中心線５０４ｃよりも僅か下方に位置し、部位５０４ｅの上方の厚みが下方の厚みよりも厚い為、圧縮応力は、上方が下方よりも大きくなる。これにより、変位膜５０４は、上方に湾曲し、その中央部が上方に変位し平行移動する。【００１５】
図６に、変位膜５０４の圧縮応力σと膜面に垂直な方向の変位量Δｙの関係を示す。【００１６】
変位膜５０４の圧縮応力σが座屈応力σＥよりも小さい初期の領域Ａでは、変位はほとんど発生しない。圧縮応力σが座屈応力σＥを超えた領域Ｂでは、変位膜５０４が座屈して湾曲し始め、圧縮応力σに応じて変位量Δｙが急速に増大する。圧縮応力σがさらに大きくなると、変位量Δｙの増加は、次第に減少する（領域Ｃ）。【００１７】
領域Ｂ、領域Ｃにおける、変位膜５０４の膜面に沿った伸長方向の変形量Δｘと膜面に垂直な方向の変位量Δｙの関係は、下記式（２）で表される。【００１８】
Δｙ＝Ｃ（ｘ・Δｘ）０．５          （２）
但し、
Ｃ：定数
ｘ：変位膜の駆動電圧が印加されていない状態での長さ
このように、圧縮応力σと変位量Δｙとは非線形な関係にあり、特に圧縮応力σが座屈応力σＥより小さい初期の領域Ａでは、駆動電圧が印加されていても、ほとんど変位に寄与しない。【００１９】
薄膜アクチュエータの出力は、膜面に垂直な方向の変位量とその発生力の積となる。この為、初期の領域Ａでは薄膜アクチュエータの出力は、ほぼゼロとなり、入力したエネルギーは、出力として取り出すことができず駆動効率が大きく低下する。【００２０】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、駆動効率の優れた薄膜アクチュエータ、及びインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的は、下記の１から５の何れか１項に記載の発明によって達成される。【００２２】
１．駆動信号により膜面に沿った方向に伸縮する変位膜を有する薄膜層と、
前記駆動信号による前記変位膜の伸長により、該薄膜層を膜面に垂直な方向に変位させるように、前記薄膜層の周縁部を固定する基板と、を備えた薄膜アクチュエータであって、
前記薄膜層は、非駆動時、膜面に沿って伸長方向の初期応力を有していることを特徴とする薄膜アクチュエータ。【００２３】
２．前記初期応力は、前記薄膜層を、該薄膜層の膜面に垂直な方向に湾曲させ始める座屈応力よりも大きいことを特徴とする前記１に記載の薄膜アクチュエータ。【００２４】
３．前記薄膜層は、前記変位膜の下層および上層に形成され、それぞれ膜面に沿って伸長方向の第１の初期応力、第２の初期応力を有する２つの応力膜を有し、
前記変位膜は、膜面に沿った方向の第３の初期応力を有し、
前記初期応力は、前記第１の初期応力と前記第２の初期応力と前記第３の初期応力との和であることを特徴とする前記２に記載の薄膜アクチュエータ。【００２５】
４．前記第１の初期応力と前記第２の初期応力とは、異なる値であることを特徴とする前記３に記載の薄膜アクチュエータ。【００２６】
５．前記１から４の何れか１項に記載の薄膜アクチュエータと、
前記基板の前記薄膜層を固定している面と反対側の面に接合され、該基板に形成された開口に連通しインクを吐出するノズル孔が形成されたノズル基板と、を有し、
前記開口の内部は、前記インクを収容し、前記変位膜の変位により圧力を発生する圧力室であることを特徴とするインクジェットヘッド。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、薄膜層は、非駆動時、膜面に沿って伸長方向の初期応力を有する構成とした。初期応力を適切な値（例えば座屈応力以上）に設定することにより、前述の不感帯域を超えるのに必要な応力を該初期応力で賄うことができ、印加する駆動信号（駆動電圧）が小さい場合でも、薄膜層を、駆動電圧に応じて、膜面に垂直な方向へ変位させることができる。これにより、駆動効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係わる薄膜アクチュエータの製造工程、及び薄膜アクチュエータの初期応力の態様を示す断面模式図である。
【図２】薄膜層の圧縮応力と変位量の関係を示す図である。
【図３】薄膜アクチュエータの駆動変形の態様を示す断面模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係わるインクジェットヘッドの概略構成を示す断面模式図である。
【図５】従来の薄膜アクチュエータの変位膜の駆動変形の態様を示す断面模式図である。
【図６】従来の薄膜アクチュエータの変位膜の圧縮応力と変位量の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態に係る薄膜アクチュエータ、及びインクジェットヘッドを説明する。尚、本発明は該実施の形態に限られない。
【００３０】
最初に、本発明の実施形態に係る薄膜アクチュエータの構成、及びその製造方法を図１を用いて説明する。図１（ａ）〜図１（ｉ）は、薄膜アクチュエータ１の製造工程、及び薄膜アクチュエータ１に発生させる非駆動時の応力（以下、初期応力とも記する）の態様を示す断面模式図である。
【００３１】
最初に、基板１０１を準備する（図１（ａ））。基板１０１の材料としては、シリコンやガラス、セラミックス等を用いることができるがＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）等に広く用いられている結晶シリコン（Ｓｉ）が好適であり、本実施形態においては結晶シリコンを用いた例を説明する。
【００３２】
次に、基板１０１を加熱炉に入れ、１５００℃程度に所定時間保持して加熱し、基板１０１の表面に下応力膜１０２となる熱酸化膜（石英：ＳｉＯ２）を形成する（図１（ｂ１））。続いて、下応力膜１０２が形成された基板１０１を常温まで冷却する。この時、基板１０１（Ｓｉ）と下応力膜１０２（石英：ＳｉＯ２）の熱膨張係数の差により、下応力膜１０２には、膜面に沿って伸長方向の圧縮応力が発生する（図１（ｂ２）；矢印Ｘ１）。
【００３３】
次に、下応力膜１０２の表面に下電極膜１０３を形成する（図１（ｃ））。下電極膜１０１の材料としては、例えばチタン、白金等を用いることができる。下電極膜１０１の形成方法としては、例えばスパッタ法を用いることができる。
【００３４】
次に、下電極膜１０３が形成された基板１０１を再度加熱炉に入れ、６００℃程度に所定時間保持して加熱し、下電極膜１０３の表面に、変位膜１０４を形成する（図１（ｄ１））。変位膜１０４の材料としては、例えば圧電材料であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を用いることができる。変位膜１０４の形成方法としては、例えばスパッタ法を用いることができる。続いて、変位膜１０４が形成された基板１０１を常温まで冷却する。この時、基板１０１（Ｓｉ）と変位膜１０４（ＰＺＴ）の熱膨張係数の差により、変位膜１０４には、膜面に沿って収縮方向の引張応力が発生する（図１（ｄ２）；矢印Ｘ２）。
【００３５】
次に、変位膜１０４の表面に上電極膜１０５を形成する（図１（ｅ））。上電極膜１０５の材料としては、例えばクロム、金等を用いることができる。上電極膜１０５の形成方法としては、例えばスパッタ法を用いることができる。
【００３６】
次に、上電極膜１０５が形成された基板１０１を再度加熱炉に入れ、４００℃程度に所定時間保持して加熱し、珪酸エチル（ＴＥＯＳ）を原材料として化学気相成長法（ＣＶＤ法）を用いて、上応力膜１０６となる石英（ＳｉＯ２）を形成する（図１（ｆ１））。続いて、上応力膜１０６が形成された基板１０１を常温まで冷却する。この時、基板１０１（Ｓｉ）と上応力膜１０６（石英：ＳｉＯ２）の熱膨張係数の差により、上応力膜１０６には、膜面に沿って伸長方向の圧縮応力が発生する（図１（ｆ２）；矢印Ｘ３）。
【００３７】
このようにして、下応力膜１０２、下電極膜１０３、変位膜１０４、上電極膜１０５、上応力膜１０６等から構成される薄膜層が形成される。
【００３８】
次に、基板１０１の裏面に感光性樹脂をスピンコート法を用いて塗布し、レジスト膜８０を成膜する（図１（ｇ））。続いて、フォトマスクを介して露光しレジスト膜８０をパターン化する（図１（ｈ））。
【００３９】
次に、反応性イオンエッチング法を用いて基板１０１をエッチングし、開口１０１ａを形成し（図１（ｉ１））、薄膜アクチュエータ１を完成させる。
【００４０】
この時、薄膜層の周縁が基板１０１に固定された状態となり、ダイヤフラム構造となる。そして、前述のように、下応力膜１０２には伸長方向（矢印Ｘ１）の圧縮応力が、変位膜１０４には収縮方向（矢印Ｘ２）の引張応力が、上応力膜１０６には伸長方向（矢印Ｘ３）の圧縮応力が作用している為、後述のようにこれらの膜の応力バランスにより、例えば膜全体（薄膜層）を基板１０１の開口１０１ａの方向に凸形状とすることができる（図１（ｉ２））。
【００４１】
また、この時、基板１０１は、薄膜層の方向に凸形状となる反りが生じるが、基板１０１の厚みが上記各膜の厚みに比べて十分に大きい場合には、その反り量は無視できるものである。
【００４２】
尚、基板１０１の材料であるＳｉの熱膨張係数は３ｐｐｍ／Ｋ、応力膜１０２となるＳｉＯ２の熱膨張係数は０．５ｐｐｍ／Ｋ、変位膜１０４の材料であるＰＺＴの熱膨張係数は８ｐｐｍ／Ｋである。
【００４３】
以上のような設定で各膜を形成すると、熱酸化による下応力膜１０２（石英：ＳｉＯ２）には約−３００ＭＰａの応力（第１の初期応力）が、変位膜１０４（ＰＺＴ）には約＋１００ＭＰａの応力（第３の初期応力）が、ＣＶＤ法による上応力膜１０６（石英：ＳｉＯ２）には約−１００ＭＰａの応力（第２の初期応力）が発生する。尚、−符号は膜が伸長する方向の圧縮応力、＋符号は膜が収縮する方向の引張応力を示す。また、膜に掛かる力は、応力と膜厚の積で求められる。
【００４４】
ここで、前述の式（１）で示したオイラーの座屈応力σＥの値を、例えば１００ＭＰａとすると、下応力膜１０２、変位膜１０４、上応力膜１０６の膜厚の比を１：５：３に設定することで、各膜で発生する初期応力の総和は、１×（−３００）＋５×（＋１００）＋３×（−１００）＝−１００となり、薄膜層全体として座屈応力σＥに等しい１００ＭＰａの圧縮応力を発生させることができる。
【００４５】
すなわち、各膜の初期応力と膜厚を適切に設定することにより、前述の不感帯域（図６：領域Ａ）を超えるのに必要な応力（座屈応力σＥ）を該初期応力で賄うことができ、印加する駆動信号（駆動電圧）が小さい場合でも、薄膜層を、駆動電圧に応じて、膜面に垂直な方向へ変位させることができる。これにより、駆動効率を高めることができる。
【００４６】
ところで、両もち梁構造やダイヤフラム構造の薄膜アクチュエータを伸長変形で用いると、変形時に薄膜層の変位方向が定まらないという問題がある。そこで、本発明の実施形態に係る薄膜アクチュエータ１においては、薄膜層を、その厚み方向に非対称な構造とすることで、その変位方向を制御している。具体的には、前述のように、下応力膜１０２と上応力膜１０６に発生させる初期応力（第１の初期応力、第２の初期応力）に差異を設けることで、非対称な構造としている。そして、下応力膜１０２と上応力膜１０６の前述の膜厚の比率に対し、上応力膜１０６の膜厚を数％増加させると、図１（ｉ２）で示したように、薄膜層を基板１０１の開口１０１ａの方向に凸形状とすることができる。すなわち、薄膜層の変位方向を基板１０１の開口１０１ａ方向に制御することができる。
【００４７】
このように、下応力膜１０２と上応力膜１０６の初期応力（第１の初期応力、第２の初期応力）の差が大きい程、初期の変位方向を確実に制御することができる。
【００４８】
しかしながら、一方で、下応力膜１０２と上応力膜１０６の初期応力（第１の初期応力、第２の初期応力）の差が大きくなる程、初期の変形量が大きくなる為、図２に示すように、駆動電圧が印加されていない非駆動時（図２：位置Ｓ）の膜面に垂直な方向の変位量Δｙが大きくなる。また、駆動時の応力に対する変位量Δｙの増加率も前述の図６で示した領域Ｂの場合よりも穏やかになり、駆動効率が低下する。尚、図２は、下応力膜１０２と上応力膜１０６の初期応力（第１の初期応力、第２の初期応力）の差が大きい場合の薄膜層の圧縮応力σと膜面に垂直な方向の変位量Δｙの関係を示す図である。
【００４９】
そこで、製造時や使用時の条件により薄膜層の変位方向が安定する範囲内で、下応力膜１０２と上応力膜１０６の初期応力の差を最小に設定することにより、駆動効率を最大化することができる。
【００５０】
これらの初期応力（第１の初期応力、第２の初期応力、第３の初期応力）の大きさは、各膜（下応力膜１０２、上応力膜１０６、変位膜１０４）を形成するときの温度、各膜の材料と基板１０１の材料の熱膨張係数の差異等で決まる。また、膜の変形量は、前述の応力に加えて、膜の厚み、面積、剛性等で決まる。また、膜を構成する材料には固有の破壊応力が存在する為、後述の駆動変形時を含めて、応力の値がその範囲内に収まるように、上記変数を調整し、応力の値を制御する必要がある。
【００５１】
次に、薄膜アクチュエータ１の駆動時の変形について、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、薄膜アクチュエータ１の非駆動時の態様を示す断面模式図、図３（ｂ）は、薄膜アクチュエータ１の駆動時の態様を示す断面模式図である。
【００５２】
ＰＺＴからなる変位膜１０４は、膜面に垂直な方向に誘電分極している（図３（ａ）；矢印Ｐ）。上電極膜１０５と下電極膜１０３の間にＡＣ電圧を印加すると（図３（ｂ）；矢印Ｅ）、変位膜１０４は、膜面に垂直な方向に伸縮するとともに、膜面に沿った方向に反対の位相で伸縮する（図３（ｂ）；矢印Ｘ）。変位膜１０４が膜面に沿った方向に伸縮することは、前述の内部応力が増減することに等しく、変位膜１０４は、膜面に垂直な方向に変位する（図３（ｂ）；矢印Ｙ）。
【００５３】
前述のように、変位膜１０４が伸長変形する方向に電界を加えることにより、図６で示した領域Ｂにおいて、効率よく駆動することができる。
【００５４】
このように本発明の実施形態に係る薄膜アクチュエータ１においては、薄膜層は、非駆動時、膜面に沿って伸長方向の初期応力を有する構成とした。初期応力を適切な値（例えば、式（１）に示したオイラーの座屈応力σＥ）に設定することにより、前述の不感帯域（図６：領域Ａ）を超えるのに必要な応力を該初期応力で賄うことができ、印加する駆動信号（駆動電圧）が小さい場合でも、薄膜層を、駆動電圧に応じて、膜面に垂直な方向へ変位させることができる。これにより、駆動効率を高めることができる。
【００５５】
次に、本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの構成を図４を用いて説明する。図４は、インクジェットヘッド１Ａの概略構成を示す断面模式図である。
【００５６】
インクジェットヘッド１Ａは、図４に示すように、ノズル基板２、及びボディ基板（基板）１０１、下応力膜１０２、共通電極膜（下電極膜）１０３、変位膜１０４、駆動電極膜（上電極膜）１０５、上応力膜１０６等を有する前述の薄膜アクチュエータ１等から構成される。
【００５７】
ノズル基板２には、インクを吐出する複数のノズル孔２ａが形成されている。ノズル基板２の材料としては、シリコンやガラス、セラミックス材料等を用いることができるがシリコンが好適である。ノズル基板２の上面側には、薄膜アクチュエータ１のボディ基板１０１が接合されている。ボディ基板１０１の内側には、ノズル基板２を接合することにより構成される圧力室（開口）１０１ａや図示しないインク供給路等が形成されている。圧力室１０１ａは、複数のノズル孔２ａに対応してそれぞれ形成されインクを収容する。
【００５８】
駆動電極膜１０５と共通電極膜１０３との間に、外部の図示しない駆動回路から駆動信号が印加されると、変位膜１０４は振動し、この振動がボディ基板１０１に形成されインクを収容する圧力室１０１ａの圧力を変化させ、ノズル基板２に形成されたノズル孔２ａからインク滴を吐出させる。
【００５９】
インクジェットヘッド１Ａの駆動素子として、前述の駆動効率の高い薄膜アクチュエータ１を用いることにより、インク液滴を効率よく吐出することができる。
【００６０】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は前述の実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、適宜変更、改良が可能であることは勿論である。例えば、前述の実施形態においては、基板１０１（Ｓｉ）に対して変位膜１０４（ＰＺＴ）が引張応力を有する為、その下層および上層に圧縮応力を有する応力膜（下応力膜１０２、上応力膜１０３）であるＳｉＯ２層を設ける構成としたが、変位膜自体が圧縮応力を有する構成とする場合は、係る応力膜は不要である。
【００６１】
具体的には、例えば、基板１０１の材料として、金属等その熱膨張係数が変位膜１０４（ＰＺＴ）より大きな材料を用いる、あるいは、変位膜１０４の材料として、熱膨張係数が基板１０１（Ｓｉ）より小さい材料を用いる、等により、前述の条件を満たすことができ、応力膜（ＳｉＯ２）を無くすことができる。
【００６２】
また、前述の実施形態においては、応力膜（下応力膜１０２、上応力膜１０６）としてＳｉＯ２膜を用いたが、基板１０１（Ｓｉ）より熱膨張係数の小さい材料であれば、ダイヤモンド等を用いることもできる。
【００６３】
また、変位膜１０４としてＰＺＴを用いたが、チタン酸バリウム等の圧電膜、チタンニッケル合金等の形状記憶合金膜、鉄ニッケル合金等のバイメタル等を用いてもよい。
【００６４】
膜の材料により、剛性、破壊応力、熱膨張係数、形成時の加熱温度等に差異がある為、組み合わせることにより要求仕様に最適な初期変形形状、初期変形量、駆動変形量等を得ることができる。
【００６５】
また、薄膜層を、その厚み方向に非対称な構造とする方法として、薄膜層の固定位置、薄膜層を構成する各膜（下応力膜１０２、上応力膜１０６、変位膜１０４）の初期応力（第１の初期応力、第２の初期応力、第３の初期応力）のバランス等が挙げられるが、各膜の剛性、膜厚、直径等を変えることでも同様の効果を得ることができる。
【００６６】
また、前述の実施形態においては、各膜に初期応力を発生させる方法として、熱膨張係数を利用した成膜時の温度制御を用いたが、例えば、金属膜等のスパッタ法では成膜時のガス圧力や投入パワーを変えることにより、材料元素の密度を変化させることができる。ガスの圧力を下げると、材料元素のエネルギーが減衰することなく成膜エネルギーに変換される為、より緻密な膜が形成される。その結果、圧縮応力が増大する。投入パワーを下げた場合も同様の効果を得ることができる。また、この他にも材料に微量な不純物を添加することにより応力を制御することも可能である。
【００６７】
また、前述の実施形態においては、薄膜層はダイヤフラム構造としたが、薄膜層の両端を固定した両もち梁構造であってもよい。この場合もダイヤフラム構造の場合と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１Ａ  インクジェットヘッド
１  薄膜アクチュエータ
１０１  基板（ボディ基板）
１０１ａ  開口（圧力室）
１０２  下応力膜
１０３  下電極膜（共通電極膜）
１０４  変位膜
１０５  上電極膜（駆動電極膜）
１０６  上応力膜
２  ノズル基板
２ａ  ノズル孔
【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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【国際調査報告】
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