(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、
板状の圧電体、及び、該圧電体を厚み方向に挟むように配置された１対の電極を有し、前記基体に対して厚み方向に重ねられて固定された圧電素子と、
を有し、
前記基体は、前記圧電素子よりも熱膨張係数が高く、
前記圧電体は、正方晶を主結晶相とし、前記１対の電極に挟まれた領域において厚み方向の一方側へのｃ軸の配向度がロットゲーリングファクターで４４％以上５６％以下であり、平面方向における残留応力が圧縮方向に０ＭＰａ以上３５ＭＰａ以下である
圧電アクチュエータ。
【請求項２】
前記圧電体の材料は、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする
請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項３】
前記圧電体の材料は、Ｐｂ１−ｘ−ｙＳｒｘＢａｙ（Ｚｎ１／３Ｓｂ２／３）ａ（Ｎｉ１／２Ｔｅ１／２）ｂＺｒ１−ａ−ｂ−ｃＴｉｃＯ３＋αｗｔ％Ｐｂ１／２ＮｂＯ３（０≦ｘ≦０．１４、０≦ｙ≦０．１４、０．０５≦ａ≦０．１、０．００２≦ｂ≦０．０１、０．４４≦ｃ≦０．５０、α＝０．１以上１．０以下）で表されるもののうち、０．４９５／０．５０５≦（１−ａ−ｂ−ｃ）/ｃ≦０．５／０．５としたものである
請求項２に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項４】
インクを収容する凹状の加圧室が設けられた基体と、
板状の圧電体、及び、該圧電体を厚み方向に挟むように配置された１対の電極を有し、前記加圧室を塞ぐように前記基体に対して厚み方向に重ねられて固定された圧電素子と、
を有し、
前記基体は、前記圧電素子よりも熱膨張係数が高く、
前記圧電体は、正方晶を主結晶相とし、前記１対の電極に挟まれた領域において厚み方向の一方側へのｃ軸の配向度がロットゲーリングファクターで４４％以上５６％以下であり、平面方向における残留応力が圧縮方向に０ＭＰａ以上３５ＭＰａ以下である
インクジェットヘッド。
【請求項５】
板状の圧電体、及び、該圧電体を厚み方向に挟むように配置された１対の電極を有する圧電素子を準備する工程と、
該圧電素子よりも熱膨張係数が高い基体を準備する工程と、
前記圧電素子と前記基体とを厚み方向に重ねて固定する工程と、
前記固定する工程の後、前記圧電素子及び前記基体を常温よりも低い温度まで冷却する工程と、
を含む圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項６】
前記固定する工程では、前記圧電素子と前記基体とを接着する接着剤を常温で固化させる
請求項５に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項７】
前記冷却する工程では、前記圧電素子及び前記基体を−４０℃以下まで冷却する
請求項６に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項８】
前記固定する工程と前記冷却する工程との温度差が６５℃以上である
請求項５〜７のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
【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、インクジェットヘッド及び圧電アクチュエータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子の変形を利用する圧電アクチュエータ、及び、該圧電アクチュエータによってインクに圧力を付与してインク滴を吐出するピエゾ式のインクジェットヘッドが知られている（例えば特許文献１及び２）。【０００３】
例えば、特許文献１のインジェットヘッドの圧電アクチュエータは、インクが満たされた複数の凹状の加圧室が形成された基体と、加圧室を塞ぐように基体に重ねられて固定された圧電素子とを有している。特許文献１の圧電素子は、いわゆるユニモルフ型のものであり、基体側から順に、振動板、共通電極、圧電体及び個別電極を有し、圧電体は厚み方向（積層方向）に分極されている。共通電極及び個別電極によって圧電体に電圧を印加すると、圧電体は、平面方向に収縮し、また、その収縮が振動板によって規制される。その結果、圧電素子は加圧室側に撓み（中央側が加圧室側へ変位し）、加圧室のインクに圧力が付与される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１７４６１８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２８１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧電素子と基体との接着は、例えば、熱硬化性樹脂を用いて高温の状態で行われる。一方、基体は、例えば、強度及び加工性等の観点から金属によって構成され、熱膨張係数が圧電体に比較して高い。従って、接着後に圧電アクチュエータを常温にすると、基体が圧電体よりも収縮し、圧電体において平面方向の残留応力が生じる。その結果、圧電体は、電圧が印加されていない状態においても平面方向へ収縮されている状態となるから、電圧が印加されたときの圧電素子の変位は低下する。【０００６】
そこで、圧電素子と基体とを常温において接着することが考えられる。しかし、この場合、複数の加圧室間において、若しくは、複数の圧電アクチュエータ（複数のインクジェットヘッド）間において、変位のばらつきが生じる。【０００７】
従って、変位ばらつきを抑制できる圧電アクチュエータ、インクジェットヘッド及び圧電アクチュエータの製造方法が提供されることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る圧電アクチュエータは、基体と、板状の圧電体、及び、該圧電体を厚み方向に挟むように配置された１対の電極を有し、前記基体に対して厚み方向に重ねられて固定された圧電素子と、を有し、前記基体は、前記圧電素子よりも熱膨張係数が高く、前記圧電体は、正方晶を主結晶相とし、前記１対の電極に挟まれた領域において厚み方向の一方側へのｃ軸の配向度がロットゲーリングファクターで４４％以上５６％以下であり、平面方向における残留応力が圧縮方向に０ＭＰａ以上３５ＭＰａ以下である。【０００９】
本発明の一態様に係るインクジェットヘッドは、インクを収容する凹状の加圧室が設けられた基体と、板状の圧電体、及び、該圧電体を厚み方向に挟むように配置された１対の電極を有し、前記加圧室を塞ぐように前記基体に対して厚み方向に重ねられて固定された圧電素子と、を有し、前記基体は、前記圧電素子よりも熱膨張係数が高く、前記圧電体は、正方晶を主結晶相とし、前記１対の電極に挟まれた領域において厚み方向の一方側へのｃ軸の配向度がロットゲーリングファクターで４４％以上５６％以下であり、平面方向における残留応力が圧縮方向に０ＭＰａ以上３５ＭＰａ以下である。【００１０】
本発明の一態様に係る圧電アクチュエータの製造方法は、板状の圧電体、及び、該圧電体を厚み方向に挟むように配置された１対の電極を有する圧電素子を準備する工程と、該圧電素子よりも熱膨張係数が高い基体を準備する工程と、前記圧電素子と前記基体とを厚み方向に重ねて固定する工程と、前記固定する工程の後、前記圧電素子及び前記基体を常温よりも低い温度まで冷却する工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１１】
上記の構成又は手順によれば、変位ばらつきを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る記録装置の要部を模式的に示す斜視図。
【図２】図１の記録装置のインクジェットヘッドの一部の断面図。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は図２のヘッドのアクチュエータを示す断面図及び平面図、図３（ｃ）はそのアクチュエータの圧電体の分極方向を説明する模式図。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｅ）はヘッドの製造方法の一例を説明する断面図。
【図５】図４（ｃ）の冷却処理におけるドメインスイッチングについて説明する概念図。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は圧縮応力による配向度の変化及び固定を説明する図。
【図７】実施例及び比較例の条件及び作用等を示す図表。
【図８】図８（ａ）は接着温度と変位との相関を示す図、図８（ｂ）は接着温度と変位ばらつきとの相関を示す図。
【図９】図９（ａ）は温度差と変位との相関を示す図、図９（ｂ）は温度差と変位ばらつきとの相関を示す図。
【図１０】図１０（ａ）は接着温度と圧縮応力との相関を示す図、図１０（ｂ）は接着温度と配向度との相関を示す図。
【図１１】図１１（ａ）は温度差と圧縮応力との相関を示す図、図１１（ｂ）は温度差と配向度との相関を示す図。
【図１２】図１２（ａ）は圧縮応力と変位との相関を示す図、図１２（ｂ）は圧縮応力と変位ばらつきとの相関を示す図。
【図１３】図１３（ａ）は配向度と変位との相関を示す図、図１３（ｂ）は配向度と変位ばらつきとの相関を示す図。
【図１４】図７に加えて実施例及び比較例の条件及び作用等を示す図表。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係る記録装置１の要部を模式的に示す斜視図である。
【００１４】
なお、記録装置１及び後述するインクジェットヘッド５は、いずれの方向が上方または下方とされてもよいものであるが、以下では、便宜的に、直交座標系ｘｙｚを定義するとともに、ｚ方向の正側（図１の紙面上方）を上方として、上面、下面等の用語を用いることがあるものとする。
【００１５】
記録装置１は、例えば、メディア（例えば紙）１０１を矢印ｙ１で示す方向へ搬送する搬送部３と、搬送されているメディア１０１に向けてインク滴を吐出するヘッド５と、搬送部３及びヘッド５の動作を制御する制御部７とを有している。
【００１６】
搬送部３は、例えば、不図示の供給スタックに積層された複数のメディア１０１を一ずつ不図示の排出スタックへ搬送する。搬送部３は、公知の適宜な構成とされてよい。図１では、搬送経路がストレートパスとされ、メディア１０１に当接するローラ９と、ローラ９を回転させるモータ１１とが設けられた搬送部が例示されている。
【００１７】
ヘッド５は、メディア１０１の搬送経路の途中に配置されており、ｚ方向の正側からメディア１０１に対向する。ヘッド５は、メディア１０１の印画面及び搬送方向に直交する方向（主走査方向、ｘ方向）にシャトル運動を行うシリアルヘッドであってもよいし、当該直交する方向に（ほぼ）固定されたラインヘッドであってもよい。なお、本実施形態においては、ヘッド５がラインヘッドである場合を例に挙げて説明するものとする。
【００１８】
ヘッド５は、ｘ方向の複数位置においてインク滴をメディア１０１に吐出、付着させる。当該動作が、メディア１０１の搬送に伴って繰り返し行なわれることにより、メディア１０１には２次元画像が形成される。
【００１９】
制御部７は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び外部記憶装置を含んで構成されている。制御部７は、モータ用ドライバ１３に制御信号を出力することにより、所望の電圧をモータ１１に印加して、モータ１１を制御する。同様に、制御部７は、ヘッド用ドライバ１５に制御信号を出力することにより、所望の電圧をヘッド５に印加して、ヘッド５を制御する。
【００２０】
ヘッド用ドライバ１５、又は、ヘッド用ドライバ１５及び制御部７の一部は、所定の駆動周波数の駆動パルス（駆動波形）を含む駆動信号（ヘッド５に印加される電圧）を生成してヘッド５に出力する駆動信号出力部８を構成している。駆動信号出力部８は、例えば、ドライバＩＣや回路基板により構成されている。
【００２１】
なお、図１では、駆動信号出力部８とヘッド５とを互いに別個のものとして図示している。ただし、駆動信号出力部８は、その一部又は全部がヘッド５に搭載されてもよい。この場合において、ヘッド５と駆動信号出力部８のヘッド５に搭載された部分（一部又は全部）との全体が、広義のヘッド６を構成していると捉えられてもよい。
【００２２】
図２は、ヘッド５の一部を拡大して示す模式的な断面図である。なお、図２の紙面下方がメディア１０１に対向する側である。
【００２３】
ヘッド５は、圧電素子の機械的歪によりインクに圧力を付与するピエゾ式のヘッドである。ヘッド５は、インク滴を吐出する複数の吐出素子１９を有し、図２は一の吐出素子１９を示している。複数の吐出素子１９は、例えば、ｘｙ平面において配列されており、各吐出素子１９は、メディア１０１上の１ドットに対応している。
【００２４】
また、別の観点では、ヘッド５は、インクを貯留する空間を形成する基体２１（流路部材）と、基体２１に貯留されているインクに圧力を付与するための圧電素子２３とを有している。特に図示しないが、基体２１と圧電素子２３とは、常温硬化型の接着剤（例えばエポキシ系樹脂）によって互いに固定されている。複数の吐出素子１９は、基体２１及び圧電素子２３により構成されている。
【００２５】
基体２１の内部には、複数の個別流路２５（図２では１つを図示）と、当該複数の個別流路２５に通じる共通流路（リザーバ）２７とが形成されている。個別流路２５は、吐出素子１９毎に設けられ、共通流路２７は、複数の吐出素子１９に共通に設けられている。
【００２６】
各個別流路２５は、メディア１０１に対向する吐出孔２９ａを含むディセンダ（部分流路）２９と、ディセンダ２９に通じる加圧室３１と、加圧室３１と共通流路２７とを連通する供給路３３とを有している。
【００２７】
複数の個別流路２５及び共通流路２７にはインクが満たされている。複数の加圧室３１の容積が変化してインクに圧力が付与されることにより、複数の加圧室３１から複数のディセンダ２９へインクが送出され、複数の吐出孔２９ａからは複数のインク滴が吐出される。また、複数の加圧室３１へは複数の供給路３３を介して共通流路２７からインクが補充される。
【００２８】
複数の個別流路２５及び共通流路２７の断面形状若しくは平面形状は、適宜に設定されてよい。本実施形態では、加圧室３１は、ｚ方向において一定の厚みに形成されるとともに、平面視において概ね菱形（図３（ｂ）参照）に形成されている。菱形の一の角部はディセンダ２９と連通され、その反対側の角部は供給路３３と連通されている。供給路３３の一部は、流れ方向に直交する断面積が共通流路２７および加圧室３１よりも小さいしぼりとされている。
【００２９】
基体２１は、例えば、複数の基板３５が積層されることにより構成されている。基板３５には、複数の個別流路２５及び共通流路２７を構成する貫通孔が形成されている。複数の基板３５の厚み及び積層数は、複数の個別流路２５及び共通流路２７の形状等に応じて適宜に設定されてよい。
【００３０】
複数の基板３５は、適宜な材料により形成されてよい。例えば、複数の基板３５は、加工性及び強度等の観点から金属によって形成されている。金属は、例えば、耐食性の観点からステンレス鋼であることが好ましい。
【００３１】
図３（ａ）は、圧電素子２３付近の図２とは別の方向の断面図であり、図３（ｂ）は圧電素子２３付近の平面図である。
【００３２】
図２及び図３に示す圧電素子２３は、例えば、撓みモードで変位する、ユニモルフ型の圧電素子により構成されている。具体的には、例えば、圧電素子２３は、加圧室３１側から順に積層された、振動板３７、共通電極３９、圧電体４１及び複数の個別電極４３を有している。
【００３３】
振動板３７、共通電極３９及び圧電体４１は、例えば、複数の加圧室３１を覆うように複数の加圧室３１に共通に設けられている。一方、個別電極４３は、加圧室３１毎に設けられている。
【００３４】
振動板３７は、厚さ一定の板状部材であり、凹状の加圧室３１を塞ぐように基体２１の上面に重なり、基体２１に固定されている。振動板３７は、適宜な剛性（ヤング率）を有する材料により形成され、例えば、セラミックス、酸化シリコン若しくは窒化シリコンにより形成されている。
【００３５】
共通電極３９は、厚さ一定の層状電極であり、振動板３７に重なり、振動板３７に固定されている。共通電極３９は、例えば、銀、白金若しくはパラジウムにより形成されている。
【００３６】
圧電体４１は、厚さ一定の板状部材であり、共通電極３９に重なり、共通電極３９に固定されている。圧電体４１は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等のセラミックスにより形成されている。
【００３７】
個別電極４３は、概ね厚さ一定の層状電極であり、圧電体４１に重なり、圧電体４１に固定されている。個別電極４３は、平面視において、概ね加圧室３１と相似形（本実施形態では菱形）で、加圧室３１の広さよりも若干小さい（加圧室３１の中央側にて広がる）個別電極本体４４と、その個別電極本体４４の角部に接続された引出電極４５とを含んでいる。個別電極４３は、例えば、銀、白金若しくはパラジウムにより形成されている。
【００３８】
なお、上述のように、基体２１は、金属で構成されていることから、基体２１は、圧電体４１よりも熱膨張係数が大きく、ひいては、圧電体４１を主体とする圧電素子２３よりも熱膨張係数が大きい。また、共通電極３９及び個別電極４３は、圧電体４１よりも熱膨張係数が大きい。例えば、ＰＺＴ（圧電体４１）の熱膨張係数は８ｐｐｍ／℃であり、ステンレス鋼（日本工業規格（ＪＩＳ）の規定するＳＵＳ４３０、基体２１）の熱膨張係数は１０ｐｐｍ／℃であり、Ａｇ−Ｐｄ合金（重量比で７０／３０、電極）の熱膨張係数は１７ｐｐｍ／℃である。
【００３９】
図３（ｃ）は、圧電体４１の分極方向を説明する模式図である。具体的には、図３（ｃ）は、圧電体４１の代表的な単位格子（正方晶４７）を模式的に示している。
【００４０】
圧電体４１は、「ｃ axis」と付した矢印によって示されているように、厚み方向（ｚ方向）に分極されている。従って、共通電極３９及び個別電極４３に電圧を印加して、圧電体４１に対して分極方向に電界を作用させると、圧電体４１は平面方向（ｘｙ平面内）において収縮する。この収縮により振動板３７は、加圧室３１側に凸となるように撓み、その結果、加圧室３１の容積は変化し、加圧室３１のインクに圧力が付与されて、印刷が行われる。なお、分極方向の向きは、ｚ方向の正側及び負側のいずれでもよい。以下では、分極方向の向きがｚ方向の正側である場合を例にとって説明するものとする。
【００４１】
ここで、圧電体４１は、理想的には、自発分極の方向が圧電体４１の厚み方向の一方側（ｚ方向の正側）とされた単分域結晶であるが、現実的には、多分域結晶である。すなわち、分極方向の向きがｚ方向の正側であるとは、自発分極の方向が（概ね）ｘ方向の正側とされたドメインの割合が、自発分極の方向が他の方向とされたドメインのいずれの割合よりも及び／若しくはその合計の割合よりも高い、並びに／又は、自発分極の方向が他の方向とされたドメインは分極が相互に打ち消されるような方向及び割合となっていることをいう。
【００４２】
各ドメインは、単位格子が（概ね）一定の向きで規則的に配列された結晶である。単位格子は、所定の面方位（等価な方位含む）において正電荷の重心と負電荷の重心とをずらして当該単位格子における自発分極を生じる。従って、上記とは別の観点では、分極方向の向きがｚ方向の正側であるとは、自発分極の方向となる面方位が厚み方向とされた単位格子の割合が、自発分極の方向が他の方向とされた単位格子のいずれの割合よりも及び／若しくはその合計の割合よりも高い、並びに／又は、自発分極の方向が他の方向とされた単位格子は分極が相互に打ち消されるような方向及び割合となっていることをいう。
【００４３】
例えば、圧電体４１が、ＺｒｘＴｉｘ−１のｘが０．５２５未満（数値の境界は他の添加物により多少変わる）のＰＺＴである場合には、単位格子は正方晶である。正方晶は、長手方向（ｃ軸、面方位[００２]）が自発分極の方向である。そして、圧電体４１においては、ｃ軸を（概ね）厚み方向の一方側へ向けて配列された正方晶４７の割合が相対的に高い。好適には、厚み方向の一方側へのｃ軸の配向度は、ロッドゲーリングファクターで４４％以上５６％以下である。
【００４４】
圧電体４１には、平面方向（ｘｙ平面に沿う方向）において残留応力がある。ただし、当該残留応力は、後述するように、従来に比較して小さくされている。好ましくは、平面方向の残留応力は、０ＭＰａ以上３５ＭＰａ以下である。
【００４５】
図４（ａ）〜図４（ｅ）は、ヘッド５の製造方法の一例を説明する、図３（ａ）に相当する断面図である。ただし、応力の方向を示す矢印を付すために、断面におけるハッチングは省略されている。
【００４６】
まず、図４（ａ）に示すように、基体２１及び圧電素子２３をそれぞれ準備する。これらの作製方法は、公知の一般的な作製方法と同様とされてよい。
【００４７】
例えば、基体２１は、複数の金属板それぞれに対してエッチング若しくは打ち抜き加工を行って複数の基板３５を形成し、その複数の基板３５を接着剤によって互いに貼り合わせることによって作製される。
【００４８】
また、例えば、圧電素子２３は、圧電体４１及び振動板３７となるグリーンシートをそれぞれ準備し、これらグリーンシート（例えば圧電体４１となるグリーンシート）に共通電極３９及び個別電極４３となる導電ペーストを印刷し、これらグリーンシートを積層して焼成することにより作製される。
【００４９】
なお、共通電極３９及び個別電極４３（金属）の熱膨張係数は、圧電体４１及び振動板３７（セラミックス）の熱膨張係数よりも高い。従って、焼成中に（高温の状態で）これらが互いに固定された後、圧電素子２３が常温とされると、共通電極３９等は圧電体４１等よりも収縮する。その結果、矢印ｙ１１で示すように、圧電体４１においては、平面方向の圧縮応力（残留応力）が生じる。
【００５０】
次に、図４（ｂ）に示すように、圧電素子２３と基体２１とを接着剤により固定する。当該固定は、常温硬化型の接着剤を用いて常温において行われる。
【００５１】
なお、本願において、常温とは、例えば、日本工業規格（JIS Z 8703）において規定されている２０℃±１５℃（５℃以上３５℃以下）の範囲を指すものとする。工業製品の多くは、この範囲において使用されることを前提としている。インクジェットヘッドにおいても同様である。ただし、一般的に温度が高くなるとインクの粘度は低くなるので、粘度の低い状態で使用するなどのために、インクジェットヘッドでは、高温側は、常温以上、インクの溶媒にもよるが７０℃以下で使用されることもある。そのように使用されるインクジェットヘッドにおいては、接着を使用温度±１５℃で行い、その後冷却して圧縮応力を加えればよい。また、そのような場合、使用温度において、電極に挟まれた領域における厚み方向の一方側へのｃ軸の配向度がロットゲーリングファクターで４４％以上５６％以下であり、平面方向における残留応力が圧縮方向に０ＭＰａ以上３５ＭＰａ以下であればよい。
【００５２】
次に、図４（ｃ）に示すように、圧電素子２３及び基体２１を冷却する。すなわち、圧電素子２３及び基体２１の温度を常温よりも低い温度とする。冷却は、適宜な方法によって行われてよく、例えば、これらの部材を冷却室に配置したり、これらの部材に対して冷風を送ったり、又は、これらの部材に除熱剤が封入された袋を当接させたりすることによって行われてよい。
【００５３】
冷却が行われると、各部材は収縮する。一方、基体２１（金属）は、セラミックス等を主体とする圧電素子２３に比較して、熱膨張係数が高い。従って、矢印ｙ１３によって示すように、基体２１は、圧電素子２３よりも収縮しようとする。その結果、矢印ｙ１５を図４（ａ）及び図４（ｂ）の矢印ｙ１１よりも大きくして示すように、圧電体４１の圧縮応力は大きくなる。
【００５４】
そして、図４（ｃ）の右側において示すように、正方晶４７（ドメイン）は、圧縮応力によって、ｃ軸の向きを圧縮方向に直交する方向へ９０°変換させる（９０°ドメインスイッチングが発生する。）。これにより、ｃ軸の厚み方向（紙面上下方向）への配向度が高くなる。
【００５５】
次に、図４（ｄ）に示すように、圧電素子２３及び基体２１の冷却を終了する（圧電素子２３及び基体２１を常温とする。）。圧電素子２３及び基体２１は、接着時と同様に常温とされることから、図４（ｂ）の矢印ｙ１１と同一の矢印ｙ１１で示すように、圧電体４１の圧縮応力は、冷却前の大きさに戻る（ドメインスイッチングが生じたことにより応力が完全に元の状態に戻らなくても、その差異は温度変化により生じる応力に対して小さい）。
【００５６】
次に、図４（ｅ）に示すように、圧電体４１に対して分極処理を行う。具体的には、直流電源５１によって共通電極３９と個別電極４３との間に直流電圧を印加する。このときの電圧は、圧電体４１の抗電界を超える強度の電界を形成する電圧とされ、より好適には、分極が飽和状態となる電圧以上の電圧とされる。
【００５７】
なお、分極処理は、例えば、常温で行われる。また、接着と分極処理の工程順は、逆でも構わないが、圧電素子２３の厚みが１００μｍ程度以下と薄い場合は、分極処理により、圧電素子２３に反りが生じ、接着が難しくなることがあるため、上述の工程順で行うのが好ましい。また、圧電体４１に加わる圧縮応力は、ヘッド５の構造の影響を受ける。例えば、平面方向の一番端にある加圧室１０上の圧電体４１と、他の加圧室１０の間にある加圧室１０上の圧電体４１とでは、加わる圧縮応力に差が生じる可能性がある。そのため、（概ね）一様に分極した後、圧縮応力を加えて、構造に起因するばらつきを加えるよりも、圧縮応力を加えた後、その際に生じたばらつきも含めて、（概ね）一様になるように分極する方が好ましい。
【００５８】
圧電体４１の正方晶４７（ドメイン）は、電界が印加されることによって、ｃ軸の向きを電界が印加された方向（厚み方向の一方側、ｚ方向正側）へ向ける。すなわち、圧電体４１は、厚み方向の一方側を分極方向として分極される。その後、電界の印加が停止された後も、一部の正方晶４７は、ｃ軸を厚み方向の一方側へ向けたままとなる。すなわち、分極は残留する。
【００５９】
このとき、ｃ軸の厚み方向への配向度は、冷却処理（図４（ｃ））によって予め高くされていたことによって、冷却処理が行われなかった場合に比較して、高くなる。なお、分極処理の後に冷却処理を行った場合においても、同様に、冷却処理を行わなかった場合に比較して、ｃ軸の厚み方向への配向度は高くなる。
【００６０】
図５は、図４（ｃ）の冷却処理におけるドメインスイッチングについて説明する概念図である。
【００６１】
図５の左側において図示されているように、冷却処理の前においては、圧電体４１においては、複数のドメイン（正方晶４７）のｃ軸の向きはランダムとなっている。なお、図５の左側においては、ｃ軸の向きが、ｚ方向の正側に向く正方晶４７、ｚ方向に対して４５°の角度で傾斜する正方晶４７、ｚ方向に対して直交する方向に向く正方晶４７を例示している。
【００６２】
そして、図４（ｃ）を参照して説明したように、冷却処理によって矢印ｙ１５で示す圧縮応力が生じると、各ドメインのｃ軸の向きは、図５の紙面右側に示すようになる。
【００６３】
例えば、冷却処理前からｃ軸をｚ方向に向けていたドメインは、ｃ軸の向きを変化させない。また、冷却処理前にｃ軸をｚ方向に直交する方向に向けていたドメインは、９０°ドメインスイッチングが発生することによって、ｃ軸をｚ方向に向ける。一方、冷却処理前にｃ軸をｚ方向に対して４５°傾斜させていたドメインは、９０°ドメインスイッチングが発生しても、結局は、ｃ軸をｚ方向に対して４５°傾斜させることになる。
【００６４】
このように、圧電体４１は、９０°ドメインスイッチングによるｃ軸のｚ方向への配向度の増加に寄与するドメインと寄与しないドメインとを含んでいる。
【００６５】
また、アクチュエータ用途の圧電材料としては、一般にソフト材と呼ばれる組成相境界（ＭＰＢ：Morphotropic Phase Boundary）付近の組成のものが選択されている。このような組成においては、正方晶の異方性（ｃ軸／ａ軸）が小さい。
【００６６】
このようなｃ軸を特定の方向へ向けることを抑制する事情の影響を受け、冷却処理（図４（ｃ））及び分極処理（図４（ｅ））を行った後、圧電体４１の分極処理が行われた領域（共通電極３９及び個別電極４３に挟まれた領域）においては、一部のドメインがｃ軸を厚み方向の一方側へ向けることになる。例えば、厚み方向の一方側へのｃ軸の配向度は、ロットゲーリングファクターで４４％以上５６％以下となる。
【００６７】
なお、例えば、ＴＧＧ（Templated Grain Growth）法若しくはＲＴＧＧ（Reactive Templated Grain Growth）法等の焼成後の特定の方向への配向度を高くすることができる技術を用いた場合においては、上記の範囲よりも配向度を高くすることができる。ただし、このような配向技術の適用はコストの増大を招く。
【００６８】
図４（ｂ）〜図４（ｄ）を参照して説明したように、本実施形態においては、圧電体４１を含む圧電素子２３と、圧電素子２３よりも熱膨張係数が高い基体とを固定し、その後、これらを常温よりも低い温度まで冷却する。これにより、圧電体４１に圧縮応力を付与してｃ軸のｚ方向への配向度を高くする。その配向度は、冷却処理を終了しても維持される。
【００６９】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、圧縮応力によって配向度が変化し、また、その後に圧縮応力を除去しても、配向度が維持されることの証拠を示す図である。
【００７０】
なお、これらの図は、圧縮応力によって変化した配向度が圧縮応力除去後においても維持されることを示すためのものであり、試料の作製方法は、本実施形態の作製方法とは異なるが、説明の便宜上、本実施形態の符号を利用することがある。後述する比較例においても同様である。
【００７１】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、圧電体４１の主面に対するＸＲＤ（Ｘ線回折（法））結果の例を示している。
【００７２】
このＸＲＤでは、圧電体４１の主面に対してＸ線が照射され、反射されたＸ線の強度Ｉが測定される。主面の側面視における主面に対するＸ線の照射角度θ（°）は変化される。図６（ａ）及び図６（ｂ）において、横軸は、２θ（°）を示し、縦軸は、強度Ｉを示している。
【００７３】
ＸＲＤにおいては、各結晶面に対応する２θの値において強度Ｉのピークが生じる。図６（ａ）及び図６（ｂ）では、圧電体４１の結晶構造が正方晶であると仮定して、（００２）面及び（２００）面に対応する２θの値付近における強度Ｉを示している。
【００７４】
図６（ａ）において、線Ｌ１は、圧電素子２３を基体２１に接着する前のＸＲＤ結果を示し、線Ｌ２は、圧電素子２３を基体２１に接着した後のＸＲＤ結果を示している。
【００７５】
圧電素子２３と基体２１との接着は、本実施形態とは異なり、１２５°Ｃの温度において熱硬化性樹脂を用いて行い、常温においてＸＲＤの計測を行った。従って、接着後、常温の範囲内に温度が下がったときに、基体２１が圧電素子２３よりも収縮することによって、圧電体４１には圧縮応力が生じる。
【００７６】
すなわち、線Ｌ１は、圧縮応力が生じる前の配向度を示し、線Ｌ２は、圧縮応力が生じた後の配向度を示している。
【００７７】
線Ｌ１及びＬ２によって示されるように、圧縮応力が生じると、（００２）面に対応する２θにおいては、強度Ｉが高くなっており、（２００）面に対応する２θにおいては、強度Ｉが低くなっている。すなわち、圧縮応力によって、ｃ軸をｚ方向へ向けるドメインスイッチングが発生している。
【００７８】
図６（ｂ）において、線Ｌ３は、圧電素子２３と基体２１とが接着された状態のＸＲＤ結果を示し、線Ｌ４は、圧電素子２３を基体２１から剥離した後のＸＲＤ結果を示している。すなわち、線Ｌ３は、圧縮応力が生じている状態の配向度を示し、線Ｌ４は、その圧縮応力を除去した状態の配向度を示している。
【００７９】
なお、図６（ｂ）の線Ｌ３も、図６（ａ）と同様に、圧電素子２３と基体２１とが熱硬化性樹脂を用いて高温において接着され、常温においてＸＲＤの計測を行った結果を示すが、図６（ａ）とは諸条件が異なることから、線Ｌ２とは一致していない。
【００８０】
圧電素子２３の剥離（正確には、圧電体４１を共通電極３９部分で剥離する）は、その過程において圧電体４１に外部から荷重が加えられないように、圧電素子２３及び基体２１を１mol/NaCl水溶液中に浸し、Ｗプローブにて共通電極３９及び個別電極４３に直流電圧（絶縁耐圧内の電圧）を印加することによって行った。
【００８１】
線Ｌ３及びＬ４に示されるように、圧電素子２３を基体２１から剥離して圧電素子２３から圧縮応力を除去しても、（２００）面及び（００２）面に対応する２θにおける強度Ｉは大きくは変化しない。すなわち、圧縮応力によって変化した配向度は、圧縮応力が除去されても維持される。
【００８２】
以上のとおり、本実施形態においては、冷却処理によって、ｃ軸のｚ方向への配向度を高くする。その結果、変位ばらつきが抑制される。また、常温で接着していることから、常温で基体２１から圧電素子２３に圧縮応力が付与されることが抑制され、変位低下が抑制される。以下では、当該効果について、実施例及び比較例を参照して説明する。
【００８３】
＜実施例及び比較例＞
図７及び図１４は、実施例及び比較例の条件及び作用等を示す図表である。
【００８４】
「Ｎｏ．」の欄は、実施例及び比較例に適宜に付した番号を示している。当該欄に示されるように、実施例及び比較例では、Ｎｏ．１からＮｏ．４０までの４０個の試料（圧電素子２３と基体２１とを接着したもの）を作製し、種々の計測を行った。なお、Ｎｏ．１は、基体２１に接着される前の圧電体４１を試料としており、一部の条件若しくは作用については記載されていない。
【００８５】
「実施例」及び「比較例」の欄は、それぞれ実施例か比較例かを示している。すなわち、実施例には、「実施例」の欄に丸若しくは三角のマークが記入されており、比較例には、「比較例」の欄に丸が記入されている。なお、「実施例」の欄における、丸と三角との相違については後述する。
【００８６】
（実施例及び比較例毎に異なる条件）
図７及び図１４において、「Ｚｒ／Ｔｉ」、「Ｔ１（℃）」、「Ｔ２（℃）」及び「ΔＴ（℃）」の欄は、実施例及び比較例毎に設定された条件を示している。なお、一部の実施例同士若しくは比較例同士は、同一の条件とされている。各欄は、具体的には、以下の条件を示している。
【００８７】
「Ｚｒ／Ｔｉ」の欄は、圧電体４１の材料の条件を示している。圧電体４１の材料は、Ｐｂ１−ｘ−ｙＳｒｘＢａｙ（Ｚｎ１／３Ｓｂ２／３）ａ（Ｎｉ１／２Ｔｅ１／２）ｂＺｒ１−ａ−ｂ−ｃＴｉｃＯ３＋αｗｔ％Ｐｂ１／２ＮｂＯ３（０≦ｘ≦０．１４、０≦ｙ≦０．１４、０．０５≦ａ≦０．１、０．００２≦ｂ≦０．０１、０．４４≦ｃ≦０．５０、α＝０．１以上１．０以下）で表されるもののうち、（１−ａ−ｂ−ｃ）/ｃが、０．５／０．５又は０．４９５／０．５０５となるものとした。「Ｚｒ／Ｔｉ」の欄では、（１−ａ−ｂ−ｃ）/ｃの値を示している。
【００８８】
「Ｔ１（℃）」の欄は、圧電素子２３と基体２１とを接着したときの雰囲気の温度（ひいては圧電素子２３及び基体２１の温度）の条件を示している。この欄に示されるように、接着温度Ｔ１は、２５〜１２０℃の範囲で種々設定された。
【００８９】
「Ｔ２（℃）」の欄は、接着後における、圧電素子２３及び基体２１の最低温度の条件を示している。なお、実施例においては、冷却処理（図４（ｃ））のときの温度の条件を示している。この欄に示されるように、最低温度Ｔ２は、実施例においては、常温（５℃以上３５℃以下）よりも低い、−７０〜０℃の範囲で種々設定され、比較例においては、常温の範囲内（主として２５℃）において設定されている。
【００９０】
「ΔＴ（℃）」の欄は、接着温度Ｔ１と最低温度Ｔ２との差（Ｔ２−Ｔ１）を示している。この欄に示されるように、温度差ΔＴは、０〜１８０℃の間で種々設定されている。
【００９１】
（実施例及び比較例の作用）
図７及び図１４において、「σ（ＭＰａ）」、「（００２）／{（２００）＋（００２）}」、「ＬＦ（％）」、「Ｄ（ｎｍ）」及び「Ｖ（％）」の欄は、実施例及び比較例毎の作用を示す値の計測結果を示している。具体的には、以下のとおりである。なお、以下に述べる各種の計測値は、圧電素子２３と基体２１とが接着された状態で得られたものである。また、測定温度については、図７では、全ての値が常温（具体的には２５℃程度）で得られており、図１４では、「σ（ＭＰａ）」、「Ｄ（ｎｍ）」及び「Ｖ（％）」が４５℃、他が常温で得られている。
【００９２】
「σ（ＭＰａ）」の欄は、圧電体４１に生じている圧縮応力の計測結果を示している。圧縮応力の計測は、フルデバイリングフィッティング：２Ｄ法によって行った。これは、対象と同組成の試料に応力を加えた状態でＸＲＤを測定しておき、対象の試料のＸＲＤを測定することで、応力による結晶格子の歪から加わっている圧縮応力を測定するものである。なお、当該欄の数値には、応力が圧縮方向のものであることに対応して負の符号が付されている。
【００９３】
「（００２）／{（２００）＋（００２）}」の欄は、図６と同様にＸＲＤによって計測した（００２）面の強度Ｉを、（２００）面及び（００２）面の強度Ｉで割った値（配向度を示す指標の一種）を示している。
【００９４】
「ＬＦ（％）」の欄は、圧電体４１における厚み方向の一方側へのｃ軸の配向度を示している。具体的には、当該欄は、ＸＲＤによって計測した強度Ｉに基づいて算出されたロットゲーリングファクターを示している。
【００９５】
なお、ＸＲＤ測定装置としては、ブルカー・エイエックスエス株式会社製の「Ｄ８  ＤＩＳＣＯＶＥＲ  ｗｉｔｈ  ＧＡＤＤ  Ｓｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄ」を用いた。
また、ロットゲーリングファクター「ＬＦ（％）」は次のようにして求めた。
ＬＦ（％）＝｛（ρ−ρ０）／（１−ρ０）｝×１００
ρ０＝ΣＩ０（００ｌ）／ΣＩ０（ｈｋｌ）
Ｉ０：無配向サンプルのX線回折強度
ΣＩ０（ｈｋｌ）：無配向サンプルX線回折の全回折強度の和
ΣＩ０（００ｌ）：無配向サンプルX線回折のc軸と垂直な全ての面の回折強度の和
ρ＝ΣＩ（００ｌ）／ΣＩ（ｈｋｌ）
Ｉ：測定対象サンプルのX線回折強度
ΣＩ（ｈｋｌ）：測定対象サンプルX線回折の全回折強度の和
ΣＩ（００ｌ）：測定対象サンプルX線回折のc軸と垂直な全ての面の回折強度の和
【００９６】
「Ｄ（ｎｍ）」の欄は、共通電極３９と個別電極４３との間に電圧を印加して圧電素子２３を撓ませたときの圧電素子２３の中央位置における変位を示している。
【００９７】
「Ｖ（％）」の欄は、複数の吐出素子１９間における、上記の変位Ｄのばらつきを示している。具体的には、変位ばらつきＶは、変位Ｄの標準偏差Ｄσを示している。
【００９８】
（実施例及び比較例に共通の条件及びその他の条件）
実施例及び比較例に共通の条件は以下のとおりである。
圧電体４１：
厚み：２０μｍ
振動板３７：
材料：ＰＺＴセラミックス
厚み：２０μｍ
共通電極３９：
材料：Ａｇ−Ｐｄ合金（重量比で７０／３０）
厚み：２μｍ
個別電極４３：
材料：Ａｇ−Ｐｄ合金（重量比で７０／３０）
厚み：０．４μｍ
基体２１：
材料：ＳＵＳ４３０（ステンレス鋼）。ただし、Ｎｏ．３１は４２アロイ。
厚み：１ｍｍ
加圧室３１：
平面視の形状及び寸法： 
・長手対角線長：８００μｍ
・短手対角線長：５００μｍ
・高さ        ：  ５０μｍ
分極時の印加電圧：４０Ｖ
変位測定時の印加電圧：２０Ｖ
【００９９】
なお、Ｎｏ．２〜Ｎｏ．２８及びＮｏ．３１〜Ｎｏ．４０においては、分極処理は、実施形態において説明したように、共通電極３９と個別電極４３との間に電圧を印加することにより行われている。
【０１００】
Ｎｏ．２９においては、分極処理は、圧電体４１の主面に分極用仮電極を形成し、その仮電極と共通電極３９との間に電圧を印加することにより行われた。従って、圧電体４１は、その全面において厚み方向に分極された。なお、仮電極は、分極処理後に除去された。
【０１０１】
Ｎｏ．３０においては、分極処理は、個別電極４３の周囲に分極用仮電極を形成し、共通電極３９と個別電極４３との間に電圧を印加するとともに、個別電極４３と仮電極との間に電圧を印加することにより行われた。従って、圧電体４１は、個別電極４３の周囲においては平面方向に分極された。なお、仮電極は、分極処理後に除去された。
【０１０２】
（実施例及び比較例についての考察）
実施例及び比較例の大部分については、その製造方法の条件は、接着温度Ｔ１、最低温度Ｔ２及び温度差ΔＴが異なるだけである。一方で、実施例及び比較例は、変位Ｄ及び変位ばらつきＶが互いに異なっている。すなわち、接着温度Ｔ１、最低温度Ｔ２及び温度差ΔＴは、変位Ｄ及び変位ばらつきＶに影響を及ぼしている。
【０１０３】
以下では、図７の数値に基づいて、温度等と変位等との相関を示し、温度が変位に及ぼす影響及びその理由について説明する。なお、以下の図８〜図１３の相関図においては、温度以外の条件が同一のＮｏ．２〜Ｎｏ．２８を対象としている。
【０１０４】
図８（ａ）は、接着温度Ｔ１と変位Ｄとの相関を示す図であり、横軸は接着温度Ｔ１を、縦軸は変位Ｄを示している。また、図８（ｂ）は、接着温度Ｔ１と変位ばらつきＶとの相関を示す図であり、横軸は接着温度Ｔ１を、縦軸は変位ばらつきＶを示している。
【０１０５】
この図に示されるように、接着温度Ｔ１と変位Ｄとは相関が極めて高く（Ｒ２＝０．９８）、一方で、接着温度Ｔ１と変位ばらつきＶとは相関が極めて低い（Ｒ２＝０．０６）。そして、接着温度Ｔ１が低いほど（常温に近いほど）、変位Ｄは大きくなっている。
【０１０６】
図９（ａ）は、温度差ΔＴと変位Ｄとの相関を示す図であり、横軸は温度差ΔＴを、縦軸は変位Ｄを示している。また、図９（ｂ）は、温度差ΔＴと変位ばらつきＶとの相関を示す図であり、横軸は温度差ΔＴを、縦軸は変位ばらつきＶを示している。
【０１０７】
この図に示されるように、温度差ΔＴと変位Ｄとは相関が極めて低く（Ｒ２＝０．１０）、一方で、温度差ΔＴと変位ばらつきＶとは相関が極めて高い（Ｒ２＝０．８７）。そして、温度差ΔＴが大きいほど、変位ばらつきＶは小さくなっている。
【０１０８】
以上のように、変位Ｄは、接着温度Ｔ１に大きく依存する。これは、既に述べたように、接着温度Ｔ１が高温であると、常温においては基体２１の収縮によって圧電体４１に圧縮応力が生じ、圧電体４１の圧電定数が低くなるためと考えられる。また、変位ばらつきＶは、温度差ΔＴに大きく依存する。これは、温度差ΔＴが大きいと、図４（ｃ）を参照して述べたように、圧電体４１に平面方向の圧縮応力が生じ、ｃ軸の厚み方向への配向度が高くなったためと考えられる。以下、この作用を確認する相関図を示す。
【０１０９】
図１０（ａ）は、接着温度Ｔ１と圧縮応力σとの相関を示す図であり、横軸は接着温度Ｔ１を、縦軸は圧縮応力σを示している。また、図１０（ｂ）は、接着温度Ｔ１とｃ軸の厚み方向への配向度ＬＦとの相関を示す図であり、横軸は接着温度Ｔ１を、縦軸は配向度ＬＦを示している。
【０１１０】
この図に示されるように、接着温度Ｔ１と圧縮応力σとは相関が極めて高く（Ｒ２＝０．９８）、一方で、接着温度Ｔ１と配向度ＬＦとは相関が極めて低い（Ｒ２＝０．０６）。そして、接着温度Ｔ１が低いほど（常温に近いほど）、圧縮応力σは小さくなっている。
【０１１１】
図１１（ａ）は、温度差ΔＴと圧縮応力σとの相関を示す図であり、横軸は温度差ΔＴを、縦軸は圧縮応力σを示している。また、図１１（ｂ）は、温度差ΔＴとｃ軸の厚み方向への配向度ＬＦとの相関を示す図であり、横軸は温度差ΔＴを、縦軸は配向度ＬＦを示している。
【０１１２】
この図に示されるように、温度差ΔＴと圧縮応力σとは相関が極めて低く（Ｒ２＝０．１２）、一方で、温度差ΔＴと配向度ＬＦとは相関が極めて高い（Ｒ２＝０．８８）。そして、温度差ΔＴが大きいほど、配向度ＬＦは高くなっている。
【０１１３】
図１２（ａ）は、圧縮応力σと変位Ｄとの相関を示す図であり、横軸は圧縮応力σを、縦軸は変位Ｄを示している。また、図１２（ｂ）は、圧縮応力σと変位ばらつきＶとの相関を示す図であり、横軸は圧縮応力σを、縦軸は変位ばらつきＶを示している。
【０１１４】
この図に示されるように、圧縮応力σと変位Ｄとは相関が極めて高く（Ｒ２＝０．９７）、一方で、圧縮応力σと変位ばらつきＶとは相関が極めて低い（Ｒ２＝０．０６）。そして、圧縮応力σが小さいほど、変位Ｄは大きくなっている。
【０１１５】
図１３（ａ）は、ｃ軸の厚み方向への配向度ＬＦと変位Ｄとの相関を示す図であり、横軸は配向度ＬＦを、縦軸は変位Ｄを示している。また、図１３（ｂ）は、配向度ＬＦと変位ばらつきＶとの相関を示す図であり、横軸は配向度ＬＦを、縦軸は変位ばらつきＶを示している。
【０１１６】
この図に示されるように、配向度ＬＦと変位Ｄとは相関が極めて低く（Ｒ２＝０．０３）、一方で、配向度ＬＦと変位ばらつきＶとは相関が極めて高い（Ｒ２＝０．９６）。そして、配向度ＬＦが高くなるほど、変位ばらつきＶは小さくなっている。
【０１１７】
以上のとおり、製造方法において、接着温度Ｔ１、最低温度Ｔ２及び温度差ΔＴを適宜に設定することによって、変位Ｄを大きく確保しつつ、変位ばらつきＶを小さくすることができる。また、別の観点では、製品において、配向度ＬＦ及び圧縮応力σを適宜に設定することによって、変位Ｄを大きく確保しつつ、変位ばらつきＶを小さくすることができる。その好ましい範囲は、以下のとおりである。
【０１１８】
Ｎｏ．２は、常温で接着し、その後、冷却処理が行われなかった比較例（ΔＴ＝０℃）であり、その変位ばらつきＶは、４．１％となっている。これに対して、常温で接着され、常温の範囲内で冷却が行われたＮｏ．１７においては変位ばらつきＶは３．０％であり、常温で接着され、常温よりも若干低い温度へ冷却が行われたＮｏ．１８においては変位ばらつきＶは２．８％であり、Ｎｏ．１７及びＮｏ．１８のいずれの変位ばらつきＶも、Ｎｏ．２の変位ばらつきＶよりも小さい。
【０１１９】
従って、多少なりとも冷却処理が行われれば、変位ばらつきＶを小さくする効果が得られる。製品が常温の範囲内で取り扱われることを前提としていることを考慮すれば、常温よりも低い温度に冷却する処理を行えば、通常の製品では奏されない効果を得ることができることになる。
【０１２０】
また、高温で接着し、高温から常温へ遷移する過程において圧縮応力を付与して変位ばらつきＶを小さくする比較例（例えばＮｏ．３〜Ｎｏ．１０）と同等の変位ばらつきＶ（２％程度）を得る観点からは、Ｎｏ．２１に示されるように、温度差ΔＴを６５℃以上とする（常温での接着であれば−４０℃以下まで冷却する）ことが好ましい。
【０１２１】
そして、変位ばらつきＶを小さくするだけでなく、高温で接着する比較例よりも変位Ｄを大きくする観点からは、接着は、常温及び常温に近い温度（例えば５０℃以下。Ｎｏ．２６参照）で接着することが好ましく、より好ましくは、常温の範囲内の温度で接着することが好ましい。
【０１２２】
このような、変位ばらつきＶを比較例と同等に小さくしつつ、変位Ｄを比較例よりも大きくする実施例は、製品に現れる特徴に関しては、圧電体４１におけるｃ軸の厚み方向への配向度ＬＦが４４％（Ｎｏ．２１参照）以上５６％（Ｎｏ．２６参照）以下であり、且つ、圧電体４１の平面方向の圧縮応力σが０ＭＰａ以上３５ＭＰａ（Ｎｏ．２６参照）以下のものである。
【０１２３】
なお、図７の「実施例」の欄においては、実施例のうち、この配向度ＬＦ及び圧縮応力σの条件を満たすものに丸を付し、それ以外のものには三角を付している。
【０１２４】
以上の実施形態等において、圧電素子２３及び基体２１の組み合わせは、圧電アクチュエータの一例である。
【０１２５】
本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
【０１２６】
圧電アクチュエータは、インクジェットヘッドに用いられるものに限定されず、種々の用途に用いられるものであってよい。また、圧電素子は、ユニモルフ型のものに限定されず、例えば、バイモルフ型のものであってもよい。圧電の変形モードについても、ｄ３１以外のｄ３３やシェアモードを用いたものでよい。
【０１２７】
圧電アクチュエータは、インクジェットヘッド以外に、例えば、圧電スピーカ、タッチセンサー付きの表示装置などにおける触感伝達用の振動源、および携帯電話などの表示装置などにおいて表示装置を耳などの人体の一部に接触させて振動を与えることで音声情報を伝える振動源などに用いることができる。このような形態においては、いずれも平板状の基体に対して、圧電素子が厚み方向に重ねられて固定されている。
【０１２８】
圧電スピーカにおいては、基体は、ポリエチレン、ポリイミド、ポリプロピレンなどの樹脂や金属のフィルムであり、基本的に圧電素子よりも熱膨張係数の大きいものが用いられる。フィルムは、フィルムの振動の固定端となるような枠体の中に張ってもよい。圧電素子は、フィルムの振動を大きくできるように、基本的にフィルムの中央部に固定される。表示装置の一部を振動させて圧電スピーカとして働かせることも可能であり、これについては他の形態と合わせて次で説明する。
【０１２９】
タッチセンサー付きの表示装置における触覚伝達とは、例えば、指などで液晶タッチパネルなどを押した際に、押されたことを検知したことを振動で指に伝えることである。振動のさせ方によっては、ボタンを押したかのような擬似的な触覚を生じさせることもできる。接触による振動での音声情報伝達では、例えば、液晶パネルなどを振動させることにより、外耳などに、内耳において音声として知覚されるように振動を与える。これを、空気の振動により伝えられる音声の代わりにしたり、空気の振動により伝えられる音声の補助とすることができる。いずれの場合においても、表示装置である液晶パネルなどの一部である基体に圧電素子を固定し、振動させることで実現できる。
【０１３０】
液晶パネルなどの表示装置において、基体はガラスやアクリル樹脂である。これらも基本的に圧電素子よりの熱膨張係数が大きい。使用されるガラスの中には熱膨張係数が低いものもあるが、そのような場合、ガラスと圧電素子の間に金属板などの熱膨張係数の高いものを入れて、圧電素子に圧縮応力が加わるようにしてもよい。
【０１３１】
基体は、例えば、厚さが０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の、大きさが数ｃｍから数十センチのものが使用できる。液晶パネルなどとして用いられる場合、中央部は他の機能を実現させるために使用されている場合が多いので、圧電素子は基本的に基体の端部近くに固定される。圧電素子の大きさは、例えば、厚さが０．１以上１．０ｍｍ以下、長さが１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下、幅が１．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下のものが使用できる。圧電素子は、基体からの応力が圧電素子全体に加わりやすいように、基体に沿った方向のいずれかの大きさが、厚さ（基体からの高さ）よりも、大きいことが好ましい。さらに、基体に沿った方向の大きさが、いずれの方向においても厚さよりも大きいことが好ましい。
【０１３２】
圧電体の材料は、ＰＺＴに限定されず、圧縮応力によって９０°ドメインスイッチが発生する材料であればよく、例えば、正方晶を主結晶相とする材料であればよい。また、圧電体の材料が、Ｐｂ１−ｘ−ｙＳｒｘＢａｙ（Ｚｎ１／３Ｓｂ２／３）ａ（Ｎｉ１／２Ｔｅ１／２）ｂＺｒ１−ａ−ｂ−ｃＴｉｃＯ３＋αｗｔ％Ｐｂ１／２ＮｂＯ３（０≦ｘ≦０．１４、０≦ｙ≦０．１４、０．０５≦ａ≦０．１、０．００２≦ｂ≦０．０１、０．４４≦ｃ≦０．５０、α＝０．１以上１．０以下）で表されるものである場合において、（１−ａ−ｂ−ｃ）/ｃは、適宜に設定されてよく、例えば、実施例において示した０．５／０．５と０．４９５／０．５０５との間の値であってもよい。
【０１３３】
圧電体は、少なくとも１対の電極（共通電極及び個別電極）に挟まれる領域において、配向度若しくは圧縮応力の条件を満たせばよい。例えば、圧電体は、加圧室と重なる領域内であって個別電極本体の外側となる領域においては、平面方向に分極されていてもよいし、厚み方向に分極されていてもよいし、分極がなされていなくてもよい。
【符号の説明】
【０１３４】
５，６…ヘッド（圧電アクチュエータ）、２１…基体、３９…共通電極、４１…圧電体、４３…個別電極。
【図１】
0005964947.tif 000002
【図２】
0005964947.tif 000003
【図３】
0005964947.tif 000004
【図４】
0005964947.tif 000005
【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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