(57)【要約】【課題】  圧電層の撓みが隣接領域に与える影響を低減できるインクジェットヘッド用圧電アクチュエータ及びその製造方法を提供することにある。【解決手段】  圧電層４において圧力室１６の開口部１６Ａを外れる非開口領域Ａ２に、圧電層４の圧電特性を低下させる元素を拡散する。すると、元素が拡散した拡散領域は抗電界が高くなるため、通常の駆動電界では動作しない領域となる。このため、圧電層４のうち特定の圧力室１６に対応する開口領域Ａ１に電界を印加して撓ませたときに、その周囲にある非開口領域Ａ２が変位して隣接する圧力室１６に影響を与えることを抑制できる。これにより、クロストークを低減することができる。【選択図】  図１
2006051812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク吐出ノズルに連通するとともに一面側に開口する開口部を備えた圧力室が複数設けられたインク流路形成体の前記一面側に、前記開口部を閉じるように設けられるものであって、前記インク流路形成体の前記一面側に複数の前記開口部に跨って設けられた基板と、前記基板上において複数の前記開口部に対応する複数の開口領域に跨って積層された圧電層と、前記圧電層上において前記複数の開口領域に個別に設けられた個別電極とを備えたインクジェットヘッド用圧電アクチュエータを製造する方法であって、
前記基板上において隣り合う前記開口領域の中間に位置する中間領域に、前記圧電層中に拡散して前記圧電層の圧電特性を低下させる元素を存在させた拡散材料領域を形成する拡散材料領域形成工程と、
前記基板上に圧電材料の粒子を含むエアロゾルを噴き付けて前記圧電層を形成する圧電層形成工程と、
前記圧電層を加熱して前記拡散材料領域に存在する前記元素を前記圧電層に拡散させる拡散工程と、
を含むことを特徴とするインクジェットヘッド用圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項２】
前記拡散材料領域に存在する前記圧電特性を低下させる元素は、前記圧電材料の主成分となる元素とは異種のものであることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド用圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項３】
前記拡散材料領域に存在する前記圧電特性を低下させる元素は、前記圧電材料の主成分となる元素のうち少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド用圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項４】
前記拡散材料領域形成工程において、前記拡散材料領域を、前記基板上における前記中間領域に前記圧電特性を低下させる元素を含む拡散材料層を形成することにより設けることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のインクジェットヘッド用圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項５】
前記基板として前記圧電特性を低下させる元素を含む基板を用いるとともに、
前記拡散材料領域形成工程において前記基板上における前記開口領域に前記圧電特性を低下させる元素の拡散を防止する拡散防止層を形成することによって、この前記拡散防止層から外れる領域を前記拡散材料領域とし、
その後に、前記圧電層形成工程において前記基板の表面に前記圧電層を形成することを特徴とする請求項１〜請求項３に記載のインクジェットヘッド用圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項６】
前記圧電材料がチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）、ニッケルニオブ酸鉛（ＰＮＮ）、亜鉛ニオブ酸鉛からなる群より選ばれる少なくとも１種であり、前記圧電特性を低下させる元素が鉄、クロム、コバルト、マンガン、シリカ、アルミニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のインクジェットヘッド用圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項７】
インク吐出ノズルに連通するとともに一面側に開口する開口部を備えた圧力室が複数設けられたインク流路形成体の前記一面側に、前記開口部を閉じるように設けられるものであって、前記インク流路形成体の前記一面側に複数の前記開口部に跨って設けられた基板と、前記基板上において複数の前記開口部に対応する複数の開口領域に跨って積層された圧電層と、前記圧電層上において前記複数の開口領域に個別に設けられた個別電極とを備えたインクジェットヘッド用圧電アクチュエータを製造する方法であって、
前記開口領域に、前記圧電層中に拡散して前記圧電層の圧電特性を向上させる元素を存在させた拡散材料領域を形成する拡散材料領域形成工程と、
前記基板上に圧電材料の粒子を含むエアロゾルを噴き付けて前記圧電層を形成する圧電層形成工程と、
前記圧電層を加熱して前記拡散材料領域に存在する前記元素を前記圧電層に拡散させる拡散工程と、
を含むことを特徴とするインクジェットヘッド用圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項８】
前記拡散材料領域形成工程において、前記拡散材料領域を、前記基板上における前記開口領域に前記圧電特性を向上させる元素を含む拡散材料層を形成することにより設けることを特徴とする請求項７に記載のインクジェットヘッド用圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項９】
前記圧電材料がチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）、ニッケルニオブ酸鉛（ＰＮＮ）、亜鉛ニオブ酸鉛からなる群より選ばれる少なくとも１種であり、前記圧電特性を向上させる元素がカルシウム、ストロンチウム、マグネシウム、バリウム、カドミウム、ランタン、ネオジム、ニオブ、アンチモン、ビスマス、トリウム、タングステンからなる群より選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のインクジェットヘッド用圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項１０】
インクを吐出するためのインク吐出ノズルと、
前記インク吐出ノズルに連通するとともに一面側に開口する開口部を備えた圧力室が複数設けられたインク流路形成体と、
前記インク吐出ノズルの一面側に前記開口部を閉じるように設けられるものであって、前記インク流路形成体の前記一面側に複数の前記開口部に跨って設けられた基板と、前記基板上において複数の前記開口部に対応する複数の開口領域に跨って積層された圧電層と、前記圧電層上において前記複数の開口領域に個別に設けられた個別電極とを備えた圧電アクチュエータと、
を備えるインクジェットヘッドを製造する方法であって、
前記基板上において隣り合う前記開口領域の中間に位置する中間領域に、前記圧電層中に拡散して前記圧電層の圧電特性を低下させる元素を存在させた拡散材料領域を形成する拡散材料領域形成工程と、
前記基板上に圧電材料の粒子を含むエアロゾルを噴き付けて前記圧電層を形成する圧電層形成工程と、
前記圧電層を加熱して前記拡散材料領域に存在する前記元素を前記圧電層に拡散させる拡散工程と、
を含むことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１１】
インクを吐出するためのインク吐出ノズルと、
前記インク吐出ノズルに連通するとともに一面側に開口する開口部を備えた圧力室が複数設けられたインク流路形成体と、
前記インク吐出ノズルの一面側に前記開口部を閉じるように設けられるものであって、前記インク流路形成体の前記一面側に複数の前記開口部に跨って設けられた基板と、前記基板上において複数の前記開口部に対応する複数の開口領域に跨って積層された圧電層と、前記圧電層上において前記複数の開口領域に個別に設けられた個別電極とを備えた圧電アクチュエータと、
を備えるインクジェットヘッドを製造する方法であって、
前記開口領域に、前記圧電層中に拡散して前記圧電層の圧電特性を向上させる元素を存在させた拡散材料領域を形成する拡散材料領域形成工程と、
前記基板上に圧電材料の粒子を含むエアロゾルを噴き付けて前記圧電層を形成する圧電層形成工程と、
前記圧電層を加熱して前記拡散材料領域に存在する前記元素を前記圧電層に拡散させる拡散工程と、
を含むことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１２】
インク吐出ノズルに連通するとともに一面側に開口する開口部を備えた圧力室が複数設けられたインク流路形成体の前記一面側に前記開口部を閉じるように設けられるインクジェットヘッド用圧電アクチュエータであって、
前記インク流路形成体の前記一面側に複数の前記開口部に跨って設けられた基板と、
前記基板上において複数の前記開口部に対応する複数の開口領域に跨って積層された圧電層と、
前記圧電層上において前記複数の開口領域に個別に設けられた個別電極と、を備えるとともに、
前記圧電層において隣り合う前記開口領域の中間に位置する中間領域に、前記圧電層中に拡散して前記圧電層の圧電特性を低下させる元素を拡散させた拡散領域が設けられていることを特徴とするインクジェットヘッド用圧電アクチュエータ。
【請求項１３】
インク吐出ノズルに連通するとともに一面側に開口する開口部を備えた圧力室が複数設けられたインク流路形成体の前記一面側に前記開口部を閉じるように設けられるインクジェットヘッド用圧電アクチュエータであって、
前記インク流路形成体の前記一面側に複数の前記開口部に跨って設けられた基板と、
前記基板上において複数の前記開口部に対応する複数の開口領域に跨って積層された圧電層と、
前記圧電層上において前記複数の開口領域に個別に設けられた個別電極と、を備えるとともに、
前記開口領域に、前記圧電層中に拡散して前記圧電層の圧電特性を向上させる元素を拡散させた拡散領域が設けられていることを特徴とするインクジェットヘッド用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、インクジェットヘッド用圧電アクチュエータの製造方法、インクジェットヘッドの製造方法、およびインクジェットヘッド用圧電アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッド等に用いられる圧電アクチュエータの一例として、複数の圧力室が形成された圧力室プレートを備え、各圧力室の壁面の一部を構成する振動板をその振動板上に設けた圧電層によって撓ませて、圧力室内のインクを圧力室に連通したノズルから噴射する構成としたものがある。
【０００３】
このような圧電アクチュエータとして、例えば特許文献１に示されるように、圧電層を振動板上の全域にわたって設けるとともに、この圧電層の上面において各加圧室に対応した位置に一方の電極（個別電極）を個々に配置し、この電極と共通電極として用いられる振動板との間に電界を印加することで、圧電層を局所的に撓ませるといった構成をとるものがある。このような構成のものは、例えば特許文献２に示されるように、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法）、スパッタ法等により圧電層を一時に形成する方法を採用することができるため、製造効率が良いという利点がある。
【特許文献１】特開平１１−３３４０８７号公報
【特許文献２】特開平１１−３３０５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このように圧電層を振動板上の全域にわたって設けてある場合、圧電層において駆動対象となっている領域、すなわち特定の個別電極に対応する領域の周囲にも変位が生じ、その結果、隣接した圧力室からのインクの噴射速度や体積がばらつく、いわゆるクロストーク現象が生じることがある。特に、近年では高画質化の要請に対応するためにインク吐出ノズルの配列が高密度化しており、これに伴って圧力室の配列も高密度化しているため、クロストーク現象がいっそう問題となってきている。
【０００５】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧電層の撓みが隣接領域に与える影響を低減できるインクジェットヘッド用圧電アクチュエータ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、圧電層の撓みが隣接領域に与える影響を低減できるインクジェットヘッド用圧電アクチュエータを開発すべく鋭意研究してきたところ、圧電層において圧力室の開口部に対応する開口領域に圧電特性を向上させる元素を拡散させるか、あるいは、隣り合う開口領域に挟まれた中間領域に圧電特性を低下させる元素を拡散させることにより、開口領域を駆動させる駆動電界では中間領域が変位しないようにし、もってクロストークを低減できることを見出した。本発明はかかる新規な知見に基づいてなされたものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、インク吐出ノズルに連通するとともに一面側に開口する開口部を備えた圧力室が複数設けられたインク流路形成体の前記一面側に前記開口部を閉じるように設けられるものであって、前記インク流路形成体の前記一面側に複数の前記開口部に跨って設けられた基板と、前記基板上において複数の前記開口部に対応する複数の開口領域に跨って積層された圧電層と、前記圧電層上において前記複数の開口領域に個別に設けられた個別電極とを備えたインクジェットヘッド用圧電アクチュエータを製造する方法であって、前記基板上において隣り合う前記開口領域の中間に位置する中間領域に、前記圧電層中に拡散して前記圧電層の圧電特性を低下させる元素を存在させた拡散材料領域を形成する拡散材料領域形成工程と、前記基板上に圧電材料の粒子を含むエアロゾルを噴き付けて前記圧電層を形成する圧電層形成工程と、前記圧電層を加熱して前記拡散材料領域に存在する前記元素を前記圧電層に拡散させる拡散工程と、を含むことを特徴とするインクジェットヘッド用圧電アクチュエータの製造方法である。
【０００８】
また、本発明の圧電アクチュエータは、インク吐出ノズルに連通するとともに一面側に開口する開口部を備えた圧力室が複数設けられたインク流路形成体の前記一面側に前記開口部を閉じるように設けられるインクジェットヘッド用圧電アクチュエータであって、前記インク流路形成体の前記一面側に複数の前記開口部に跨って設けられた基板と、前記基板上において複数の前記開口部に対応する複数の開口領域に跨って積層された圧電層と、前記圧電層上において前記複数の開口領域に個別に設けられた個別電極と、を備えるとともに、前記圧電層において隣り合う前記開口領域の中間に位置する中間領域に、前記圧電層中に拡散して前記圧電層の圧電特性を低下させる元素を拡散させた拡散領域が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
拡散材料領域に存在する圧電特性を低下させる元素は、圧電材料の主成分となる元素とは異種のものであってもよく、圧電材料の主成分となる元素のうち少なくとも１種を含むものであってもよい。
【００１０】
拡散材料領域形成工程において、拡散材料領域は、基板上における中間領域に圧電特性を低下させる元素を含む拡散材料層を形成することにより設けることもできる。あるいは、基板として圧電特性を低下させる元素を含む基板を用いるとともに、拡散材料領域形成工程において基板上における開口領域に圧電特性を低下させる元素の拡散を防止する拡散防止層を形成することによって、この拡散防止層から外れる領域を拡散材料領域とすることもできる。
【００１１】
元素の拡散によって圧電特性が低下するメカニズムについて、圧電材料としてチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を使用する場合を例にとり説明する。
ＰＺＴはＡＢＯ３で表現されるペロブスカイト型結晶構造をとっており、ＡサイトにＰｂ２＋が、ＢサイトにＺｒ４＋およびＴｉ４＋が位置している。電界を印加すると、Ｂサイトのイオンが電界方向に、Ｏ２−イオンが電界方向と逆方向に変位して電気分極が生じる。さて、このＰＺＴに例えばＦｅ３＋を拡散させると、Ｂサイトが置換されるとともに酸素欠損が生じる。そして、酸素空孔が形成されることによってドメインウオールがピン止めされてドメインウオールの移動が制限され、その結果として抗電界が上昇する。なお、例えばＡサイトをＫ＋に置換しても同様の結果となる。
【００１２】
したがって、本発明の圧電材料と圧電特性を低下させる元素との組み合わせは、上記のような機序が生じるものであれば良い。具体的には、圧電材料としてはチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）、ニッケルニオブ酸鉛（ＰＮＮ）、亜鉛ニオブ酸鉛、あるいはチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）にバリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガンのうちいずれかを微量添加したものなどが挙げられる。また、圧電層に拡散して圧電特性を低下させる元素としては、鉄、クロム、コバルト、マンガン、シリカ、アルミニウムが挙げられる。これらの圧電材料および元素は、それぞれ単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用しても良い。
【００１３】
また、本発明の他の製造方法は、インク吐出ノズルに連通するとともに一面側に開口する開口部を備えた圧力室が複数設けられたインク流路形成体の前記一面側に前記開口部を閉じるように設けられるものであって、前記インク流路形成体の前記一面側に複数の前記開口部に跨って設けられた基板と、前記基板上において複数の前記開口部に対応する複数の開口領域に跨って積層された圧電層と、前記圧電層上において前記複数の開口領域に個別に設けられた個別電極とを備えたインクジェットヘッド用圧電アクチュエータを製造する方法であって、前記開口領域に、前記圧電層中に拡散して前記圧電層の圧電特性を向上させる元素を存在させた拡散材料領域を形成する拡散材料領域形成工程と、前記基板上に圧電材料の粒子を含むエアロゾルを噴き付けて前記圧電層を形成する圧電層形成工程と、前記圧電層を加熱して前記拡散材料領域に存在する前記元素を前記圧電層に拡散させる拡散工程と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の他の構成の圧電アクチュエータは、インク吐出ノズルに連通するとともに一面側に開口する開口部を備えた圧力室が複数設けられたインク流路形成体の前記一面側に前記開口部を閉じるように設けられるインクジェットヘッド用圧電アクチュエータであって、前記インク流路形成体の前記一面側に複数の前記開口部に跨って設けられた基板と、前記基板上において複数の前記開口部に対応する複数の開口領域に跨って積層された圧電層と、前記圧電層上において前記複数の開口領域に個別に設けられた個別電極と、を備えるとともに、前記圧電層において隣り合う前記開口領域の中間に位置する中間領域に、前記圧電層中に拡散して前記圧電層の圧電特性を低下させる元素を拡散させた拡散領域が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
元素の拡散によって圧電特性が向上するメカニズムについて、上記と同様にチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を例にとり説明する。
ＰＺＴに例えばＮｂ５＋を拡散させると、Ｂサイトが置換されるとともにＡサイトに空孔が形成される。この空孔を介してドメインウォールが移動しやすくなり、抗電界が低下する。なお、例えばＡサイトをＬａ３＋に置換しても同様の結果となる。
【００１６】
したがって、本発明の圧電材料と圧電特性を向上させる元素との組み合わせは、上記のような機序が生じるものであれば良い。圧電材料としてはチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）、ニッケルニオブ酸鉛（ＰＮＮ）、亜鉛ニオブ酸鉛、あるいはチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）にバリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガンのうちいずれかを微量添加したものなどが挙げられる。また、圧電層に拡散して圧電特性を向上させる元素としては、カルシウム、ストロンチウム、マグネシウム、バリウム、カドミウム、ランタン、ネオジム、ニオブ、アンチモン、ビスマス、トリウム、タングステンが挙げられる。これらの圧電材料および元素は、それぞれ単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用しても良い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、圧電アクチュエータの圧電層において圧力室の開口部に対応する開口領域に圧電特性を向上させる元素を拡散させるか、あるいは、隣り合う開口領域に挟まれた中間領域に圧電特性を低下させる元素を拡散させる。
【００１８】
中間領域に圧電特性を低下させる元素を拡散させた場合、この拡散領域では元素の影響によって抗電界が高くなるため、駆動電界強度が上昇する。すなわち、拡散領域は通常の駆動電界では動作しない領域となっている。このため、特定の開口領域に電界を印加して撓ませたときに、その周囲にある中間領域が変位して隣接する開口領域に影響を与えることを抑制できる。一方、開口領域に圧電特性を向上させる元素を拡散させた場合、この拡散領域では元素の影響によって抗電界が低くなるため、駆動電界強度が低下する。すなわち、開口領域は低い駆動電界で動作する領域となる。このため、開口領域は駆動するが非開口領域は駆動しない電界強度で圧電アクチュエータを駆動させれば、特定の開口領域を撓ませたときに、その周囲にある中間領域が変位して隣接する開口領域に影響を与えることを抑制できる。これにより、クロストークを低減したインクジェットヘッド用圧電アクチュエータを提供することができる。
【００１９】
基板の表面に拡散材料領域を設ける方法としては、(1)この基板の表面に圧電特性を低下または向上させる元素を含む拡散材料層を形成する方法、あるいは、(2)基板として圧電特性を低下または向上させる元素を含む基板を用いるとともに、この基板の表面に元素の拡散を防止する拡散防止層を形成することによって、拡散防止層から外れた領域を拡散材料領域とする方法のいずれも採用することができる。特に、圧電層に拡散して圧電特性を低下させる元素を含む基板は、従来、圧電アクチュエータ用の基板としては利用しづらいものであったが、上記(2)のような方法を採用することによって、拡散材料の供給源として積極的に活用することができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
＜第１実施形態＞
以下、本発明を具体化した第１実施形態について、図１〜図３を参照しつつ詳細に説明する。
【００２１】
図１には、本実施形態のインクジェットヘッド１０を示す。インクジェットヘッド１０は、インク２０が収容される複数の圧力室１６を備えた流路ユニット１１（本発明のインク流路形成体に該当する）と、この流路ユニット１１上に圧力室１６を閉じるように接合されたアクチュエータプレート１（本発明の圧電アクチュエータに該当する）とを備えている。
【００２２】
流路ユニット１１は、全体として平板状をなしており、ノズルプレート１２、マニホールドプレート１３、流路プレート１４、および圧力室プレート１５を順に積層するとともに、各プレート１２、１３、１４、１５を互いにエポキシ系の熱硬化性接着剤にて接合した構成となっている。
【００２３】
ノズルプレート１２は、ポリイミド系の合成樹脂材料にて形成されており、その内部にはインク２０を噴射するための複数のインク吐出ノズル１９が整列して形成されている。マニホールドプレート１３は、ステンレス等の金属材料にて形成され、その内部には、インク吐出ノズル１９に接続する複数のノズル流路１８が設けられている。流路プレート１４は、同じくステンレス等の金属材料にて形成されており、内部にノズル流路１８に連通した複数のプレッシャ流路１７が設けられている。圧力室プレート１５はやはりステンレス等の金属材料にて形成され、その内部にはプレッシャ流路１７に連通した複数の圧力室１６が設けられている。圧力室１６は、流路プレート１４およびマニホールドプレート１３に設けられた図示しないマニホールド流路および共通インク室を介してインクタンクに接続されている。このようにして、インクタンクに接続された共通インク室から、マニホールド流路、圧力室１６、プレッシャ流路１７およびノズル流路１８を経てインク吐出ノズル１９へと至る経路が形成されている。
【００２４】
この流路ユニット１１に積層されるアクチュエータプレート１は、圧力室１６の壁面の一部を構成する振動板２と、この振動板２上に形成された下部電極３と、この下部電極３上に積層された圧電層４と、この圧電層４上に設けられた上部電極５とで構成されている。
【００２５】
振動板２は、ステンレス（ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４等）、４２Ａ合金等の金属材料にて矩形状に形成されており、流路ユニット１１の上面にエポキシ系の熱硬化性の接着剤によって接合されて、流路ユニット１１の上面全体を覆う形態、ずなわち、複数の圧力室１６に跨って設けられた形態となっている。
【００２６】
この振動板２において流路ユニット１１に接する面と反対側の面には、複数の下部電極３が形成されている。下部電極３は、振動板２の面上において各圧力室１６の開口部１６Ａに対応する開口領域Ａ１にそれぞれ設けられており、駆動回路ＩＣ（図示せず）のグランドに接続されている。この下部電極３は、振動板２に含まれる元素が圧電層４に拡散するのを防止する拡散防止層を兼ねており、例えばＡｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ａｇ−Ｐｔ合金、Ｒｈ、Ｉｎ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｎｂ、Ｓｂ、Ｔｈ、Ｗ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｍｇ等の金属の薄膜、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＣｏＯ２、ＲｅＯ３、ＳｎＯ、ＴｉＯ２、ＬｉＴｉ２Ｏ４、ＬｉＶ２Ｏ４、ＷＯ３、ＭｘＷＯ３（Ｍは任意の金属、以下同じ）、ＭｘＶ２Ｏ５、ＭｘＭ６Ｏ３、ＮｉＯ、Ｖ２Ｏ３、ＦｅＯ４、ＭｇＩｎ２Ｏ４、ＲｕＯ２、Ｌａ１−ｘＳｒｘＭｎＯ３（ＬＳＭＯ）、（Ｌａ１−ｘＳｒｘ）（Ｇａ１−ｙＭｇｙ）Ｏ３−δ（ＬＳＧＭ）、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）、ＳｒＲｕＯ３（ＳＲＯ）、Ｌａ２−ｘＳｒｘＣｏＯ４（ＬＳＣＯ）等の導電性酸化膜、アルミナ、グラファイト等により形成することができる。
【００２７】
圧電層４は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電体の圧電セラミックス材料から形成されており、振動板２との間で下部電極３を挟み込むようにしながら、振動板２の表面に均一な厚みで積層されている。この圧電層４は、エアロゾルデポジション法により形成されたものであって、その厚み方向に分極するように分極処理が施されている。この圧電層４は、振動板２の表面全体を覆う形態、すなわち、振動板２と同様に複数の圧力室１６に跨って設けられた形態となっている。
【００２８】
この圧電層４において拡散防止層が設けられた領域を外れる領域、すなわち圧力室１６の各開口部１６Ａから外れる非開口領域Ａ２（本発明の中間領域に該当する）は、振動板２と直接に接しており、この振動板２に含まれる元素であるＦｅ、Ｃｒが拡散された拡散領域となっている。このＦｅ、Ｃｒは圧電層４を構成するＰＺＴに含まれる元素とは異なる種類の元素（異種元素）であって、圧電層４の圧電特性を低下させる役割を果たす。すなわち、拡散領域ではＦｅ、Ｃｒの影響によって抗電界が高くなるため、駆動電界強度が上昇し、通常の駆動電界では動作しないようになっている。
【００２９】
この圧電層４上において振動板２に密着されている側と逆側の面上には、複数の上部電極５（本発明の個別電極に該当する）が備えられている。この上部電極５は、下部電極３と同様に、各圧力室１６の開口部１６Ａに対応する開口領域Ａ１にそれぞれ設けられるとともに、駆動回路ＩＣに接続されている。
【００３０】
次に、このインクジェットヘッド１０用のアクチュエータプレート１を製造する方法について説明する。
【００３１】
まず、図２Ａに示すように、ステンレスにより形成された振動板２を流路ユニット１１における圧力室プレート１５の上面に位置合わせした状態で重ねて接合し、振動板２によって各圧力室１６を閉鎖する。
【００３２】
次に、図２Ｂに示すように、振動板２上において圧力室１６の開口に対応する開口領域Ａ１に、拡散防止層を兼ねる複数の下部電極３を形成する（拡散材料領域形成工程）。下部電極３は、例えばスクリーン印刷法によって形成することができる。そして、振動板２においてこの下部電極３から外れた非開口領域Ａ２、すなわちその表面が露出した領域が、次工程で形成される圧電層４にＦｅ、Ｃｒを供給する拡散材料領域とされる。
【００３３】
次に、図２Ｃに示すように、圧電層４をエアロゾルデポジション法（ＡＤ法）によって形成する（圧電層形成工程）。図３には、圧電層４を形成するための成膜装置３０の概略図を示した。この成膜装置３０は、材料粒子Ｍをキャリアガスに分散させてエアロゾルＺを形成するエアロゾル発生器３１、およびエアロゾルＺを噴射ノズル３７から噴出させて基板に付着させるための成膜チャンバ３５を備えている。
【００３４】
エアロゾル発生器３１には、内部に材料粒子Ｍを収容可能なエアロゾル室３２と、このエアロゾル室３２に取り付けられてエアロゾル室３２を振動する加振装置３３とを備えている。エアロゾル室３２には、キャリアガスを導入するためのガスボンベＢが導入管３４を介して接続されている。導入管３４の先端はエアロゾル室３２内部において底面付近に位置し、材料粒子Ｍ中に埋没するようにされている。キャリアガスとしては、例えばヘリウム、アルゴン、窒素等の不活性ガスや空気、酸素等を使用することができる。
【００３５】
成膜チャンバ３５には、圧電層を形成する基板を取り付けるためのステージ３６と、このステージ３６の下方に設けられた噴射ノズル３７が備えられている。噴射ノズル３７は、エアロゾル供給管３８を介してエアロゾル室３２に接続されており、エアロゾル室３２内のエアロゾルＺが、エアロゾル供給管３８を通って噴射ノズル３７に供給されるようになっている。また、この成膜チャンバ３５には、粉体回収装置３９を介して真空ポンプＰが接続されており、その内部を減圧できるようにされている。
【００３６】
この成膜装置３０を用いて圧電層４を形成する際には、まず、振動板２をステージ３６にセットする。次いで、エアロゾル室３２の内部に材料粒子Ｍを投入する。材料粒子Ｍとしては、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を使用することができる。
【００３７】
そして、ガスボンベＢからキャリアガスを導入して、そのガス圧で材料粒子Ｍを舞い上がらせる。それととともに、加振装置３３によってエアロゾル室３２を振動することで、材料粒子Ｍとキャリアガスとを混合してエアロゾルＺを発生させる。そして、成膜チャンバ３５内を真空ポンプＰにより減圧することにより、エアロゾル室３２と成膜チャンバ３５との間の差圧により、エアロゾル室３２内のエアロゾルＺを高速に加速しつつ噴射ノズル３７から噴出させる。噴出したエアロゾルＺに含まれる材料粒子Ｍは振動板２に衝突して堆積し、圧電層４を形成する。
【００３８】
続いて、形成した圧電層４のアニール処理を行う。このアニール処理工程は、振動板２に含まれるＦｅ、Ｃｒを圧電層４に拡散させる拡散工程を兼ねている。すなわち、加熱によって圧電層４のアニーリングが行われるとともに、ステンレス製の振動板２に含まれているＦｅ、Ｃｒが圧電層４中に拡散していく。このとき、拡散防止層を兼ねる下部電極３が形成されている開口領域Ａ１では、Ｆｅ、Ｃｒの拡散が防止され、圧電層４と直接に接している非開口領域Ａ２（拡散材料領域）からのみＦｅ、Ｃｒが圧電層４中に拡散される。これにより、圧電層４において圧力室１６の開口を外れる非開口領域Ａ２が、Ｆｅ、Ｃｒが拡散された拡散領域となる（図２Ｄ）。このように、拡散工程がアニール工程を兼ねることにより、一度の加熱によってＦｅ、Ｃｒの拡散と圧電層４のアニール処理とを同時に行うことが出来るため、生産効率を向上できる。
【００３９】
次に、図２Ｅに示すように、各圧電層４の上面に上部電極５、および各上部電極５に接続した複数のリード部を形成する。上部電極５及びリード部を形成するには、例えば、圧電層４上の全域に導体膜を形成した後、フォトリソグラフィ・エッチング法を利用して所定のパターンに形成してもよく、あるいは圧電層４の上面に直接スクリーン印刷によりパターン形成しても良い。
【００４０】
この後、上部電極５−下部電極３間に通常のインク噴射動作時よりも強い電界を印加して、両電極間の圧電層４を厚み方向に分極する（分極処理）。以上によりアクチュエータプレート１が完成する。
【００４１】
続いて、以上のように構成されたインクジェットヘッド１０の作用及び効果について説明する。
【００４２】
印刷を行う際には、駆動回路ＩＣから所定の駆動信号が発せられると、上部電極５の電位が下部電極３よりも高い電位とされ、圧電層４の分極方向（厚み方向）に電界が印加される。すると、圧電層４が厚み方向に膨らむとともに、面方向に収縮する。これにより、圧電層４および振動板２（即ちアクチュエータプレート１）における開口領域Ａ１が、圧力室１６側に凸となるように局所的に変形する（ユニモルフ変形）。このため、圧力室１６の容積が低下して、インク２０の圧力が上昇し、インク吐出ノズル１９からインク２０が噴射される。その後、上部電極５が下部電極３と同じ電位に戻されると、圧電層４と振動板２とが元の形状になって圧力室１６の容積が元の容積に戻るので、インク２０をインクタンクに連通するマニホールド流路より吸い込む。
【００４３】
このとき、圧力室１６の開口を外れる非開口領域Ａ２は、Ｆｅ、Ｃｒが拡散された拡散領域となっており、通常の駆動電界では動作しないようになっている。したがって、インク２０を吐出させたい特定の圧力室１６の開口部１６Ａに対応する特定の上部電極５に電圧を印加すると、アクチュエータプレート１のうちでその特定の圧力室１６の開口に対応する開口領域Ａ１に撓みが生じるが、その領域の周囲に存在する非開口領域Ａ２は通常の駆動電界では動作しない拡散領域となっているため、ほとんど撓みが生じない。したがって、非開口領域Ａ２の変位により隣接した圧力室１６へクロストークが生じることを防止することができる。
【００４４】
以上のように本実施形態によれば、圧電層４において圧力室１６の開口部１６Ａを外れる非開口領域Ａ２に、圧電層４の圧電特性を低下させる元素を拡散する。すると、元素が拡散した拡散領域は抗電界が高くなるため、通常の駆動電界では動作しない領域となる。このため、圧電層４のうち特定の圧力室１６に対応する開口領域Ａ１に電界を印加して撓ませたときに、その周囲にある非開口領域Ａ２が変位して隣接する圧力室１６に影響を与えることを抑制できる。これにより、クロストークを低減することができる。
【００４５】
また、振動板２として、圧電層４に拡散して圧電特性を低下させる元素を含むものを用いるとともに、この振動板２と圧電層４との間に元素の拡散を防止する拡散防止層を兼ねる下部電極３を形成する。これにより、従来は圧電アクチュエータ用の振動板として利用しづらかった材料を、圧電層４の非開口領域Ａ２への拡散材料の供給源として積極的に活用することができる。
【００４６】
＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態について図４を参照しつつ説明する。本実施形態と第１実施形態との主たる相違点は、圧電層４３の圧電特性を低下させる元素を振動板４１から供給するのではなく、振動板４１上に設けた拡散材料層４２から供給する点である。なお、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４７】
本実施形態のアクチュエータプレート４０を製造するためには、まず、振動板４１を第１実施形態と同様に圧力室プレート１５の上面に位置合わせした状態で重ねて接合し、振動板４１によって各圧力室１６を閉鎖する（図４Ａ）。この振動板４１は、圧電層４３に拡散して圧電特性を低下させる元素を含まない導電性材料、例えばチタン等により形成されており、下部電極を兼ねるものである。
【００４８】
次に、図４Ｂに示すように、振動板４１上において圧力室１６の開口部１６Ａから外れた非開口領域Ａ２に、拡散材料層４２を形成する（拡散材料領域形成工程）。拡散材料層４２は、圧電層４３に拡散して圧電特性を低下させる元素、例えばＦｅを含む。この拡散材料層４２は、例えばスクリーン印刷法によって形成させてもよく、あらかじめ樹脂あるいは金属によるマスキングを施した振動板４１上にＡＤ法によって形成させても良い。
【００４９】
次に、図４Ｃに示すように、拡散材料層４２を形成した振動板４１の面上に、第１実施形態と同様の成膜装置３０を用いて、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法）により圧電層４３を形成する（圧電層形成工程）。
【００５０】
続いて、形成した圧電層４３のアニール処理を行う。このアニール処理工程は、拡散材料層４２に含まれるＦｅを圧電層４３に拡散させる拡散工程を兼ねる。本実施形態では、加熱によって圧電層４３のアニーリングが行われるとともに、拡散材料層４２に含まれているＦｅが圧電層４３中に拡散していく。これにより、圧電層４３において圧力室１６の開口部１６Ａを外れる非開口領域Ａ２が、Ｆｅが拡散された拡散領域となる（図４Ｄ）。
【００５１】
この後、第１実施形態と同様に上部電極５の形成、分極処理を行ってアクチュエータプレート４０が完成する（図４Ｅ）。
【００５２】
以上のように本実施形態によっても、圧電層４３において圧力室１６の開口部１６Ａを外れる非開口領域Ａ２に圧電特性を低下させるＦｅが拡散されたアクチュエータプレート４０を備えるインクジェットヘッド４４を製造できる。したがって、第１実施形態と同様、隣接した圧力室１６へのクロストークを低減することができる。
【００５３】
＜第３実施形態＞
以下、本発明の第３実施形態について図５を参照しつつ説明する。本実施形態と上記各実施形態との主たる相違点は、圧電層５３において圧力室１６の開口部１６Ａに対応する開口領域Ａ１に、この圧電層５３の圧電特性を向上させる元素を拡散させる点である。なお、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
本実施形態のアクチュエータプレート５０を製造するためには、まず、振動板５１を第１実施形態と同様に圧力室プレート１５の上面に位置合わせした状態で重ねて接合し、振動板４１によって各圧力室１６を閉鎖する（図５Ａ）。この振動板４１は、圧電層４３に拡散して圧電特性を低下または向上させる元素を含まない導電性材料、例えばチタン等により形成されており、下部電極を兼ねるものである。
【００５５】
次に、拡散材料領域形成工程において、第２実施形態と同様に、振動板５１上において圧力室１６の開口部１６Ａから外れた非開口領域Ａ２に、第１の拡散材料層５２Ａを形成する。第１の拡散材料層５２Ａは、圧電層５３に拡散して圧電特性を低下させる元素、例えばＦｅを含む。これとともに、振動板５１上において圧力室１６の開口部１６Ａに対応する開口領域Ａ１に、第２の拡散材料層５２Ｂを形成する。第２の拡散材料層５２Ｂは、圧電層５３に拡散して圧電特性を向上させる元素、例えばＮｂを含む（図５Ｂ）。
【００５６】
次に、図５Ｃに示すように、２種の拡散材料層５２Ａ、５２Ｂを形成した振動板５１の面上に、第１実施形態と同様の成膜装置３０を用いて、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法）により圧電層５３を形成する（圧電層形成工程）。
【００５７】
続いて、形成した圧電層５３のアニール処理を行う。このアニール処理工程は、拡散材料層５２Ａ、５２Ｂに含まれるＦｅおよびＮｂを圧電層５３に拡散させる拡散工程を兼ねる。本実施形態では、加熱によって圧電層５３のアニーリングが行われるとともに、第１の拡散材料層５２Ａに含まれているＦｅが圧電層４３における非開口領域Ａ２に、第２の拡散材料層５２Ｂに含まれているＮｂが開口領域Ａ１に、それぞれ拡散していく。（図５Ｄ）。
【００５８】
この後、第１実施形態と同様に上部電極５の形成、分極処理を行ってアクチュエータプレート５０が完成する（図５Ｅ）。
【００５９】
以上のように本実施形態では、圧電層５３において圧力室１６の開口部１６Ａを外れる非開口領域Ａ２に、この圧電層５３の圧電特性を低下させる元素を拡散させる。これにより、非開口領域Ａ２は抗電界が高くなり、駆動電界強度が上昇する。一方、圧力室１６の開口部１６Ａに対応する開口領域Ａ１には、この圧電層５３の圧電特性を向上させる元素を拡散させる。これにより、開口領域Ａ１は抗電界が低くなり、駆動電界強度が低下する。このように、開口領域Ａ１と非開口領域Ａ２との駆動電界強度の差を大きくすることができるため、クロストーク低減効果のいっそう大きなインクジェットヘッド５４を提供できる。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
【００６１】
＜実施例１＞１．圧電膜の形成１）成膜
基板としてはステンレス（ＳＵＳ４３０）板を、材料粒子としては平均粒子径０．３〜１μｍのＰＺＴを用いた。成膜装置としては上記実施形態と同様のものを使用した。
ノズル開口０．４ｍｍ×１０ｍｍ、成膜チャンバー内圧力２００Ｐａ、エアロゾル室内圧力３００００Ｐａ、キャリアガス種類Ｈｅ、ガス流量は２．０リットル／ｍｉｎ、ノズル−基板間距離１０〜２０ｍｍとして、エアロゾルの吹き付けを行い、基板上に圧電膜を形成した。圧電膜の厚さは表面粗さ計による段差測定で概ね８μｍであった。
【００６２】
２）アニール処理
続いて形成した圧電膜のアニール処理を、次の条件で行った（以下、「アニール条件Ａ」と称する）。マッフル炉（ヤマト工業株式会社製  ｆｐシリーズ）の炉内温度を８５０℃まで昇温した。この炉内に圧電膜を成膜した基板を入れ、０．５分間保持した後、炉外に取り出して自然冷却により室温になるまで冷却した。
【００６３】
２．試験
圧電膜上に粘着性樹脂テープを用いてマスキングを行い、有効面積３．６ｍｍ２以上の上部電極をＡｕ蒸着機を用いて形成し、基板であるステンレス（ＳＵＳ４３０）板を下部電極とした圧電アクチュエータを構成した。次いで、印加電界３００ｋＶ／ｃｍで分極処理を行った。
この圧電アクチュエータについて、強誘電体測定器（ＴＦＡＮＡＬＹＺＥＲ２０００；ＡｉＸＡＣＴ社製）により、電圧を印加しながら静電容量を測定し、残留分極（Ｐｒ）と抗電界（Ｅｃ）とを測定した。
【００６４】
＜実施例２＞
実施例１と同様にして厚さ約８．５μｍの圧電膜を成膜し、アニール条件Ａでアニール処理を行った。但し、アニール時間（最高温度（８５０℃）で保持する時間）を１分間とした。この圧電膜について、実施例１と同様にして試験を行った。
【００６５】
＜実施例３＞
実施例１と同様にして厚さ約５μｍの圧電膜を成膜し、アニール条件Ａでアニール処理を行った。但し、アニール時間を３分間とした。この圧電膜について、実施例１と同様にして試験を行った。なお、印加電界を４００ｋＶ／ｃｍとした。
【００６６】
＜実施例４＞
実施例１と同様にして厚さ約５μｍの圧電膜を成膜し、アニール条件Ａでアニール処理を行った。但し、アニール温度を７５０℃とし、アニール時間を３分とした。この圧電膜について、実施例１と同様にして試験を行った。なお、印加電界を４００ｋＶ／ｃｍとした。
【００６７】
＜実施例５＞
実施例１と同様にして厚さ８．５μｍの圧電膜を成膜した。
この圧電膜について、次のようにしてアニール処理を行った（以下、アニール条件Ｂと称する）。上記実施例１で使用したのと同じマッフル炉内に圧電膜を形成した基板を入れ、３００℃／ｈにて炉内温度を８５０℃まで昇温した。８５０℃で２分間保持した後、炉内を自然冷却により室温まで冷却し、その後基板を取り出した。
アニール処理終了後の圧電膜について、実施例１と同様にして試験を行った。なお、印加電界を４００ｋＶ／ｃｍとした。
【００６８】
＜実施例６＞
実施例１と同様にして厚さ約８μｍの圧電膜を成膜し、アニール条件Ｂでアニール処理を行った。但し、アニール時間を５分間とした。この圧電膜について、実施例１と同様にして試験を行った。なお、印加電界を４００ｋＶ／ｃｍとした。
【００６９】
＜実施例７＞
実施例１と同様にして厚さ約８μｍの圧電膜を成膜し、アニール条件Ｂでアニール処理を行った。但し、アニール時間を３０分間とした。この圧電膜について、実施例１と同様にして試験を行った。なお、印加電界を４００ｋＶ／ｃｍとした。
【００７０】
＜実施例８＞
実施例１と同様にして厚さ約８．５μｍの圧電膜を成膜し、アニール条件Ｂでアニール処理を行った。但し、アニール温度を８００℃とした。この圧電膜について、実施例１と同様にして試験を行った。なお、印加電界を４００ｋＶ／ｃｍとした。
【００７１】
＜実施例９＞
基板としてはステンレス（ＳＵＳ３０４）板を用いた。
この基板上に、実施例１と同様にして厚さ約８μｍの圧電膜を成膜し、アニール条件Ｂでアニール処理を行った。但し、アニール温度を７００℃とした。この圧電膜について、実施例１と同様にして試験を行った。なお、印加電界を４００ｋＶ／ｃｍとした。
【００７２】
＜実施例１０＞
基板としてはステンレス（ＳＵＳ４３０）板を用い、この基板上にＮｉ−Ｃｒを含む拡散材料層を設けた。
この拡散材料層を設けた基板上に、実施例１と同様にして厚さ約１０μｍの圧電膜を成膜し、アニール条件Ｂでアニール処理を行った。但し、アニール温度を８００℃とした。この圧電膜について、実施例１と同様にして試験を行った。なお、印加電界を３５０ｋＶ／ｃｍとした。
【００７３】
＜実施例１１＞
基板としてはステンレス（ＳＵＳ４３０）板を用い、この基板上にＮｉを含む拡散材料層を設けた。
この基板上に、実施例１と同様にして厚さ約１０μｍの圧電膜を成膜し、アニール条件Ｂでアニール処理を行った。但し、アニール温度を８００℃とした。
この圧電膜について、実施例１と同様にして試験を行った。
【００７４】
＜比較例１＞
基板としてはアルミナ基板を用いた。この基板上にＡｕペースト（田中貴金属工業製；ＴＲ１５３３）を用いて厚さ８μｍのペースト層を形成し、８５０℃で焼き付けることにより下部電極を形成した。
この下部電極を設けた基板上に、実施例１と同様にして圧電膜を成膜し、アニール条件Ｂでアニール処理を行った。但し、アニール時間を３０分間とした。
この圧電膜について、実施例１と同様にして試験を行った。なお、印加電界を２８６ｋＶ／ｃｍとした。
【００７５】
［結果と考察］
実施例および比較例についての実験結果を表１に示す。
【００７６】
【表１】
2006051812.tif 000003
【００７７】
圧電層に圧電特性を低下させる元素を拡散させなかった比較例１においては、抗電界Ｅｃは約５０であり、角形比Ｐｒ／Ｅｃは約０．５４であった。
実施例１〜実施例９では、基板であるステンレス板に含まれるＦｅ、Ｃｒ元素がアニール処理により圧電層に拡散されていた。アニール条件Ａでアニール処理を行った場合（実施例１〜実施例４）では、圧電層へのＦｅ、Ｃｒ元素の拡散が少なかったため、抗電界Ｅｃはわずかに増大したものの、角形比Ｐｒ／Ｅｃはわずかに減少し、元素を拡散させなかった場合と大きな差異は見られなかった。一方、アニール条件Ｂでアニール処理を行った場合（実施例５〜実施例９）では、圧電層へのＦｅ、Ｃｒ元素の拡散が大きかったため、抗電界Ｅｃの大幅な増大が見られ、角形比Ｐｒ／Ｅｃは低下し、圧電特性が大きく低下していることが分かった。
【００７８】
実施例１０では、拡散材料層に含まれるＮｉおよびＣｒが、圧電層を通り抜けて圧電層上面で薄く広がっていた。抗電界Ｅｃは元素を拡散させなかった場合と比較して増大していたが、その増大割合は、ステンレス板からＦｅ、Ｃｒを拡散させた場合と比較してあまり大きくはなかった。また、実施例１１では、Ｎｉの拡散によると考えられるリーク電流が大きく、圧電特性の測定ができなかった。
【００７９】
以上のように本実施例によれば、圧電特性を低下させる元素を適切なアニール条件で圧電層に拡散させることにより、圧電特性を低下させ、変位を抑制できることが分かる。
【００８０】
本発明の技術的範囲は、上記した実施形態によって限定されるものではなく、例えば、次に記載するようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。その他、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶものである。
（１）上記各実施形態では、圧電層４、４３、５３に拡散させる元素を、この圧電層４、４３、５３を構成する元素とは異なる元素としたが、圧電層に拡散して圧電特性を低下または向上することが可能なものであれば、圧電層を構成する元素と同種の元素であっても構わない。
【００８１】
（２）上記各実施形態では、圧力室１６の開口部１６Ａから外れた非開口領域Ａ２全体に圧電特性を低下させる元素が拡散されたが、必ずしも非開口領域Ａ２全体に元素を拡散する必要はなく、非開口領域Ａ２のうち隣り合う開口領域Ａ１に挟まれた領域のみに元素が拡散されていれば良い。
【００８２】
（３）第１実施形態では、スクリーン印刷法によって下部電極３（拡散防止層）を形成したが、拡散防止層の形成方法は上記実施形態の限りではなく、例えばあらかじめ非開口領域Ａ２にマスクを設けておき、ＡＤ法によって拡散防止層を形成しても良い。
【００８３】
（４）第１実施形態では、下部電極３が拡散防止層を兼ねていたが、例えば図６に示すアクチュエータプレート６０のように、振動板６１上に拡散防止層６２を設け、その拡散防止層６２上に、下部電極６３を別体に形成しても構わない。
【００８４】
（５）第２実施形態および第３実施形態では、振動板４１が導電性材料により形成されて下部電極を兼ねていたが、振動板上に下部電極を別体に設けてあっても良い。この場合、振動板としては、例えばアルミナ、ジルコニア等の非導電性の基板を使用することもできる。
【００８５】
（６）第３実施形態では、非開口領域Ａ２には圧電層５３に拡散して圧電特性を低下させる元素を拡散し、開口領域Ａ１には圧電層５３に拡散して圧電特性を向上させる元素を拡散したが、非開口領域Ａ２には圧電特性を低下させる元素を拡散せず、開口領域Ａ１のみに圧電特性を向上させる元素を拡散しても良い。
【００８６】
（７）第１実施形態〜第３実施形態では、振動板２、４１、５１を圧力室プレート１５に接合した後に、振動板２、４１、５１上に下部電極３、圧電層４、４３、５３、上部電極５などを形成したが、下部電極、圧電層、上部電極を振動板上に全て形成した後、最後に振動板と圧力室プレートとを接合しても良い。
【００８７】
（８）なお、上記実施形態においては、圧電層をエアロゾルデポジション法（ＡＤ法）により形成していたが、本願発明は前記製法に限定されるものではなく、スパッタ法やＣＶＤ法により圧電層を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】第１実施形態におけるインクジェットヘッドの側断面図
【図２】第１実施形態における圧電アクチュエータの製造工程を示す側断面図  （Ａ）振動板を圧力室プレートに接合した様子を示す図  （Ｂ）振動板上に下部電極を形成した様子を示す図  （Ｃ）圧電層を形成した様子を示す図  （Ｄ）圧電層の非開口領域に元素を拡散させた様子を示す図  （Ｅ）上部電極を形成した様子を示す図
【図３】成膜装置の概略図
【図４】第２実施形態における圧電アクチュエータの製造工程を示す側断面図  （Ａ）振動板を圧力室プレートに接合した様子を示す図  （Ｂ）振動板上に拡散材料層を形成した様子を示す図  （Ｃ）圧電層を形成した様子を示す図  （Ｄ）圧電層の非開口領域に元素を拡散させた様子を示す図  （Ｅ）上部電極を形成した様子を示す図
【図５】第３実施形態における圧電アクチュエータの製造工程を示す側断面図  （Ａ）振動板を圧力室プレートに接合した様子を示す図  （Ｂ）振動板上に拡散材料層を形成した様子を示す図  （Ｃ）圧電層を形成した様子を示す図  （Ｄ）圧電層の開口領域および非開口領域に元素を拡散させた様子を示す図  （Ｅ）上部電極を形成した様子を示す図
【図６】他の実施形態における圧電アクチュエータの側断面図
【符号の説明】
【００８９】
１、４０、５０、６０…アクチュエータプレート（圧電アクチュエータ）
２、４１、５１…振動板（基板）
３…下部電極（拡散防止層）
４、４３、５３…圧電層
５…上部電極（個別電極）
１０、４４、５４…インクジェットヘッド
１１…流路ユニット（インク流路形成体）
１６…圧力室
１６Ａ…開口部
１９…インク吐出ノズル
４２、５２Ａ、５２Ｂ…拡散材料層
Ａ１…開口領域
Ａ２…非開口領域（中間領域）
Ｍ…材料粒子（圧電材料の粒子）
Ｚ…エアロゾル
【図１】
2006051812.tif 000004
【図２】
2006051812.tif 000005
【図３】
2006051812.tif 000006
【図４】
2006051812.tif 000007
【図５】
2006051812.tif 000008
【図６】
2006051812.tif 000009