(57)【要約】【課題】基板において、圧電体素子が配設された範囲より外側の範囲に応力が集中し、圧電体素子の端部から基板を支持する支持部との間にクラックが発生してしまうという課題がある。【解決手段】支持部としての隔壁１１に支持される基板としての絶縁体膜５５と弾性膜５０と、基板上に形成された下部電極としての下電極膜６０と下電極膜６０上に形成された圧電体層７０と圧電体層７０上に形成された上部電極としての上電極膜８０，８１，８２とを含む圧電体素子３００と、圧電体素子３００に電圧を印加する駆動回路と、を備え、上電極膜は、圧電体層７０の外周側に位置する第１の上部電極としての上電極膜８１，８２と、圧電体層７０の中央側に位置する第２の上部電極としての上電極膜８０を有し、上電極膜８１，８２に印加される電圧が上電極膜８０に印加される電圧よりも低いことを特徴とする圧電アクチュエーターを提供する。【選択図】図５
2011029305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部に支持される基板と、
前記基板上に形成された下部電極と前記下部電極上に形成された圧電体層と前記圧電体層上に形成された上部電極とを含む圧電体素子と、
前記圧電体素子に電圧を印加する駆動回路と、を備え、
前記上部電極は、前記圧電体層の外周側に位置する第１の上部電極と、前記圧電体層の中央側に位置する少なくとも一つの第２の上部電極とを有し、前記第１の上部電極に印加される電圧が前記第２の上部電極に印加される電圧よりも低いことを特徴とする圧電アクチュエーター。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電アクチュエーターであって、
前記下部電極と前記第１の上部電極とを接続する第１の抵抗と、
前記第１の上部電極と前記第２の上部電極とを接続する第２の抵抗と、
を備えたことを特徴とする圧電アクチュエーター。
【請求項３】
請求項２に記載の圧電アクチュエーターであって、
前記第１の上部電極に印加される電圧をＶ１とし、前記第２の上部電極に印加される電圧をＶ２とし、前記第１の抵抗をＲ１とし、前記第２の抵抗をＲ２とすると、前記第１の上部電極に印加される電圧Ｖ１は、次式によって算出されることを特徴とする圧電アクチュエーター。
Ｖ１＝Ｖ２×Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の圧電アクチュエーターであって、
複数の前記第２の上部電極に印加する電圧は、前記第２の上部電極が外周側に向かって配置されるほど小さいことを特徴とする圧電アクチュエーター。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の圧電アクチュエーターであって、
前記下部電極の下方に形成され、前記圧電体素子によって変形する振動板を備えたことを特徴とする圧電アクチュエーター。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の圧電アクチュエーターと、
前記基板に形成された圧力発生室と、
前記基板の下方に形成され、前記圧力発生室と連通するノズルを有するノズル板と、
を備えたことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【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ー、液体噴射ヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電体素子で構成された圧電アクチュエーターは、液体を噴射する液体噴射装置に搭載するピエゾ方式の液体噴射ヘッドの液体噴射手段として用いられる。圧電アクチュエーターを構成する圧電体素子は、圧力発生室を構成する基板上に配設される。ピエゾ方式の液体噴射ヘッドは、圧電体素子の体積変化により基板を変形させ、圧力発生室内の液体に圧力を加えることで液体を噴射する。
【０００３】
このような液体噴射ヘッドを駆動中に、圧電体素子にクラックが発生する場合がある。そこで、特許文献１では、圧電体素子の製造時に発生した残留応力を緩和してクラックの発生を抑制した圧電体素子の構成について提案している。また、特許文献２では、駆動中に圧電体素子に発生する引張応力を緩和してクラックの発生を抑制した圧電体素子の構成について提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１１２０４８号公報
【特許文献２】特開２００９−１８５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、圧電体素子を配設する基板において、圧電体素子が配設された範囲より外側の範囲に応力が集中し、圧電体素子の端部から基板を支持する支持部との間にクラックが発生してしまうという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］支持部に支持される基板と、前記基板上に形成された下部電極と前記下部電極上に形成された圧電体層と前記圧電体層上に形成された上部電極とを含む圧電体素子と、前記圧電体素子に電圧を印加する駆動回路と、を備え、前記上部電極は、前記圧電体層の外周側に位置する第１の上部電極と、前記圧電体層の中央側に位置する少なくとも一つの第２の上部電極とを有し、前記第１の上部電極に印加される電圧が前記第２の上部電極に印加される電圧よりも低いことを特徴とする圧電アクチュエーター。
【０００８】
この構成によれば、圧電体層の外周側に位置する第１の上部電極と、圧電体層の中央側に位置する第２の上部電極を少なくとも一つ有し、第１の上部電極に印加される電圧が第２の上部電極に印加される電圧よりも低い。これにより、圧電体素子において、外周側における電界とひずみは、中央側における電界とひずみより小さい。そのため、圧力発生室を構成する基板において、圧電体素子が配設された範囲より外側の範囲に応力が集中することを抑制し、圧電体素子の端部から基板を支持する支持部との間にクラックが発生してしまうことを抑制できる。
【０００９】
［適用例２］前記下部電極と前記第１の上部電極とを接続する第１の抵抗と、前記第１の上部電極と前記第２の上部電極とを接続する第２の抵抗と、を備えたことを特徴とする上記圧電アクチュエーター。
【００１０】
この構成によれば、第１の上部電極に印加される電圧を第２の上部電極に印加される電圧よりも低くすることができる。
【００１１】
［適用例３］前記第１の上部電極に印加される電圧をＶ１とし、前記第２の上部電極に印加される電圧をＶ２とし、前記第１の抵抗をＲ１とし、前記第２の抵抗をＲ２とすると、前記第１の上部電極に印加される電圧Ｖ１は、次式によって算出されることを特徴とする上記圧電アクチュエーター。
Ｖ１＝Ｖ２×Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）
【００１２】
この構成によれば、第１の上部電極に印加される電圧Ｖ１は、第２の上部電極に印加される電圧Ｖ２を第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２とによって分圧された電圧となる。そのため、圧電体素子の外周側に印加される電圧Ｖ１を、圧電体素子の中央側に印加される電圧Ｖ２より小さくすることができる。
【００１３】
［適用例４］複数の前記第２の上部電極に印加する電圧は、前記第２の上部電極が外周側に向かって配置されるほど小さいことを特徴とする上記圧電アクチュエーター。
【００１４】
この構成によれば、隣接する二つの第２の上部電極に印加される電圧の差を小さくすることができる。そのため、圧電体素子における中央部から外周側に向かって生じるひずみの変化量を小さくすることができ、圧電体素子における応力の集中を抑制することができる。
【００１５】
［適用例５］前記下部電極の下方に形成され、前記圧電体素子によって変形する振動板を備えたことを特徴とする上記圧電アクチュエーター。
【００１６】
この構成によれば、振動板において、圧電体素子が当接する範囲より、外側の範囲に応力が集中することを抑制する。これにより、圧電体素子において、外周側におけるひずみは、中央側におけるひずみより小さい。そのため、圧力発生室を構成する振動板において、圧電体素子が配設された範囲より外側の範囲に応力が集中することを抑制し、圧電体素子の端部から振動板を支持する支持部との間にクラックが発生してしまうことを抑制できる。
【００１７】
［適用例６］上記の圧電アクチュエーターと、前記基板に形成された圧力発生室と、前記基板の下方に形成され、前記圧力発生室と連通するノズルを有するノズル板と、を備えたことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【００１８】
この構成によれば、圧電体素子の端部から振動板を支持する支持部との間にクラックが発生してしまうことを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図。
【図２】（ａ）は、インクジェット式記録ヘッドの平面図、（ｂ）は、インクジェット式記録ヘッドの断面図。
【図３】上電極膜とリード電極が備えられた圧電体素子の外観斜視図。
【図４】第１の抵抗と第２の抵抗を備え、第１の上部電極と第２の上部電極に印加される電圧を示す回路図。
【図５】流路形成基板の隔壁に支持された基板としての弾性膜と絶縁体膜を示す部分断面図。
【図６】第１の上部電極としての上電極膜が第２の上部電極としての上電極膜を囲むようにして配設されることを示す図。
【図７】（ａ）は、複数の第２の上部電極としての上電極膜を幅方向に並べたことを示す図、（ｂ）は、複数の第２の上部電極を囲む第１の上部電極を配置した圧電アクチュエーターを示す図。
【図８】インクジェット式記録装置の一例を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
（第１実施例）
図１は、本実施例における液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。図２（ａ）は、図１のインクジェット式記録ヘッドから駆動回路２００が備えられた保護基板３０を取り除き、図１の図面上側から見た平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の断面Ａ−Ａ´における断面図である。
【００２１】
図１に示すように、流路形成基板１０は、本実施例では結晶面方位が（１１０）面のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化によって二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。
【００２２】
流路形成基板１０には、他方の面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２がその幅方向Ｄ２（短手方向）に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向Ｄ１の一端部側には、インク供給路１３と連通路１４とが隔壁１１によって区画されている。
【００２３】
また、連通路１４の一端には、各圧力発生室１２の共通のインク室（液体室）となるリザーバ１００の一部を構成する連通部１５が形成されている。すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２、インク供給路１３、連通路１４、及び連通部１５からなる液体流路が設けられている。
【００２４】
インク供給路１３は、圧力発生室１２の長手方向一端部側に連通し且つ圧力発生室１２より小さい断面積を有する。例えば、本実施例では、インク供給路１３は、リザーバ１００と各圧力発生室１２との間の圧力発生室１２側の流路を幅方向に絞ることで、圧力発生室１２の幅より小さい幅で形成されており、連通路１４から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。なお、このように、本実施形態では、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路１３を形成したが、流路の幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。
【００２５】
また、流路の幅を絞るのではなく、厚さ方向から絞ることでインク供給路を形成してもよい。さらに、各連通路１４は、インク供給路１３の圧力発生室１２とは反対側に連通し、インク供給路１３の幅方向Ｄ２（短手方向）より大きい断面積を有する。本実施例では、連通路１４を圧力発生室１２と同じ断面積で形成した。
【００２６】
すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２と、圧力発生室１２の短手方向の断面積より小さい断面積を有するインク供給路１３と、このインク供給路１３に連通するとともにインク供給路１３の幅方向Ｄ２の断面積よりも大きい断面積を有する連通路１４とが複数の隔壁１１により区画されて設けられている。
【００２７】
また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１３とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。なお、ノズルプレート２０は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、ステンレス鋼等からなる。
【００２８】
一方、流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）等からなる絶縁体膜５５が積層形成されている。
【００２９】
また、この絶縁体膜５５上には、例えば白金（Ｐｔ）やイリジウム（Ｉｒ）等からなる下電極膜６０と、圧電材料の一例であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層７０と、例えば白金（Ｐｔ）やイリジウム（Ｉｒ）等からなる第１の上部電極としての上電極膜８１，８２と、第２の上部電極としての上電極膜８０とが積層形成されて、圧電体素子３００を構成している。ここで、圧電体素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０，８１，８２を含む部分をいう。
【００３０】
一般的には、上電極膜８０，８１，８２と下電極膜６０のうちのいずれか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０をそれぞれの圧力発生室１２ごとにパターニングして構成する。本実施例では、図１、図２（ａ）に示すように、下電極膜６０を複数の圧力発生室１２に対向する領域に亘って連続して設けることで、複数の圧電体素子３００の共通電極とし、上電極膜８０，８１，８２及び圧電体層７０をそれぞれの圧電体素子３００ごとに切り分けることで、上電極膜８０，８１，８２を各圧電体素子３００の個別電極としている。
【００３１】
また、圧電体素子３００の個別電極である各上電極膜８０，８１，８２には、インク供給路１３側の端部近傍から引き出され、絶縁体膜５５上まで延設される、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０，９１，９２がそれぞれ接続されている。
【００３２】
このような圧電体素子３００が形成された流路形成基板１０上、すなわち、下電極膜６０、弾性膜５０及びリード電極９０，９１，９２上には、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３１を有する保護基板３０が接着剤３５によって接合されている。リザーバ部３１は、本実施例では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向Ｄ２に亘って形成されており、上述のように流路形成基板１０の連通部１５と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成している。
【００３３】
また、流路形成基板１０の連通部１５を圧力発生室１２毎に複数に分割して、リザーバ部３１のみをリザーバとしてもよい。さらに、例えば、流路形成基板１０に圧力発生室１２のみを設け、流路形成基板１０と保護基板３０との間に介在する部材（例えば、弾性膜５０、絶縁体膜５５等）にリザーバと各圧力発生室１２とを連通するインク供給路１３を設けるようにしてもよい。
【００３４】
また、保護基板３０の圧電体素子３００に対向する領域には、圧電体素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電体素子保持部３２が設けられている。圧電体素子保持部３２は、圧電体素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。
【００３５】
このような保護基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
【００３６】
また、保護基板３０には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられている。そして、各圧電体素子３００から引き出されたリード電極９０の端部近傍は、貫通孔３３内に露出するように設けられている。
また、保護基板３０上には、並設された圧電体素子３００を駆動するための駆動回路２００が固定されている。この駆動回路２００としては、例えば、回路基板や半導体集積回路（ＩＣ）等を用いることができる。そして、駆動回路２００とリード電極９０，９１，９２とは、ボンディングワイヤ等の導電性ワイヤからなる接続配線１２１を介して電気的に接続されている。
【００３７】
また、このような保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３１の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
【００３８】
このような本実施例のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段と接続したインク導入口からインクを取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路２００からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０，８１，８２との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、下電極膜６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００３９】
圧電アクチュエーターは、上電極膜８０，８１，８２、リード電極９０，９１，９２を備えた圧電体素子３００と、圧電体素子３００を配設する基板としての絶縁体膜５５と弾性膜５０と、圧電体素子３００を駆動する駆動回路２００を含んで構成される。
【００４０】
また、圧電体素子３００と、駆動回路２００と、圧電体素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエーターと称する。上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び下電極膜６０が振動板として作用するが、弾性膜５０、絶縁体膜５５を設けずに、下電極膜６０のみを残して下電極膜６０を振動板としてもよい。
【００４１】
図３は、上電極膜８０，８１，８２と、リード電極９０，９１，９２が備えられた一つの圧電体素子３００の外観斜視図である。下電極膜６０は、圧電体素子３００の共通電極として備えられる。
【００４２】
圧電体素子３００の個別電極である上電極膜８０，８１，８２は、長手方向Ｄ１とし、幅方向Ｄ２に並んで圧電体層７０に備えられる。第１の上部電極としての上電極膜８１，８２は、圧電体素子３００の幅方向Ｄ２における外周側に備えられる。第２の上部電極としての上電極膜８０は、圧電体素子３００の幅方向Ｄ２における中央部に備えられる。すなわち、上電極膜８０は、上電極膜８１，８２によって挟まれる位置に備えられる。リード電極９０，９１，９２は、上電極膜８０，８１，８２にそれぞれ接続される。
【００４３】
図４は、第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２を備え、第１の上部電極と第２の上部電極に印加される電圧を示す回路図である。第１の抵抗Ｒ１は、第１の上部電極としての上電極膜８１，８２と、接続配線１２６ａ，１２６ｃを介して接続され、下電極膜６０と接続配線１２６ｄを介して接続される。第２の抵抗Ｒ２は、第１の上部電極としての上電極膜８１，８２と、接続配線１２６ａ，１２６ｃを介して接続され、第２の上部電極としての上電極膜８０と接続配線１２６ｂを介して接続される。
【００４４】
下電極膜６０を基準電圧とし、第１の上部電極としての上電極膜８１，８２に印加される電圧をＶ１とし、第２の上部電極としての上電極膜８０に印加される電圧をＶ２とすると、電圧Ｖ１は、次式（１）によって算出される。
Ｖ１＝Ｖ２×Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）・・・（１）
【００４５】
式（１）が示すように、電圧Ｖ１は、電圧Ｖ２を、第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２を直列に並べ、中間の位置Ｐで分圧した電圧となる。従って、第１の上部電極としての上電極膜８１，８２に印加される電圧Ｖ１は、第２の上部電極としての上電極膜８０に印加される電圧Ｖ２より小さくすることができる。
【００４６】
図５は、流路形成基板１０の支持部としての隔壁１１に支持された、基板としての弾性膜５０と絶縁体膜５５を示す部分断面図である。図５は、図１の長手方向Ｄ１から見た断面図である。上述したように、圧電体層７０において、幅方向Ｄ２における外周側の上電極膜８１，８２に印加される電圧Ｖ１は、幅方向Ｄ２における中央側の上電極膜８０に印加される電圧Ｖ２より小さい。
【００４７】
これにより、圧電体層７０における幅方向Ｄ２における外周側の電界とひずみは、幅方向Ｄ２における中央側の電界とひずみより小さい。そのため、基板としての絶縁体膜５５と弾性膜５０において、圧電体素子３００が配設されていない範囲Ｑ１，Ｑ２において、すなわち、幅方向Ｄ２における圧電体素子３００の端部から支持部としての隔壁１１との間に、応力が集中することを抑制し、クラックが発生することを抑制することができる。
【００４８】
第１の抵抗Ｒ１、第２の抵抗Ｒ２は、図１の駆動回路２００内に備えてもよい。あるいは、図２（ｂ）の接続配線１２１や図３のリード電極９０，９１，９２に接続してもよい。
【００４９】
本実施例では、第１の抵抗Ｒ１、第２の抵抗Ｒ２を備えたが、上電極膜の幅を変更し、上電極膜の導通断面積を変えることによって、上電極膜が有する抵抗を用いてもよい。
【００５０】
以上、本実施例で説明した圧電アクチュエーターは、支持部としての隔壁１１に支持される基板としての絶縁体膜５５と弾性膜５０と、基板上に形成された下部電極としての下電極膜６０と下電極膜６０上に形成された圧電体層７０と圧電体層７０上に形成された上部電極としての上電極膜８０，８１，８２とを含む圧電体素子３００と、圧電体素子３００に電圧を印加する駆動回路２００と、を備え、上電極膜８０，８１，８２は、圧電体層７０の外周側に位置する第１の上部電極としての上電極膜８１，８２と、圧電体層７０の中央側に位置する第２の上部電極としての上電極膜８０を有し、上電極膜８１，８２に印加される電圧が上電極膜８０に印加される電圧よりも低い。
【００５１】
この構成によれば、圧電体素子３００において、外周側における電界とひずみは、中央側における電界とひずみより小さい。そのため、圧力発生室１２を構成する基板としての絶縁体膜５５と弾性膜５０において、圧電体素子３００が配設された範囲より外側であり、圧電体素子３００の端部から基板を支持する支持部としての隔壁１１との間である範囲Ｑ１，Ｑ２（図５参照）に応力が集中することを抑制し、範囲Ｑ１，Ｑ２にクラックが発生してしまうことを抑制できる。
【００５２】
（第２実施例）
第２実施例では、中央側に備えた第２の上部電極を囲む第１の上部電極を配設した圧電アクチュエーターについて説明する。
【００５３】
図６（ａ）は、第１の上部電極としての上電極膜８４が第２の上部電極としての上電極膜８３を囲むようにして配設されることを示す図である。上電極膜８３は、圧電体層７０の中央部に配設される。上電極膜８４は、上電極膜８３を囲むようにして配設される。
【００５４】
上電極膜８３、上電極膜８４には、リード電極９３，９４がそれぞれ接続される。上電極膜８３と上電極膜８４とが交差しないようにするため、上電極膜８４は、範囲Ｑ３においては形成されていない。
【００５５】
図６（ｂ）は、第１の上部電極としての上電極膜８４が第２の上部電極としての上電極膜８３を囲むようにして配設されることを示し、範囲Ｑ３においても上電極膜８３と上電極膜８４とが交差していることを示す図である。図６（ｂ）の圧電体素子３００ｂの圧電体層７０の範囲Ｑ３には、上電極膜８３と上電極膜８４の間に絶縁層１３０を形成し、上電極膜８３と上電極膜８４とが導通しないようにする。
【００５６】
このように、上電極膜８４は、上電極膜８３を囲むように配設される。これにより、長手方向Ｄ１および幅方向Ｄ２における外周側に配置された第１の上部電極としての上電極膜８４に印加する電圧は、中央側に配置された第２の上部電極としての上電極膜８３に印加する電圧より小さい。そのため、図６（ａ）の圧電体素子３００ａ、図６（ｂ）の圧電体素子３００ｂにおいて、長手方向Ｄ１および幅方向Ｄ２の外周側におけるひずみは、中央側におけるひずみより小さい。
【００５７】
従って、圧力発生室１２を構成する基板としての絶縁体膜５５と弾性膜５０において、圧電体素子３００ａ，３００ｂが配設された範囲より外側であり、圧電体素子３００ａ，３００ｂの端部から基板を支持する支持部としての隔壁１１との間である範囲Ｑ１，Ｑ２（図５参照）に応力が集中することを抑制し、範囲Ｑ１，Ｑ２にクラックが発生してしまうことを抑制できる。
【００５８】
第２実施例における圧電アクチュエーターにおけるその他の構成は、第１実施例で説明した構成と同じである。
【００５９】
（第３実施例）
第３実施例では、圧電体層７０に、複数の第２の上部電極を備えた圧電アクチュエーターについて説明する。
【００６０】
図７（ａ）は、圧電体層７０に、長手方向Ｄ１とする第１の上部電極としての上電極膜８５，８９を幅方向Ｄ２における外周側に並べたことを示す図である。第２の上部電極としての上電極膜８６，８７，８８は、長手方向Ｄ１とし、幅方向Ｄ２における圧電体層７０の中央部に配設される。
【００６１】
上電極膜８５〜８９には、それぞれの上電極膜に電圧を印加するためのリード電極９５〜９９がそれぞれ接続される。
【００６２】
幅方向Ｄ２における中心線上にある上電極膜８７に印加する電圧は、上電極膜８５〜８９のうちで最大電圧となる。従って、幅方向Ｄ２において中心線上にある上電極膜８７の外周側に隣接する上電極膜８６，８８に印加する電圧は、上電極膜８７に印加する電圧より小さい。すなわち、第２の上部電極としての上電極膜８６〜８８に印加する電圧は、第２の上部電極が幅方向Ｄ２における外周側に向かって配置されるほど小さい。
【００６３】
また、幅方向Ｄ２において上電極膜８６の外周側に隣接する上電極膜８５に印加する電圧は上電極膜８６に印加する電圧より小さい。同様に、また、幅方向Ｄ２において上電極膜８８の外周側に隣接する上電極膜８９に印加する電圧は上電極膜８８に印加する電圧より小さい。
【００６４】
この構成によれば、幅方向Ｄ２において隣接する二つの第２の上部電極に印加される電圧の差を小さくすることができる。そのため、圧電体素子３００ｃの圧電体層７０において、中央部から外周側に向かって生じるひずみの変化量を小さくすることができ、圧電体素子３００ｃの圧電体層７０における応力の集中を抑制することができる。
【００６５】
図７（ｂ）は、複数の第２の上部電極を囲む第１の上部電極を配置した圧電アクチュエーターを示す図である。圧電体層７０の中央部に配設された第２の上部電極としての上側電極膜１１０を囲むようにして、第２の上部電極としての上側電極膜１１１が配設される。さらに、第２の上部電極としての上側電極膜１１１を囲むようにして、第１の上部電極としての上側電極膜１１２が配設される。上側電極膜１１０，１１１，１１２には、リード電極１２０，１２１，１２２がそれぞれ接続される。
【００６６】
このようにすることにより、幅方向Ｄ２および長手方向Ｄ１において隣接する二つの第２の上部電極に印加される電圧の差を小さくすることができる。そのため、圧電体素子３００ｄの圧電体層７０において、中央部から外周側に向かって生じるひずみの変化量を小さくすることができ、圧電体素子３００ｄの圧電体層７０における応力の集中を抑制することができる。
【００６７】
第１実施例〜第３実施例で説明したような圧電アクチュエーターを具備したインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図８は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。
【００６８】
図８に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
【００６９】
そして、駆動モーター６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ３に沿ってプラテン８が設けられている。このプラテン８は図示しない紙送りモーターの駆動力により回転できるようになっており、給紙ローラーなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【００７０】
なお、第１実施例〜第３実施例では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
【符号の説明】
【００７１】
１１…隔壁、５０…弾性膜、５５…絶縁体膜、６０…下電極膜、７０…圧電体層、８０〜８２，８５〜８９、１１０〜１１２…上電極膜、２００…駆動回路、３００ａ，３００ｂ，３００ｃ，３００ｄ…圧電体素子、Ｑ１，Ｑ２…圧電体素子が配設されていない範囲。
【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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