(57)【要約】【課題】噴射特性を向上させることができる液体噴射ヘッドを提供する。【解決手段】圧力発生室１２が形成された流路形成基板１０と、圧力発生室１２を塞ぐように流路形成基板１０に設けられた振動板５０と、振動板５０に設けられた第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極８０を有する圧電素子３００と、を具備する液体噴射ヘッドＩの駆動方法において、振動板５０が、圧電素子３００に電界を印加していない状態で圧力発生室１２とは反対側が凸となる撓みを有するものであり、圧電素子３００として圧電体層７０の分極の緩和時間が前記圧力発生室内の媒質の振動周期以下であることを特徴とする。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力発生室が形成された流路形成基板と、
前記圧力発生室を塞ぐように前記流路形成基板に設けられた振動板と、
前記振動板に設けられた第１電極、圧電体層及び第２電極を有する圧電素子と、
を具備する液体噴射ヘッドにおいて、
前記振動板は、前記圧電素子に電界を印加していない状態で前記圧力発生室とは反対側が凸となる撓みを有し、
前記圧電素子は、前記圧電体層の分極の緩和時間が前記圧力発生室内の媒質の振動周期内以下であることを特徴とする液体噴射ヘッド
【請求項２】
前記圧電体層として、ビスマス、鉄、バリウム及びチタンを含むペロブスカイト構造の複合酸化物からなるものを用いることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記圧電体層として、鉄酸ビスマスとチタン酸バリウムとの混晶のペロブスカイト構造を有する複合酸化物からなるものを用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
圧力発生室が形成された流路形成基板と、
前記圧力発生室を塞ぐように前記流路形成基板に設けられた振動板と、
前記振動板に設けられた第１電極、圧電体層及び第２電極を有する圧電素子と、
を具備する液体噴射ヘッドの駆動方法において、
前記液体噴射ヘッドの駆動周期毎に前記圧電体層の分極方向を反転させる電圧を印加し、前記圧電素子を駆動することを特徴とする液体噴射ヘッドの駆動方法。
【請求項５】
前記圧電体層の分極方向を反転させる前記電圧として、前記圧電体層の抗電圧近傍の電圧を用いることを特徴とする請求項４に記載の液体噴射ヘッドの駆動方法。
【請求項６】
前記分極方向を反転させる電圧を保持する時間は、前記圧力発生室内の媒質の振動周期の整数倍であることを特徴とする液体噴射ヘッドの駆動方法。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド又はその駆動方法を利用したことを特徴とする液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッド及びその駆動方法並びに液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットプリンター等の液体噴射装置に搭載される液体噴射ヘッドの代表例として、インクジェット式記録ヘッドが知られている。インクジェット式記録ヘッドは、ノズル開口に連通する圧力発生室の一部が振動板で構成されており、圧電素子への電圧印加によってこれを変位させ、圧力発生室内を加圧し、ノズル開口からインクを噴射するようになっている。
【０００３】
この種のインクジェット式記録ヘッドでは、圧電素子を構成する２つの電極が、圧力発生室に共通する共通電極と、圧力発生室毎の個別電極と、として構成され、その駆動に際して所定の駆動波形が印加される。例えば、個別電極に供給される駆動波形が、中間電圧を基準として電圧を上昇又は下降する波形であり、共通電極には中間電圧より高い基準電圧が印加されるようにしたものが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
このようなインクジェット式記録ヘッドの駆動モードとしては、圧力発生室の容積を初期値より減少させる押し打ちモードや、圧力発生室の容積を初期値よりいったん増加させた後に減少させる引き打ちモード等が知られている。何れの駆動モードにおいても、圧電素子への電圧印加によって圧電体層に分極を生じさせ、この分極に応じた電気機械変換特性や振動板等のコンプライアンス（所定の応力に対する変位のしやすさ）に応じて圧力発生室の容積が変化することで、インク等の液体が噴射されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１５９０８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、駆動波形の印加によって圧電体層に分極を保持させたとき、その分極によって圧電素子に作用する応力状態が変化して、圧電素子や振動板が下凸（圧力発生室側に凸）となる撓み状態になることがあった。そして、駆動波形の印加停止後もこのような下凸状態が維持されて、振動板等のコンプライアンスが小さい領域を通過するようにしか該振動板等を変位させることができなくなって変位効率が低下し、噴射特性に悪影響が生じるおそれがあった。
【０００７】
尚、このような問題は、インクジェット式記録ヘッドだけではなく、勿論、インク以外の液滴を吐出する他の液体噴射装置や液体噴射ヘッドにおいても同様に存在し、また、液体噴射装置以外に用いられる液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
【０００８】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、噴射特性を向上させることができる液体噴射ヘッド及びその駆動方法並びに液体噴射装置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】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の態様は、圧力発生室が形成された流路形成基板と、前記圧力発生室を塞ぐように前記流路形成基板に設けられた振動板と、前記振動板に設けられた第１電極、圧電体層及び第２電極を有する圧電素子と、を具備する液体噴射ヘッドにおいて、前記振動板は、前記圧電素子に電界を印加していない状態で前記圧力発生室とは反対側が凸となる撓みを有し、前記圧電素子は、前記圧電体層の分極の緩和時間が前記圧力発生室内の媒質の振動周期以下であることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
【００１０】
かかる態様によれば、振動板が上凸（圧力発生室とは反対側に凸）となる撓み状態を有するため、振動板のコンプライアンスが大きい領域を通過するように該振動板を下凸に変位させることができ、その変位効率を実質的に増加させることができる。そして、所定の圧電素子を用いるため、駆動波形の印加によって下凸に変位させられた圧電素子や振動板を、次回の駆動波形の印加前に上凸に戻すことができる。よって、液体噴射ヘッドの駆動周期毎に、振動板のコンプライアンスが大きい領域を通過するように該振動板等を変位させることができるようになり、変位効率が向上した状態を確保できるようになって噴射効率を向上させることができる。
【００１１】
ここで、前記圧電体層として、ビスマス、鉄、バリウム及びチタンを含むペロブスカイト構造の複合酸化物からなるものを用いることが好ましい。これによれば、圧電体層の分極の緩和時間が前記圧力発生室内の媒質の振動周期以下である圧電素子を得やすくなり、上記の液体噴射ヘッドを容易に提供できる。
【００１２】
また、前記圧電体層として、鉄酸ビスマスとチタン酸バリウムとの混晶のペロブスカイト構造を有する複合酸化物からなるものを用いることが好ましい。これによれば、圧電体層の分極の緩和時間が前記圧力発生室内の媒質の振動周期以下である圧電素子を得やすくなり、上記の液体噴射ヘッドを更に容易に提供できる。
【００１３】
上記課題を解決する本発明の他の態様は、圧力発生室が形成された流路形成基板と、前記圧力発生室を塞ぐように前記流路形成基板に設けられた振動板と、前記振動板に設けられた第１電極、圧電体層及び第２電極を有する圧電素子と、を具備する液体噴射ヘッドの駆動方法において、前記液体噴射ヘッドの駆動周期毎に前記圧電体層の分極方向を反転させる電圧を印加し、前記圧電素子を駆動することを特徴とする液体噴射ヘッドの駆動方法にある。
【００１４】
かかる態様によれば、液体噴射ヘッドの駆動周期毎に所定の電圧を印加するため、駆動波形の印加によって下凸に変位させられた振動板等を、次回の駆動波形の印加前に上凸に戻すことができる。よって、液体噴射ヘッドの駆動周期毎に、振動板のコンプライアンスが大きい領域を通過するように該振動板等を変位させることができるようになり、変位効率が向上した状態を確保できるようになって噴射効率を向上させることができる。
【００１５】
ここで、前記圧電体層の分極方向を反転させる前記電圧として、前記圧電体層の抗電圧近傍の電圧を用いることが好ましい。これによれば、圧電体層の分極を確実に減分極させることができるようになり、上記の液体噴射ヘッドの駆動方法を確実に提供できる。
【００１６】
また、前記分極方向を反転させる電圧を保持する時間は、前記圧力発生室内の媒質の振動周期の整数倍であることが好ましい。これによれば、圧力発生室内の媒質の振動を利用して、噴射特性に有利なタイミングで、圧力発生室内を加圧するための電圧を印加することができる。よって、より噴射特性を向上させることができる液体噴射ヘッドの駆動方法を提供できる。
【００１７】
上記課題を解決する本発明の更に他の態様は、上記の何れか１つに記載の液体噴射ヘッド又はその駆動方法を利用した液体噴射装置にある。かかる態様によれば、液体噴射ヘッドの駆動周期毎に、振動板のコンプライアンスが大きい領域を通過するように該振動板等を変位させることができるようになり、変位効率が向上した状態を確保できるようになって噴射効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１に係る記録装置の概略構成を示す図。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドを示す分解斜視図。
【図３】実施形態１に係る記録ヘッドを示す平面図。
【図４】実施形態１に係る記録ヘッドを示す断面図。
【図５】実施形態１に係る記録ヘッドの機能等を説明する図。
【図６】実施形態１に係る記録ヘッドへの駆動波形の一例を示す図。
【図７】実施形態１に係る駆動電圧、圧力発生室の圧力及び分極率の関係を示す図。
【図８】実施形態１に係る記録ヘッドに関する特性を説明する図。
【図９】実施形態１に係る記録ヘッドの製造例を説明する図。
【図１０】実施形態１に係る記録ヘッドの製造例を説明する図。
【図１１】実施形態１に係る記録ヘッドの製造例を説明する図。
【図１２】実施形態２に係る記録ヘッドの駆動方法を説明するための図。
【図１３】実施形態２に係る駆動電圧及び分極率の関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置の概略構成を示している。図示するように、インクジェット式記録装置ＩＩにおいて、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が、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂに着脱可能に設けられている。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おり、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噴射するものとされている。
【００２０】
インクジェット式記録装置ＩＩでは、駆動モーター６の駆動力が、図示しない複数の歯車及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がキャリッジ軸５に沿って移動する。一方、装置本体４には、搬送手段としての搬送ローラー８が設けられており、紙等の記録媒体である記録シートＳが搬送ローラー８により搬送されるようになっている。記録シートＳを搬送する搬送手段は搬送ローラー８に制限されず、ベルトやドラム等であってもよい。
【００２１】
次に、本実施形態のインクジェット式記録装置ＩＩに搭載され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について詳述する。図２は本実施形態のインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図３は図２の平面図である。図４（ａ）は図３のＡ−Ａ′線に準ずる断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ′線に準ずる断面図である。
【００２２】
図示するように、流路形成基板１０には圧力発生室１２が形成され、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２が、同じ色のインクを吐出する複数のノズル開口２１が並設される方向に沿って並設されている。以降、この方向を圧力発生室１２の並設方向、又は第１の方向Ｘと称し、第１の方向Ｘと直交する方向を第２の方向Ｙと称する。
【００２３】
流路形成基板１０の圧力発生室１２の第２の方向Ｙの一端部側には、圧力発生室１２の片側を第１の方向Ｘから絞ることで開口面積を小さくしたインク供給路１３と、第１の方向Ｘにおいて圧力発生室１２と略同じ幅を有する連通路１４と、が複数の隔壁１１によって区画されている。連通路１４の外側（第２の方向Ｙの圧力発生室１２とは反対側）には、各圧力発生室１２の共通のインク室となるマニホールド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及び連通部１５からなる液体流路が形成されている。
【００２４】
流路形成基板１０の一方面側、すなわち圧力発生室１２等の液体流路が開口する面には、各圧力発生室１２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接合されている。ノズルプレート２０には、第１の方向Ｘにノズル開口２１が並設されている。
【００２５】
流路形成基板１０の他方面側には振動板５０が形成されている。本実施形態の振動板５０は、上凸（圧力発生室１２とは反対側が凸）となる撓みを有している。このような振動板５０は、例えば流路形成基板１０上に形成された弾性膜５１と、弾性膜５１上に形成された絶縁体膜５２と、により構成できるが、前記の例に制限されない。流路形成基板１０の一部を薄く加工して弾性膜として使用することも可能である。
【００２６】
絶縁体膜５２上には、例えばチタンからなる密着層を介して、厚さが約０．２μｍの第１電極６０と、厚さが約３．０μｍ以下、好ましくは厚さが約０．５〜１．５μｍの圧電体層７０と、厚さが約０．０５μｍの第２電極８０と、で構成される圧電素子３００が形成されている。これらの厚さは一例であって前記の例に制限されない。
【００２７】
密着層は省略しても構わない。本実施形態では、振動板５０及び第１電極６０が振動板として作用するが、これに限定されない。弾性膜５１及び絶縁体膜５２の何れか一方又は両方を設けずに、第１電極６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。流路形成基板１０上に第１電極６０を直接設ける場合には、第１電極６０及びインクが導通しないように、第１電極６０を絶縁性の保護膜等で保護することができる。
【００２８】
圧電素子３００を構成する第１電極６０は、圧力発生室１２毎に切り分けられた個別電極として構成されている。第１電極６０の材料は、導電性を有する材料であれば特に限定されず、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）等の貴金属が好適に用いられる。このような第１電極６０は、圧力発生室１２の第１の方向Ｘにおいて、圧力発生室１２の幅よりも狭い幅で形成されている。すなわち、圧力発生室１２の第１の方向Ｘにおいて、第１電極６０の端部は、圧力発生室１２に対向する領域の内側に位置している。このような第１電極６０は、言い換えれば、能動部３１０毎に独立して構成されている。本明細書の能動部３１０は、第１電極６０及び第２電極で挟まれた部分であって、第１電極６０及び第２電極８０への電位の供給により圧電歪みが生じる部分を言う。
【００２９】
第２の方向Ｙにおいて、第１電極６０の両端部はそれぞれ圧力発生室１２の外側まで形成されており、その一端部側（第２の方向Ｙの連通路１４とは反対側）には、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が接続されている。
【００３０】
尚、圧電素子３００では、一般的には何れか一方の電極が共通電極とされ、他方の電極が圧力発生室１２毎のパターニングにより個別電極とされる。本実施形態では、第１電極６０が個別電極とされ、第２電極８０が共通電極とされているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。本実施形態では、第２電極８０が複数の圧力発生室１２に亘って連続して形成され、共通電極が構成されている。
【００３１】
圧電体層７０は、第１の方向Ｘに亘って連続して設けられている。また、圧電体層７０の第２の方向Ｙの幅は、圧力発生室１２の第２の方向Ｙの長さよりも広く、圧力発生室１２の外側まで設けられている。第２の方向Ｙにおいて、圧電体層７０のインク供給路１３側の端部（図４（ａ）の右側端部）は第１電極６０の端部よりも外側に位置しており、第１電極６０の端部が圧電体層７０によって覆われている。一方、圧電体層７０のノズル開口２１側（図４（ａ）の左側）は第１電極６０の端部よりも内側に位置しており、圧電体層７０に覆われていない。
【００３２】
このような圧電体層７０は、電圧印加によって分極を生じ、この分極に応じた電気機械変換特性に基づいて例えば撓み変形する。圧電体層７０が分極を保持する時間はその圧電材料によって調節が可能であり、圧電体層７０に分極を生じさせてから分極が実質的に消滅するまでの遅れ時間（緩和時間）も圧電材料によって調節が可能である。
【００３３】
特に本実施形態（実施形態１）では、圧電体層７０の分極の緩和時間が圧力発生室１２内の媒質の振動周期以下となるように、該圧電体層７０が構成されている。このような圧電体層７０を実現する圧電材料は、ビスマス（Ｂｉ）、鉄（Ｆｅ）、バリウム（Ｂａ）及びチタン（Ｔｉ）を含みペロブスカイト構造を有する複合酸化物を用いることができる。ペロブスカイト構造、すなわち、ＡＢＯ３型構造のＡサイトは酸素が１２配位しており、また、Ｂサイトは酸素が６配位して８面体（オクタヘドロン）をつくっている。このＡサイトにＢｉ及びＢａが、ＢサイトにＦｅ及びＴｉが位置している。
【００３４】
Ｂｉ、Ｆｅ、Ｂａ及びＴｉを含みペロブスカイト構造を有する複合酸化物は、鉄酸ビスマスとチタン酸バリウムとの混晶のペロブスカイト構造を有する複合酸化物、又は、鉄酸ビスマスとチタン酸バリウムが均一に固溶した固溶体としても表されるが、混晶又は固溶体として表される組成からずれた組成であってもよい。尚、混晶又は固溶体として表される組成であっても、Ｘ線回折パターンにおいて、鉄酸ビスマスや、チタン酸バリウムは、単独では検出されないものである。
【００３５】
かかる複合酸化物によれば、圧電体層７０に分極を生じさせてから分極が実質的に消滅するまでの上記の緩和時間が比較的短い構成を実現しやすい。よって、圧電体層７０の分極の緩和時間が圧力発生室１２内の媒質の振動周期以下である圧電素子３００を得やすく、好適な態様の一つである。
【００３６】
鉄酸ビスマスやチタン酸バリウムは、それぞれ、ペロブスカイト構造を有する圧電材料であり種々の組成のものがある。例えば、鉄酸ビスマスやチタン酸バリウムとして、ＢｉＦｅＯ３やＢａＴｉＯ３以外に、元素（Ｂｉ、Ｆｅ、Ｂａ、ＴｉやＯ）が一部欠損する又は過剰であるものや、元素の一部が他の元素に置換されたものもある。本発明で鉄酸ビスマス、チタン酸バリウムと表記した場合、欠損・過剰により化学量論の組成からずれたものや元素の一部が他の元素に置換されたものも、鉄酸ビスマス、チタン酸バリウムの範囲に含まれるものとする。また、鉄酸ビスマスとチタン酸バリウムとの比も、種々変更することができる。
【００３７】
このようなペロブスカイト構造を有する複合酸化物からなる圧電体層７０の組成は、例えば、下記の一般式（１）で表される混晶として表される。式（１）は、下記の一般式（１’）で表すこともできる。一般式（１）及び一般式（１’）の記述は化学量論に基づく組成表記であり、上記のように、ペロブスカイト構造を取り得る限りにおいて、格子不整合、酸素欠損等による不可避な組成のずれは勿論、元素の一部置換等も許容される。例えば、化学量論比が１とすると、０．８５〜１．２０の範囲内のものは許容される。また、下記のように一般式で表した場合は異なるものであっても、Ａサイトの元素とＢサイトの元素との比が同じものは、同一の複合酸化物とみなせる場合がある。
【００３８】
（１−ｘ）[ＢｉＦｅＯ３]−ｘ[ＢａＴｉＯ３]      （１）
（０＜ｘ＜０．４０）
（Ｂｉ１−ｘＢａｘ）（Ｆｅ１−ｘＴｉｘ）Ｏ３    （１’）
（０＜ｘ＜０．４０）
【００３９】
また、本実施形態の圧電体層７０を構成する複合酸化物は、Ｂｉ、Ｆｅ、Ｂａ及びＴｉ以外の元素を更に含んでいてもよい。他の元素としては、例えば、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｒ等が挙げられる。これら他の元素を含む複合酸化物である場合も、ペロブスカイト構造を有することが好ましい。
【００４０】
圧電体層７０が、Ｍｎ、ＣｏやＣｒを含む場合、Ｍｎ、ＣｏやＣｒはペロブスカイト構造のＢサイトに位置した構造の複合酸化物である。例えば、Ｍｎを含む場合、圧電体層７０を構成する複合酸化物は、鉄酸ビスマスとチタン酸バリウムが均一に固溶した固溶体のＦｅの一部がＭｎで置換された構造、又は、鉄酸マンガン酸ビスマスとチタン酸バリウムとの混晶のペロブスカイト構造を有する複合酸化物として表される。基本的な特性は鉄酸ビスマスとチタン酸バリウムとの混晶のペロブスカイト構造を有する複合酸化物と同じであるが、リーク特性が向上するようになる。また、ＣｏやＣｒを含む場合も、Ｍｎと同様にリーク特性が向上することがある。尚、Ｘ線回折パターンにおいて、鉄酸ビスマス、チタン酸バリウム、鉄酸マンガン酸ビスマス、鉄酸コバルト酸ビスマス、及び、鉄酸クロム酸ビスマスは、単独では検出されないものである。
【００４１】
Ｍｎ、Ｃｏ及びＣｒを例として説明したが、その他遷移金属元素の２元素を同時に含む場合にも同様にリーク特性が向上することがあり、これらも圧電体層７０とすることができる。更に、特性を向上させるため、その他の添加物を含んでもよい。Ｂｉ、Ｆｅ、Ｂａ及びＴｉに加えてＭｎ、ＣｏやＣｒも含みペロブスカイト構造を有する複合酸化物からなる圧電体層７０は、例えば、下記の一般式（２）で表される混晶である。また式（２）は、下記の一般式（２’）で表すこともできる。尚、一般式（２）及び一般式（２’）において、Ｍは、Ｍｎ、Ｃｏ又はＣｒである。
【００４２】
一般式（２）及び一般式（２’）の記述は化学量論に基づく組成表記であり、上述したように、ペロブスカイト構造を取り得る限りにおいて、格子不整合、酸素欠損等による不可避な組成ずれは許容される。例えば、化学量論比が１であれば、０．８５〜１．２０の範囲内のものは許容される。また、下記のように一般式で表した場合は異なるものであっても、Ａサイトの元素とＢサイトの元素との比が同じものは、同一の複合酸化物とみなせる場合がある。尚、圧電体層７０を構成する複合酸化物は前記の例に制限されない、後述する実施形態に示すように、鉛を含む複合酸化物を用いて圧電体層を構成するようにしてもよい。
【００４３】
（１−ｘ）[Ｂｉ（Ｆｅ１−ｙＭｙ）Ｏ３]−ｘ[ＢａＴｉＯ３]      （２）
（０＜ｘ＜０．４０、０．０１＜ｙ＜０．１０）
（Ｂｉ１−ｘＢａｘ）（（Ｆｅ１−ｙＭｙ）１−ｘＴｉｘ）Ｏ３    （２’）
（０＜ｘ＜０．４０、０．０１＜ｙ＜０．１０）
【００４４】
このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上、すなわち、第１電極６０、弾性膜５１、必要に応じて設けられる絶縁体膜５２、及びリード電極９０上には、マニホールド１００の少なくとも一部を構成するマニホールド部３２を有する保護基板３０が、接着剤３５を介して接合されている。マニホールド部３２は、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、上記のように、流路形成基板１０の連通路１４と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるマニホールド１００が構成されている。
【００４５】
また、流路形成基板１０の連通路１４を圧力発生室１２毎に複数に分割して、マニホールド部３２のみをマニホールドとしてもよい。更に、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及び保護基板３０の間に介在する部材（例えば、弾性膜５１、必要に応じて設ける絶縁体膜５２等）にマニホールド１００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。
【００４６】
また、保護基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３１が設けられている。圧電素子保持部３１は、圧電素子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。保護基板３０は、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラスやセラミック材料等を用いることができ、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。
【００４７】
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、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０の端部近傍が、貫通孔３３内に露出するように設けられている。保護基板３０上には、並設された圧電素子３００を駆動するための駆動回路１２０が固定されている。駆動回路１２０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１２０及びリード電極９０が、ボンディングワイヤー等の導電性ワイヤーからなる接続配線１２１を介して電気的に接続されている。
【００４８】
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。封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料から構成でき、封止膜４１によってマニホールド部３２の一方面が封止されている。固定板４２は、比較的硬質の材料で形成されている。固定板４２のマニホールド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、マニホールド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。
【００４９】
以上のような記録ヘッドＩについて、本願発明者は、振動板５０等の変位状態に応じて、その振動板５０等を更に下凸へ変位させる際の見かけ上の剛性ｋが変化することを見出した。図５は、記録ヘッドＩに搭載される振動板５０等の下凸方向への見かけ上の剛性ｋと、振動板５０等の変位と、の関係を示すグラフである。図中、ｘが正の範囲は振動板５０等の状態が上凸、ｘが負の範囲は振動板５０等の状態が下凸に対応している。
【００５０】
図示するように、本実施形態の記録ヘッドＩでは、ｘが負の範囲にある所定値ｘｍとなるときに見かけ上の剛性ｋが極小値ｋｍをとり、これよりもｘが増加又は減少するに伴って、振動板５０等の下凸方向への見かけ上の剛性ｋが大きくなる（振動板５０等を下凸方向に変位させるのにより多くのエネルギーが必要となる）。このような関係が存在することに注目すると、見かけ上の剛性ｋが小さい範囲（振動板５０のコンプライアンスが大きい領域）で振動板５０等を変位させることで、圧電素子３００への電圧印加によって生成されるエネルギーの多くを振動板５０等の変位のために分配させることができ、その結果、振動板５０の変位を大きくでき圧力発生室１２内を好適に加圧できることが理解される。
【００５１】
本実施形態では、振動板５０の変位が例えばｘ１となる初期撓み状態を有しており（ｘ１＞０≧ｘｍ）、該振動板５０が上凸に保持されている。そして、圧電素子３００への電圧印加によって、見かけ上の剛性ｋの極小値ｋｍを与える所定値ｘｍを跨ぐように、すなわち振動板５０のコンプライアンスが大きい領域を通過するように、振動板５０等をｘ２まで変位させることができる（ｘｍ＞ｘ２）。このような本実施形態における振動板５０等の変位Ｘ１（｜ｘ１｜＋｜ｘ２｜）は、例えば、たとえ所定値ｘｍを含むとしても、振動板等が過度に上凸に保持されている状態から下凸に撓ませた場合の変位Ｘ３（｜ｘ３｜＋｜ｘ４｜）よりも大きくなり、また、従来のように振動板が下凸に維持されているなかで更に下凸に撓ませなければならない場合の変位Ｘ５（｜ｘ５｜＋｜ｘ６｜）よりも大きくなることとなる。
【００５２】
尚、図５に示すような下凸方向への見かけ上の剛性ｋと振動板５０等の変位との関係はあくまで一例であり、記録ヘッドの構成等に応じて変化し得るが、予め実験等に基づいて求めることができる。振動板等の変位状態に応じて、その振動板等を更に下凸へ変位させる際の見かけ上の剛性が変化するような関係が存在する記録ヘッドであれば、本発明の要旨を変更しない範囲において、本発明の適用が可能である。
【００５３】
以上説明したインクジェット式記録ヘッドＩの動作は以下の通りである。すなわち、図示しない外部の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、マニホールド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１２０からの記録信号（駆動信号）に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの第１電極６０及び第２電極８０の間に電圧が印加される。電圧印加によって圧電体層７０に分極を生じ、この分極に応じた電気機械変換特性に基づいて圧電素子３００が撓み変形し、これによって圧電素子３００及び振動板５０が圧力発生室１２方向に変位する。その結果、圧力発生室１２内の圧力が高められ、ノズル開口２１からインクが噴射される。
【００５４】
図６（ａ）〜（ｃ）は、このような圧電素子３００に入力される駆動信号（ＣＯＭ）を表す駆動波形の一例である。このうち図６（ａ）は、圧力発生室１２の容量を初期値よりも縮小させてインクを噴射する押し打ちモードの駆動波形を示す。図６（ｂ）は、圧力発生室１２の容積を必要に応じて収縮させ、その後に圧力発生室１２の容量を初期値よりいったん膨張させた後に減少させることでインクを噴射する引き打ちモードの駆動波形を示す。図６（ｃ）は、押し打ちと引き打ちを組み合わせた駆動波形の一例である。また、図中、Ｖｍは、中間電圧、Ｖｃは、圧電体層７０について分極及び電圧のヒステリシスループを評価したときに分極がゼロとなる電界を与える抗電圧を表す。
【００５５】
図６（ａ）に示す駆動波形２０１は、最小電圧Ｖｍｉｎ１を一定時間維持する工程Ｐ０１と、最大電圧Ｖｍａｘ１まで上昇させる収縮工程Ｐ０２と、最大電圧Ｖｍａｘ１を一定時間維持する工程Ｐ０３と、最小電圧Ｖｍｉｎ１まで下降させる工程Ｐ０４と、次回の工程Ｐ０１に続く工程Ｐ０５と、で構成される（Ｖｍａｘ１＞Ｖｍｉｎ１＞Ｖｃ）。
【００５６】
かかる駆動波形２０１によれば、収縮工程Ｐ０２で、圧電素子３００が圧力発生室１２の容積を減少させる方向に変形することにより、ノズル開口２１内のメニスカスが圧力発生室１２側から大きく押し出され、ノズル開口２１からインクが噴射される。
【００５７】
本実施形態では、振動板が上凸（圧力発生室とは反対側に凸）となる所定の撓みを有するため、振動板のコンプライアンスが大きい領域を通過するように変位することとなり、変位効率の向上が図られている。よって、ノズル開口２１からインクを好適に噴射できるようになる。
【００５８】
また、図６（ｂ）に示す駆動波形２０２は、最大電圧Ｖｍａｘ２が印加される工程Ｐ１１に続いて、最小電圧Ｖｍｉｎ２まで下降させる膨張工程Ｐ１２と、最小電圧Ｖｍｉｎ２を一定時間維持する工程Ｐ１３と、最大電圧Ｖｍａｘ２まで上昇させる収縮工程Ｐ１４と、次回の工程Ｐ１１に続く工程Ｐ１５と、で構成される（Ｖｍａｘ２＞Ｖｍｉｎ２＞Ｖｃ）。
【００５９】
かかる駆動波形２０２によれば、膨張工程Ｐ１２によって圧電素子３００が圧力発生室１２の容積を増加させる方向に変位し、ノズル開口２１のメニスカスが引き込まれる。次いで、収縮工程Ｐ１４によって圧電素子３００が圧力発生室１２の容積を減少させる方向に変形して、ノズル開口２１のメニスカスが圧力発生室１２側に急激に引き込まれる。その後、圧電素子３００が、圧力発生室１２の容量を減少させる、例えば圧力発生室１２の容量を膨張状態から初期値に戻すように変位することで、圧力発生室１２内が加圧され、ノズル開口２１からインクが噴射される。
【００６０】
引き打ちモード（図６（ｂ））では、押し打ちモード（図６（ａ））と比べ、膨張工程Ｐ１２における圧力発生室１２の膨張量が大きく、図示しない外部のインク供給手段から圧力発生室１２内にインクが供給されることによる圧力揺らぎが生じやすい。このような圧力揺らぎを利用して、ノズル開口２１方向に圧力を付加しやすいタイミングで振動板５０を変位させれば、噴射特性を更に向上させることができる。
【００６１】
図６（ｃ）に示す駆動波形２０３は、中間電圧Ｖｍが印加される工程Ｐ２１と、中間電圧Ｖｍとは逆極性であって圧電体層７０の抗電圧Ｖｃよりも大きい最小電圧Ｖｍｉｎ３まで降下させる膨張工程Ｐ２２と、最小電圧Ｖｍｉｎ３を一定時間維持する工程Ｐ２３と、中間電圧Ｖｍより大きい最大電圧Ｖｍａｘ３まで上昇させる収縮工程Ｐ２４と、最大電圧Ｖｍａｘ３を一定時間維持する工程Ｐ２５と、中間電圧Ｖｍまで下降させる工程Ｐ２６と、次回の工程Ｐ２１に続く工程Ｐ２７と、で構成される（Ｖｍａｘ３＞Ｖｍ＞Ｖｍｉｎ３＞Ｖｃ）。
【００６２】
かかる駆動波形２０３によれば、膨張工程Ｐ２２によって圧電素子３００が圧力発生室１２の容積を増加させる方向に変位し、ノズル開口２１内のメニスカスが圧力発生室１２側に引き込まれる。その後、収縮工程Ｐ２４で、圧電素子３００が圧力発生室１２の容積を減少させる方向に変形することにより、ノズル開口２１内のメニスカスが圧力発生室１２側から大きく押し出され、ノズル開口２１からインクが噴射される。
【００６３】
このモード（図６（ｃ））では、引き打ちモード（図６（ｂ））と比べ、膨張工程Ｐ２２における圧力発生室１２の膨張量が小さいため、図示しない外部のインク供給手段から圧力発生室１２内にインクが供給されることによる圧力揺らぎが生じにくい。
【００６４】
図７は、記録ヘッドＩの駆動時における図６（ｂ）の例に示す駆動電圧と、膨張工程等における圧力発生室１２内の圧力と、圧電体層７０の分極率と、の関係を説明するタイムチャートである。図中、時点ｔ１〜時点ｔ２で表されるＴ１は、圧電体層７０の分極の緩和時間を表し、時点ｔ１〜時点ｔ３で表されるＴｃは、圧力発生室１２内の媒質の振動の周期を表す。
【００６５】
時点ｔ１で、圧電素子３００に印加されている電圧が減少する。これにより、圧力発生室１２の膨張工程により圧力発生室１２内の媒質の振動が生じ、圧力発生室１２内の圧力は所定の振動周期（以下、単に「周期」とも称する）Ｔｃで変化する。周期Ｔｃで変化する圧力変動を利用して、ノズル開口２１方向に圧力を付加しやすいタイミングで振動板５０を変位させることで、噴射特性に有利となる。
【００６６】
周期Ｔｃは、所望のプリンター速度が実現されるように適宜設計可能である。このような周期Ｔｃは、圧力発生室１２の容積、振動板の剛性、インク流路等によって変化する。周期Ｔｃは、図７においては上記のように時点ｔ１〜時点ｔ３で表され、例えば１〜５０μｓの範囲内の値を定めることができ、本実施形態では８μｓが採用されている。
【００６７】
ここで、本実施形態では、圧電素子３００として、圧電体層７０の分極の緩和時間Ｔ１が圧力発生室１２内の媒質の振動周期以下であるものを用いている（Ｔｃ≧Ｔ１）。緩和時間Ｔ１は、圧電素子３００に電圧が印加され圧電体層７０に分極が保持された時点ｔ１から、その分極が実質的に消滅する時点ｔ２までの時間である。時点ｔ２では、時点ｔ１において下凸に変位させられた圧電素子３００の分極が、上凸の撓みを有する初期位置に戻る程度まで低下する。これにより、圧力発生室１２側に付加されていた押圧力が実質的になくなって、振動板５０が初期位置である上凸に戻ることとなる。
【００６８】
よって、圧力発生室１２内の媒質の振動周期毎に、振動板５０の撓み位置が上凸の状態を確保できるようになり、噴射効率を向上させることができる。上記のように、圧電体層７０として、Ｂｉ、Ｆｅ、Ｂａ及びＴｉを含みペロブスカイト構造を有する複合酸化物を用いれば、分極の緩和時間Ｔ１が周期Ｔｃ以下となるインクジェット式記録ヘッドＩを得やすくなる。
【００６９】
ここで、インクジェット式記録ヘッドＩの噴射特性を更に向上させるべく、圧電素子３００や振動板５０の変位のしやすさに関する要素を幾つかに分け、これらを別個に評価することに着目した。
【００７０】
図８（ａ）〜（ｂ）は、初期撓み位置と、振動板５０の厚さ方向における変位のしやすさと、の関係を説明する図である。このうち図８（ａ）は、圧力発生室１２内から振動板５０側に押圧力が付与されたときの該振動板５０等の変位のしやすさ（Δｔｃ）に関する評価結果を示す図である。また図８（ｂ）は、圧電素子３００を撓み変形させることで圧力発生室１２方向に押圧力が付加されたときの該振動板５０等の変位のしやすさ（Δｖｈ）に関する評価結果を示す図である。図中、Δｔｃ及びΔｖｈの１００％は、周期Ｔｃが８μｓを実現するときのものである。尚、図示に基づき、ここでは初期撓み位置と、Δｔｃ及びｖｈと、の関係の例を説明する。
【００７１】
図８（ａ）に示すように、振動板５０等が下凸のうちは、圧力発生室１２内から振動板５０側に押圧力が付与されたときに該振動板５０は比較的変位しやすく、Δｔｃは大きい値をとる。一方、振動板５０等が上凸になると、圧力発生室１２内から振動板５０側に押圧力が付与されたときに該振動板５０が比較的変位しにくくなって、Δｔｃが小さい値を取るようになる。
【００７２】
例えば、初期撓み位置が上側（圧力発生室１２とは反対側）に約１１５ｎｍである場合、Δｔｃは約６５％となることが分かる。Δｔｃが１００％に対して小さくなる分、すなわち、振動板５０等が上凸となると振動板５０等の各膜のヤング率はほとんど変化しないが、振動板５０等のコンプライアンスが低下し、上記の周期Ｔｃが小さなものとなる。周期Ｔｃが小さなものとなることで、プリンターの印刷速度の点では有利となるが、設計仕様周期が８μｓである場合、振動板５０等のコンプライアンスを増加させ、その周期Ｔｃを設計仕様周期の範囲内で大きくしてでも噴射特性を向上させる方法を採用することもできる。
【００７３】
このとき圧電素子３００や振動板５０の膜厚等を調整し、そのコンプライアンスを増加させる（図８（ａ）に示す破線）。そうすると、Δｔｃが大きくなり、設計仕様周期に合致する構成を実現できる。その上、振動板５０等のコンプライアンスを増加させると、圧電素子３００を撓み変形させることで圧力発生室１２方向に押圧力が付加されたとき、振動板５０等を大きく変位させることができるようになる（図８（ｂ）に示す破線）。
【００７４】
このように、圧電素子３００や振動板５０の厚さ方向の変位のしやすさについて、Δｔｃ及びΔｖｈの２種類のコンプライアンスを独立して評価し、このとき２種類のコンプライアンスの特性が異なることを利用すれば、更に噴射特性の高い圧電素子３００や振動板５０の構成を調節でき、噴射特性を更に向上させることができる。
【００７５】
次に、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドの製造方法について説明する。図９〜図１１は、インクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【００７６】
まず、図９（ａ）に示すように、シリコンウェハーである流路形成基板用ウェハー１１０の表面に弾性膜５１を形成する。本実施形態では、流路形成基板用ウェハー１１０を熱酸化することによって二酸化シリコンからなる弾性膜５１を形成した。弾性膜５１の形成方法は熱酸化に限定されず、スパッタリング法、ＣＶＤ法、スピンコート法等によって形成してもよい。次いで、図９（ｂ）に示すように、弾性膜５１上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５２を形成する。絶縁体膜５２を形成する方法としては、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等が挙げられる。
【００７７】
次いで、図９（ｃ）に示すように、振動板５０上の全面に第１電極６０を形成する。第１電極６０の材料としては，白金、イリジウム等の金属や、酸化イリジウム、ランタンニッケル酸化物等の導電性酸化物、及びこれらの材料の積層材料が好適に用いられる。また、第１電極６０は、例えば、スパッタリング法やＰＶＤ法（物理蒸着法）、レーザーアブレーション法等の気相成膜、スピンコート法等の液相成膜により形成することができる。
【００７８】
次に、Ｂｉ、Ｆｅ、Ｂａ及びＴｉを含みペロブスカイト構造を有する複合酸化物からなる圧電体層７０を形成する。本実施形態では、金属錯体を溶媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、更に高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層７０を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層７０を形成している。尚、圧電体層７０の製造方法は、ゾル−ゲル法に限定されず、例えば、ＭＯＤ法やスパッタリング法又はレーザーアブレーション法等のＰＶＤ法等を用いてもよい。
【００７９】
図１０（ａ）に示すように、第１電極６０上に１層目の圧電体膜７４を形成した段階で、第１電極６０及び１層目の圧電体膜７４を同時にパターニングする。そして、図１０（ｂ）に示すように、２層目以降の圧電体膜７４を積層することにより、複数層の圧電体膜７４からなる圧電体層７０を形成する。ちなみに、２層目以降の圧電体膜７４は、振動板５０上、第１電極６０及び１層目の圧電体膜７４の側面上、及び１層目の圧電体膜７４上に亘って連続して形成される。
【００８０】
図１０（ｃ）に示すように、圧電体層７０をパターニングして凹部７１等を形成する。本実施形態では、圧電体層７０上に所定形状のマスク（図示なし）を設け、このマスクを介して圧電体層７０をエッチングする、いわゆるフォトリソグラフィーによってパターニングした。尚、圧電体層７０のパターニングは、例えば、反応性イオンエッチングやイオンミリング等のドライエッチングであっても、エッチング液を用いたウェットエッチングであってもよい。
【００８１】
次に、流路形成基板用ウェハー１１０の一方面側（圧電体層７０が形成された面側）に亘って、圧電体層７０のパターニングした側面上、振動板５０上、及び第１電極６０上等に亘って第２電極８０を形成すると共にパターニングする。そして、図１１（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０の圧電素子３００側に、シリコンウェハーであり複数の保護基板３０となる保護基板用ウェハー１３０を、接着剤（図４（ａ）に示す３５）を介して接合した後、流路形成基板用ウェハー１１０を所定の厚みに薄くする。
【００８２】
次いで、図１１（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０にマスク膜５３を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、図１１（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０を、マスク膜５３を介してＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチング（ウェットエッチング）することにより、圧電素子３００に対応する圧力発生室１２等を形成する。このとき、振動板５０が、圧力発生室１２とは反対側が凸となる撓みを有するものとなる。
【００８３】
その後は、流路形成基板用ウェハー１１０及び保護基板用ウェハー１３０の外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。そして、流路形成基板用ウェハー１１０の保護基板用ウェハー１３０とは反対側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接合すると共に、保護基板用ウェハー１３０にコンプライアンス基板４０を接合し、流路形成基板用ウェハー１１０等を図２や図４に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１０等に分割することによって、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドＩとする。
【００８４】
（実施形態２）
本発明の実施形態２に係る液体噴射ヘッド一例であるインクジェット式記録ヘッドの駆動方法は、インクジェット式記録ヘッドの駆動周期毎に圧電体層の分極を反転させる電圧を印加する点が実施形態１と異なる。以下、同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略し、異なる部分を中心に詳述する。
【００８５】
図１２（ａ）〜（ｂ）は、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドの駆動方法を説明するための図である。このうち図１２（ａ）は、本実施形態の駆動波形、すなわち駆動周期毎に圧電体層の分極を反転させる電圧波形の一例を示し、図１２（ｂ）は、電圧及び分極率の関係を説明する図である。
【００８６】
図示するように、本実施形態では、基本的には実施形態１の図６（ｃ）の駆動波形と同様であるが、最大電圧Ｖｍａｘ３まで上昇させる工程Ｐ２４の前に、駆動電位を抗電圧Ｖｃまで低下させる工程Ｐ２２ａと、抗電圧Ｖｃを一定時間維持する工程Ｐ２３ａと、を実施する。これにより、図１２（ｂ）に示すように、圧電体層７０の分極を強制的に０に近いものとし、圧力発生室１２側に付加されていた押圧力が実質的になくなって、振動板５０が初期位置である上凸状態に戻すことができる。
【００８７】
工程Ｐ２２ａ及び工程Ｐ２３ａにおいて、駆動電位を低下させるのは抗電圧Ｖｃに限られず、抗電圧Ｖｃ近傍（プラスマイナス３ｖ）の電圧であればよい。抗電圧Ｖｃを保持する時間は、圧力発生室１２内の媒質の振動周期Ｔｃの整数倍であるのが好ましい。これによれば、かかる媒質の振動を利用して、噴射特性に有利なタイミングで、圧力発生室１２内を加圧するための最大電圧Ｖｍａｘ３を印加することができる。
【００８８】
図１３は、インクジェット式記録ヘッドＩの駆動時における駆動電圧の変化と、圧電体層７０の分極率と、の関係を説明するタイムチャートである。尚、図１３の駆動波形２０３の各工程Ｐ２１〜Ｐ２７は、図１２（ａ）の各工程に対応するものである。
【００８９】
本実施形態では、図１３に示すようなインクジェット式記録ヘッドＩの駆動周期（工程Ｐ２１〜Ｐ２７）毎に、圧電体層７０の分極を反転させる上記の抗電圧Ｖｃ近傍（プラスマイナス３ｖ）の電圧を印加する。例えば、本実施形態の例では、時点ｔ１から駆動電圧を中間電圧Ｖｍから減少させはじめ、時点ｔ２において抗電圧Ｖｃ近傍に到達するようにする。これにより、圧電体層７０の分極を減分極させることができ、圧力発生室１２を加圧してインクを噴射するために駆動波形の印加によって下凸に変位させられた圧電素子３００や振動板５０を、次回の駆動波形の印加（例えば時点ｔ３）前に上凸に戻すことができる。よって、インクジェット式記録ヘッドＩの駆動周期毎に、噴射効率を向上させることができる。
【００９０】
更に、本実施形態では、圧電体層７０として分極の緩和時間が圧力発生室１２内の媒質の振動周期を超えるもの、言い換えれば、電圧印加によって生じる分極が保持される圧電体層７０であっても使用可能であり、材料選択の自由度が高いものとなっている。
【００９１】
製造方法についても、基本的には実施形態１のものと同様とすることができる。インクジェット式記録ヘッドＩの駆動周期毎に圧電体層７０の分極を反転させる電圧を印加するように駆動回路１２０等の制御部分を構成すればよい。
【００９２】
（他の実施形態）
本発明は上記の実施形態に制限されることなく、種々の変更が可能である。例えば、実施形態１においては鉛を含まない複合酸化物を用いた圧電体層７０を搭載した記録ヘッドＩについて説明したが、鉛を含む複合酸化物を用いて圧電体層を構成し、これを搭載するようにしてもよい。鉛を含むような圧電体層を構成する材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電体材料や、これに酸化ニオブ、酸化ニッケル、酸化マグネシウム及び酸化ランタン等の金属酸化物を添加したもの等が挙げられる。具体的には、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、チタン酸ジルコン酸バリウム（Ｂａ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）又はマグネシウムニオブ酸ジルコニウムチタン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ３）等が挙げられる。
【００９３】
また、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般の駆動方法を対象としたものであり、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インクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、液晶ディスプレイ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ディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）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の駆動方法にも適用することができる。
【００９４】
更に、薄膜であって撓み変形モードで駆動する圧電素子３００を使用する種々のセンサーやアクチュエーター装置の駆動方法にも、同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００９５】
Ｉ  インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、  ＩＩ  インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、  １０  流路形成基板（基板）、  １１  隔壁、  １２  圧力発生室、  １３  インク供給路、１４  連通路、  １５  連通部、  ２０  ノズルプレート、  ２１  ノズル開口、  ３０  保護基板、  ３１  圧電素子保持部、  ３２  マニホールド部、  ３３  貫通孔、  ３５  接着剤、  ４０  コンプライアンス基板、  ４１  封止膜、  ４２  固定板、  ４３  開口部、  ５０  振動板、  ５１  弾性膜、  ５２  絶縁体膜、  ６０  第１電極、  ７０  圧電体層、  ７１  凹部、  ８０  第２電極、  ９０  リード電極、  １００  マニホールド、  １２０  駆動回路、  ３００  圧電素子
【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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