(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板の一方面側に設けられた第一電極、圧電体層及び第二電極からなる圧電素子と、該圧電素子を覆うと共に前記第二電極の上面を露出させる開口部が設けられた耐湿性を有する絶縁材料からなる保護膜とを具備し、前記圧電素子は前記圧電素子の駆動時に前記圧力発生室側に凸となるように変形し、前記圧力発生室の長手方向において、前記開口部の端部が、前記圧電素子のうち前記変形する時の曲がりの曲率中心が前記圧力発生室側にある領域よりも前記圧力発生室の中央側に位置することを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記第一電極は、振動板を介して流路形成基板の一方面側に設けられ、前記第一電極の前記圧力発生室の長手方向における端部は、前記振動板及び前記圧電素子のうち曲がりの曲率中心が前記圧力発生室側にある領域よりも前記圧力発生室の中央側に位置し、前記開口部の前記圧力発生室の長手方向における前記端部は、該第一電極上に位置することを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項４】
凹部が設けられた基板の凹部に相対向する領域に設けられた、第一電極、圧電体層及び第二電極からなる圧電素子と、該圧電素子を覆うと共に前記第二電極の表面を露出させる開口部が設けられた耐湿性を有する絶縁材料からなる保護膜とを具備し、前記圧電素子は前記圧電素子の駆動時に前記凹部側に凸となるように変形し、前記凹部の長手方向において、前記開口部の端部が、前記圧電素子のうち前記変形する時の曲がりの曲率中心が前記凹部側にある領域よりも前記凹部の中央側に位置することを特徴とするアクチュエーター装置。
【請求項５】
前記第一電極は、振動板を介して基板の一方面側に設けられ、前記第一電極の前記凹部の長手方向における端部は、前記振動板及び前記圧電素子のうち曲がりの曲率中心が凹部側にある領域よりも前記凹部の中央側に位置し、前記開口部の前記凹部の長手方向における前記端部は、該第一電極上に位置することを特徴とする請求項４記載のアクチュエーター装置。
【請求項６】
凹部が設けられた基板の凹部に相対向する領域に設けられた、第一電極、圧電体層及び第二電極からなる圧電素子と、該圧電素子を覆うと共に前記第二電極の表面を露出させる開口部が設けられた耐湿性を有する絶縁材料からなる保護膜とを具備し、前記圧電素子は前記圧電素子の駆動時に前記凹部側に凸となるように変形し、前記凹部の長手方向において、前記開口部の端部が、前記圧電素子のうち前記変形する時の曲がりの曲率中心が前記凹部側にある領域よりも前記凹部の中央側に位置することを特徴とするセンサー。
【請求項７】
前記第一電極は、振動板を介して基板の一方面側に設けられ、前記第一電極の前記凹部の長手方向における端部は、前記振動板及び前記圧電素子のうち曲がりの曲率中心が凹部側にある領域よりも前記凹部の中央側に位置し、前記開口部の前記凹部の長手方向における前記端部は、該第一電極上に位置することを特徴とする請求項６記載のセンサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッド、液体噴射装置、アクチュエーター装置及びセンサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクを吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧電素子により変形させて圧力発生室のインクを加圧してノズル開口からインクを吐出させるインクジェット式記録ヘッドには、圧電素子であるたわみ振動モードのアクチュエーター装置を使用したものがある。
【０００３】
そして、たわみ振動モードのアクチュエーター装置としては、例えば、振動板の表面全体に亘って成膜技術により均一な圧電材料層を形成し、この圧電材料層をリソグラフィー法により圧力発生室に対応する形状に切り分けて圧力発生室毎に独立するように圧電素子を形成したものがある。このような圧電素子は、例えば、湿気等の外部環境に起因して破壊され易いという問題を有する。
【０００４】
そこで、このような圧電素子の破壊を防止すると共に圧電素子の変形を阻害しないようにするヘッド構造として、圧電素子を構成する第二電極の表面の周縁部から圧電体層の側面だけが酸化シリコン、窒化シリコン、有機材料、好ましくは感光性ポリイミドからなる薄い絶縁体膜に覆われているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５５２０１３号（第４頁、第４図等）
【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の構成では、圧電素子が撓み変形した際に、露出された領域の端部近傍に応力が集中し、圧電素子が破壊されてしまう場合があるという問題がある。
【０００７】
なお、このような問題は、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドだけでなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑み、応力集中を抑制し圧電素子の破壊を抑制した液体噴射ヘッド、液体噴射装置、アクチュエーター装置及びセンサー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、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板の一方面側に設けられた第一電極、圧電体層及び第二電極からなる圧電素子と、該圧電素子を覆うと共に前記第二電極の上面を露出させる開口部が設けられた耐湿性を有する絶縁材料からなる保護膜とを具備し、前記圧電素子は前記圧電素子の駆動時に前記圧力発生室側に凸となるように変形し、前記圧力発生室の長手方向において、前記開口部の端部が、前記圧電素子のうち前記変形する時の曲がりの曲率中心が前記圧力発生室側にある領域よりも前記圧力発生室の中央側に位置することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、前記圧電素子の前記圧力発生室の周壁近傍における曲がりの曲率中心が圧力発生室側にある領域、即ち保護膜側の圧電体層に引っ張り方向の応力が作用する領域よりも、前記保護膜の前記圧力発生室の長手方向における端部が中央側に位置することで、保護膜の開口部の端部に引っ張り方向の応力が作用しないので応力集中を避けることができ、これにより圧電素子の破壊を抑制することができる。
ここで、前記第一電極は、振動板を介して流路形成基板の一方面側に設けられ、前記第一電極の前記圧力発生室の長手方向における端部は、前記振動板及び前記圧電素子のうち曲がりの曲率中心が前記圧力発生室側にある領域よりも前記圧力発生室の中央側に位置し、前記開口部の前記圧力発生室の長手方向における前記端部は、該第一電極上に位置することが好ましい。これによれば、保護膜の開口部の前記圧力発生室の長手方向における端部が、前記振動板及び前記圧電素子の前記圧力発生室の周壁近傍における曲がりの曲率中心が圧力発生室側にある領域、即ち前記保護膜側の圧電体層に引っ張り方向の応力が作用する領域よりも中央側の第一電極上に位置することで、保護膜の開口部の前記圧力発生室の長手方向における端部は引っ張り方向の応力が作用する領域に位置しないと共に、第一電極上の応力が作用しにくい領域に位置するので、より応力集中を避けることができ、これにより圧電素子の破壊を抑制できる。
さらに、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、圧電素子の破壊が抑制された液体噴射装置を実現できる。
また、本発明の他の態様は、凹部が設けられた基板の凹部に相対向する領域に設けられた、第一電極、圧電体層及び第二電極からなる圧電素子と、該圧電素子を覆うと共に前記第二電極の表面を露出させる開口部が設けられた耐湿性を有する絶縁材料からなる保護膜とを具備し、前記圧電素子は前記圧電素子の駆動時に前記凹部側に凸となるように変形し、前記凹部の長手方向において、前記開口部の端部が、前記圧電素子のうち前記変形する時の曲がりの曲率中心が前記凹部側にある領域よりも前記凹部の中央側に位置することを特徴とするアクチュエーター装置にある。
かかる態様では、圧電素子の破壊が抑制されたアクチュエーター装置を実現できる。
ここで、前記第一電極は、振動板を介して基板の一方面側に設けられ、前記第一電極の前記凹部の長手方向における端部は、前記振動板及び前記圧電素子のうち曲がりの曲率中心が凹部側にある領域よりも前記凹部の中央側に位置し、前記開口部の前記凹部の長手方向における前記端部は、該第一電極上に位置することが好ましい。これによれば、保護膜の開口部の前記凹部の長手方向における端部が、前記振動板及び前記圧電素子の前記凹部の周壁近傍における曲がりの曲率中心が凹部側にある領域、即ち前記保護膜側の圧電体層に引っ張り方向の応力が作用する領域よりも中央側の第一電極上に位置することで、保護膜の開口部の前記凹部の長手方向における端部は引っ張り方向の応力が作用する領域に位置しないと共に、第一電極上の応力が作用しにくい領域に位置するので、より応力集中を避けることができ、これにより圧電素子の破壊を抑制できる。
さらに、本発明の他の態様は、凹部が設けられた基板の凹部に相対向する領域に設けられた、第一電極、圧電体層及び第二電極からなる圧電素子と、該圧電素子を覆うと共に前記第二電極の表面を露出させる開口部が設けられた耐湿性を有する絶縁材料からなる保護膜とを具備し、前記圧電素子は前記圧電素子の駆動時に前記凹部側に凸となるように変形し、前記凹部の長手方向において、前記開口部の端部が、前記圧電素子のうち前記変形する時の曲がりの曲率中心が前記凹部側にある領域よりも前記凹部の中央側に位置することを特徴とするセンサーにある。
かかる態様では、圧電素子の破壊が抑制されたセンサーを実現できる。
ここで、前記第一電極は、振動板を介して基板の一方面側に設けられ、前記第一電極の前記凹部の長手方向における端部は、前記振動板及び前記圧電素子のうち曲がりの曲率中心が凹部側にある領域よりも前記凹部の中央側に位置し、前記開口部の前記凹部の長手方向における前記端部は、該第一電極上に位置することが好ましい。これによれば、保護膜の開口部の前記凹部の長手方向における端部が、前記振動板及び前記圧電素子の前記凹部の周壁近傍における曲がりの曲率中心が凹部側にある領域、即ち前記保護膜側の圧電体層に引っ張り方向の応力が作用する領域よりも中央側の第一電極上に位置することで、保護膜の開口部の前記凹部の長手方向における端部は引っ張り方向の応力が作用する領域に位置しないと共に、第一電極上の応力が作用しにくい領域に位置するので、より応力集中を避けることができ、これにより圧電素子の破壊を抑制できる。
他の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板の一方面側に設けられた第一電極、圧電体層及び第二電極からなる圧電素子と、該圧電素子を覆うと共に前記第二電極の上面を露出させる開口部が設けられた無機絶縁材料からなる保護膜とを具備し、前記圧電素子は前記圧電素子の駆動時に前記圧力発生室側に凸となるように変形し、前記保護膜の前記開口部の前記圧力発生室の長手方向における端部が、この変形時の前記圧電素子の前記圧力発生室の周壁近傍における曲がりの曲率中心が圧力発生室側にある領域よりも、中央側に位置することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。かかる態様では、前記圧電素子の前記圧力発生室の周壁近傍における曲がりの曲率中心が圧力発生室側にある領域、即ち保護膜側の圧電体層に引っ張り方向の応力が作用する領域よりも、前記保護膜の前記圧力発生室の長手方向における端部が中央側に位置することで、保護膜の開口部の端部に引っ張り方向の応力が作用しないので応力集中を避けることができ、これにより圧電素子の破壊を抑制することができる。
【００１０】
ここで、前記第一電極は、振動板を介して流路形成基板の一方面側に設けられ、前記第一電極の前記圧力発生室の長手方向における端部は、前記振動板及び前記圧電素子の前記圧力発生室の周壁近傍における曲がりの曲率中心が圧力発生室側にある領域よりも中央側に位置し、前記保護膜の前記開口部の前記圧力発生室の長手方向における前記端部は、該第一電極上に位置することが好ましい。保護膜の開口部の前記圧力発生室の長手方向における端部が、前記振動板及び前記圧電素子の前記圧力発生室の周壁近傍における曲がりの曲率中心が圧力発生室側にある領域、即ち前記保護膜側の圧電体層に引っ張り方向の応力が作用する領域よりも中央側の第一電極上に位置することで、保護膜の開口部の前記圧力発生室の長手方向における端部は引っ張り方向の応力が作用する領域に位置しないと共に、第一電極上の応力が作用しにくい領域に位置するので、より応力集中を避けることができ、これにより圧電素子の破壊を抑制できる。
【００１１】
この場合に、パターニング精度に鑑みて、前記保護膜の前記開口部の前記圧力発生室の長手方向における前記端部と前記第一電極の前記圧力発生室の長手方向における端部との距離が少なくとも１０μｍ以上であることが好ましい。
【００１２】
本発明の液体噴射装置は、前記したいずれかの液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする。前記したいずれかの液体噴射ヘッドを備えていることで、圧電素子の破壊が抑制される。
【００１３】
本発明のアクチュエーター装置は、凹部が設けられた基板の凹部に相対向する領域に設けられた、第一電極、圧電体層及び第二電極からなる圧電素子と、該圧電素子を覆うと共に前記第二電極の表面を露出させる開口部が設けられた無機絶縁材料からなる保護膜とを具備し、前記圧電素子は前記圧電素子の駆動時に前記圧力発生室側に凸となるように変形し、前記保護膜の前記開口部の前記圧力発生室の長手方向における端部が、この変形時の前記圧電素子の前記圧力発生室の周壁近傍における曲がりの曲率中心が圧力発生室側にある領域よりも、中央側に位置することを特徴とする。本発明のアクチュエーター装置では、前記圧電体層の保護膜側に引っ張り方向の応力が作用する領域よりも、前記保護膜の前記開口部の前記圧力発生室の長手方向における端部が中央側に位置することで、開口部の端部に引っ張り方向の応力が作用しないので応力集中を避けることができ、これにより圧電素子の破壊を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】本実施形態に係る記録ヘッドの（ａ）要部平面図（ｂ）断面図である。
【図３】本実施形態に係る記録ヘッドの（ａ）断面図（ｂ）要部平面図である。
【図４】本実施形態に係る記録装置の概略構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（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り、図２（ａ）は、インクジェット式記録ヘッドの要部平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ′断面図である。図示するように、インクジェット式記録ヘッドＩの流路形成基板１０は、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り形成した二酸化シリコンからなる、厚さ０．５〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。流路形成基板１０には、隔壁１１によって区画された複数の圧力発生室１２がその幅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の長手方向外側の領域には連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、各圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４を介して連通されている。なお、連通部１３は、後述する保護基板のリザーバー部と連通して各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバーの一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３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。
【００１６】
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１４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、後述するマスク膜を介して接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。
【００１７】
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り厚さが例えば、約１．０μｍの弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、例えば、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。また、絶縁体膜５５上には、第一電極６０と、圧電体層７０と、第二電極８０とからなる圧電素子３００が形成されている。
【００１８】
ここで、圧電素子３００は、第一電極６０、圧電体層７０及び第二電極８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何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を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部３２０という。本実施形態では、第一電極６０を圧電素子３００の共通電極とし、第二電極８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、各圧力発生室１２毎に圧電体能動部３２０が形成されていることになる。
【００１９】
また、本実施形態では、第一電極６０の圧力発生室１２の長手方向の端部を圧力発生室１２に相対向する領域内に設けることで、圧電素子３００の実質的な駆動部となる圧電体能動部３２０の長手方向の端部（長さ）を規定している。また、圧電体層７０及び第二電極８０の圧力発生室１２の幅方向の端部を圧力発生室１２に相対向する領域内に設けることで、圧電体能動部３２０の短手方向の端部（幅）を規定している。すなわち、圧電体能動部３２０は、パターニングされた第一電極６０及び第二電極８０によって、圧力発生室１２に相対向する領域にのみ設けられていることになる。
【００２０】
また、ここでは、駆動により変位が生じる圧電素子３００をアクチュエーター装置と称する。なお、本実施形態では、第一電極６０を複数の圧電素子３００の並設方向に亘って設け、第一電極６０の圧力発生室１２の長手方向の端部を、圧力発生室１２に相対向する位置となるように設けた。なお、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び第一電極６０が圧電素子３００と共に変形する振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を設けずに、第一電極６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。
【００２１】
そして、圧電素子３００を構成する第一電極６０、圧電体層７０及び第二電極８０（圧電体能動部３２０）は、耐湿性を有する絶縁材料からなる保護膜１００によって覆われている。具体的には、保護膜１００は、圧電体層７０の側面と第二電極８０の上面の周縁を覆うように設けられている。すなわち、第二電極８０の上面の主要部は、保護膜１００が設けられておらず、第二電極８０の上面の主要部を露出するための開口部１０１が設けられている。開口部１０１は、保護膜１００を厚さ方向に貫通して圧電素子３００の長手方向（圧力発生室１２の長手方向）に沿って矩形状に開口するものであり、例えば、流路形成基板１０上の全面に亘って保護膜１００を形成した後、選択的にパターニングすることで形成することができる。
【００２２】
このように圧電素子３００を保護膜１００で覆うことにより、大気中の水分等に起因する圧電素子３００の破壊を抑制することができる。ここで、このような保護膜１００材料としては、耐湿性を有する材料であればよいが、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、酸化タンタル（ＴａＯｘ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）等の無機絶縁材料を用いるのが好ましく、特に、無機アモルファス材料である酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を用いるのが好ましい。保護膜１００の材料として酸化アルミニウムを用いた場合、保護膜１００の膜厚を１００ｎｍ程度と比較的薄くしても、高湿度環境下での水分透過を十分に防ぐことができる。また、保護膜１００に開口部１０１が設けられていることで、圧電素子３００の変位を阻害することがなく、インク吐出特性を良好に保持することができる。
【００２３】
本実施形態では、圧電素子３００及び保護膜１００を以下で説明するように構成していることで、保護膜１００の開口部の端部における応力集中を抑制している。その結果、本実施形態のアクチュエーター装置では、圧電素子の破壊を抑制することができる。
【００２４】
以下、圧電素子３００及び保護膜１００の構成を図３も用いて説明する。図３（ａ）は、駆動時におけるインクジェット式記録ヘッドの圧力発生室の長手方向の要部断面拡大図である。駆動時においては第一電極６０及び第二電極８０間に電圧が印加されたことにより、図３（ａ）に示すように、圧電体層７０が縮んで圧電素子３００及び振動板は圧力発生室１２側へ凸となるように変形する。このときに圧力発生室１２の長手方向の端部近傍において、特に圧力発生室１２の長手方向の壁部１６（周壁）部分近傍で圧電素子３００及び振動板が大きく曲がる。この圧力発生室１２の周壁部分近傍の圧電素子３００及び振動板の曲がりの曲率中心が圧力発生室側にある領域Ｓ１では、保護膜１００側の圧電体層７０に対して引っ張り方向の応力が作用する。圧電素子３００及び振動板の曲がりの曲率中心が圧電素子保持部３１（図２参照）側にある領域Ｓ２では、保護膜１００側の圧電体層７０に対して縮み方向の応力が作用する。
【００２５】
この曲がりの曲率中心が圧力発生室１２側にあり、保護膜１００側の圧電体層７０に引っ張り方向の応力が作用する領域Ｓ１よりも、保護膜１００に設けられた開口部１０１の長手方向の端部Ｅ１は中央部側に位置するように設けられている。これは、保護膜１００側の圧電体層７０に対して引っ張り方向の応力が作用する領域に開口部１０１の端部Ｅ１が設けられていると、上述のように駆動時において圧電体層７０は縮む方向に作用しているので、端部Ｅ１に逆方向の応力（引っ張り方向の応力）が作用することでこの端部Ｅ１に応力集中が発生し、圧電素子の破壊の原因となるからである。本実施形態においては、この開口部１０１の端部Ｅ１は、この引っ張り方向の応力が作用する領域Ｓ１及び縮む方向の応力が作用する領域Ｓ２よりもさらに中央側にくるように、第一電極６０上（平面視した場合に重なるよう）に、つまり圧電体能動部３２０上に位置するように設けることで、より応力が端部に集中することを抑制して圧電素子３００の破壊を抑制している。
【００２６】
変位効率を上昇させるために開口部１０１の端部Ｅ１を第一電極６０と流路形成基板１０の壁部１６（流路形成基板１０の圧電体層７０の長手方向における側壁部）との間に対応する領域上に設けるとすれば、端部Ｅ１が領域Ｓ１内に位置することにより、端部Ｅ１に応力が集中してしまい、圧電素子３００が破壊される虞がある。また、端部Ｅ１を流路形成基板１０の壁部１６上に形成すれば、変位効率を上昇させることができるが、剛性を保持するためには圧電素子３００をより大型化する必要があり、インクジェット式記録ヘッドＩの大型化につながるため好ましくない。
【００２７】
さらに、図３（ｂ）に示す平面視において説明する。変位効率を上昇させるために開口部１０１の端部Ｅ１を第一電極６０と流路形成基板１０の壁部１６との間に対応する領域上に設けるとすれば、開口部１０１の端部Ｅ１が領域Ｓ１内に位置するため（図中点線Ａ参照）、開口部１０１の端部に応力が集中し、圧電素子が破壊されてしまう。また、端部Ｅ１を流路形成基板１０の壁部１６上となるように形成すれば（図中点線Ｂ参照）、変位効率を上昇させることができるが、開口部１０１の端部が流路形成基板１０の壁部１６上にあることにより、壁部１６上と圧力発生室１２上との剛性の異なる領域部分に跨って開口部１０１が形成されてしまう。そうすると、壁部１６と圧力発生室１２との境界部分Ｃにおいて応力集中がおきやすく、圧電素子が破壊されてしまう。
【００２８】
即ち、本実施形態においては、端部Ｅ１を駆動時の変形により圧電体層７０の保護膜１００側に引っ張り側の応力が作用する領域Ｓ１を外して位置するように構成していることで、端部Ｅ１の段差で生じる応力集中を抑制し、圧電素子の破壊を抑制することができるのである。また、パターニング精度に鑑みれば、開口部１０１の端部Ｅ１と、第一電極６０の圧力発生室１２の長手方向における端部Ｅ２との距離が少なくとも１０μｍ以上であることが好ましい。
【００２９】
また、圧電体能動部３２０の長手方向の端部、即ち第一電極６０の端部Ｅ２も、引っ張り応力が作用しないように、領域Ｓ１よりも中央寄りに位置するように形成されている。なお、圧電体能動部３２０の長手方向の端部Ｅ２は領域Ｓ１に位置しないように形成されれば引っ張り方向の応力集中を抑制することができる。従って、例えば壁部１６上に設けられていてもよい。
【００３０】
なお、本実施形態では、保護膜１００を図２（ｂ）に示すように、複数の圧電素子３００（圧電体能動部３２０）に亘って連続して設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、保護膜１００を各圧電素子３００毎に設けるようにしてもよい。
【００３１】
この保護膜１００上には、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が設けられている。リード電極９０は、保護膜１００に設けられた別の開口部１０１ａを介して一端部が第二電極８０に接続される。
【００３２】
また、圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、圧電素子３００に対向する領域に、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。なお、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。
【００３３】
また、保護基板３０には、連通部１３に対向する領域にリザーバー部３２が設けられており、このリザーバー部３２は、上述したように、流路形成基板１０の連通部１３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ー１１０を構成している。また、保護基板３０の圧電素子保持部３１とリザーバー部３２との間の領域には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられ、この貫通孔３３内に第一電極６０の一部及びリード電極９０の先端部が露出されている。この先端部は、後述する圧電素子３００を駆動する駆動回路と接続配線を介して接続されている。
【００３４】
また、保護基板３０上には、圧電素子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２１０を介して電気的に接続されている。
【００３５】
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】
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によってリザーバー部３２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のリザーバーに対向する領域は、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、リザーバー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。
【００３７】
このような本実施形態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からインクを取り込み、リザーバー１１０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第一電極６０と第二電極８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、第一電極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。
【００３８】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、圧電素子保持部３１を有する保護基板３０を設けるようにしたが、圧電素子３００は保護膜１００によって覆われて外部環境に起因する破壊が防止されているため、保護基板３０を厚さ方向に貫通する圧電素子保持部としてもよく、また保護基板を設けなくてもよい。
【００３９】
また、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドＩ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ＩＩに搭載される。図４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。
【００４０】
図４に示すように、インクジェット式記録ヘッドＩ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。
【００４１】
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にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない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。
【００４２】
また、上述した実施形態１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（面発光ディスプレー）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。さらに、本発明は、このような液体噴射ヘッドに圧力発生手段として搭載されるアクチュエーター装置だけでなく、あらゆる装置に搭載されるアクチュエーター装置に適用することができる。例えば、アクチュエーター装置は、上述したヘッドの他に、センサー等にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
Ｉ  インクジェット式記録ヘッド、  ＩＩ  インクジェット式記録装置、  １０  流路形成基板、  １２  圧力発生室、  １３  連通部、  １４  インク供給路、  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  リザーバー部、  ４０  コンプライアンス基板、  ６０  第一電極、  ７０  圧電体層、  ８０  第二電極、  ９０  リード電極、  １００  保護膜、  １０１  開口部、  １１０  リザーバー、  ２００  駆動回路、  ２１０  接続配線、  ３００  圧電素子、  ３２０  圧電体能動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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