(57)【要約】【課題】振動板及び圧電層の変形を逃す逃し部の、長手方向端部と対向する領域において、振動板や圧電層の変位量をより一層増大させることが可能な圧電アクチュエータを提供すること。【解決手段】圧電層の、圧力室（逃し部）の長手方向一端部と対向する部分に、圧力室の中央部、及び、短手方向端部と対向する部分よりも肉厚が薄い薄肉部が設けられている。そのため、圧電層の圧力室の長手方向端部と対向する部分の曲げ剛性が、短手方向端部と対向する部分よりも低下して、圧力室のほぼ全長にわたって振動板が均等に変形する。【選択図】図６
2008044355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体に圧力を付加する圧電アクチュエータであって、
振動板と、
この振動板の一方の面に配置された圧電層と、
前記振動板及び前記圧電層を支持する支持部材であって、所定の長手方向に長く、前記振動板及び前記圧電層の変形を逃す逃し部及び、この逃し部を囲んで配置され、前記振動板と前記圧電層の一方に接合される接合部とを有する支持部材と、
前記圧電層の両面の前記逃し部に対向する領域にそれぞれ配置された第１電極及び第２電極とを備え、
前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記逃し部の長手方向一端部と対向する部分に、前記逃し部の前記長手方向と直交する幅方向端部と対向する部分よりも曲げ剛性を低下させる、曲げ剛性低下部が設けられている圧電アクチュエータ。
【請求項２】
前記曲げ剛性低下部は、第１の曲げ剛性低下部と第２の曲げ剛性低下部を含み、
第１、第２の曲げ剛性低下部が、前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記逃し部の長手方向両端部と対向する部分に、それぞれ設けられている請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項３】
前記曲げ剛性低下部は、前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記逃し部の中央部と対向する部分よりも肉厚が薄い第１薄肉部である請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項４】
前記第１薄肉部は、前記圧電層の前記振動板と反対側の面の、前記逃し部の長手方向一端部と対向する領域に形成された局所的に凹んだ凹部であり、
前記第１電極及び前記第２電極のうち、前記圧電層の前記振動板と反対側の面に配置された電極には所定の配線部が接続され、前記配線部は前記第１薄肉部を避けて配置されている請求項３に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項５】
前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記逃し部の前記幅方向端部と対向する部分に、前記逃し部の中央部と対向する部分よりも肉厚が薄い第２薄肉部が形成されている請求項３に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項６】
前記第１薄肉部は、前記第２薄肉部よりも薄い請求項５に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項７】
前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記逃し部の長手方向一端部と対向する領域に対する前記第１薄肉部の占有割合が、前記逃し部の幅方向端部と対向する領域に対する前記第２薄肉部の占有割合よりも大きい請求項５に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項８】
前記曲げ剛性低下部は、前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記逃し部の長手方向一端部と対向する部分に形成された第１貫通孔である請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項９】
前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記逃し部の幅方向端部と対向する部分に第２貫通孔が形成され、
前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記逃し部の長手方向一端部と対向する領域に対する前記第１貫通孔の占有割合が、前記逃し部の短手方向端部と対向する領域に対する前記第２貫通孔の占有割合よりも大きい請求項８に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１０】
前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記逃し部の幅方向端部と対向する部分に、前記逃し部の中央部と対向する部分よりも薄い薄肉部が形成されている請求項８に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１１】
前記曲げ剛性低下部は、前記振動板と前記圧電層との間の、前記逃し部の長手方向一端部と対向する部分に形成された第１の空洞である請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１２】
前記振動板と前記圧電層との間の、前記逃し部の幅方向端部と対向する部分に第２の空洞が形成され、
前記第１の空洞の深さは、前記第２の空洞の深さよりも大きい請求項１１に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１３】
前記第１の空洞内に、前記振動板及び前記圧電層の弾性係数よりも小さな弾性係数を有する充填材が充填されている請求項１１に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１４】
前記曲げ剛性低下部は、前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記逃がし部の長手方向一端部と対向する部分のみに形成されている請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１５】
物体に圧力を付加する圧電アクチュエータであって、
振動板と、
この振動板の一方の面に配置された圧電層と、
所定の長手方向に長く、前記振動板及び前記圧電層の変形を逃す逃し部及び、この逃し部を囲んで配置され、前記振動板と前記圧電層の一方に接合される接合部であって、前記逃し部の長手方向一端部に接する壁部を有する接合部を含む支持部材と、
前記圧電層の両面の前記逃し部に対向する領域にそれぞれ配置された第１電極及び第２電極とを備え、
前記接合部の前記壁部に、この壁部の曲げ剛性を低下させる曲げ剛性低下部が形成されている圧電アクチュエータ。
【請求項１６】
前記曲げ剛性低下部は、前記壁部に前記逃し部の長手方向一端部に沿って形成された溝である請求項１５に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１７】
前記曲げ剛性低下部は、前記壁部の、前記逃がし部の長手方向一端部と対向する部分のみに形成されている請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１８】
液体を移送する液体移送装置であって、
所定の長手方向に長い圧力室を含む液体流路が形成された流路ユニットと、
前記圧力室内の液体に圧力を付与する圧電アクチュエータであって、前記圧力室を覆う振動板、前記振動板の一方の面に配置された圧電層及び、前記圧電層の両面の前記圧力室に対向する領域にそれぞれ配置された第１電極及び第２電極を含む圧電アクチュエータとを備え、
前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記圧力室の長手方向一端部と対向する部分に、前記圧力室の前記長手方向と直交する幅方向端部と対向する部分よりも曲げ剛性を低下させる、曲げ剛性低下部が設けられている液体移送装置。
【請求項１９】
前記曲げ剛性低下部は、前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記圧力室の長手方向一端部と対向する部分のみに形成されている請求項１８に記載の液体移送装置。
【請求項２０】
液体の滴を噴射する液滴噴射装置であって、
ノズル及び、所定の方向に長く、このノズルに連通する圧力室とを含む液体流路が形成された流路ユニットと、
前記圧力室内の液体に圧力を付与する圧電アクチュエータであって、前記圧力室を覆う振動板、前記振動板の一方の面に形成された圧電層、及び前記圧電層の両面の前記圧力室に対向する領域にそれぞれ配置された第１電極及び第２電極を有する圧電アクチュエータとを備え、
前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記圧力室の長手方向一端部と対向する部分に、前記圧力室の前記長手方向と直交する幅方向端部と対向する部分よりも曲げ剛性を低下させる、曲げ剛性低下部が形成されている液滴噴射装置。
【請求項２１】
前記圧力室の長手方向一端部が前記ノズルに連通している請求項２０に記載の液滴噴射装置。
【請求項２２】
前記曲げ剛性低下部が、前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記圧力室の長手方向の前記ノズル側端部にのみ形成されている請求項２０に記載の液滴噴射装置。
【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、液体を移送する液体移送装置、及び、液滴を噴射する液滴噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクの液滴を噴射するインクジェットヘッドの、インク流路内の液体に噴射圧力を付与するアクチュエータとして、ユニモルフ型の圧電アクチュエータが知られている。このようなインクジェットヘッドの圧電アクチュエータは、インク流路の一部を構成する圧力室を覆う振動板と、この振動板の表面に圧力室と対向するように配置された圧電層と、圧電層にその厚み方向の電界を作用させる電極とを備えている。そして、圧電層に、厚み方向の電界が作用したときの変形によって、圧力室と対向する部分において振動板に撓み変形が生じるので、圧力室内の容積が変化して、その内部のインクに噴射圧力が付与される。
【０００３】
ここで、圧力室内のインクに大きな圧力を付与するには、圧力室の容積変化を大きくすることが必要である。そのためには、圧力室と対向する領域における振動板と圧電層の変位量を大きくすることが有効である。このため、振動板や圧電層の一部に薄肉部を形成してその部分の曲げ剛性を低下させることが知られている。例えば、特許文献１（特開平１１−３０９８６４号公報の図６）に記載された圧電アクチュエータは、平面視で平行四辺形の形状である圧力室に対して設けられている。この圧電アクチュエータの振動板の内面の、圧力室の幅方向（圧力室の長手方向と直交する方向）端部と対向する領域には、圧力室の長辺に沿って延びる凹部が形成されている。従って、振動板の凹部が形成された領域において、振動板の厚みが局所的に薄くなっており、曲げ剛性が低下している。
【特許文献１】特開平１１−３０９８６４号公報（図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アクチュエータ駆動時に、圧力室の容積の変化量を増やして圧力室内のインクにより大きな圧力を付与するためには、振動板の変位が最大となる部分（圧力室内のインクに最も大きな圧力を発生させる部分）の圧力室長手方向に関する長さをできるだけ大きくすることが重要である。しかし、図２５に示すような公知のアクチュエータ５００において、振動板５０１及び圧電層５０２の、圧力室５０３の長手方向端部近傍の領域であって、圧力室５０３の長手方向端部を画成する壁面５０４ａ及び幅方向端部を画成する壁面５０４ｂからほぼ等距離にある領域（第１の拘束領域）５０５は、周囲の３方向の壁からそれぞれ同程度に拘束されるため、１方向のみから拘束を受ける、振動板及び圧電層の、圧力室の幅方向端部と重なる領域（第２の拘束領域）５０６と比べて変形しにくい。そのため、振動板及び圧電層の第１の拘束領域の曲げ剛性が、第２の拘束領域の曲げ剛性と同じであったとしても、振動板の変位量は小さくなる。
【０００５】
そのため、特許文献１に開示されている圧電アクチュエータのように、振動板の圧力室の幅方向端部と対向する部分に凹部が形成されていても、第１の拘束領域においては周囲からの拘束力が変わらず、振動板の変位が大きくならない。そのため、アクチュエータ駆動時に圧力室の容積をより一層大きく変化させて、圧力室内のインクに対して大きな圧力を与えようとすると、駆動電圧を増大させる必要がある。その場合には、電装系統のコストアップが生じてしまう。
【０００６】
本発明の目的は、振動板及び圧電層の第１の拘束領域において、振動板や圧電層の変位量を増大させることが可能な圧電アクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様に従えば、物体に圧力を付加する圧電アクチュエータであって、振動板と、この振動板の一方の面に配置された圧電層と、所定の長手方向に長く、前記振動板及び前記圧電層の変形を逃す逃し部及び、この逃し部を囲んで配置され、前記振動板と前記圧電層の一方に接合される接合部とを有する支持部材と、前記圧電層の両面の前記逃し部に対向する領域にそれぞれ配置された第１電極及び第２電極とを備え、前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記逃し部の長手方向一端部と対向する部分に、前記逃し部の前記長手方向と直交する幅方向端部と対向する部分よりも曲げ剛性を低下させる、曲げ剛性低下部が設けられている圧電アクチュエータが提供される。
【０００８】
圧電層の第１電極と第２電極との間に挟まれた部分に電界が作用すると、この圧電層の部分が伸縮することにより、逃し部と対向する領域において振動板及び圧電層に撓み変形が生じる。ここで、振動板及び圧電層の、逃し部の長手方向端部近傍の、周囲の３方の接合部からほぼ等距離にある領域（第１の拘束領域）と対向する部分は周囲の３方の接合部によりその変形が拘束される。そのため、曲げ剛性が同じであっても、逃し部の短手方向端部と対向する部分よりも変形しにくい。しかし、本発明においては、振動板と圧電層の少なくとも一方の、逃し部の長手方向一端部近傍の第１の拘束領域と対向する部分に、逃し部の幅方向と対向する部分よりも曲げ剛性を低下させる、曲げ剛性低下部が設けられている。そのため、この長手方向端部近傍の第１の拘束領域と対向する部分において振動板及び圧電層が変形しやすくなる。つまり、逃し部の長手方向端部における振動板及び圧電層の変位が最大変位（圧力室の中央部における変位）に近づき、逃し部のほぼ全長にわたって均等な変形状態が得られる。
【０００９】
本発明の圧電アクチュエータは、前記曲げ剛性低下部は、第１の曲げ剛性低下部と第２の曲げ剛性低下部を含み、第１、第２の曲げ剛性低下部が、前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記逃し部の長手方向両端部と対向する部分に、それぞれ設けられていてもよい。この第１、第２の曲げ剛性低下部が、前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記逃し部の長手方向両端部と対向する部分に、それぞれ設けられているので、振動板及び圧電層の、逃し部の長手方向両端部とそれぞれ対向する部分の変位が大きくなる。
【００１０】
本発明の圧電アクチュエータにおいて、前記曲げ剛性低下部は、前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記逃し部の中央部と対向する部分よりも肉厚が薄い第１薄肉部であってもよい。このように、振動板と圧電層の少なくとも一方の、逃し部の長手方向端部と対向する部分に第１薄肉部が設けられることによって、この部分の曲げ剛性が、逃し部の幅方向端部と対向する部分よりも低くなる。
【００１１】
本発明の圧電アクチュエータにおいて、前記第１薄肉部は、前記圧電層の前記振動板と反対側の面の、前記逃し部の長手方向一端部と対向する領域に形成された局所的に凹んだ凹部であってもよく、前記第１電極及び前記第２電極のうち、前記圧電層の前記振動板と反対側の面に配置された電極には所定の配線部が接続され、前記配線部は前記第１薄肉部を避けて配置されていてもよい。このように、圧電層の振動板と反対側の面に、第１薄肉部が凹部として形成されている場合に、圧電層の同じ面に位置する電極に接続される配線部がこの凹部を避けて配置されるため、配線部が凹部によって分断されてしまう虞がない。
【００１２】
本発明の圧電アクチュエータにおいて、前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記逃し部の前記幅方向端部と対向する部分に、前記逃し部の中央部と対向する部分よりも肉厚が薄い第２薄肉部が形成されていてもよい。この構成によれば、振動板の、逃し部の幅方向端部と対向する部分の変位も大きくすることができる。
【００１３】
本発明の圧電アクチュエータにおいて、前記第１薄肉部は、前記第２薄肉部よりも薄くてもよい。この構成によれば、振動板と圧電層の少なくとも一方の、第１薄肉部が形成された逃し部の長手方向端部と対向する部分の曲げ剛性が、第２薄肉部が形成された逃し部の幅方向端部と対向する部分の曲げ剛性よりも低くなる。
【００１４】
本発明の圧電アクチュエータにおいて、前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記逃し部の長手方向一端部と対向する領域に対する前記第１薄肉部の占有割合が、前記逃し部の幅方向端部と対向する領域に対する前記第２薄肉部の占有割合よりも大きくてもよい。この構成によれば、振動板と圧電層の少なくとも一方の、第１薄肉部が形成された逃し部の長手方向端部と対向する部分の曲げ剛性が、第２薄肉部が形成された逃し部の幅方向端部と対向する部分の曲げ剛性よりも低くなる。
【００１５】
本発明の圧電アクチュエータにおいて、前記曲げ剛性低下部は、前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記逃し部の長手方向一端部と対向する部分に形成された第１貫通孔であってもよい。このように、振動板と圧電層の少なくとも一方の、逃し部の長手方向端部と対向する部分に第１貫通孔が設けられることによって、この部分の曲げ剛性が、逃し部の幅方向端部と対向する部分よりも低くなる。
【００１６】
本発明の圧電アクチュエータにおいて、前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記逃し部の幅方向端部と対向する部分に第２貫通孔が形成されてもよく、前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記逃し部の長手方向一端部と対向する領域に対する前記第１貫通孔の占有割合が、前記逃し部の短手方向端部と対向する領域に対する前記第２貫通孔の占有割合よりも大きくてもよい。この構成によれば、振動板と圧電層の少なくとも一方の、第１貫通孔が形成された逃し部の長手方向端部と対向する部分の曲げ剛性が、第２貫通孔が形成された逃し部の短手方向端部と対向する部分の曲げ剛性よりも低くなる。
【００１７】
本発明の圧電アクチュエータにおいて、前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記逃し部の短手方向端部と対向する部分に、前記逃し部の中央部と対向する部分よりも薄い薄肉部が形成されていてもよい。この構成によれば、振動板と圧電層の少なくとも一方の、第１貫通孔が形成された逃し部の長手方向端部と対向する部分の曲げ剛性が、薄肉部が形成された逃し部の幅方向端部と対向する部分の曲げ剛性よりも低くなる。
【００１８】
本発明の圧電アクチュエータにおいて、前記曲げ剛性低下部は、前記振動板と前記圧電層との間の、前記逃し部の長手方向一端部と対向する部分に形成された第１の空洞であってもよい。このように、逃し部の長手方向端部と対向する領域において振動板と圧電層の間に第１の空洞が設けられることにより、この部分の曲げ剛性が、逃し部の短手方向端部と対向する部分よりも低くなる。
【００１９】
本発明の圧電アクチュエータにおいて、前記振動板と前記圧電層との間の、前記逃し部の幅方向端部と対向する部分に第２の空洞が形成されてもよく、前記第１の空洞の深さは、前記第２の空洞の深さよりも大きくてもよい。この構成によれば、振動板と圧電層の、第１の空洞が設けられた逃し部の長手方向端部と対向する部分の曲げ剛性が、第２の空洞が設けられた逃し部の幅方向端部と対向する部分の曲げ剛性よりも低くなる。
【００２０】
本発明の圧電アクチュエータにおいて、前記第１の空洞内に、前記振動板及び前記圧電層の弾性係数よりも小さな弾性係数を有する充填材が充填されていてもよい。この構成によれば、逃し部の長手方向端部と対向する領域において、振動板と圧電層の間の第１の空洞内に充填材が充填されることにより、この部分の曲げ剛性が、逃し部の幅方向端部と対向する部分よりも低くなる。
【００２１】
本発明の圧電アクチュエータにおいて、前記曲げ剛性低下部は、前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記逃がし部の長手方向一端部と対向する部分のみに形成されていてもよい。この場合には、曲げ剛性低下部は、前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記逃がし部の長手方向一端部と対向する部分のみに形成されているので、容易に形成されるとともに、振動板及び圧電層の変形を大きくすることができる。
【００２２】
本発明の第２の態様に従えば、物体に圧力を付加する圧電アクチュエータであって、振動板と、この振動板の一方の面に配置された圧電層と、所定の長手方向に長く、前記振動板及び前記圧電層の変形を逃す逃し部及び、この逃し部を囲んで配置され、前記振動板と前記圧電層の一方に接合される接合部であって、前記逃し部の長手方向一端部に接する壁部を有する接合部を含む支持部材と、前記圧電層の両面の前記逃し部に対向する領域にそれぞれ配置された第１電極及び第２電極とを備え、前記接合部の前記壁部に、この壁部の曲げ剛性を低下させる曲げ剛性低下部が形成されている圧電アクチュエータが提供される。
【００２３】
本発明の第２の態様によれば、振動板と圧電層の一方と接合される接合部の、逃し部の長手方向一端部に接する壁部に、この壁部の曲げ剛性を低下させる曲げ剛性低下部が設けられているため、壁部の曲げ剛性が低下して、振動板及び圧電層の、圧力室の長手方向端部と対向する部分に対する拘束力が弱まり、振動板及び圧電層が変形しやすくなる。つまり、逃し部の長手方向端部における振動板及び圧電層の変位が最大変位（中央部における変位）に近づき、逃し部のほぼ全長にわたって均等な変形状態が得られる。
【００２４】
本発明の圧電アクチュエータにおいて、前記曲げ剛性低下部は、前記壁部に前記逃し部の長手方向一端部に沿って形成された溝であってもよい。この場合には、壁部に、逃し部の長手方向一端部に沿って溝が形成されているため、この壁部の曲げ剛性が低下し、振動板及び圧電層に対する拘束力が低下する。
【００２５】
本発明の圧電アクチュエータにおいて、前記曲げ剛性低下部は、前記壁部の、前記逃がし部の長手方向一端部と対向する部分のみに形成されていてもよい。この場合には、曲げ剛性低下部が、前記壁部の、逃がし部の長手方向一端部と対向する部分のみに形成されているので、容易に形成されるとともに、振動板及び圧電層の変形を大きくすることができる。
【００２６】
本発明の第３の態様に従えば、液体を移送する液体移送装置であって、所定の長手方向に長い圧力室を含む液体流路が形成された流路ユニットと、前記圧力室内の液体に圧力を付与する圧電アクチュエータであって、前記圧力室を覆う振動板、前記振動板の一方の面に配置された圧電層、及び前記圧電層の両面の前記圧力室に対向する領域にそれぞれ配置された第１電極及び第２電極を含む圧電アクチュエータとを備え、前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記圧力室の長手方向一端部と対向する部分に、前記圧力室の前記長手方向と直交する幅方向端部と対向する部分よりも曲げ剛性を低下させる、曲げ剛性低下部が設けられている液体移送装置が提供される。
【００２７】
本発明の第３の態様によれば、振動板と圧電層の少なくとも一方の、圧力室の長手方向一端部と対向する部分に、圧力室の短手方向と対向する部分よりも曲げ剛性を低下させる、曲げ剛性低下部が設けられているため、この長手方向端部と対向する部分において振動板及び圧電層が変形しやすくなる。従って、圧力室の長手方向端部における振動板及び圧電層の変位が最大変位（圧力室の中央部における変位）に近づき、圧力室のほぼ全長にわたって均等な変形状態が得られることから、アクチュエータ駆動時における圧力室の容積変化量が増加し、圧力室内の液体に大きな圧力を付与することができる。
【００２８】
本発明の液体移送装置において、前記曲げ剛性低下部は、前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記圧力室の長手方向一端部と対向する部分のみに形成されていてもよい。この場合には、曲げ剛性低下部は、前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、圧力室の長手方向一端部と対向する部分のみに形成されているので、容易に形成されるとともに、振動板及び圧電層の変形を大きくすることができる。
【００２９】
本発明の第４の態様に従えば、液体の滴を噴射する液滴噴射装置であって、ノズル及びこのノズルに連通する圧力室とを含む液体流路が形成された流路ユニットと、前記圧力室内の液体に圧力を付与する圧電アクチュエータであって、前記圧力室を覆う振動板、前記振動板の一方の面に形成された圧電層、及び前記圧電層の両面の前記圧力室に対向する領域にそれぞれ配置された第１電極及び第２電極を有する圧電アクチュエータとを備え、前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記圧力室の長手方向一端部と対向する部分に、前記圧力室の前記長手方向と直交する幅方向端部と対向する部分よりも曲げ剛性を低下させる、曲げ剛性低下部が形成されている液滴噴射装置が提供される。
【００３０】
本発明の第４の態様によれば、振動板と圧電層の少なくとも一方の、圧力室の長手方向一端部と対向する部分に、圧力室の短手方向と対向する部分よりも曲げ剛性を低下させる、曲げ剛性低下部が設けられているため、この長手方向端部と対向する部分において振動板及び圧電層が変形しやすくなる。従って、圧力室の長手方向端部における振動板及び圧電層の変位が最大変位（圧力室の中央部における変位）に近づき、圧力室のほぼ全長にわたって均等な変形状態が得られることから、アクチュエータ駆動時における圧力室の容積変化量が増加し、圧力室内の液体に大きな噴射圧力を付与することができる。
【００３１】
本発明の液滴噴射装置において、前記圧力室の長手方向一端部が前記ノズルに連通していてもよい。この場合には、圧力室のノズルと連通する端部と対向する部分に、曲げ剛性低下部が設けられているため、ノズル内の液体に対して効率よく噴射圧力を付与することができる。
【００３２】
本発明の液滴噴射装置において、前記曲げ剛性低下部が、前記振動板と前記圧電層の少なくとも一方の、前記圧力室の長手方向の前記ノズル側端部にのみ形成されていてもよい。
【００３３】
振動板と圧電層の少なくとも一方の、圧力室の長手方向のノズル側端部と対向する部分において振動板及び圧電層が変形しやすくなる。従って、圧力室の長手方向のノズル側端部における振動板及び圧電層の変位が最大変位（圧力室の中央部における変位）に近づく。そのため、ノズルから良好に液滴を噴射することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、インクに圧力を付与してノズルへ移送し、このノズルから記録用紙に対してインクの液滴を噴射して所望の画像を記録するインクジェットヘッド（液体移送装置、液滴噴射装置）に本発明を適用した一例である。なお、本願においては、用語「画像」は、文字も含む。
【００３５】
まず、本実施形態のインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタについて説明する。図１に示すように、インクジェットプリンタ１００は、図１の左右方向に移動可能なキャリッジ２と、このキャリッジ２に設けられて記録用紙Ｐに対してインクを噴射するシリアル型のインクジェットヘッド１と、記録用紙Ｐを図１の前方へ搬送する搬送ローラ３を主に備えている。インクジェットヘッド１は、キャリッジ２と一体的に左右方向（走査方向）へ移動して、その下面に配置されたノズル２０（図２〜図５参照）から記録用紙Ｐに対してインクを噴射して所望の画像を記録する。また、インクジェットヘッド１により画像が記録された記録用紙Ｐは、搬送ローラ３により前方（紙送り方向）へ排出される。
【００３６】
次に、インクジェットヘッド１について説明する。図２〜図５に示すように、インクジェットヘッド１は、ノズル２０及び圧力室１４を含むインク流路が形成された流路ユニット４と、圧力室１４内のインクに噴射圧力を付与する圧電アクチュエータ５とを備えている。
【００３７】
まず、流路ユニット４について説明する。図４、図５に示すように、流路ユニット４はキャビティプレート１０、ベースプレート１１、マニホールドプレート１２、及びノズルプレート１３を備えており、これら４枚のプレート１０〜１３が積層状態で接合されている。キャビティプレート１０、ベースプレート１１及びマニホールドプレート１２はステンレス鋼製の板であるので、これら３枚のプレート１０〜１２に、後述するマニホールド１７や圧力室１４等のインク流路をエッチングにより容易に形成することができる。また、ノズルプレート１３は、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂材料により形成され、マニホールドプレート１２の下面に接着される。あるいは、このノズルプレート１３も、３枚のプレート１０〜１２と同様にステンレス鋼等の金属材料で形成されていてもよい。
【００３８】
図２〜図５に示すように、４枚のプレート１０〜１３のうち、最も上方に位置するキャビティプレート１０には、面方向に沿って配列された複数の貫通孔が形成されることによって、貫通孔を区画する隔壁２２が形成されている。そして、複数の貫通孔は上下両側から後述の振動板３０及びベースプレート１１によりそれぞれ覆われることによって、隔壁２２、振動板３０及びベースプレート１１により画成された複数の圧力室１４が形成されている。ここで、複数の圧力室１４は、紙送り方向（図２の上下方向）に２列に配列されている。さらに、各圧力室１４の形状は、平面視で走査方向（図２の左右方向）に長い、略楕円形である。尚、このキャビティプレート１０は流路ユニット４の一部を構成しており、さらに、後述する圧電アクチュエータ５の振動板３０と接合されて、この振動板３０を下方から支持する支持部材も兼ねている。これについては圧電アクチュエータ５の説明において詳しく述べることにする。
【００３９】
図３に示すように、ベースプレート１１の、平面視で圧力室１４の両端部と重なる位置には、それぞれ連通孔１５，１６が形成されている。また、マニホールドプレート１２には、平面視で、２列に配列された圧力室１４の連通孔１５側の一部と重なるように、紙送り方向に延びる２つのマニホールド１７が形成されている。これら２つのマニホールド１７は、後述の振動板３０に形成されたインク供給口１８に連通しており、図示しないインクタンクからインク供給口１８を介してマニホールド１７へインクが供給される。さらに、マニホールドプレート１２の、平面視で複数の圧力室１４のマニホールド１７と反対側の端部と重なる位置には、それぞれ、複数の連通孔１６に連なる複数の連通孔１９も形成されている。
【００４０】
さらに、ノズルプレート１３には、２列のノズル列が形成されている。各ノズル列に含まれる複数のノズル２０は、ノズルプレート１３の、平面視で複数の連通孔１９にそれぞれ重なる位置に形成されている。つまり、図２に示すように、複数のノズル２０は、紙送り方向に沿って２列に配列された複数の圧力室１４の、マニホールド１７と反対側の端部とそれぞれ重なるように配置されている。
【００４１】
図４に示すように、マニホールド１７は連通孔１５を介して圧力室１４に連通し、さらに、圧力室１４は、連通孔１６，１９を介してノズル２０に連通している。このように、流路ユニット４内には、マニホールド１７から圧力室１４を経てノズル２０に至る複数の個別インク流路２１が形成されている。
【００４２】
次に、圧電アクチュエータ５について説明する。図２〜図５に示すように、圧電アクチュエータ５は、流路ユニット４の一部を構成するプレートであって、複数の圧力室１４（逃し部）が形成されたキャビティプレート１０（支持部材）と、このキャビティプレート１０の上面に配置された振動板３０と、この振動板３０の上面に複数の圧力室１４を覆って連続的に形成された圧電層３１と、この圧電層３１の上面に配置された複数の個別電極３２（第１電極）とを備えている。
【００４３】
振動板３０は、平面視で略矩形状の金属板であり、例えば、ステンレス鋼等の鉄系合金、銅系合金、ニッケル系合金、あるいは、チタン系合金などからなる。この振動板３０は、キャビティプレート１０の上面で、複数の圧力室１４を覆って配設され、複数の圧力室１４を囲う隔壁２２（接合部）に接合されている。また、導電性を有する振動板３０の上面は、複数の個別電極３２との間で圧電層３１を挟み、この圧電層３１に厚み方向の電界を生じさせる共通電極（第２電極）を兼ねている。さらに、この共通電極としての振動板３０は常にグランド電位に保持されている。
【００４４】
振動板３０の上面には、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする、圧電材料からなる圧電層３１が形成されている。この圧電層３１は、複数の圧力室１４を覆って、連続的に形成されている。尚、圧電層３１は、例えば、非常に細かな粒子とキャリアガスとからなるエアロゾルを基板に対して吹き付けて粒子を堆積させる、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法）、スパッタ法、ＣＶＤ（化学蒸着）法などにより形成することができる。あるいは、ＰＺＴのグリーンシートを焼成することにより得られた圧電シートを振動板３０に貼り付けて、圧電層３１を形成してもよい。
【００４５】
尚、図２、図３に示すように、圧電層３１の上面の、圧力室１４の長手方向一端部（ノズル２０側の端部）と対向する部分には、局所的に凹んだ、平面視で三日月状の凹部４０が形成されている。凹部４０は、個別電極３２と重ならないように圧力室１４の縁に沿って形成されている。つまり、圧電層３１の、圧力室１４のノズル２０側の端部と対向する部分に、圧電層３１の中央部又は幅方向端部よりも肉厚が薄い薄肉部４１（第１薄肉部）が設けられている。この薄肉部４１については後ほどさらに詳しく説明する。
【００４６】
圧電層３１の上面には、圧力室１４よりも一回り小さい略楕円形の複数の個別電極３２が形成されている。これら個別電極３２は、対応する圧力室１４の中央部と対向する位置にそれぞれ配置されている。また、個別電極３２は金、銅、銀、パラジウム、白金、あるいは、チタンなどの導電性材料からなる。
【００４７】
さらに、２列に配列された複数の個別電極３２の連通孔１５側（図２の左右方向外側）の端部からはそれぞれ複数の配線部３５が引き出されている。個別電極３２と配線部３５は、例えば、スクリーン印刷やスパッタ法等により形成することができる。また、複数の配線部３５の端部には、図示しないFlexible Printed Circuit（ＦＰＣ）等の可撓性を有する配線部材の接点が接合されている。複数の個別電極３２は、配線部材及び複数の配線部３５を介してドライバＩＣ（図示省略）とそれぞれ電気的に接続されている。そして、アクチュエータの駆動時には、ドライバＩＣから、インクを噴射させる所望のノズル２０に対応する個別電極３２に対して所定の駆動電圧が印加される。
【００４８】
次に、インク噴射時における圧電アクチュエータ５の作用について説明する。複数の個別電極３２に対してドライバＩＣから選択的に駆動電圧が印加されると、駆動電圧が印加された圧電層３１上側の個別電極３２と、グランド電位に保持されている圧電層３１下側の共通電極としての振動板３０との間に電位差が発生する。これにより、個別電極３２と振動板３０の間に挟まれた圧電層３１に厚み方向の電界が生じる。そして、圧電層３１の分極方向と電界の方向とが同じ場合には、圧電層３１はその分極方向である厚み方向に伸びて水平方向に収縮する。図６に示すように、この圧電層３１の収縮変形に伴って、振動板３０の圧力室１４と対向する部分が圧力室１４側に凸となるように変形する。このとき、圧力室１４の容積が減少することからその内部のインクに圧力が付与され、圧力室１４に連通するノズル２０からインクの液滴が噴射される。
【００４９】
ここで、圧力室１４の容積を大きく変化させて圧力室１４内のインクに大きな圧力を付与するために、振動板３０の圧力室１４と対向する部分はできるだけ大きく変形することが好ましい。ここで、圧電層３１の個別電極３２と対向する領域（駆動領域）が変形するとき、その変形によって、駆動領域の周囲に位置する、圧力室１４の周縁部と対向する領域（従動領域）に曲げモーメントが作用する。従動領域に曲げモーメントが作用したときに、従動領域の変形が大きくなるように、最低限の強度を確保できる範囲内で従動領域の曲げ剛性をできるだけ低くすることが有効である。
【００５０】
尚、曲げ剛性とは、曲げモーメントが作用したときの部材の剛性を示す値であり、部材の弾性係数Ｅと、中立軸まわりの部材の断面二次モーメントＩとの積（ＥＩ）で表される。さらに、断面二次モーメントＩは部材厚みの３乗に比例する。従って、曲げ剛性ＥＩは、圧電層３１の厚みが薄いほど低くなる。
【００５１】
ここで、前述のように、図２５に示す公知の圧電アクチュエータ５００において、振動板５０１及び圧電層５０２の、圧力室５０３の長手方向端部の近傍の領域であって、圧力室の長手方向端部を画成する壁面５０４ａ及び幅方向端部を画成する壁面５０４ｂからほぼ等距離にある領域（第１の拘束領域）５０５は、周囲の３方の隔壁５０４（壁面５０４ａ、５０４ｂ）によりほぼ同程度に拘束されている。そのため、振動板３０及び圧電層３１の第１の拘束領域の曲げ剛性が、圧力室５０３の短手方向端部と対向する部分（第２の拘束領域）５０６と同じであれば、第１の拘束領域５０５は、第２の拘束領域５０６よりも変形しにくい。そこで、本実施形態の圧電アクチュエータ５においては、図２〜図４に示すように、圧電層３１の従動領域のうち、特に、圧力室１４の長手方向一端部（ノズル２０側の端部）近傍の第１の拘束領域１００ａと対向する領域に、局所的に凹んだ凹部４０が、圧力室１４の周縁に沿いつつ個別電極３２を避けるように三日月状（弓状）に形成されている。つまり、凹部４０が、圧電層３１の第１の拘束領域１００ａを囲んでいる。そして、この凹部４０によって、圧電層３１には、圧力室１４の中央部と対向する領域、及び、圧力室１４の幅方向端部と対向する領域（第２拘束領域）１００ｂよりも薄い薄肉部４１（剛性低下部）が形成されている。尚、凹部４０は、例えば、レーザー加工などの公知の方法により容易に形成することができる。このように、圧電層３１に薄肉部４１（凹部４０）が形成されているので、薄肉部４１が位置する圧電層３１の長手方向一端部と対向する領域における曲げ剛性が、圧力室１４の中央部と対向する領域、及び、第２拘束領域よりも低下している。
【００５２】
図６に、本実施形態の圧電アクチュエータ５の、振動板３０の変位３０ａを一点鎖線で示すとともに、薄肉部４１（凹部４０）が設けられていない場合の振動板の変位３０ｂを二点鎖線で示す。この図６からわかるように、強い拘束力を受ける圧力室１４の長手方向端部近傍の第１の拘束領域１００ａにおいても振動板３０及び圧電層３１が変形しやすくなり、第１の拘束領域１００ａにおける振動板３０の変位が、最大変位（圧力室１４の中央部における変位）に近づいて、圧力室１４のほぼ全長にわたって均等な変形状態が得られる。その結果、振動板３０全体の変形量が大きくなるので、圧力室１４の容積の変化量が大きくなり、圧力室１４内のインクに大きな圧力が付与される。
【００５３】
また、記録速度を高めるために、インクジェットヘッド１をできるだけ高い周波数で駆動して、短い時間で多数の液滴を噴射させるには、マニホールド１７に連なる連通孔１５の下端からノズル２０までの、１つの個別インク流路２１（図４参照）において、圧力室１４内で発生した圧力波が片道伝播する時間（ＡＬ値：Acoustic Length）を小さくすることが有効である。そして、ＡＬ値を小さくする１つの方法として、圧力室１４の長さ、即ち、個別インク流路２１の長さを短くすることが挙げられる。しかし、従来構成のインクジェットヘッドにおいては、振動板３０や圧電層３１が、第１の拘束領域１００ａでは変形しにくいことから、圧力室１４を短くすると、十分な量の圧力室１４の容積変化を得られなくなり、ノズル２０から所定の噴射速度で液滴を噴射するのに必要な圧力を圧力室１４内のインクに付与することができないという問題があった。
【００５４】
一方、本実施形態のインクジェットヘッド１においては、圧電層３１の、圧力室１４の長手方向一端部と対向する部分には、薄肉部４１が形成されており、その部分の圧電層３１の曲げ剛性が低下して、変形しやすくなっている。そのため、圧力室１４の長さを短くしても、振動板３０が大きく変形するので、圧力室１４の容積が大きく変化する。つまり、高速駆動のために圧力室１４の長さを短くしてＡＬ値を小さくした場合であっても、ノズル２０から液滴を噴射させるのに必要な圧力室１４の容積変化量を確保することができる。さらに、圧力室１４の長さを短くして、圧力室１４のサイズを小さくすることができるため、インクジェットヘッド１を小型化することも可能となる。
【００５５】
さらに、薄肉部４１は、圧電層３１の、圧力室１４の長手方向のノズル２０側の端部と対向する領域に設けられている。この構成では、ノズル２０に連通する圧力室１４の端部における振動板３０及び圧電層３１の変形が大きくなることから、ノズル２０内のインクに対して効率よく噴射圧力を付与することができる。
【００５６】
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００５７】
〈第１変更形態〉
図７、図８に示すように、圧電層３１Ａの、圧力室１４の長手方向両端部と対向する２つの領域に、それぞれ薄肉部４１が形成されていてもよい。この構成では、振動板３０の、圧力室１４の長手方向両端部とそれぞれ対向する部分の変位がともに大きくなり、前記実施形態のように、圧電層３１の、圧力室１４の長手方向のノズル２０側の端部と対向する部分には、薄肉部４１が形成されている場合と比べて、圧力室１４の容積の変化量がさらに大きくなる。但し、図７に示すように、圧電層３１の上面において局所的に凹んだ凹部４０が形成され、この凹部４０によって薄肉部４１が形成されている場合には、スクリーン印刷等により形成される配線部が凹部４０において分断されてしまうことがないように、配線部３５Ａは、個別電極３２から圧力室１４の幅方向外側に引き出されるなどして、長手方向端部の薄肉部４１（凹部４０）を避けて配置されることが好ましい。
【００５８】
〈第２変更形態〉
前記実施形態では、圧電層に、曲げ剛性を低下させるための薄肉部４１（図２〜図４参照）が形成されているが、振動板に薄肉部が形成されていてもよい。
【００５９】
図９に示すように、薄肉部５１は、振動板３０Ｂの上面（圧力室１４と反対側の面）の圧力室１４のノズル２０側の端部と対向する領域において局所的に凹んだ凹部５０であってもよい。尚、図９に示すように、圧電層３１Ｂの、凹部５０と対応する位置に、凹部４０Ｂが形成されていてもよい。さらに、ＡＤ法やＣＶＤ法により、振動板３０の上面に圧電材料の粒子を堆積させることによって圧電層３１を形成する場合には、振動板３０の凹部５０の内面に堆積する圧電材料の厚みを振動板３０の平坦面における厚みよりも薄くすることができる。結果的に、振動板３０だけでなく圧電層３１にも薄肉部を形成することが可能となる。
【００６０】
〈第３変更形態〉
また、図１０に示すように、振動板３０Ｃの下面（圧力室１４側の面）に設けられた凹部５０Ｃによって、薄肉部５１Ｃが形成されていてもよい。
【００６１】
別の例として、振動板、あるいは、圧電層の、圧力室の幅方向端部と対向する領域に、圧力室の中央部と対向する領域よりも薄い薄肉部が設けられていてもよい。例えば、図１１、図１２に示すように、圧電層３１Ｄの上面の、圧力室１４の長手方向一端部（ノズル２０側の端部）及び短手方向両端部と重なる領域において、圧力室１４の周縁に沿って略Ｃ字状に延びる凹部４０Ｄが形成されていてもよい。この場合には、圧電層３１Ｄの、凹部４０Ｄが形成された部分が、圧力室１４の中央部と対向する部分よりも厚さが薄い薄肉部４１Ｄ，４２となる。ここで、圧電層３１Ｄに凹部４０Ｄを形成する際に、レーザーの強度及び／又は照射時間を変えることにより、凹部４０Ｄの、圧力室１４の長手方向端部と対向する部分を、圧力室１４の幅方向端部と対向する部分よりも深く形成することができる。これにより、圧力室１４の長手方向端部に設けられた薄肉部４１Ｄを、圧力室１４の幅方向端部に設けられた薄肉部４２よりも薄くすることができる。従って、圧電層３１の、圧力室の長手方向端部と重なる領域の曲げ剛性が、幅方向端部における曲げ剛性よりも低くなる。この構成によれば、振動板３０の、圧力室１４の長手方向端部と対向する部分の変位が大きくなるのに加えて、さらに、短手方向端部と対向する部分の変位も大きくなることから、圧力室１４の容積変化が一層大きくなる。
【００６２】
〈第４変更形態〉
振動板及び／又は圧電層の曲げ剛性を、圧力室の長手方向端部の位置において部分的に低下させる曲げ剛性低下部は、前述したような圧力室の周縁に沿って連続的に延びる薄肉部４１（図３参照）に限られず、離散的に配置された複数の薄肉部であってもよい。例えば、図１３においては、圧電層３１Ｅの上面の、圧力室１４の長手方向一端部と対向する領域（個別電極３２とは対向しない領域）に、局所的に凹んだ複数の円形の凹部４０Ｅが適当な密度で離散的に配置されている。これら複数の凹部４０Ｅによって、圧力室１４の中央部と対向する領域よりも厚さが薄くなった複数の薄肉部４１Ｅ（第１薄肉部）が形成されている。
【００６３】
さらに、図１３に示すように、圧電層３１の上面の、圧力室１４の短手方向端部と対向する領域にも複数の凹部４０Ｅが離散的に配置され、これら複数の凹部４０Ｅによって、圧力室１４の中央部と対向する領域よりも厚さが薄くなった複数の薄肉部４２Ｅ（第２薄肉部）が形成されていてもよい。尚、図１３においては、圧力室の長手方向端部における薄肉部４１Ｅの配置密度が、短手方向端部における薄肉部４２Ｅの配置密度よりも高い。つまり、圧力室１４の長手方向一端部と対向する領域に対する薄肉部４１Ｅの占有割合が、圧力室１４の短手方向端部と対向する領域に対する薄肉部４２Ｅの占有割合よりも大きい。その結果、圧電層３１の圧力室１４の長手方向端部と対向する部分の剛性が、幅方向端部と対向する部分の剛性よりも低下している。
【００６４】
あるいは、長手方向端部に位置する薄肉部４１Ｅの厚みを、幅方向端部に位置する薄肉部４２Ｅよりも薄くすることにより、圧電層３１の圧力室１４の長手方向端部と対向する部分の剛性を、幅方向端部と対向する部分よりもさらに低下させてもよい。
【００６５】
〈第５変更形態〉
前述したような凹部の代わりに、図１４、図１５に示すように、曲げ剛性低下部として、圧電層３１Ｆの圧力室１４の長手方向端部と対向する領域に、圧電層３１Ｆを貫通する貫通孔６０（第１貫通孔）が形成されていてもよい。さらに、幅方向端部にも貫通孔６１（第２貫通孔）が形成されていてもよい。この場合には、以下のようにして、圧電層３１の圧力室１４の長手方向端部と対向する部分の剛性を、短手方向端部と対向する部分よりもさらに低下させることができる。図１４のように、貫通孔６０を圧力室１４の周縁に沿って連続的に形成し、貫通孔６１を離散的に形成することにより、圧力室１４の長手方向一端部と対向する領域に対する貫通孔６０の占有割合を、圧力室１４の短手方向端部と対向する領域に対する貫通孔６１の占有割合よりも大きくすることができる。あるいは、圧力室１４の長手方向端部と対向する部分に貫通孔６０が形成され、圧力室１４の幅方向端部と対向する部分に、圧力室１４の中央部と対向する部分よりも薄い薄肉部（凹部）が形成されていてもよい。
【００６６】
尚、前述した第４変更形態（図１３）、第５変更形態（図１４、図１５）においては、薄肉部４１Ｅ、４２Ｅや貫通孔６０，６１は圧電層に形成されているが、このような薄肉部及び／又は貫通孔を振動板に形成して、振動板の曲げ剛性を低下させてもよい。なお、上述の変更形態において、振動板及び／又は圧電層の曲げ剛性を低下させる薄肉部及び／又は貫通孔は、振動板及び／又は圧電層の、圧力室長手方向両端部に形成されていてもよく、いずれか一方側の端部、例えば、ノズル側の端部のみに形成されていてもよい。
【００６７】
〈第６変更形態〉
曲げ剛性低下部として、振動板と圧電層との間の、圧力室の長手方向端部と対向する部分に空洞が形成されていてもよい。例えば、図１６〜図１８に示すように、振動板３０の上面に凹部７０が形成されて、この凹部７０において振動板３０Ｇと圧電層３１Ｇが密着しないことにより、振動板３０Ｇと圧電層３１Ｇの間に空洞７１（第１の空洞）が形成されてもよい。このように、振動板３０Ｇと圧電層３１Ｇの間に空洞７１が存在していると、振動板３０Ｇと圧電層３１Ｇからなる積層構造の断面二次モーメントが小さくなるため、曲げ剛性が低下する。さらに、圧力室１４の幅方向端部と対向する領域においても、振動板３０Ｇと圧電層３１Ｇとの間に空洞７２（第２の空洞）が形成されていてもよい。この場合、圧電層３１Ｇの、圧力室１４の長手方向端部と対向する部分の剛性を、幅方向端部と対向する部分の剛性よりもさらに低下させるには、例えば、長手方向端部に位置する空洞７１を、幅方向端部に位置する空洞７２よりも深くすればよい。
【００６８】
また、平坦な振動板３０の上面に、下面に凹部が形成された圧電層３１が接合されることによって、振動板３０と圧電層３１との間に空洞が形成されてもよい。なお、上述の第１の空洞は、圧力室の長手方向両端部に形成されてもよく、いずれか一方のみの端部、例えば、ノズル側の端部のみに形成されていてもよい。
【００６９】
別の例として、図１９に示すように、振動板３０Ｇと圧電層３１Ｇとの間に形成された空洞７１に、振動板３０Ｇ及び圧電層３１Ｇよりも弾性係数の小さい充填材７５が充填されていてもよい。このように、振動板３０Ｇと圧電層３１Ｇの間に、弾性係数Ｅが小さい充填材７５が介在するので、振動板３０Ｇと圧電層３１Ｇからなる積層構造の曲げ剛性が低下する。または、圧力室１４の長手方向端部に位置する空洞７１には充填材７５が充填されず、圧力室１４の幅方向端部に位置する空洞７２（図１６、図１８参照）にのみ充填材７５が充填されていてもよい。
【００７０】
〈第７変更形態〉
前述した実施形態及びその変更形態においては、圧力室が形成されたキャビティプレート（支持部材）に振動板が接合されているが、図２０に示すように、キャビティプレート１０の上面に圧電層３１Ｈが接合され、この圧電層３１Ｈの上面に振動板３０Ｈが設けられていてもよい。この場合でも、圧電層３１Ｈ及び／又は振動板３０Ｈの、圧力室１４の長手方向端部と対向する部分に曲げ剛性低下部（図２０においては、振動板３０Ｈに形成された薄肉部５１Ｈ）が設けられているので、振動板３０Ｈ及び圧電層３１Ｈの、圧力室１４の長手方向端部と対向する領域における変位を大きくすることができる。
【００７１】
〈第８変更形態〉
前述した実施形態及びその変更形態においては、圧電アクチュエータの振動板、又は、圧電層に、圧力室１４の長手方向端部と対向する部分の曲げ剛性を低下させる、薄肉部などからなる曲げ剛性低下部が設けられている。それに加えて、あるいはそれに代えて、振動板（又は圧電層）と接合される隔壁の、圧力室を画成する側壁部に、この側壁部の曲げ剛性を低下させる曲げ剛性低下部が設けられている場合でも、ほぼ同様の効果が得られる。
【００７２】
例えば、図２１、図２２に示すように、流路ユニット４Ｉを構成するキャビティプレート８０の、複数の圧力室１４を区画する隔壁８４に、曲げ剛性低下部として、圧力室１４の長手方向一端部（ノズル２０側の端部）の周縁に沿って溝８５が形成されていてもよい。このように、隔壁８４に溝８５が設けられることによって、圧力室１４に接する隔壁８４の側壁部の曲げ剛性が低下する。振動板８２及び圧電層８３の、圧力室１４の長手方向端部と対向する部分に対する側壁部の拘束力が低下し、この部分における変位が大きくなる。
【００７３】
また、図２３に示すように、振動板８２Ｊの下面にも、キャビティプレート８０の溝８５と対向するように溝８６が形成されていてもよい。あるいは、図２４に示すように、振動板８２Ｋと圧電層８３Ｋに、キャビティプレート８０の溝８５に連なる貫通孔８７，８８が形成されていてもよい。
【００７４】
なお、上記実施形態及び変更形態では、振動板が圧電層に電界を生じさせる第２電極を兼ねていたが、振動板と第２電極とが独立に設けられていてもよい。例えば、アルミナやジルコニア等の絶縁性材料からなる振動板の上面に第２電極が形成されていてもよい。あるいは、前記実施形態と同様に振動板が金属材料で形成されるなどして、振動板の上面が導電性を有する場合には、この振動板の上面と第２電極との間に絶縁膜が形成されていればよい。
【００７５】
圧力室の平面形状は楕円形状に限られるものではなく、一方向に長い形状であれば本発明を適用することが可能であり、例えば、矩形や平行四辺形の平面形状を有するものであってもよい。また、上述の実施形態及び変更形態に記載された種々の曲げ剛性低下部を任意に組み合わせてもよい。例えば、圧電層及び／又は振動板の、圧力室の長手方向両端部に凹部を形成しつつ、さらに、圧力室に接する隔壁の、圧力室の長手方向両端部に溝を形成してもよい。
【００７６】
以上、インクジェットヘッド用の圧電アクチュエータに本発明を適用した例について説明したが、本発明の適用対象は、インクなどの液体に圧力を付与するためのアクチュエータに限られない。即ち、本発明は、支持部材の逃し部により振動板及び圧電層の変形を逃しつつ、振動板及び圧電層の変形部分により種々の対象物を押圧駆動するアクチュエータなど、他の用途に用いられる圧電アクチュエータにも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。
【図２】インクジェットヘッドの平面図である。
【図３】図２のインクジェットヘッドの一部拡大平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】アクチュエータ駆動時の振動板の変形状態を概略的に示す図である。
【図７】第１変更形態に係るインクジェットヘッドの一部拡大平面図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】第２変更形態に係るインクジェットヘッドの図４相当の断面図である。
【図１０】第３変更形態に係るインクジェットヘッドの図４相当の断面図である。
【図１１】第３変更形態の別の例に係るインクジェットヘッドの一部拡大平面図である。
【図１２】図１１のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１３】第４変更形態に係るインクジェットヘッドの一部拡大平面図である。
【図１４】第５変更形態に係るインクジェットヘッドの一部拡大平面図である。
【図１５】図１４のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１６】第６変更形態に係るインクジェットヘッドの一部拡大平面図である。
【図１７】図１６のＦ−Ｆ線断面図である。
【図１８】図１６のＧ−Ｇ線断面図である。
【図１９】第６変更形態の別の例に係るインクジェットヘッドの図４相当の断面図である。
【図２０】第７変更形態に係るインクジェットヘッドの図４相当の断面図である。
【図２１】第８変更形態に係るインクジェットヘッドの一部拡大平面図である。
【図２２】図２１のＨ−Ｈ線断面図である。
【図２３】第８変更形態の第２の例に係るインクジェットヘッドの図４相当の断面図である。
【図２４】第８変更形態の第３の例に係るインクジェットヘッドの図４相当の断面図である。
【図２５】インクジェットヘッドの一部拡大平面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  インクジェットヘッド
４，４Ｉ  流路ユニット
５  圧電アクチュエータ
１０  キャビティプレート（支持部材）
１４  圧力室（逃し部）
２０  ノズル
２２  隔壁（接合部）
３０，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｇ，３０Ｈ  振動板
３１、３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｄ，３１Ｅ，３１Ｆ，３１Ｇ，３１Ｈ  圧電層
３２  個別電極
３５，３５Ａ  配線部
４１，４１Ｄ、４１Ｅ  薄肉部（第１薄肉部）
４２，４２Ｅ  薄肉部（第２薄肉部）
５１，５１Ｃ，５１Ｈ  薄肉部（第１薄肉部）
６０  貫通孔（第１貫通孔）
６１  貫通孔（第２貫通孔）
７１  空洞（第１の空洞）
７２  空洞（第２の空洞）８０  キャビティプレート（支持部材）
８２，８２Ｊ，８２Ｋ  振動板
８３，８３Ｋ  圧電層
８４  隔壁
８５  溝
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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