(57)【要約】【課題】圧電セラミックスは特に高温となる焼成時に、圧電セラミックス中に含有する元素が蒸発、揮発した場合、焼成後の圧電セラミックスの組成が原料の組成からずれ、狙いの特性が十分に発揮されないという課題があった。【解決手段】圧電セラミックスを構成する構成元素のうち、以下の（１）〜（４）の条件いずれも満足する元素が少なくとも１元素含まれることを特徴とする。（１）自然界にもっとも多く存在する安定同位体の質量数以上であること。（２）（１）の安定同位体のうち、少なくとも一つが自然界に存在する同位体比率よりも大きい。（３）（１）を満足する安定同位体のうち、（１）（２）のいずれも満足する安定同位体以外の安定同位体が自然界に存在する同位体比率よりも最大で１０％未満（０は含み１０％は含まない）少ない。（４）同位体比率が９０％未満含有される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス焼結体を構成する構成元素のうち、以下の（１）〜（４）の条件いずれも満足する元素が、少なくとも１元素含まれることを特徴とする圧電セラミックス。
（１）自然界にもっとも多く存在する安定同位体の質量数以上であること。
（２）（１）を満足する安定同位体のうち、少なくとも一つが自然界に存在する同位体比率よりも大きい安定同位体であること。
（３）（１）を満足する安定同位体のうち、（１）（２）のいずれも満足する安定同位体以外の安定同位体が自然界に存在する同位体比率よりも最大で１０％未満少ない（０は含み１０％は含まない）。
（４）同位体比率が９０％未満である。
【請求項２】
前記セラミックスがＰｂＺｒＯ３―ＰｂＴｉＯ３の２成分系組成物により形成され、さらにＰｂの一部をＳｒ及び／又はＢａで置換してなることを特徴とする請求項１に記載の圧電セラミックス。
【請求項３】
前記セラミックスがＰｂＺｒＯ３―ＰｂＴｉＯ３―Ｐｂ（Ｍｅ１、Ｍｅ２）Ｏ３の３成分系組成物により形成され、Ｐｂの一部をＳｒ及び／又はＢａで置換するとともに、前記Ｐｂ（Ｍｅ１、Ｍｅ２）Ｏ３中のＭｅ１がＭｇ、Ｎｉ及びＺｎのうちの少なくとも一種、Ｍｅ２がＮｂ及びＳｂのうちの少なくとも一種であることを特徴とする請求項１記載の圧電セラミックス。
【請求項４】
請求項１乃至３に記載のいずれかに記載の圧電セラミックスの両側面に駆動用電極を形成してなる圧電素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電セラミックスの構成元素の同位体比率を制御することで、安定した圧電特性を発揮する圧電セラミックスおよびこれを用いてファン、超音波モーター、インクジェット記録ヘッドなどに使用される圧電素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、多成分系セラミックスの機械的特性、電気的特性、熱的特性等を向上させるためには、特性向上に有効な元素を添加、置換したりするなどの組成を制御することがおこなわれてきている。
【０００３】
例えば、圧電歪定数ｄの高い圧電セラミックスとしては、特許文献１〜４に示すように、ＰｂＺｒＯ３―ＰｂＴｉＯ３の２成分系組成物に対し、Ｐｂ（Ｍｇ１／３  Ｎｂ２／３）Ｏ３、Ｐｂ（Ｚｎ１／３  Ｎｂ２／３）Ｏ３、Ｐｂ（Ｎｉ１／３  Ｎｂ２／３）Ｏ３、Ｐｂ（Ｚｎ１／３  Ｓｂ２／３）Ｏ３等が第３成分として添加し置換したものが知られている。
【０００４】
また、前記組成の制御以外においても、粒度や比表面積等の原料粉体特性を制御したり、成形、焼成等の工程による改善により、目的とする特性を向上させたりすることがおこなわれてきている。
【０００５】
そして、さらに近年、組成制御において、構成元素の種類、量のみならず、特許文献５では、同位体比率に着目して、ホウ化物系セラミックスに含有する特定の質量数を持つホウ素の同位体比率で機械的強度、耐熱性を制御したものが示されている。
【０００６】
また、特許文献６では、多成分系セラミックス及びペロブスカイト型チタン酸ジルコン酸鉛において、その構成元素の同位体比率を制御することにより、圧電特性（ｄ３１）が改善されることが示されており、従来の元素種類、量による組成制御だけでなく、該元素中に含まれる同位体の種類や同位体比率による特性改善が注目されつつある。
【０００７】
〔特許文献１〕特開昭５３−６２１９９号参照
〔特許文献２〕特開昭４９−２１６９６号参照
〔特許文献３〕特開昭４８−９７０９４号参照
〔特許文献４〕特開昭４９−２７８９７号参照
〔特許文献５〕特開平２−１６０７６０号参照
〔特許文献６〕特開平１０−２１８６９６号参照
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の圧電セラミックスは組成制御された原料を成形、脱脂、焼成、加工等の工程を経て、目的とする特性、形状を持つセラミック焼結体として完成されるが、特に高温となる焼成時に、セラミック焼結体を構成する構成元素が過剰に蒸発、揮発するために、焼成後の組成が原料調合時の組成からずれ、目的とする特性が十分に発揮されないという課題があった。
【０００９】
特に、組成変動により圧電特性が敏感に変わるため、著しく圧電特性の低下が起こり、例えば、圧電効果の変位を利用する圧電素子を圧電アクチュエータなどに使用した場合など、圧電アクチュエータの変位が小さく、かつ、焼成時のセラミック焼結体を構成する構成元素の蒸発、揮発等が各圧電アクチュエータ間で変わるために、量産時に各圧電アクチュエータの変位ばらつきが大きくなって、使えないという課題があった。
【００１０】
【目的】
本発明は、上述の課題に鑑みて案出されたものであり、原料調合時の組成からの組成ずれがない安定した圧電特性を持つ圧電セラミックスを提供することを目的とする。
【００１１】
本発明の他の目的は圧電素子の変位が大きく、かつ、各圧電素子間の変位ばらつきが小さい、安定した変位が得られる圧電素子を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、セラミックス焼結体を構成する構成元素のうち、以下の（１）〜（４）の条件いずれも満足する元素が、少なくとも１元素含まれることを特徴とする圧電セラミックス。
【００１３】
（１）自然界にもっとも多く存在する安定同位体の質量数以上であること。
【００１４】
（２）（１）を満足する安定同位体のうち、少なくとも一つが自然界に存在する同位体比率よりも大きい安定同位体であること。
【００１５】
（３）（１）を満足する安定同位体のうち、（１）（２）のいずれも満足する安定同位体以外の安定同位体が自然界に存在する同位体比率よりも最大で１０％未満（０は含み１０％は含まない）少ない。
【００１６】
（４）同位体比率が９０％未満である。
【００１７】
そして、前記セラミックスがＰｂＺｒＯ３―ＰｂＴｉＯ３の２成分系組成物により形成され、さらにＰｂの一部をＳｒ及び／又はＢａで置換してなることを特徴とする。
【００１８】
また、前記セラミックスがＰｂＺｒＯ３―ＰｂＴｉＯ３―Ｐｂ（Ｍｅ１、Ｍｅ２）Ｏ３の３成分系組成物により形成され、Ｐｂの一部をＳｒ及び／又はＢａで置換するとともに、前記Ｐｂ（Ｍｅ１、Ｍｅ２）Ｏ３中のＭｅ１がＭｇ、Ｎｉ及びＺｎのうちの少なくとも一種、Ｍｅ２がＮｂ及びＳｂのうちの少なくとも一種であることを特徴とする。
【００１９】
さらに、請求項１乃至３に記載のいずれかの圧電セラミックスを用いたことを特徴とする。
【００２０】
【作用】
本発明の構成によれば、自然界にもっとも多く存在する安定同位体の質量数と同等かそれ以上の安定同位体を基準として選択し、同位体比率が９０％未満の安定同位体を含有させているので、高温での焼成時に蒸発、揮発する構成元素を抑制し、原料調合時の組成からの組成ずれがない安定した高圧電特性を維持することができる。従って、例えばこの圧電セラミックスを用いて圧電素子とし、アクチュエータに使用した場合にも圧電アクチュエータの変位が大きく、かつ、各圧電アクチュエータ間の変位ばらつきが小さい、安定した変位を得ることが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２２】
本発明は、圧電セラミックスを構成する構成元素のうち、前記の（１）〜（４）の条件いずれも満足する元素が少なくとも１元素含まれることを特徴とするものであり、圧電セラミックスを焼成するときにおこる蒸発や昇華を、自然界にもっとも多く存在する安定同位体の質量数と同等かそれ以上の質量数の大きい安定同位体を基準とすることによって、蒸発や昇華の度合いを軽減することができ、目的とする圧電特性を得ようとするものである。
【００２３】
即ち、本件発明者は、圧電セラミックスの構成元素において、陽子数が同じ（陽子数＝原子番号）で質量数（質量数＝陽子数＋中性子数）の異なる同位体の中でも質量数の大きい同位体を多く含有させることにより、一般的に高温焼成時に構成元素が蒸発や昇華しやすいことが抑制され、結果的に組成ずれが低減されることを見出したものである。
【００２４】
ここで、安定同位体の存在比率について説明する。自然界では同一元素に含まれる安定同位体の割合は地球上のいたるところでほとんど一定であり、例えばＴｉ元素についてはＴｉ−４６（Ｔｉ元素の安定同位体のうち、質量数が４６の安定同位体を示し、以下同様に表す。）：８．０％、Ｔｉ−４７：７．３％、Ｔｉ−４８：７３．８％、Ｔｉ−４９：５．５％、Ｔｉ−５０：５．４％となっている。しかし、この安定同位体比率については、人工的に気体拡散法、熱拡散法等の公知の手法により、原料の同位体比率を制御することが可能である。
【００２５】
そして、例えば前記Ｔｉ元素の場合、同位体比率が最も大きいのはＴｉ−４８であり、通常のＴｉ元素を用いる場合には、質量数４８を有するＴｉの同位体が最も多く含まれることになる。
【００２６】
本発明では、このＴｉ−４８の同位体比率を大きく、より質量数の大きいＴｉ−４９やＴｉ−５０の同位体比率を増加させることによって、蒸発や昇華を防止しようとするものである。
【００２７】
そして、特定の同位体比率を増加させると、他の同位体比率は減少せざるを得ないことになるが、この時、例えば、Ｔｉ−４６やＴｉ−４７の同位体比率が減少するのは構わないが、逆に、質量数の大きいＴｉ−４８やＴｉ−４９、Ｔｉ−５０が減少するのは好ましくはなく、自然界に存在する同位体比率よりも、最大で１０％未満（０を含み、１０％は含まない）少ない程度とすることが構成元素の蒸発や昇華を防止する上で必要である。
【００２８】
さらに、例えばＴｉ−４８、Ｔｉ−４９、Ｔｉ−５０などの質量数の大きい同位体比率を増加する場合には、その個々の同位体比率の上限は９０％未満であることが必要で、特定の同位体比率を大きくすることは、製作上の困難が生じ、コストの高いものになるからである。
【００２９】
なお、本発明の圧電セラミックスには、上述した例に限定されることはなくチタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、ビスマス層状構造体（Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２）等、及びこれらを主成分とするものを好適に用いることができる。
【００３０】
そして、本発明の圧電セラミックスのうち、ＰｂＺｒＯ３―ＰｂＴｉＯ３の２成分系組成物により形成され、さらにＰｂの一部をＳｒ及び／又はＢａで置換した圧電セラミックスに好適に用いることができる。そして、上記ＰｂやＢａなどの蒸発や昇華しやすい構成元素に適用すれば、より効果的である。
【００３１】
また、前記圧電セラミックスがＰｂＺｒＯ３―ＰｂＴｉＯ３―Ｐｂ（Ｍｅ１、Ｍｅ２）Ｏ３の３成分系組成物により形成され、Ｐｂの一部をＳｒ及び／又はＢａで置換するとともに、前記Ｐｂ（Ｍｅ１、Ｍｅ２）Ｏ３中のＭｅ１がＭｇ、Ｎｉ及びＺｎのうちの少なくとも一種、Ｍｅ２がＮｂ及びＳｂのうちの少なくとも一種である圧電セラミックスに好適に用いられる。
【００３２】
そして、この場合にも、蒸発や昇華しやすい構成元素に本発明を適用することでより好適に本発明の効果を示すことができる。なお、上記構成元素のうち、Ｎｂ及びＯは、自然界に存在する安定同位体の中で最も存在比率の高い同位体は、それぞれ１００％、９９．８％であるため、その元素の安定同位体の制御は特に必要ない。
【００３３】
次に、本発明の圧電セラミックスの製法の一例について説明する。
【００３４】
例えば、出発原料として、予め、気体拡散法、熱拡散法等の手法により同位体の比率を制御して作製した、Ｐｂ３Ｏ４、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２の各粉末を秤量し、ボールミル等にて湿式混合を行う。次いでこの混合物を脱水、乾燥したあと、８５０〜９００℃の温度で１〜３時間仮焼し、ボールミル等にて粉砕する。
【００３５】
その後、この粉砕物に有機バインダー（ＰＶＡ、モビニール等）を添加して混練乾燥することにより造粒粉とし、得られた造粒粉を成形して成形体を作製する。この時、焼結された圧電セラミックスが緻密化され、表面に存在するボイドの径が大きくならないようにするために、成形圧は１×１０８Ｎ／ｍ２以上とすることが望ましい。
【００３６】
このようにして得られた成形体を大気中で脱脂し、鉛雰囲気下で１１００〜１３００℃の温度で１〜３時間焼成することにより得られる。
【００３７】
次に、この焼結体（例えば基板）の両面に電極を付け、シリコンオイル中にて５０℃〜２００℃の温度で０．５ｋＶ〜２．０ｋＶ／ｍｍの電界強度になるように電圧を印加することにより、分極処理を行なうことで圧電セラミックスが得られる。
【００３８】
ところで、上記圧電セラミックスは、予め、同位体の比率を制御した原料を用いて、特定の組成で形成した例を示したが、例えば原料作製以降の工程にて、同位体の比率を制御した他の同位体比率からなる原料を混合して作製した圧電セラミックスでも良く、本発明の範囲を逸脱しない範囲であれば、改良や変更を加えることができることは言うまでもない。
【００３９】
そして、本発明の圧電セラミックスを用いると、より特性のよい圧電素子を得ることができるのであるが、このような圧電素子を用いた例として、インクジェット記録ヘッドについて説明する。
【００４０】
図１は、本発明のインクジェット記録ヘッド２０（以下単にヘッド２０と称す）の一部を破断した部分斜視図で、図２は図１のヘッド２０をＸ−Ｘ’線で破断した断面図である。
【００４１】
図１に示すヘッド２０は、基板１上に、少なくとも一部が圧電セラミックスから成る複数の隔壁２を並設し、各隔壁２間をインクの流路３として成る流路部材１０と、前記隔壁２に形成された駆動用電極４と、前記隔壁２の頂面に接合され流路３を覆う蓋板６と、上記各流路３と連通するインク吐出孔７とから成るものである。
【００４２】
また、各隔壁２の両側面には、その長手方向に沿って駆動用電極４を備えるとともに、前記流路部材１０の一方端側には、各流路３と連通するインク吐出孔７を備えたノズル板８を接合してある。
【００４３】
なお、図中、流路部材１０の他方端側は閉じられた構造となっており、隔壁２は矢印の方向に分極処理して、駆動用電極４に電圧を印加すると変位を生じる圧電素子としてある。また、図中５は蓋板６に穿孔され、各流路３にインクを導入するためのインク供給孔であり、９は駆動用電極４に接続して、外部の駆動回路（不図示）と接続するための引出線である。
【００４４】
そして、このヘッド２０よりインク滴を吐出するには、インク供給孔５より各流路３へ顔料タイプの油性インクや水性染料インクあるいは紫外線硬化インク等のインクを導入するとともに、隔壁２の両側面に形成された駆動用電極４間に電圧を印加することによって行う。
【００４５】
このようなヘッド２０の駆動原理を、図２（ａ）（ｂ）を用いて説明すると、例えば駆動用電極４ｂに負極の電圧を、駆動用電極４ａ、４ｃに正極の電圧を印加して、分極方向に対して垂直な方向に電界を加えると、隔壁２が剪断モードによるすべり振動を起こし、図２（ａ）に示すように隔壁２ａ、２ｂが屈曲変位するため、流路３ｂ内に充填されたインクを加圧して、インク吐出孔７よりインク滴を吐出させることができる。
【００４６】
この後、各駆動用電極４ａ、４ｂ、４ｃへの通電を遮断すると、屈曲変位していた隔壁２ａ、２ｂが弾性作用によって元の形状に戻り、流路３ｂ内が減圧される結果、インク供給孔５からインクの供給が行なわれ、さらに前述した駆動用電極４ａ、４ｂ、４ｃへ極性を逆転して電圧を印加すると、図２（ｂ）に示すように隔壁２ａ、２ｂが屈曲変位するため、流路３ｂ内がさらに減圧されてインクが充填される。
【００４７】
次に、各駆動用電極４ａ、４ｂ、４ｃへの通電を遮断すると、屈曲変位していた隔壁２ａ、２ｂが弾性作用によって元の形状に戻り、次のインク滴の吐出段階に入ることになり、これらの動作を順次繰り返すことでインク滴の吐出を連続的に行うことができる。
【００４８】
そして、本発明によれば、ヘッド２０の中で駆動用電極４を備えた隔壁２を含む流路部材１０が、上記圧電セラミックスにより形成されている。
【００４９】
以上のような圧電素子を具備するヘッド２０では、安定した高変位の駆動が得られるため、安定した高速のインク吐出が可能となる。
【００５０】
なお、本発明の圧電素子は、図１に示したヘッド２０に限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲で変更や改良することができ、例えば、隔壁２として、分極方向を異ならせた２つの圧電セラミックスから成る基板を接合したものを用いたり、さらにはインク吐出孔７を蓋板８や流路部材１０に穿孔したものを用いたりしても構わない。
【００５１】
また、ヘッド以外の圧電アクチュエータとして、本発明の圧電素子を用いても良いことはもちろんであり、圧電アクチュエータに限定されるものでもない。
【００５２】
さらに、本発明に用いられる元素の安定同位体に関する種類や質量、同位体比率などは、各種の文献にみられるが、例えば、岩波書店の理化学辞典にも記載されている。
【００５３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００５４】
（実施例１）
まず、チタン酸ジルコン酸鉛を作製するために、予め、異なる同位体比率に制御されたＰｂ３Ｏ４、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２の各粉末をそれぞれＰｂ：Ｚｒ：Ｔｉのモル比が１：０．４７：０．４３となるように秤量し、ＺｒＯ２製のボールミルにて２０時間湿式混合した。
【００５５】
次にこの混合物を乾燥し、９００℃の温度で３時間熱処理を加えて仮焼した。そして、これに、水を加え、ＺｒＯ２製のボールを使用しボールミルにて２０時間、湿式混合粉砕した。
【００５６】
さらに、このスラリーにモビニールの有機バインダーを混練したあと乾燥させて造粒粉を作製し、１．５×１０８Ｎ／ｍ２の成形圧でφ２０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍのタブレット円板を成形し、脱脂処理したあと、鉛雰囲気下で１２５０℃前後の温度で３時間焼成することにより、表１に示すＰｂ、Ｚｒ、Ｔｉ元素の同位体比率から成る圧電セラミックスを作製した。
【００５７】
なお、各元素の同位体比率はレーザーを測定試料に照射し、試料表面より蒸発した該Ｐｂ、Ｚｒ、Ｔｉ元素をＩＣＰ質量分析装置にて分析した。
【００５８】
ここで、表２に示すように、前記の異なる同位体比率を持つ圧電セラミックスの元素組成、及び圧電特性を示す圧電歪定数ｄのうちのせん断モードｄ１５を測定し、組成ずれ及び圧電特性を評価した。
【００５９】
圧電セラミックスの組成は蛍光Ｘ線分析により、Ｘ線カウント数からモル比に換算し、調合時の原料でのＸ線カウント数との比で評価した。
【００６０】
つまり、元素組成が原料時と比べ変動が無い場合は１．００、少ない場合は例えば０．９９となる。
【００６１】
また、得られた圧電セラミックスを０．２５ｍｍ、幅２．５ｍｍ、長さ１０ｍｍの短冊状に形状加工し、厚さ０．２５ｍｍ×幅２．５ｍｍの２面にＡｕ電極を蒸着により形成し、８０℃のシリコンオイル中で直流電圧を３０分印加し、１．５ｋＶ／ｍｍの電界にて分極処理し、さらに、電極を取り除き、幅２．５ｍｍ×長さ１０ｍｍの２面に新たにＡｕ電極を形成し、１００℃恒温の中でエージングしたものを圧電特性評価試料とした。圧電セラミックスの圧電歪定数ｄはせん断モードのｄ１５をＥＭＡＳ（日本電子材料工業会標準規格）に準じ測定した。
【００６２】
【表１】
2004292193.tif 000003
【００６３】
【表２】
2004292193.tif 000004
【００６４】
この結果、試料Ｎｏ．４〜９、１３のように、チタン酸ジルコン酸鉛からなる圧電セラミックスにおいて、その主要構成元素のＰｂ、Ｚｒ、Ｔｉのうち、少なくとも１元素については、前記本発明の（１）〜（４）の条件を満たすことによって、組成ずれが小さく、圧電歪定数ｄが高い圧電セラミックスが得られることが判る。
【００６５】
なお、試料Ｎｏ．１１及び１２は、同位体比率が９０％以上となっており、組成ずれはほとんど無いが、製造が困難であり、コストの高いものであった。
【００６６】
また、併せて、他の圧電セラミックスについてもテストしたところ、上記実施例と同様の結果を得たことはいうまでもないことである。
【００６７】
（実施例２）
次に、圧電セラミックスにおいて、予め、異なる同位体比率に制御されたＰｂ３Ｏ４、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＮｉＯ、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３各粉末をそれぞれ表３のモル比となるように秤量し、実施例１と同様にして、表３に示す３成分系組成物により形成された圧電セラミックスを作製し、組成ずれ及び圧電特性を評価した。表３は各３成分系組成物の構成元素の安定同位体のうち、自然界に存在する同位体比率が最も高い同位体の種類及び圧電セラミックスでの存在比率を示す。これらの組成ずれ、圧電歪定数であるｄ１５を表４に示す。
【００６８】
なお、表３中の数字は該安定同位体が自然界に存在する同位体比率を示す。
【００６９】
【表３】
2004292193.tif 000005
【００７０】
【表４】
2004292193.tif 000006
【００７１】
この結果、表３、４のようにＰｂＺｒＯ３―ＰｂＴｉＯ３―Ｐｂ（Ｍｅ１、Ｍｅ２）Ｏ３の３成分系組成物により形成され、Ｐｂの一部をＳｒ及び／又はＢａで置換するとともに、該Ｐｂ（Ｍｅ１、Ｍｅ２）Ｏ３中のＭｅ１がＭｇ、Ｎｉ及びＺｎのうちの少なくとも一種、Ｍｅ２がＮｂ及びＳｂのうちの少なくとも一種である圧電セラミックスにおいて、その構成元素のうち少なくとも１元素が、前記（１）〜（４）の条件を満たすものついては、組成ずれが小さく、圧電歪定数ｄが高い圧電セラミックスが得られることが判る。
【００７２】
なお、試料Ｎｏ．２５は、同位体比率が９０％以上となっており、組成ずれはほとんど無いが、製造が困難であり、コストの高いものであった。
【００７３】
また、実施例１と同様に、他の圧電セラミックスについても同様のテストを行い良好な結果を得ることができた。
【００７４】
（実施例３）
次に本発明の圧電セラミックスから成る隔壁２を圧電素子とした流路部材１０を有したインクジェット記録ヘッドについて、実施例を以下に示す。
【００７５】
実施例２の表３、４のうち、試料Ｎｏ．１８及び２１の組成から成る圧電セラミックスの基板（１００ｍｍ×１００ｍｍ×１ｍｍ厚さ）を用い、各流路部材１０を作製した。
【００７６】
そして、流路部材１０上の隔壁２の両側面にフォトリソグラフィ技術を用いてマスクを形成したあと、スパッタリング法にて白金からなる駆動用電極４を形成し、しかるのち、インク供給孔５を備えたアルミナセラミックス製の蓋板６を、流路部材１０の各流路３を塞ぐように隔壁２の頂部にエポキシ系樹脂により接着するとともに、流路部材１０の開放端部に、各流路３と連通するインク吐出孔７を備えたノズル板８をエポキシ系樹脂にて１２０℃にて接着し、図１に示すヘッド２０を製作した。
【００７７】
そして、同様にして、ヘッド２０を２０個作製し、各ヘッド２０の流路３内にインクを充填し、駆動用電極４に２０Ｖの電圧を印加してインク吐出孔７よりインク滴を吐出させた。この時のインク吐出速度を、放電管を光源としフィルム上にインク滴の飛翔状況を記録させる高速度写真撮影装置によって測定し、各ヘッド２０毎のインク吐出速度の平均値を求め、前記２０個のヘッド２０のインク吐出速度結果を表５に示した。
【００７８】
【表５】
2004292193.tif 000007
【００７９】
この表５より、試料Ｎｏ．２１の圧電セラミックスを用いた本発明のヘッド２０は、平均のインク吐出速度が６．５±０．１ｍ／ｓであり、試料Ｎｏ．１８の圧電セラミックスを用いた本発明範囲外のヘッド２０では平均のインク吐出速度４．８±０．３ｍ／ｓに対してインク吐出速度が非常に大きく、各ヘッド２０間のばらつきが小さいことが判る。
【００８０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、自然界にもっとも多く存在する安定同位体の質量数と同等かそれ以上の安定同位体を基準として選択し、同位体比率が９０％未満の安定同位体を含有させているので、高温での焼成時に蒸発、揮発する構成元素を抑制し、原料調合時の組成からの組成ずれがない安定した高圧電特性を維持することができる。したがって、例えばこの圧電セラミックスを用いて圧電素子とし、アクチュエータに使用した場合にも圧電アクチュエータの変位が大きく、かつ、各圧電アクチュエータ間の変位ばらつきが小さい、安定した変位を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧電素子を用いたインクジェット記録ヘッドの一部を破断した部分斜視図である。
【図２】（ａ）（ｂ）は図１のインクジェット記録ヘッドの駆動原理を説明する断面図である。
【符号の説明】
１・・・基板
２・・・隔壁
３・・・流路
４・・・駆動用電極
７・・・インク吐出孔
８・・・ノズル板
９・・・引出線
１０・・流路部材
２０・・・インクジェット記録ヘッド
【図１】
2004292193.tif 000008
【図２】
2004292193.tif 000009