(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力室の一部を構成する振動板の表面に形成され、撓み変形可能な圧電素子と、
前記圧電素子の表面に設けられ該圧電素子を保護する保護膜と、
を備え、
前記保護膜の膜応力をσｉ［ＭＰａ］、膜厚をｔｉ［μｍ］、前記圧電素子の横効果の圧電定数をｄ３１［ｐｍ／Ｖ］、ヤング率をＥＰ［Ｇｐａ］、厚さをｔｐ［μｍ］としたときに、
０．３５≦２・σｉ・ｔｉ／ｄ３１・ＥＰ・ｔｐ≦１．２９
の関係を満たすことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記保護膜の膜応力をσｉ［ＭＰａ］、膜厚をｔｉ［μｍ］、前記圧電素子の横効果の圧電定数をｄ３１［ｐｍ／Ｖ］、ヤング率をＥＰ［Ｇｐａ］、厚さをｔｐ［μｍ］としたときに、
０．７１≦２・σｉ・ｔｉ／ｄ３１・ＥＰ・ｔｐ≦０．８６
の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記保護膜が、低透水性の耐湿保護膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記圧電素子の厚さが、好ましくは１μｍ以上２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記保護膜は、無機系の材料で構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の液滴吐出装置。
【請求項６】
前記保護膜は、Ｓｉ（シリコン）をベースとした酸化膜、窒化膜、または酸窒化膜であることを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出装置。
【請求項７】
前記圧電素子は、真空堆積法で形成されたことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の液滴吐出装置。
【請求項８】
前記圧電素子の作用により撓み変形する圧電アクチュエータの中立軸が、該圧電素子と前記振動板の接合部であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、記録媒体に対して吐出口からインク液を吐出して画像を形成するインクジェットプリンタ等の液滴吐出装置が知られている。
【０００３】
この種の液滴吐出装置には、駆動回路から、例えば、ピエゾ素子等の圧電素子に対して一定の電圧レベルの定電圧（バイアス電圧）に予め定められた駆動波形の電圧を重畳した駆動電圧を印加して圧電素子を変形させてインク液が充填される圧力発生室に体積変化を発生させることによってインクを吐出させるものがある。
【０００４】
特許文献１では、アクチュエータユニットに付加される応力が、−４０ＭＰａ〜１０ＭＰａの範囲の大きさである場合に、応力の増加量に対する静電容量の増加量の割合および駆動電圧の減少量の割合のいずれもが比較的小さくなるため、ピエゾアクチュエータと流路の接合面に、接着の条件により−４０ＭＰａ〜１０ＭＰａの応力を残留させるようにしている。
【０００５】
また、特許文献２では、圧電素子を構成する圧電体層の幅方向両側の端部を圧力発生室に対向する領域内に配置し、圧電体層の少なくとも幅方向両側に、引張り応力を有する引張り膜を連続的に設け、圧電体層の圧電特性の低下を抑えるようにしている。
【特許文献１】特開２００４−１６０９１５号公報
【特許文献２】特開２０００−１４１６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、圧電素子のエネルギー変換効率を向上させた液滴吐出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】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、液滴吐出装置において、圧力室の一部を構成する振動板の表面に形成され、撓み変形可能な圧電素子と、前記圧電素子の表面に設けられ該圧電素子を保護する保護膜と、を備え、前記保護膜の膜応力をσｉ［ＭＰａ］、膜厚をｔｉ［μｍ］、前記圧電素子の横効果の圧電定数をｄ３１［ｐｍ／Ｖ］、ヤング率をＥＰ［Ｇｐａ］、厚さをｔｐ［μｍ］としたときに、０．７１≦２・σｉ・ｔｉ／ｄ３１・ＥＰ・ｔｐ≦０．８６の関係を満たすことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液滴吐出装置において、前記保護膜の膜応力をσｉ［ＭＰａ］、膜厚をｔｉ［μｍ］、前記圧電素子の横効果の圧電定数をｄ３１［ｐｍ／Ｖ］、ヤング率をＥＰ［Ｇｐａ］、厚さをｔｐ［μｍ］としたときに、０．７１≦２・σｉ・ｔｉ／ｄ３１・ＥＰ・ｔｐ≦０．８６の関係を満たすことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の液滴吐出装置において、前記保護膜が、低透水性の耐湿保護膜であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の液滴吐出装置において、前記圧電素子の厚さが、好ましくは１μｍ以上２０μｍ以下であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の液滴吐出装置において、前記保護膜は、無機系の材料で構成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の液滴吐出装置において、前記保護膜は、Ｓｉ（シリコン）をベースとした酸化膜、窒化膜、または酸窒化膜であることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れか１項に記載の液滴吐出装置において、前記圧電素子は、真空堆積法で形成されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の何れか１項に記載の液滴吐出装置において、前記圧電素子の作用により撓み変形する圧電アクチュエータの中立軸が、該圧電素子と前記振動板の接合部であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１、２に記載の発明によれば、保護膜の膜応力を利用することにより、圧電素子のエネルギ変換効率を向上させることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、圧電素子内の酸素を還元することにより生ずる圧電特性の劣化を防止する。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、圧電素子の変形効率を向上させることができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、耐インク性を得ることができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、他の金属酸化膜を用いた場合に比べ低コスト化が図れる。
【００２０】
請求項７に記載の発明によれば、焼結後、張り合わせにより圧電素子を形成する機械的形成方法に比べ、圧電素子の高密度化・高精度化・低コスト化が実現可能となる。
【００２１】
請求項８に記載の発明によれば、圧電素子と振動板の接合面において、圧電素子と振動板の変形量が同じである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下では、本発明をインクジェットプリンタ（以下、単に「プリンタ」という）に適用した場合について説明する。
【００２３】
まず、図１を用いてプリンタ１０の概要を説明する。なお、記録媒体は記録紙Ｐとして説明する。また図１では、プリンタ１０における記録紙Ｐの搬送方向を副走査方向として矢印Ｓで表し、その搬送方向と直交する方向を主走査方向として矢印Ｍで表す。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態のプリンタ１０は、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各記録ユニット７２を搭載するキャリッジ７６を備えている。キャリッジ７６には、記録紙Ｐの搬送方向上流側に一対のブラケット７８が突設されており、この一対のブラケット７８にそれぞれ形成された円形孔７８Ａには、主走査方向に架設されたシャフト８０が挿通されている。
【００２５】
キャリッジ７６に対し主走査方向の両端側には、主走査機構８２を構成する駆動プーリー８４と従動プーリー８６が配設されており、これらの駆動プーリー８４と従動プーリー８６にはタイミングベルト８８が巻回されている。上記のキャリッジ７６は、このタイミングベルト８８の一部に固定されており、駆動プーリー８４の回転駆動によってタイミングベルト８８が主走査方向に走行すると、一対のブラケット７８がシャフト８０にガイドされて主走査方向に往復移動する。
【００２６】
キャリッジ７６及びシャフト８０の下方には、搬送ローラー９０及び排出ローラー９２からなる副走査機構９４が設けられている。副走査機構９４は、画像記録前の記録紙Ｐを束にして載置する給紙トレイ９６から１枚ずつ給紙された記録紙Ｐを所定のピッチで副走査方向へ搬送する。
【００２７】
ここで、プリンタ１０には、図２に示すように、装置全体の動作を制御するコントローラ１２と、記録ユニット７２を構成し複数のノズルから吐出する液滴によって画像を形成する液滴吐出ヘッド２０と、所定の駆動波形の駆動電圧を生成して液滴吐出ヘッド２０を駆動させる制御を行う駆動制御回路１６と、を備えている。
【００２８】
コントローラ１２は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えており、図示しない外部装置から画像データが入力されると、当該画像データに対してハーフトーン処理等の各種画像処理を行って画素を構成するドット毎のドットデータを生成する。そして、コントローラ１２は、生成したドットデータに基づいて液滴吐出ヘッド２０の各ノズルからの液滴の吐出／不吐出を指定した複数ラインの制御信号を駆動制御回路１６へ順次出力する。
【００２９】
図３に示すように、液滴吐出ヘッド２０は、複数の圧力室４６及び複数の圧電素子５２を備えている。圧力室４６には、図示しないインクカートリッジから適量のインクが供給され、一時的にインクが蓄えられるようになっており、各圧力室４６はそれぞれ個別にノズル（不図示）を介して外部とつながっている。また、各圧力室４６の壁面の一部には、振動板４６Ａが設けられており、該振動板４６Ａに圧電素子５２が取り付けられている。
【００３０】
圧電素子５２は、振動板４６Ａの表面に設けられ該圧電素子５２の一方の極性となる下部電極５２Ａと、下部電極５２Ａの表面に形成され撓み変形可能な圧電体５２Ｂと、圧電体５２Ｂの表面に形成され圧電素子５２の他方の極性となる上部電極５２Ｃと、を備えている。そして、上部電極５２Ｃと下部電極５２Ａとの間で電位差を生じさせることで圧電体５２Ｂが撓み変形するが、ここでは、上部電極５２Ｃ、下部電極５２Ａ及び圧電体５２Ｂを特に区別せず、単に圧電素子５２として説明する場合もある。
【００３１】
また、圧電素子５２は真空堆積法によって振動板４６Ａ上に形成させることで、焼結後、張り合わせにより圧電素子５２を形成する機械的形成方法に比べ、圧電素子５２の高密度化・高精度化・低コスト化を実現可能とする。この圧電素子５２の表面に、低透水性の耐湿保護膜６０（以下、「保護膜６０」という）が着膜されている。
【００３２】
保護膜６０は、水分透過性が低くなる条件で着膜し、水分が圧電素子５２の内部に侵入し圧電素子５２が信頼性不良（圧電素子５２内の酸素を還元することにより生ずる圧電特性の劣化）となることを防止する。ここで、この保護膜６０は、無機系の材料で構成されており、具体的にはＳｉ（シリコン）をベースとした酸化膜、窒化膜、または酸窒化膜が用いられ、耐インク性を得るようにしている。
【００３３】
一方、駆動制御回路１６は、液滴吐出ヘッド２０の各ノズルにそれぞれ対応して設けられた各圧電素子５２とそれぞれ配線によって個別に電気的に接続されており、それぞれの配線毎に通電のオン／オフを個別に制御するスイッチ回路５４を内蔵している。
【００３４】
また、駆動制御回路１６は、所定の駆動波形の駆動電圧を生成する駆動電圧生成回路５６を内蔵しており、コントローラ１２より入力された複数ラインの制御信号に応じて各スイッチ回路５４をオン／オフさせることにより、生成した駆動電圧の各圧電素子５２への印加を制御する。
【００３５】
圧電素子５２は、駆動制御回路１６より供給された駆動電圧が印加されて変形することにより振動板４６Ａに対する押圧力を変化させて圧力室４６内に体積変化を発生させる。液滴吐出ヘッド２０では、圧力室４６内の体積変化により発生するインクの振動波（圧力波）によって圧力室４６内に蓄えられたインクがノズルから吐出される。
【００３６】
本実施の形態では、まず、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分としたリラクサー系材料により厚さｔｐ＝３５μｍの圧電体５２Ｂを形成する。ここで、主成分とは、７０％以上の含有率を有することである。この圧電体５２Ｂ（圧電素子５２）では、一定の電圧レベルのバイアス電圧と正弦波形の波形電圧とが重畳された重畳電圧が印加された場合に、当該バイアス電圧の電圧レベルに応じて静電容量及び変形量の少なくとも一方が変化する。
【００３７】
例えば、図４に示すような一定の電圧レベルのバイアス電圧と１０ｋＨｚでかつピークツーピークの電圧が５Ｖの正弦波形の波形電圧とが重畳された重畳電圧を、バイアス電圧を変えながら圧電素子５２に印加して当該圧電素子５２の変形量δを測定した場合の、電界強度（Ｖ／μｍ）と変形量δの関係の一例を図５に示している。
【００３８】
なお、この変形量δは、例えば、レーザードップラー振動計を用いて、圧力室内の振動板の動作を測定することに求めることができる。そして、図５に示されるように、変形量δは、電界強度に応じて変化することが解る。
【００３９】
また、図６に示すような一定の電圧レベルのバイアス電圧と１ｋＨｚでかつピークツーピークの電圧が１Ｖの正弦波形の波形電圧とが重畳された重畳電圧を、バイアス電圧を変えながら圧電素子５２に印加して当該圧電素子５２の静電容量Ｃｐを測定した場合の、電界強度と静電容量Ｃｐの関係を図７に示している。これによると、静電容量Ｃｐは電界強度に応じて変化することが解る。
【００４０】
ここで、本発明者は、鋭意検討を行なった結果、圧電素子５２に駆動電圧が印加された際の圧電素子５２の変形による圧力室４６内の排除体積ΔＱと、当該圧電素子５２を駆動させるための電気的な投入エネルギＪとの間に以下の（１）式に示すような関係があることを見出した。
【００４１】
【数１】
0005277663.tif 000002
【００４２】
ここで、
ε：圧電素子の比誘電率
ε０：真空誘電率
ｔ：圧電素子及び振動板の厚さ
ｔｐ：圧電素子の厚さ
υ：振動板のポアソン比
ｄ３１：圧電定数（横効果）
ｗ：振動板の幅
ｌ：振動板の長さ
【００４３】
以下、この（１）式の導出について説明する。
振動板４６Ａの幅ｗが長さｌに対して十分に小さい場合（ｗ＜＜ｌ（平面応力状態））、圧電素子５２は、単純な２次元モデルとして、図８に示すような両端固定梁が等分布加重を受けるモデルに置き換えることができる。なお、図８の紙面横方向（ｘ方向）の距離を圧電素子５２の厚さｗとし、紙面垂直方向（ｙ方向）の距離を圧電素子５２の長さｌとする。
【００４４】
このモデルにおいて圧電素子５２の撓みδは以下の（２）式のように表わされる。
【００４５】
【数２】
0005277663.tif 000003
【００４６】
ここで、
Ｅ：圧電素子のヤング率
ｐ：等分布加重
これにより、圧力室４６の体積変化量ΔＱは以下の（３）式のように表わされる。
【００４７】
【数３】
0005277663.tif 000004
【００４８】
この（３）式に上記（２）式を代入すると、以下の（４）式のように表わされる。
【００４９】
【数４】
0005277663.tif 000005
【００５０】
次に、この（４）式中の等分布加重ｐに関して考える。両端固定梁において固定端部の曲げモーメントＭは以下の（５）式のように表わされる。
【００５１】
【数５】
0005277663.tif 000006
【００５２】
また、圧電素子５２に発生する発生応力σｐは、圧電素子５２の厚さをｔｐとし、圧電素子５２に印加される電圧をＶとし、圧電定数（横効果）をｄ３１とすると、以下の（６）式のように表わされる。
【００５３】
【数６】
0005277663.tif 000007
【００５４】
さらに、曲げモーメントＭは、断面係数ｚと発生応力σｐとの積であるので、以下の（７）式のように表わされる。
Ｍ＝ｚσｐ・・・（７）
この（７）式に上記（６）式を代入すると、以下の（８）式のように表わされる。
【００５５】
【数７】
0005277663.tif 000008
【００５６】
上記（５）式に（８）式を代入して、等分布加重ｐについての式に変形すると、等分布加重ｐは、以下の（９）式のように表わされる。
【００５７】
【数８】
0005277663.tif 000009
【００５８】
次に、以上の結果を踏まえて投入エネルギーＪを求める
投入エネルギーＪは、圧電素子５２の静電容量Ｃｐにより、以下の（１０）式のように表わされる。
【００５９】
【数９】
0005277663.tif 000010
【００６０】
静電容量Ｃｐは、圧電素子５２の比誘電率をεとし、真空誘電率をε０（＝８．８５４×１０−１２［Ｆ／ｍ］）とすると、以下の（１１）式のように表わされる。
【００６１】
【数１０】
0005277663.tif 000011
【００６２】
また、駆動電圧Ｖは、上記（４）式に上記（９）式を代入して、Ｖについての式に変形すると、以下の（１２）式のように表わされる。
【００６３】
【数１１】
0005277663.tif 000012
【００６４】
そして、上記（１０）式に（１１）式及び（１２）式を代入すると、（１）式が導出される。
【００６５】
【数１２】
0005277663.tif 000013
【００６６】
この（１）式において、第二項は圧電素子５２の圧電素子材料の物性値により定まり、第三項は圧電素子５２の形状により定まる。
この（１）式から解るように、必要な排除体積ΔＱを得るための投入エネルギＪを小さくするためには、第二項を小さくすればよく、そのためには、圧電素子５２の比誘電率εを、圧電横効果の圧電定数ｄ３１の２乗で除した値を小さくすることが望ましい。
【００６７】
一方、図９には、図４に示すグラフ１と図６に示すグラフ２の結果を使用して、静電容量Ｃｐを変形量δの二乗で除算（Ｃｐ／δ２）することにより得られる値と電界強度との関係を示したグラフ３が示されている。これによると、電界強度が０．７１Ｖ／μｍから０．８６Ｖ／μｍ近傍でＣｐ／δ２の値が最も大きくなっていることが解る。
【００６８】
ここで、変形量δは圧電定数ｄ３１と比例する関係（δ∝ｄ３１）にあり、静電容量Ｃｐは比誘電率εと比例する関係（Ｃｐ∝ε）にある。このため、（１）式から、グラフ３の縦軸は、同じ排除体積ΔＱを得るための投入エネルギＪの大きさに相関することになる。従って、電界強度が０．７１Ｖ／μｍから０．８６Ｖ／μｍ近傍で最もエネルギ効率が高くなるといえる。
【００６９】
ところで、図１０（Ａ）に示すような部材座標系において、保護膜６０に均一な応力σiが働き、図１０（Ｂ）のように変形する場合を考える。この系に発生する曲げモーメントＭｉは以下の（１３）式となる。
【００７０】
【数１３】
0005277663.tif 000014
【００７１】
これと同様に、圧電素子５２中に均一な応力σpが発生した場合を考える。このとき、この系に発生する曲げモーメントＭＰは以下の（１４）式となる。
【００７２】
【数１４】
0005277663.tif 000015
【００７３】
ここで、アクチュエータ６２（圧電素子５２及び振動板４６Ａを含んで構成される）の中立軸Ｎは圧電素子５２と振動板４６Ａの接合部付近であり、圧電素子５２と振動板４６Ａの接合面において、圧電素子５２と振動板４６Ａの変形量が同じである。
【００７４】
つまり、図１０（Ｂ）と図１０（Ｃ）が同じ変形状態（同じ曲率ρ）になる場合を考える。図１０（Ｂ）と図１０（Ｃ）では曲げ剛性は同じ値となるため、同じ曲率になるためには、曲げモーメント（１３）式と（１４）式が同じ値になる必要がある（Ｍｉ＝ＭＰ）。つまり、以下の（１５）式となる。
【００７５】
【数１５】
0005277663.tif 000016
【００７６】
この（１５）式はσpについて以下の（１６）式に変形できる。
【００７７】
【数１６】
0005277663.tif 000017
【００７８】
また、圧電素子５２に電圧Ｖが印加された場合に発生する応力は、圧電素子５２の横効果の圧電定数をｄ３１とすると、以下の（１７）式になる。
【００７９】
【数１７】
0005277663.tif 000018
【００８０】
（１６）式に（１７）式を代入してＶについて整理すると、
【００８１】
【数１８】
0005277663.tif 000019
【００８２】
となる。この（１８）式から保護膜６０の応力σｉにより圧電素子５２が受ける応力を再現するためには、圧電素子５２に何ボルト印加するとよいかが算出される。ここで、保護膜厚ｔｉが圧電素子厚ｔＰに比べて十分小さい場合、式（１８）中のｔｉ２は無視できるため、（１８）式は以下のように変形できる。
【００８３】
【数１９】
0005277663.tif 000020
【００８４】
前述したように、電界強度が０．７１Ｖ／μｍから０．８６Ｖ／μｍ近傍でエネルギ効率が高くなることがわかっている。このため、式（１９）を、電界強度（Ｖ／ｔｐ）を算出する式（２０）に変形する。
【００８５】
【数２０】
0005277663.tif 000021
【００８６】
そして、この式（２０）により、
０．７１≦２・σｉ・ｔｉ／ｄ３１・ＥＰ・ｔｐ≦０．８６・・・（２１）
の関係式が得られる。
【００８７】
本実施の形態では、圧電体５２Ｂは、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分としたリラクサー系材料で構成しているため、圧電素子５２の横効果の圧電定数はｄ３１＝−２８７［ｐｍ／Ｖ］、ヤング率はＥｐ＝６０［Ｇｐａ］である。この圧電素子５２を使用して、保護膜６０の検討を行う。
【００８８】
つまり、式（２０）による左辺、Ｖ／ｔｐ（電界強度）が０．７１Ｖ／μｍでは、厚さｔｐ＝４［μｍ］の圧電素子５２を有するアクチュエータ６２に保護膜６０を形成する場合、保護膜厚ｔｉ＝０．２［μｍ］とすると、保護膜６０の応力は、σｉ＝１２３［Ｍｐａ］となる。つまり、保護膜厚ｔｉ＝０．２［μｍ］のとき、保護膜６０の応力がσｉ＝１２３［Ｍｐａ］となるように設定することで、圧電素子５２のエネルギ効率が良好となる。
【００８９】
これまでの圧電素子５２の駆動方法では、圧電素子５２に耐湿性の保護膜６０を形成すると、アクチュエータ６２の変位量が低下するとされており、小さな電位で大きな変位量を得るため、電位の低い部分で圧電素子５２が駆動するように駆動波形を設定していた。
【００９０】
しかしながら、本発明では、保護膜６０の膜応力を利用することにより、アクチュエータ６２の変位量は低下するが圧電素子５２のエネルギ変換効率を大きくすることができることが解った。
【００９１】
そして、鋭意実験の結果、このＶ／ｔｐに対しては、±約５０％の公差が生じることも解った。このため、この５０％の公差を考慮すると、
０．３５≦２・σｉ・ｔｉ／ｄ３１・ＥＰ・ｔｐ≦１．２９・・・（２１）
の関係式が得られる。
【００９２】
ここで、圧電素子５２の厚さを４μｍとしたが、表１に示すように、圧電素子５２を１．０μｍ未満の厚みで形成した場合、或いは２０．０μｍよりも厚く形成した場合、圧電素子５２の製品としての適否が△或いは×となっている。
【００９３】
つまり、圧電素子５２を１．０μｍ未満の厚みで形成した場合、製造上のバラツキの問題もあり、小孔が発生してしまうおそれがあり、製品上のバラツキが生じ、また、圧電素子５２を２０．０μｍよりも厚く形成した場合、圧電素子５２の変形を疎外してしまい、圧電素子５２の変形効率が低下してしまうからである。したがって、これらの結果から、圧電素子５２の厚さは、１μｍ以上２０μｍ以下が好ましいことが解る。
【００９４】
【表１】
0005277663.tif 000022
【００９５】
なお、本発明は、液滴吐出ヘッド２０を主走査方向に往復移動させながら、記録用紙に対して画像を記録するプリンタ１０に適用させたが、液滴吐出ヘッド２０を記録用紙の幅より幅広とした長尺ヘッドとして、多数のノズルが記録用紙の幅方向に沿って設けられたものとし、記録用紙を副走査方向へ相対的に移動させながら、当該液滴吐出ヘッド２０の各ノズルから液滴を吐出することにより記録用紙の全幅を一括で記録するプリンタ１０に適用してもよい。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００９６】
その他、本実施の形態で説明したプリンタ１０の構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。また、本実施の形態で説明した圧電素子のバイアス電圧の変化に対する変形量、静電容量の特性（図５及び図７参照）も一例であることは言うまでもない。
【００９７】
また、本実施形態で説明したプリンタ１０は、記録媒体上へ画像（文字を含む）を記録するものであったが、本発明のプリンタ１０は、これに限定されるものではない。また、吐出する液体もインクに限定されるものではない。例えば半導体や液晶表示器等のパターン形成のためにシート状の基板に液滴を吐出するパターン形成装置等の他の液滴吐出記録装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の実施の形態に係る液滴吐出装置を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る液滴吐出装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る液滴吐出装置の駆動制御回路及び液滴吐出ヘッドの概略構成を示す図である。
【図４】圧電素子の変形量を測定する際に印加する電圧波形の一例を示す波形図である。
【図５】バイアス電圧毎の圧電素子の変形量の変化を示すグラフである。
【図６】圧電素子の静電容量を測定する際に印加する電圧波形の一例を示す波形図である。
【図７】バイアス電圧毎の圧電素子の静電容量の変化を示すグラフである。
【図８】圧電素子を２次元モデルとしてモデル化した図である。
【図９】変形量の二乗を静電容量で除算することにより得られる値とバイアス電圧との関係を示したグラフである。
【図１０】（Ａ）は、圧電素子を２次元モデルとしてモデル化した図であり、（Ｂ）、（Ｃ）は、（Ａ）において、曲げモーメントが発生した状態をモデル化した図である。
【符号の説明】
【００９９】
１０      プリンタ（液滴吐出装置）
４６      圧力室
４６Ａ    振動板
５２      圧電素子
６０      保護膜
６２      アクチュエータ（圧電アクチュエータ）
【図１】
0005277663.tif 000023
【図２】
0005277663.tif 000024
【図３】
0005277663.tif 000025
【図４】
0005277663.tif 000026
【図５】
0005277663.tif 000027
【図６】
0005277663.tif 000028
【図７】
0005277663.tif 000029
【図８】
0005277663.tif 000030
【図９】
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【図１０】
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