(57)【要約】【課題】  小さな駆動電圧で大きな歪みを得ることができるアクチュエータ装置及び液体噴射ヘッド並びに液体噴射装置を提供する。【解決手段】  基板の一方面側に設けられた振動板を介して設けられ且つ下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子を具備し、前記圧電体層の圧電定数ｄ３１と前記圧電体層の弾性コンプライアンスＳ１１Ｅとの比ｄ３１／Ｓ１１Ｅが５Ｃ／ｍ２より大きく、前記振動板の弾性コンプライアンスＳ１１Ｅが２×１０−８ｍ２／Ｎより大きくする。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方面側に設けられた振動板を介して設けられ且つ下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子を具備し、
前記圧電体層の圧電定数ｄ３１と前記圧電体層の弾性コンプライアンスＳ１１Ｅとの比ｄ３１／Ｓ１１Ｅが５Ｃ／ｍ２より大きく、前記振動板の弾性コンプライアンスＳ１１Ｅが
２×１０−８ｍ２／Ｎより大きいことを特徴とするアクチュエータ装置。
【請求項２】
請求項１において、前記ｄ３１／Ｓ１１Ｅが７．５Ｃ／ｍ２より大きいことを特徴とするアクチュエータ装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記圧電体層がチタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）を主体とし、Ｙ、Ｃｅ及びＮｄからなる群から選択された少なくとも一種の元素を添加剤として混入したものであることを特徴とするアクチュエータ装置。
【請求項４】
請求項３において、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ及びＷの群から選択される少なくとも一種の元素を添加剤として含有することを特徴とするアクチュエータ装置。
【請求項５】
請求項３又は４において、前記添加剤が、総モル比で１０ａｔ％未満含有されることを特徴とするアクチュエータ装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかのアクチュエータ装置を、前記基板に形成された圧力発生室に当該圧力発生室内の液体をノズル開口から吐出させるための圧力を発生させる圧力発生手段として具備することを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項７】
請求項６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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子を具備するアクチュエータ装置及び液滴を噴射するための駆動源としてアクチュエータ装置を具備する液体噴射ヘッド並びに液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電圧を印加することにより変位する圧電素子を具備するアクチュエータ装置は、例えば、液滴を噴射する液体噴射ヘッド等に搭載される。このような液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置としては、例えば、圧電素子や発熱素子によりインク滴吐出のための圧力を発生させる複数の圧力発生室と、各圧力発生室にインクを供給する共通のリザーバと、各圧力発生室に連通するノズル開口とを備えたインクジェット式記録ヘッドを具備するインクジェット式記録装置があり、このインクジェット式記録装置では、印字信号に対応するノズルと連通した圧力発生室内のインクに吐出エネルギを印加してノズル開口からインク滴を吐出させる。
【０００３】
このようなインクジェット式記録ヘッドには、前述したように圧力発生室として圧力発生室内に駆動信号によりジュール熱を発生する抵抗線等の発熱素子を設け、この発熱素子の発生するバブルによってノズル開口からインク滴を吐出させるものと、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ノズル開口からインク滴を吐出させる圧電振動式の２種類のものに大別される。
【０００４】
また、圧電振動式のインクジェット式記録ヘッドには、圧電素子を軸方向に伸長、収縮する縦振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータを使用したものの２種類が実用化されている。
【０００５】
前者は圧電素子の端面を振動板に当接させることにより圧力発生室の容積を変化させることができて、高密度印刷に適したヘッドの製作が可能である反面、圧電素子をノズル開口の配列ピッチに一致させて櫛歯状に切り分けるという困難な工程や、切り分けられた圧電素子を圧力発生室に位置決めして固定する作業が必要となり、製造工程が複雑であるという問題がある。
【０００６】
これに対して後者は、圧電材料のグリーンシートを圧力発生室の形状に合わせて貼付し、これを焼成するという比較的簡単な工程で振動板に圧電素子を作り付けることができるものの、たわみ振動を利用する関係上、ある程度の面積が必要となり、高密度配列が困難であるという問題がある。
【０００７】
一方、後者の記録ヘッドの不都合を解消すべく、振動板の表面全体に亙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法により圧力発生室に対応する形状に切り分けて各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提案されている（特許文献１参照）。
【０００８】
これによれば圧電素子を振動板に貼付ける作業が不要となって、リソグラフィ法という精密で、かつ簡便な手法で圧電素子を高密度に作り付けることができるばかりでなく、圧電素子の厚みを薄くできて高速駆動が可能になるという利点がある。
【０００９】
このような圧電素子のひずみ最適条件は、圧電体の分極軸（双極子）と電場とのなす各θが圧電体の何れの領域においても同一である構造、すなわち、エンジニアード・ドメイン構造であることであり、菱面体晶系では電界Ｅが面方位（００１）方向に印加された状態が一番大きなひずみが得られるとされており、ひずみ易さの係数である圧電定数ｄ３１やｄ３３ができるだけ大きな圧電体結晶の組成改良が行われ、リラクサ強誘電体単結晶（ＰＭＮ−ＰＴ）（特許文献２参照）やＰＺＮ−ＰＴなどが知られている。
【００１０】
しかしながら、このような強誘電体は、ｄ３３が２５００ｐＣ／Ｎ以上あるが、負荷をかけた状態での最大発生応力は２０ＭＰａ程度であり、却ってＰＺＴの３５ＭＰａの方が大きいことを知見した。
【００１１】
【特許文献１】特開平５−２８６１３１号公報
【特許文献２】特表２００１−５０９３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑み、小さな駆動電圧で大きな歪みを得ることができるアクチュエータ装置及び液体噴射ヘッド並びに液体噴射装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決する本発明の第１の態様は、基板の一方面側に設けられた振動板を介して設けられ且つ下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子を具備し、前記圧電体層の圧電定数ｄ３１と前記圧電体層の弾性コンプライアンスＳ１１Ｅとの比ｄ３１／Ｓ１１Ｅが５Ｃ／ｍ２より大きく、前記振動板の弾性コンプライアンスＳ１１Ｅが
２×１０−８ｍ２／Ｎより大きいことを特徴とするアクチュエータ装置にある。
かかる第１の態様では、圧電体層の圧電定数ｄ３１と圧電体層の弾性コンプライアンスＳ１１Ｅとの比ｄ３１／Ｓ１１Ｅが所定値より大きく且つ振動板の弾性コンプライアンスが所定値より大きいので、十分なひずみ変形を得ることができる。
【００１４】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記ｄ３１／Ｓ１１Ｅが７．５Ｃ／ｍ２より大きいことを特徴とするアクチュエータ装置にある。
かかる第２の態様では、圧電体層の圧電定数ｄ３１と前記圧電体層の弾性コンプライアンスＳ１１Ｅとの比ｄ３１／Ｓ１１Ｅが７．５Ｃ／ｍ２より大きいので、高密度化されたアクチュエータにおいても十分なひずみ変形を得ることができる。
【００１５】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記圧電体層がチタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）を主体とし、Ｙ、Ｃｅ及びＮｄからなる群から選択された少なくとも一種の元素を添加剤として混入したものであることを特徴とするアクチュエータ装置にある。
かかる第３の態様では、ＰＺＴに所定の元素を添加剤として混入することにより、圧電体層の圧電定数ｄ３１と圧電体層の弾性コンプライアンスＳ１１Ｅとの比がさらに大きくなる。
【００１６】
本発明の第４の態様は、第３の態様において、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ及びＷの群から選択される少なくとも一種の元素を添加剤として含有することを特徴とするアクチュエータ装置にある。
かかる第４の態様では、ＰＺＴに所定の元素を添加剤としてさらに混入することにより、所望の特性の向上をさらに図ることができる。
【００１７】
本発明の第５の態様は、第３又は４の態様において、前記添加剤が、総モル比で１０ａｔ％未満含有されることを特徴とするアクチュエータ装置にある。
かかる第５の態様では、添加剤の量を所定値より小さくすることにより、圧電体層の圧電定数ｄ３１と圧電体層の弾性コンプライアンスＳ１１Ｅとの比ｄ３１／Ｓ１１Ｅを所定値より大きくし易くなる。
【００１８】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様のアクチュエータ装置を、前記基板に形成された圧力発生室に当該圧力発生室内の液体をノズル開口から吐出させるための圧力を発生させる圧力発生手段として具備することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第６の態様では、圧電体層の圧電定数ｄ３１と圧電体層の弾性コンプライアンスＳ１１Ｅとの比ｄ３１／Ｓ１１Ｅが所定値より大きく且つ振動板の弾性コンプライアンスを所定値より大きいので、十分なひずみ変形を得ることができ、小さな電圧で大きな歪みを得ることができる液体噴射ヘッドを提供することができる。
【００１９】
本発明の第７の態様は、第６の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。
かかる第７の態様では、液滴の吐出特性を著しく向上した液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
（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は、図１の平面図及びそのＡ−Ａ′断面図である。
【００２２】
図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態ではシリコン単結晶基板からなり、その両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。
【００２３】
この流路形成基板１０には、その他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２が並設され、その長手方向外側には、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００の一部を構成する連通部１３が形成され、各圧力発生室１２の長手方向一端部とそれぞれインク供給路１４を介して連通されている。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。
【００２４】
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とは反対側で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の接着層５１を介して固着されている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０−６／℃］であるガラスセラミックス、又はステンレス鋼などからなる。ノズルプレート２０は、一方の面で流路形成基板１０の一面を全面的に覆い、シリコン単結晶基板を衝撃や外力から保護する補強板の役目も果たす。また、ノズルプレート２０は、流路形成基板１０と熱膨張係数が略同一の材料で形成するようにしてもよい。この場合には、流路形成基板１０とノズルプレート２０との熱による変形が略同一となるため、熱硬化性の接着剤等を用いて容易に接合することができる。
【００２５】
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、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）等からなり厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が積層形成されている。また、この絶縁体膜５５上には、イリジウム（Ｉｒ）からなり厚さが約０．１〜０．５μｍの下電極膜６０と、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなり厚さが例えば、約１．０μｍの圧電体層７０と、金、白金又はイリジウム等からなり厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜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、下電極膜６０は圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜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。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせてアクチュエータ装置と称する。なお、薄膜のパターニングにより、弾性膜５０及び絶縁体膜５５が振動板として作用する場合や圧電素子３００を構成する下電極膜６０も振動板として機能を担う場合もある。
【００２６】
ここで、圧電体層７０は、その圧電定数ｄ３１と弾性コンプライアンスＳ１１Ｅとの比ｄ３１／Ｓ１１Ｅが５Ｃ／ｍ２より大きく、好ましくは７．５Ｃ／ｍ２より大きくなるような材料とするのが望ましい。また、振動板の弾性コンプライアンスＳ１１Ｅは、２×１０−８ｍ２／Ｎより大きくなるようにするのが好ましい。
【００２７】
このように圧電体層７０の圧電定数ｄ３１と弾性コンプライアンスＳ１１Ｅとの比ｄ３１／Ｓ１１Ｅを所定値以上とするのは、薄膜タイプのアクチュエータ装置においてのひずみ変形を十分に大きくして、液体噴射ヘッドとしたときに十分な液体吐出量を得ることができるようにするためである。
【００２８】
さらに詳言すると、薄膜タイプのアクチュエータ装置では、従来のように圧電定数のみの向上を図っても十分はひずみ変形は得られず、圧電体層の圧電定数及び弾性コンプライアンスの比が重要となる。すなわち、振動板を駆動するための圧電体層７０としては、圧電定数がある程度大きいことは勿論であるが、ある程度の硬さがないと十分なひずみ変形が得られないという知見に基づき、本発明は完成された。
【００２９】
薄膜の場合の圧電特性向上のポイントは、弾性コンプライアンスを必要以上に大きくしないでｄ３１を高めることが必要である。例えば、バルク材のように高濃度に添加剤を添加すると、コンプライアンスが大きくなり、負荷に対して仕事をしなくなる。薄膜ではひずみが駆動源になるが、バルク材では低電圧領域におけるひずみの対電圧感度が駆動源になるので、後述するような添加剤の添加量が全く異なってくる。
【００３０】
上述したような圧電素子３００において、駆動の際の発生応力は、圧電体層７０への印加電圧をＶ、圧電体層７０の厚さをｔｐｚｔとすると、以下の計算により試算される。
【００３１】
発生応力＝（ｄ３１／Ｓ１１Ｅ）・（Ｖ／ｔｐｚｔ）
【００３２】
また、この発生応力は、圧電体層７０のヤング率をＥｐｚｔとすると、Ｅｐｚｔ＝（１／Ｓ１１Ｅ）であるから、発生応力は以下の式で表される。
【００３３】
発生応力＝Ｅｐｚｔ・ｄ３１・（Ｖ／ｔｐｚｔ）
【００３４】
そして、この発生応力はひずみ変形した振動板が戻ろうとする力より大きくなければ、液体を吐出することはできない。なお、振動板が戻ろうとする力、すなわち、振動板の応力は、振動板のヤング率をＥＳｕｂ、振動板の厚さをｔＳｕｂ、幅をＷ、変位をδとすると、以下の式で表される。
【００３５】
振動板の応力＝［ＥＳｕｂ・（ｔＳｕｂ）２／Ｗ２ｔｐｚｔ］・δ
【００３６】
ここで、圧電体層７０の圧電定数ｄ３１と弾性コンプライアンスＳ１１Ｅとの比ｄ３１／Ｓ１１Ｅが５Ｃ／ｍ２より大きいという条件は、３００ｎｍ程度のたわみ変位が得られる条件であり、３６０ｄｐｉの液体噴射ヘッドで実用レベルの液体吐出量が得られるものであり、７．５Ｃ／ｍ２より大きいと、５００ｎｍ程度のたわみ変位が得られる条件となる。
【００３７】
一方、このようなアクチュエータ装置を例えば液体噴射ヘッドに用いて液体を吐出するためには、振動板の弾性コンプライアンスＳ１１Ｅは、２×１０−８ｍ２／Ｎより大きいのが好ましい。
【００３８】
本発明において、圧電体層７０の圧電定数ｄ３１と弾性コンプライアンスＳ１１Ｅとの比ｄ３１／Ｓ１１Ｅが５Ｃ／ｍ２より大きく、好ましくは７．５Ｃ／ｍ２より大きくなるような圧電体層７０としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）が好ましい。ＰＺＴを用いると、硬さと圧電定数とが十分に大きい圧電体層７０が実現できるからである。なお、圧電定数が著しく大きいものとして開発されたＰＭＮ−ＰＴやＰＺＮ−ＰＴは、柔らかすぎて上述した条件を満足できることはほとんどない。
【００３９】
ここで、ＰＺＴに硬さを著しく小さくせず且つ圧電定数を向上させる添加剤を混入させてもよい。このような添加剤としては、Ｙ、Ｃｅ及びＮｄからなる群から選択された少なくとも一種の元素を挙げることができる。ＹやＣｅは、結晶化率の向上を図ると共に熱的安定性を向上させ、また、Ｎｄは組成分布の均一化を図り、これにより、圧電定数を向上させるものである。
【００４０】
また、これらの元素に加えて、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ及びＷの群から選択される少なくとも一種の元素を添加剤として含有させてもよい。Ｎｂは酸素欠損を防止し、Ｔａはコンプライアンスを上昇させて歪み易くし、Ｓｂはコンプライアンスを小さくし、また、Ｗは誘電率を大きくして変位−電圧特性の線形性を向上させるものであり、何れも上述したＹ、Ｃｅ及びＮｄと共に用いて効果がある。
【００４１】
このような添加剤は、総モル比で１０ａｔ％未満含有されるようにするのが好ましい。これ以上添加すると、圧電体層７０が柔らかくなり、すなわち、ヤング率が小さくなり、上述した条件が得られなくなるからである。なお、このような添加剤は、酸化物の状態でＰＺＴ内に存在することになる。
【００４２】
本発明においてはこのような材料を用いて圧電体層７０を成膜して所定の厚さとし、圧電定数やヤング率を所定の値になるようにするが、例えば、圧電体層７０を０．５〜２μｍ前後の厚さで形成する。
【００４３】
なお、圧電体層７０の面方位は（１００）であるのが好ましい。このような圧電体層７０とするためには、従来技術として説明したように、下電極膜６０上にチタン層を形成して圧電体層７０を自由成長させてもよいし、下電極膜６０を（１００）で形成して圧電体層７０をエピタキシャル成長させてもよいし、下電極膜６０上に下地層を介して圧電体層７０を設けてもよく、これらの構成は特に限定されない。
【００４４】
一方、圧電素子３００の個別電極である各上電極膜８０には、インク供給路１４側の端部近傍から引き出され、絶縁体膜５５上にまで延設される、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が接続されている。
【００４５】
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、下電極膜６０、絶縁体膜５５及びリード電極９０上には、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３１を有する保護基板３０が接着剤３４を介して接合されている。このリザーバ部３１は、本実施形態では、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、上述の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１００を構成している。
【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３２が設けられている。保護基板３０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。
【００４７】
このような保護基板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。
【００４８】
また、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の端部近傍は、貫通孔３３内に露出するように設けられている。
【００４９】
また、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１１０が固定されている。この駆動回路１１０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１１０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１２０を介して電気的に接続されている。
【００５０】
また、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。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によってリザーバ部３１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、リザーバ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。
【００５１】
また、このリザーバ１００の長手方向略中央部外側のコンプライアンス基板４０上には、リザーバ１００にインクを供給するためのインク導入口４４が形成されている。さらに、保護基板３０には、インク導入口４４とリザーバ１００の側壁とを連通するインク導入路３５が設けられている。
【００５２】
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と接続したインク導入口４４からインクを取り込み、リザーバ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下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、下電極膜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。
【００５３】
（実施例）
圧電体層７０の圧電定数ｄ３１と弾性コンプライアンスＳ１１Ｅとの比ｄ３１／Ｓ１１Ｅが５Ｃ／ｍ２より大きいという条件は、電界強度Ｅ＝（Ｖ／ｔｐｚｔ）が２５Ｖ／μｍとすると、発生応力Ｅｐｚｔ・ｄ３１・Ｅは１２．５ＭＰａより大きくならなければならない。一方、変位δを３６０ｎｍ以上とすると、ひずみで０．３５％以上必要となる。このようなひずみと発生応力との関係をＰＺＴ、ＹドープＰＺＴ（Ｙ：３ａｔ％添加）、及びＰＺＮ−ＰＴの３種の圧電体層について図３に示した。
【００５４】
この結果、ＰＺＴやＹ−ＰＺＴでは、本発明の条件を満足して使用できる範囲が広いが、ＰＺＮ−ＰＴでは本発明の条件を満足する圧電体層はほぼ得られないことがわかった。
【００５５】
（実施例１）
組成（Ｐｂ１．０５Ｙ０．０３）（Ｚｒ０．５３Ｔｉ０．４４Ｘ０．０３）とし、ＸをＮｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｗと変化させたときのｄ３１／Ｓ１１Ｅ（Ｃ／ｍ２）を求めた。この結果を表１に示す。
【００５６】
（実施例２）
組成（Ｐｂ１．０５Ｃｅ０．０３）（Ｚｒ０．５３Ｔｉ０．４４Ｘ０．０３）とし、ＸをＮｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｗと変化させたときのｄ３１／Ｓ１１Ｅ（Ｃ／ｍ２）を求めた。この結果を表１に示す。
【００５７】
（実施例３）
組成（Ｐｂ１．０５Ｃｅ０．０３Ｙ０．０２）（Ｚｒ０．５３Ｔｉ０．４４Ｘ０．０３）とし、Ｘを（Ｎｂ＋Ｔａ）、（Ｎｂ＋Ｓｂ）、（Ｎｂ＋Ｗ）、（Ｔａ＋Ｓｂ）、（Ｔａ＋Ｗ）と変化させたときのｄ３１／Ｓ１１Ｅ（Ｃ／ｍ２）を求めた。この結果を表１に示す。
【００５８】
【表１】
2007049025.tif 000002
【００５９】
この結果、添加剤を混入したＰＺＴでは本発明に適用できる圧電体層を幅広く製造できることがわかった。
【００６０】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の構成は上述したものに限定されるものではない。
【００６１】
また、このような本発明の液体噴射ヘッドは、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、液体噴射装置に搭載される。図４は、その液体噴射装置の一例を示す概略図である。
【００６２】
図４に示すように、液体噴射ヘッド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。
【００６３】
そして、駆動モータ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上に搬送されるようになっている。
【００６４】
ここで、上述した実施形態においては、本発明の液体噴射ヘッドの一例として液体噴射ヘッドを説明したが、液体噴射ヘッドの基本的構成は上述したものに限定されるものではない。本発明は、広く液体噴射ヘッドの全般を対象としたものであり、例えば、プリンタ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にも適用することができる。
【００６５】
勿論、このような液体噴射ヘッドを搭載した液体噴射装置も特に限定されるものではない。
【００６６】
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装置に適用することができる。例えば、アクチュエータ装置は、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。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの平面図及び断面図である。
【図３】本発明の実施例のひずみと発生応力との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るインクジェット式記録装置の概略斜視図である。
【符号の説明】
【００６８】
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  リザーバ部
３２  圧電素子保持部部
３３  貫通孔
４０  コンプライアンス基板
５０  弾性膜
５５  絶縁体膜
６０  下電極膜
７０  圧電体層
８０  上電極膜
９０  リード電極
１００  リザーバ
【図１】
2007049025.tif 000003
【図２】
2007049025.tif 000004
【図３】
2007049025.tif 000005
【図４】
2007049025.tif 000006