CN108928122A - 压电器件、液体喷出头、液体喷出装置 - Google Patents

压电器件、液体喷出头、液体喷出装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种对振动板中的裂缝的发生进行抑制的压电器件、液体喷出头、液体喷出装置。压电器件具备：压力室；压电元件；以及振动板，其被配置于压力室与压电元件之间，振动板具有泊松比根据晶面内的方向而有所不同的各向异性的单晶硅基材的晶面，在振动板中于俯视观察时与压力室重叠的振动区域中，内含振动区域的最小的长方形的短轴方向上的振动板的泊松比被包含在，晶面内的泊松比的最小值以上且小于平均值的范围内。

Description

压电器件、液体喷出头、液体喷出装置
技术领域
本发明涉及通过压电器件而发生压力变动的技术。
背景技术
一直以来，提出了一种通过利用压电器件使压力室发生压力变动，从而使被供给至压力室的油墨等液体从喷嘴喷出的液体喷出头。例如，在专利文献1中公开了一种针对每个压力室而设置具备构成压力室的壁面(上表面)的振动板与使振动板振动的压电元件的压电器件的技术。该振动板的活性层基板(因振动而发生变形的部分)由杨氏模量对应于晶面内的方向而发生变化的硅基材构成。在专利文献1中，通过使振动板的短边方向与会使得在所述晶面内振动板的短边方向的杨氏模量小于长边方向的杨氏模量这样的方向一致，从而使振动板的短边方向容易变形，由此提高了振动板的位移特性。
然而，不仅是杨氏模量，而且泊松比也会根据硅基材的晶面而存在各向异性，并且泊松比与杨氏模量在因晶面内的方向而产生的变化的方式上有所不同。因此，即使仅考虑杨氏模量来使振动板的方向与晶面内的方向一致，根据该方向上的泊松比，也有可能在振动板容易产生裂缝(裂纹)，从而压电器件遭到损坏。
专利文献1：日本特开2002-67307号公报
发明内容
考虑到以上的情况，本发明的目的在于对振动板中的裂缝的发生进行抑制。
为了解决所述课题，本发明的压电器件具备：压力室；压电元件；振动板，其被配置于压力室与压电元件之间，振动板具有泊松比根据晶面内的方向而有所不同的各向异性的单晶硅基材的晶面，在振动板中于俯视观察时与压力室重叠的振动区域中，内含振动区域的最小的长方形的短轴方向上的振动板的泊松比被包含在，晶面内的泊松比的最小值以上且小于平均值的范围内。根据以上的方式，对振动板的长轴方向上的伸缩造成影响的短轴方向上的泊松比被抑制在最小值以上且小于平均值的较小的值。因此，即使振动板因压电元件的振动而向伸长的方向发生位移，与振动板的短轴方向上的泊松比为高于平均值那样的较大的值的情况相比，由于振动板欲在长轴方向上收缩的力减弱，因此长轴方向的收缩量变少。如此，通过减小短轴方向上的泊松比，而使长轴方向上的收缩量变小，并且在长轴方向上拉动振动板的力减弱，因此例如在振动板中沿长轴方向收缩的部分(例如臂部)处的应力集中也得以缓解，因此能够抑制振动板中的裂缝的发生。
为了解决以上的课题，本发明的压电器件具备：压力室；压电元件；振动板，其被配置于压力室与压电元件之间，振动板具有泊松比根据晶面内的方向而有所不同的各向异性的单晶硅基材的晶面，单晶硅基材是晶面为{100}面的基材，在振动板中于俯视观察时与压力室重叠的振动区域中，内含振动区域的最小的长方形的短轴方向上的振动板的泊松比被包含在，晶面内的泊松比的最小值以上且小于0.18065的范围内。根据以上的方式，与泊松比为大于0.18065那样的较大的值的情况相比，振动板的长轴方向上的收缩量变少。因此，振动板沿长轴方向收缩的部分的应力集中也得以缓解，因此能够抑制振动板中的裂缝的发生。
在本发明的优选的方式中，短轴方向上的振动板的泊松比被包含在，晶面内的泊松比的最小值以上且0.0864以下的范围内。根据以上的方式，即使泊松比超过0.0864的材料(例如构成压电元件的材料或与压电元件之间的材料)被层叠于振动板上，也能够对伴随着该层叠材料的伸缩而发生的振动板的多余的变形进行抑制。由此，能够使振动板不易因层叠材料的伸缩而被损坏。
为了解决以上的课题，本发明的压电器件具备：压力室；压电元件；振动板，其被配置于压力室与压电元件之间，振动板具有泊松比根据晶面内的方向而有所不同的各向异性的单晶硅基材的晶面，单晶硅基材是晶面为(100)面的基材，在振动板中于俯视观察时与压力室重叠的振动区域中，内含振动区域的最小的长方形的短轴方向的振动板的泊松比的取向被包含在，相对于晶面内的晶体取向[011]，而朝向晶体取向[010]偏移21度的取向至朝向晶体取向[001]偏移21度的取向的范围内。根据以上的方式，由于能够减小短轴方向上的振动板的泊松比，从而长轴方向的收缩量会变少，因此能够抑制振动板中的裂缝的发生。
在本发明的优选的方式中，短轴方向上的振动板的泊松比的取向被包含在，相对于晶面内的晶体取向[011]，而朝向晶体取向[010]偏移7度的取向起至朝向晶体取向[001]偏移7度的取向的范围内。根据以上的方式，由于与被层叠于振动板上的材料相比更容易减小泊松比，因此能够抑制伴随着层叠材料的伸缩而发生的振动板的不必要的变形，因此能够使振动板不易因层叠材料的伸缩而被损坏。
为了解决以上的课题，本发明的压电器件具备：压力室；压电元件；振动板，其被配置于压力室与压电元件之间，振动板具有泊松比根据晶面内的方向而有所不同的各向异性的单晶硅基材的晶面，单晶硅基材是晶面为(010)面的基材，在振动板中于俯视观察时与压力室重叠的振动区域中，内含振动区域的最小的长方形的短轴方向上的振动板的泊松比的取向被包含在，相对于晶面内的晶体取向[-101]，而朝向晶体取向[-100]偏移21度的取向至朝向晶体方向[001]偏移21度的取向的范围内。根据以上的方式，能够减小短轴方向上的振动板的泊松比，从而长轴方向上的收缩量会变少，因此能够抑制振动板中的裂缝的发生。
在本发明的优选的方式中，短轴方向上的振动板的泊松比的取向被包含在，相对于晶面内的晶体取向[-101]，而朝向晶体取向[-100]偏移7度的取向至朝向晶体取向[001]偏移7度的取向的范围内。根据以上的方式，由于与被层叠于振动板上的材料相比更容易减小泊松比，因此能够对伴随着层叠材料的伸缩而发生的振动板的不必要的变形进行抑制，因此能够使振动板不易因层叠材料的伸缩而被损坏。
为了解决以上的课题，本发明的压电器件具备：压力室；压电元件；振动板，其被配置于压力室与压电元件之间，振动板具有泊松比根据晶面内的方向而有所不同的各向异性的单晶硅基材的晶面，单晶硅基材是晶面为(001)面的基材，在振动板中于俯视观察时与压力室重叠的振动区域中，内含振动区域的最小的长方形的短轴方向上的振动板的泊松比的取向被包含在，相对于晶面内的晶体取向[-110]，而朝向晶体取向[010]偏移21度的取向至朝向晶体取向[00-1]偏移21度的取向的范围内。根据以上的方式，由于能够减小短轴方向上的振动板的泊松比，从而长轴方向的收缩量会变少，因此能够抑制振动板中的裂缝的发生。
在本发明的优选的方式中，短轴方向上的振动板的泊松比的取向被包含在，相对于晶面内的晶体取向[-110]，而朝向晶体取向[00-1]偏移7度的取向至朝向晶体取向[010]偏移7度的取向的范围内。根据以上的方式，由于与被层叠于振动板上的材料相比更容易缩小泊松比，因此能够对伴随着层叠材料的伸缩而发生的振动板的不必要的变形进行抑制，因此能够使振动板不易因层叠材料的伸缩而被损坏。
为了解决以上的课题，本发明的压电器件具备：压力室；压电元件；振动板，其被配置于压力室与压电元件之间，振动板具有泊松比根据晶面内的方向而有所不同的各向异性的单晶硅基材的晶面，单晶硅基材是晶面为{110}面的基材，在振动板中于俯视观察时与压力室重叠的振动区域中，内含振动区域的最小的长方形的短轴方向上的泊松比被包含在，晶面内的泊松比的最小值以上且小于0.24127的范围内。根据以上的方式，与泊松比为高于0.24127那样的较大的值的情况相比，振动板的长轴方向上的收缩量会变少。因此，振动板沿长轴方向收缩的部分的应力集中也得以缓解，因此能够抑制振动板中的裂缝的发生。
在本发明的优选的方式中，短轴方向上的泊松比被包含在，晶面内的泊松比的最小值以上且0.1968以下的范围内。根据以上的方式，即使泊松比超出0.1968的材料(例如构成压电元件的材料或与压电元件之间的材料)被层叠于振动板上，也能够对伴随着该层叠材料的伸缩而发生的振动板的不必要的变形进行抑制。由此，能够使振动板不易因层叠材料的伸缩而被损坏。
为了解决以上的课题，本发明的压电器件具备：压力室；压电元件；振动板，其被配置于压力室与压电元件之间，振动板具有泊松比根据晶面内的方向而有所不同的各向异性的单晶硅基材的晶面，单晶硅基材是晶面为(110)面的基材，在振动板中于俯视观察时与压力室重叠的振动区域中，内含振动区域的最小的长方形的短轴方向上的振动板的泊松比的取向被包含在，相对于从晶面内的晶体取向[-111]朝向[-112]偏移7度的取向，而朝向[-111]偏移20度的取向至朝向[-112]偏移25度的取向的范围内。根据以上的方式，能够减小短轴方向上的振动板的泊松比，因此长轴方向的收缩量会变少。因此，振动板沿长轴方向收缩的部分的应力集中也得以缓解，因此能够抑制振动板的裂缝的发生。
在本发明的优选的方式中，短轴方向上的振动板的泊松比的取向被包含在，相对于从晶面内的晶体取向[-111]朝向[-112]偏移7度的取向，而朝向[-111]偏移13度的取向至朝向[-112]偏移15度的取向的范围内。根据以上的方式，由于与被层叠于振动板上的材料相比更容易减小泊松比，从而能够对伴随着层叠材料的伸缩而发生的振动板的多余的变形进行抑制，因此能够使振动板不易因层叠材料的伸缩而被损坏。
为了解决以上的课题，本发明的压电器件具备：压力室；压电元件；振动板，其被配置于压力室与压电元件之间，振动板具有泊松比根据晶面内的方向而有所不同的各向异性的单晶硅基材的晶面，单晶硅基材是晶面为(011)面的基材，在振动板中于俯视观察时与压力室重叠的振动区域中，内含振动区域的最小的长方形的短轴方向上的振动板的泊松比的取向被包含在，相对于从晶面内的晶体取向[1-11]朝向[1-12]偏移7度的取向，而朝向[1-11]偏移20度的取向至朝向[1-12]偏移25度的取向的范围内。根据以上的方式，能够缩小短轴方向上的振动板的泊松比，因此长轴方向的收缩量会变少。因此，振动板沿长轴方向收缩的部分的应力集中也得以缓解，因此能够抑制振动板的裂缝的发生。
在本发明的优选的方式中，短轴方向上的振动板的泊松比的取向被包含在，相对于从晶面内的晶体取向[1-11]朝向[1-12]偏移7度的取向，而朝向[1-11]偏移13度的取向至朝向[1-12]偏移15度的取向的范围内。根据以上的方式，由于与被层叠于振动板的材料相比更容易减小泊松比，从而能够对伴随着层叠材料的伸缩而发生的振动板的多余的变形进行抑制，因此能够使振动板不易因层叠材料的伸缩而被损坏。
为了解决以上的课题，本发明的压电器件具备：压力室；压电元件；振动板，其被配置于压力室与压电元件之间，振动板具有泊松比根据晶面内的方向而有所不同的各向异性的单晶硅基材的晶面，单晶硅基材是晶面为(101)面的基材，在振动板中于俯视观察时与压力室重叠的振动区域中，内含振动区域的最小的长方形的短轴方向上的振动板的泊松比的取向被包含在，相对于从晶面内的晶体取向[11-1]朝向[12-1]偏移7度的取向，而朝向[11-1]偏移20度的取向至朝向[12-1]偏移25度的取向的范围内。根据以上的方式，由于能够缩小短轴方向上的振动板的泊松比，因此长轴方向的收缩量会变少。因此，振动板沿长轴方向收缩的部分的应力集中也得以缓解，因此能够抑制振动板的裂缝的发生。
在本发明的优选的方式中，短轴方向上的振动板的泊松比的取向被包含在，相对于从晶面内的晶体取向[11-1]朝向[12-1]偏移7度的取向，而朝向[11-1]偏移13度的取向至朝向[12-1]偏移15度的取向的范围内。根据以上的方式，由于与被层叠于与振动板的材料相比更容易减小泊松比，从而能够对伴随着层叠材料的伸缩而发生的振动板的不必要的变形进行抑制，因此能够使振动板不易因层叠材料的伸缩而被损坏。
为了解决以上的课题，本发明的液体喷出头具备上述的各个方式中任意一个方式所记载的压电器件，通过利用压电元件使振动板振动，而使压力室的压力发生变动，从而使被填充在压力室内的液体从喷嘴喷出。根据以上的方式，能够提供具备可抑制振动板的裂缝的发生的压电器件的液体喷出头。
为了解决以上的课题，本发明的液体喷出装置具备上述的各个方式中任意一个方式所记载的压电器件，通过利用压电元件使振动板振动，而使压力室的压力发生变动，从而使被填充在压力室内的液体从喷嘴喷出。根据以上的方式，能够提供具备可抑制振动板的裂缝的发生的压电器件的液体喷出装置。
附图说明
图1为本发明的第一实施方式的液体喷出装置的结构图。
图2为液体喷出头的分解立体图。
图3为图2所示的液体喷出头的III-III剖视图。
图4为压电器件的剖视图以及俯视图。
图5为图4所示的压电器件的V-V剖视图。
图6为表示单晶硅基材的(100)面内的泊松比的各向异性的示例的曲线图。
图7为表示单晶硅基材的(110)面内的泊松比的各向异性的示例的曲线图。
图8为将第二实施方式的压电器件放大后的剖视图与俯视图。
图9为图8所示的压电器件的IX-IX剖视图。
图10为第三实施方式的改变例的压电器件的剖视图。
图11为将第四实施方式的压电器件放大后的俯视图。
图12为图11所示的压电器件的XII-XII剖视图。
具体实施方式
第一实施方式
图1是对本发明的第一实施方式所涉及的液体喷出装置10进行例示的结构图。第一实施方式的液体喷出装置10是向介质12喷出作为液体的示例的油墨的喷墨式印刷装置。虽然介质12典型而言为印刷纸张，但是也可以利用树脂薄膜或者布帛等任意印刷对象来作为介质12。如图1所示，在液体喷出装置10中固定有对油墨进行贮留的液体容器14。作为液体容器14而利用例如相对于液体喷出装置10而可装卸的墨盒、由挠性薄膜形成的袋状的油墨包、或者能够补充油墨的油墨罐。色彩不同的多种油墨被贮留于液体容器14中。
如图1所示，液体喷出装置10具备控制装置20、输送机构22、移动机构24以及多个液体喷出头26。控制装置20例如包含CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)或者FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等处理电路与半导体存储器等存储电路，并对液体喷出装置10的各个要素进行统一控制。输送机构22基于由控制装置20实施的控制而沿Y方向输送介质12。
移动机构24基于由控制装置20实施的控制而使多个液体喷出头26沿X方向往返移动。X方向是与介质12被输送的Y方向交叉(典型地为正交)的方向。移动机构24具备搭载有多个液体喷出头26的滑架242、以及固定有滑架242的无接头带244。此外，也能够将液体容器14与液体喷出头26一起搭载于滑架242上。
多个液体喷出头26分别基于由控制装置20实施的控制而从多个喷嘴(喷出孔)向介质12喷出从液体容器14被供给的油墨。通过以与由输送机构22实施的介质12的输送与滑架242的反复的往返移动并行的方式而由各液体喷出头26向介质12喷出油墨，从而在介质12的表面上形成所需的图像。此外，在下文中，将与X-Y平面(例如与介质12的表面平行的平面)垂直的方向标记为Z方向。由各液体喷出头26喷出的油墨的喷出方向(典型地为铅垂方向)相当于Z方向。
液体喷出头
图2是任意一个液体喷出头26的分解立体图，图3是图2中的III-III剖视图。如图2所示，液体喷出头26具备沿Y方向排列的多个喷嘴N。第一实施方式的多个喷嘴N被划分为第一列L1与第二列L2。虽然也可以在第一列L1与第二列L2之间使喷嘴N的Y方向的位置不同(即交替配置或者错开配置)，但是在图3中为了便于说明而例示出在第一列L1和第二列L2中使喷嘴N的Y方向的位置一致的结构。如图2所示，液体喷出头26为，与第一列L1的多个喷嘴N相关的要素和与第二列L2的多个喷嘴N相关的要素以大致线对称的方式被配置的结构。
如图2以及图3所示，液体喷出头26具备流道基板32。流道基板32是包含表面F1与表面F2的板状部件。表面F1是Z方向的正侧的表面(介质12侧的表面)，表面F2是与表面F1相反的一侧(Z方向的负侧)的表面。在流道基板32的表面F2上设置有压力产生部35与壳体部件40，在表面F1上设置有喷嘴板52与柔性基板54。液体喷出头26的各个要素概括而言与流道基板32同样地为在Y方向上呈长条的板状部件，并且例如使用粘合剂相互被接合在一起。此外，也可以将流道基板32与压力室基板34所层叠的方向作为Z方向来掌握。
压力产生部35是产生用于从喷嘴N喷出油墨的压力变动的要素。本实施方式的压力产生部35通过对包含压力室基板34与压电器件39的第一基板A、包含配线连接基板(保护基板)38的第二基板B以及驱动IC62进行接合而被构成。压电器件39由形成于压力室基板34上的后述的压力室C、压电元件37、以及被配置在压力室C与压电元件37之间的振动板36构成，并且为使压力室C内产生由振动引起的压力变动的要素。此外，关于压力产生部35以及压电器件39的详细内容将在后文中叙述。
喷嘴板52是形成有多个喷嘴N的板状部件，并且例如利用粘合剂而被设置在流道基板32的表面F1上。各个喷嘴N是供油墨穿过的贯穿孔。第一实施方式的喷嘴板52通过利用半导体制造技术而对单晶硅(Si)基材(硅基板)进行加工从而被制造出。但是，在喷嘴板52的制造中也可以任意地采用公知的材料或制法。
流道基板32是用于形成油墨的流道的板状部件。如图2以及图3所示，在流道基板32上，针对第一列L1以及第二列L2的各列而形成有空间RA、多个供给流道322和多个连通流道324。空间RA为在俯视观察时(即从Z方向观察时)沿着Y方向的长条状的开口，供给流道322以及连通流道324是针对每个喷嘴N而形成的贯穿孔。多个供给流道322沿Y方向排列，多个连通流道324也同样沿Y方向排列。另外，如图3所示，在流道基板32的表面F1上形成有跨及多个供给流道322的中间流道326。中间流道326是对空间RA与多个供给流道322的流道进行连结的流道。另一方面，连通流道324与喷嘴N连通。
图2以及图3的配线连接基板38是用于对多个压电元件37进行保护的板状部件，并且被设置在振动板36的表面(与压力室C相反的一侧的表面)上。虽然配线连接基板38的材料、制法是任意的，但是也可以与流道基板32、压力室基板34同样，利用半导体制造技术而对单晶硅(Si)基材(硅基板)进行加工，从而形成配线连接基板38。如图2以及图3所示，在配线连接基板38中与振动板36侧的表面(以下称为“接合面”)相反的一侧的表面(以下称为“安装面”)上设置有驱动IC62。驱动IC62是搭载有驱动电路的大致矩形形状的IC芯片，所述驱动电路通过基于由控制装置20实施的控制而生成以及供给驱动信号，从而对各压电元件37进行驱动。在配线连接基板38的安装面上，针对每个压电元件37而形成有与驱动IC62的驱动信号(驱动电压)的输出端子连接的配线384。并且，在配线连接基板38的安装面上，与驱动IC62的基极电压(压电元件的驱动信号的基极电压)的输出端子连接的配线385以沿着压电元件37的配置而在Y方向上连续的方式被形成。
图2以及图3所示的壳体部件40是用于对被供给至多个压力室C(进而多个喷嘴N)的油墨进行贮留的壳体。壳体部件40中的Z方向的正侧的表面例如通过粘合剂而被固定在流道基板32的表面F2上。如图2以及图3所示，在壳体部件40中的Z方向的正侧的表面上形成有在Y方向上延伸的槽状的凹部42。配线连接基板38以及驱动IC62被收纳于凹部42的内侧。壳体部件40由与流道基板32、压力室基板34不同的材料形成。例如能够通过树脂材料的注塑成型来制造壳体部件40。但是，在壳体部件40的制造中也可以任意地采用公知的材料、制法。作为壳体部件40的材料，例如优选为合成纤维、树脂材料。
如图3所示，在壳体部件40中，针对第一列L1以及第二列L2的各列而形成有空间RB。壳体部件40的空间RB与流道基板32的空间RA相互连通。由空间RA与空间RB构成的空间，作为对被供给至多个压力室C的油墨进行贮留的液体贮留室(贮液器)R而发挥功能。液体贮留室R是跨及多个喷嘴N的共用液室。在壳体部件40中的与流道基板32相反的一侧的表面上，针对第一列L1以及第二列L2的各列而形成有用于向液体贮留室R导入从液体容器14被供给的油墨的导入口43。
从液体容器14被供给至导入口43的油墨被贮留于液体贮留室R的空间RB与空间RA中。贮留于液体贮留室R中的油墨从中间流道326分支为多个供给流道322从而以并列的方式供给及填充至各个压力室C中。
如图2所示，在表面F1上设置有柔性基板54。柔性基板54是对液体贮留室R内的油墨的压力变动进行吸收的挠性的薄膜。如图3所示，柔性基板54以将流道基板32的空间RA、中间流道326与多个供给流道322堵塞的方式而被设置于流道基板32的表面F1上，从而构成液体贮留室R的壁面(具体而言为底面)。
图3所示的压力产生部35通过层叠第一基板A、第二基板B和驱动IC62而被构成。第一基板A是包含压力室基板34、振动板36以及多个压电元件37的基板，第二基板B是包含配线连接基板38的基板。
压力室基板34为，针对第一列L1以及第二列L2的各列而形成有构成压力室C的多个开口342的板状部件，并且例如利用粘合剂而被设置在流道基板32的表面F2上。多个开口342沿Y方向而排列。各开口342为针对每个喷嘴N而形成且在俯视观察时沿着X方向的长条状的贯穿孔。与前述的喷嘴板52同样，流道基板32以及压力室基板34通过利用半导体制造技术而对单晶硅(Si)基材(硅基板)进行加工，从而被制造出。但是，在流道基板32以及压力室基板34的制造中也可以任意地采用公知的材料、制法。在压力室基板34中与流道基板32相反的一侧的表面上设置有压电器件39。
压电器件
图4是将压电器件39放大后的剖视图以及俯视图。图4的剖视图(图4的上侧的图)是沿X-Z平面而将压电器件39切断而得到的图，图4的俯视图(图4的下侧的图)是从Z方向对压电器件39进行观察的图。图5是图4所示的压电器件39的V-V剖视图。如图4以及如图5所示，压电器件39由压力室C、压电元件37和振动板36构成，通过利用压电元件37而使振动板36振动，从而使各个压力室C产生压力变动。图4的压力室C的内周345的形状与压电元件37的形状为，在俯视观察时由沿着X方向的长轴和与长轴相比较短且沿着Y方向的短轴构成的长方形。压力室C的内周345的形状为从Z方向进行俯视观察时的压力室C的侧壁344的内周345的形状，且划定振动板36的振动区域P。振动板36的振动区域P是振动板36中的在俯视观察时与压力室C重叠的区域，并且是构成压力室C的壁面(上表面)的区域。
如图2以及图3所示，流道基板32的表面F2与振动板36在各个开口342的内侧以相互隔开间隔的方式而对置。在开口342的内侧，位于流道基板32的表面F2与振动板36之间的空间作为用于对被填充至该空间的油墨施加压力的压力室C而发挥功能。压力室C针对每个喷嘴N而单独地形成。如图2所示，针对第一列L1以及第二列L2的各列，多个压力室C(开口342)沿着Y方向而排列。任意的一个压力室C经由供给流道322和中间流道326而与空间RA连通，并且经由连通流道324而与喷嘴N连通。
如图2至如图5所示，在振动板36中的与压力室C为相反侧的表面上，针对第一列L1以及第二列L2的各列而设置有与不同的喷嘴N相对应的多个压电元件37。压电元件37为通过驱动信号的供给而发生变形从而使压力室C产生压力的压力产生元件。多个压电元件37以与各个压力室C相对应的方式而沿着Y方向排列。
压电元件37为，使压电体层夹设于相互对置的第一电极与第二电极之间的层叠体。通过对第一电极与第二电极之间施加电压，从而使被第一电极与第二电极夹持的压电体层发生压电应变而位移。因此，压电元件37是第一电极、第二电极与压电体层相重叠的部分。通过振动板36以与该压电体层的压电应变联动的方式而发生振动，从而压力室C内的压力发生变动。此外，也可以在压电元件37与振动板36之间设置用于确保紧贴力的紧贴层。即，压电元件37无需直接设置在振动板36的表面上，也可以隔着紧贴层而被设置在振动板36的表面上。作为紧贴层，能够使用锆、氧化锆、钛、氧化钛、氧化硅等。
如图4以及图5所示，振动板36是可弹性振动的板状部件。本实施方式的振动板36由泊松比根据晶面内的方向而有所不同的各向异性的单晶硅基材构成，振动板36的表面由单晶硅基材的晶面构成。但是，上述单晶硅基材的晶体并不限于存在于振动板36的表面，只要至少为振动板36所具有即可。例如在振动板36通过层叠多个材料而形成的情况下，只要在被层叠的材料中含有单晶硅基材的晶体即可。振动板36以层叠在压力室C的侧壁344(压力室基板34)上的方式被接合，并构成与压力室C的侧壁344交叉的壁面(具体而言为上表面)。如上文所述，振动板36中的在俯视观察时与压力室C重叠的区域(构成压力室C的上表面的区域)是因压电元件37而进行振动的振动区域P。
振动板36具备：在俯视观察时(从Z方向进行观察时)与压电元件37重叠的能动部362a、在俯视观察时与压力室C的侧壁344重叠的固定部362c、以及能动部362a与固定部362c之间的臂部362b。能动部362a为以与压电体层373的压电应变联动的方式而进行振动的部分。臂部362b为对能动部362a进行支承的部分。通过所述能动部362a和臂部362b来构成上述振动区域P。
本实施方式的振动区域P在俯视观察时与压力室C的形状相同，并且为具有沿着X方向的长轴和与长轴相比较短且沿着Y方向的短轴的长方形。以下，将上述长方形的沿着X方向的长轴设为振动区域P的长轴Gx，将上述长方形的沿着Y方向的短轴设为振动区域P的短轴Gy。此外，振动区域P的形状可以是椭圆、菱形之类的长方形以外的形状。在振动区域P为长方形以外的形状的情况下，内含振动区域P的最小的长方形的短轴成为振动区域P的短轴Gy，内含振动区域P的最小的长方形的长轴成为振动区域P的长轴Gx。在本实施方式中，采用振动区域P的形状与内含振动区域P的最小的长方形一致的情况。
在这种结构的压电器件39中，如图4以及图5的虚线所示，由于压电元件37的压电应变，从而使得振动板36的振动区域P的能动部362a产生朝向Z方向的位移H。在这种情况下可知，即使在能动部362a中发生相同的位移H，图5的剖视图所示的Y方向(短轴Gy的方向)的臂部362b也会以描绘出与图4的剖视图所示的X方向(长轴Gx的方向)的臂部362b相比更陡峭的曲线的方式发生变形。在振动板36中，以陡峭的曲线而变形的短轴Gy的方向大幅度地伸长，对应于此，长轴Gx的方向会收缩。虽然在俯视观察时与压电元件37重叠的能动部362a及其附近也会在长轴Gx的方向上伸长，但是通过除此之外的长轴Gx的方向上的部分(臂部362b的一部分)会收缩，从而在压力室C侧形成凸出的形状。
在这种情况下，由于例如根据硅基材的晶面，杨氏模量会对应于晶面内的方向而发生变化，因此通过使振动板36的短轴Gy与晶面内的杨氏模量较低的方向一致，从而能够使得在振动板46的短轴Gy的方向上易于向Z方向变形，通过采用这种方式，也认为能够提高振动板36的位移特性。
然而，不仅是杨氏模量，而且泊松比也会根据单晶硅基材的晶面而存在各向异性，并且泊松比与杨氏模量在因晶面内的方向而产生的变化的方式上有所不同。因此，即使仅考虑杨氏模量来使振动板36的方向与晶面内的方向一致，根据该方向上的泊松比，也会使振动板36容易产生裂缝(裂纹)。
图6是表示晶面为(100)面(与晶面垂直的晶面取向为[100])的单晶硅基材的(100)面内的泊松比与杨氏模量的各向异性的示例的曲线图。在图6中，泊松比的各向异性的曲线图由实线来表示，杨氏模量的各向异性的曲线图由虚线来表示。图6为极坐标，距离中心越远，则杨氏模量或者泊松比越大。
如图6所示，晶面为(100)面的单晶硅基材的(100)面内的泊松比具有四个叶状的各向异性，杨氏模量具有大致正方形的各向异性。如图6所示，泊松比的各向异性与杨氏模量的各向异性不同，例如在晶体取向[001]上、杨氏模量最小，与之相对，泊松比最大。因此，由于如果例如为了减小杨氏模量而使振动板36的方向与晶体取向[001]一致，则泊松比会变大，因此可能会在振动板36中容易产生裂缝(裂纹)，从而压电器件39被损坏。
如上文所述，当振动板36因压电元件36而发生变形时，短轴Gy的方向大幅度地伸长，对应于此，长轴Gx的方向会收缩。虽然能动部362a及其附近也会在长轴Gx的方向上伸长，但是除此以外的长轴Gx的方向上的部分(臂部362b的一部分)会收缩。在这种情况下，如果假设短轴Gy的方向上的泊松比较大，则沿长轴Gx的方向收缩的部分的收缩量会变大，因此在长轴Gx的方向上拉动振动板36的力会增强。因此，在沿长轴Gx的方向收缩的臂部362b的一部分(例如在俯视观察时振动板36与压力室C的边界、振动板36与压电元件37的边界等)上会产生应力集中，从而容易产生裂缝。
因此，在本实施方式中，采用如下方式，即，使得振动板36的短轴Gy的方向上的泊松比被包含在晶面内的泊松比的最小值以上且小于平均值的范围内。此处的平均值可以是例如将晶面内的泊松比的最小值与最大值相加后的值除以2而计算出的平均值，也可以是对晶面内的泊松比的多个抽样值相加后的值除以抽样值的数量而计算出的平均值。根据这样的结构，对振动板36的长轴Gx的方向的伸缩造成影响的短轴Gy的方向上的泊松比被抑制在最小值以上且小于平均值的较小的值。因此，即使振动板36因压电元件37的振动而向伸长的方向位移，与振动板36的短轴Gy的方向上的泊松比为高于平均值那样的较大的值的情况相比，由于振动板36欲在长轴Gx的方向上收缩的力变弱，因此长轴Gx的方向的收缩量变少。如此，通过减小短轴Gy的方向上的泊松比，而使长轴Gx的方向上的收缩量变小，并且在长轴Gx的方向上拉动振动板36的力减弱，因此例如在振动板36中沿长轴Gy的方向收缩的臂部362b的一部分(例如在俯视观察时振动板36与压力室C的边界、振动板36与压电元件37的边界等)处的应力集中也得以缓解，因此能够抑制振动板36中的裂缝的发生。
具体而言，在图6所示的单晶硅基材的(100)面内上，泊松比的最小值为大致0.0664，泊松比的平均值为大致0.18065。因此，短轴Gy的方向上的振动板36的泊松比可以被表示为(100)面内的泊松比的最小值以上且小于0.18065的范围。另外，图6所示的(100)面内的泊松比为最小值的取向Dm是晶体取向[011]，泊松比为平均值的取向是相对于晶体取向[011]而朝向晶体取向[010]偏移21度的取向D11和相对于晶体取向[011]而朝向晶体取向[001]偏移21度的取向D11′。因此，上述的第一实施方式的短轴Gy的方向上的振动板36的泊松比的范围也能够被表示为，相对于取向Dm，而从取向D11至取向D11′的范围。
如图6所示，这样的第一实施方式的振动板36使用晶面为(100)面的单晶硅晶片而被制造出。具体而言，以使振动板36的短轴Gy的方向上的泊松比被包含在上述单晶硅晶片的晶面内的泊松比的最小值以上且小于平均值的范围(从图6的取向D11至取向D11′的范围)内的方式，使振动板36的短轴Gy的方向与晶面内的晶体取向一致，并从上述单晶硅晶片切出振动板36，从而能够制造出第一实施方式的振动板36。
如上文所述，如果从抑制振动板36的裂缝的发生的观点出发，则最优选为，将第一实施方式的短轴Gy的方向上的振动板36的泊松比设为最小值。因此，在将图6所示的晶面为(100)面的单晶硅基材的晶面设为振动板36的表面(上表面)的情况下，采用使振动板36的短轴Gy的方向与取向Dm一致的方式最为有效。
另外，层叠于振动板36的材料的伸缩有时会对振动板36的位移H造成影响。例如在本实施方式中，由于在振动板36上层叠有压电元件37，因此根据构成压电元件37的材料(例如形成在振动板36的表面上的第一电极的材料)的短轴Gy的方向的泊松比，可能会使振动板36的位移H受到层叠材料的伸缩的影响。另外，在于压电元件37与振动板36之间形成了氧化锆膜或氧化硅膜的情况下，可能会使振动板36的位移H受到层叠材料的伸缩的影响。如果在短轴Gy的方向上振动板36的泊松比小于层叠材料的泊松比，则能够使振动板36的位移H不易受到层叠材料的伸缩的影响。
因此，在第一实施方式中，短轴Gy的方向上的振动板36的泊松比优选为0.1～0.2％，如果对其增加余量，则优选的范围能够被设为最小值以上且相距最小值为30％以下的范围，通过采用这种方式，从而能够不易受到层叠于振动板36上的层叠材料的影响。在图6所示的晶面为(100)面的单晶硅基材中，相当于泊松比相距最小值为30％的数值大致为0.0864。因此，在第一实施方式中，短轴Gy的方向上的振动板36的泊松比在最小值以上且0.0864以下的范围是优选的范围。据此，即便振动板36的短轴Gy的方向上的泊松比超出0.0864的材料被层叠于振动板36上，也能够抑制伴随着该层叠材料的伸缩而发生的振动板36的不必要的变形。在上述优选的范围中，采用如下方式，即，短轴Gy的方向上的振动板36的泊松比小于层叠材料的泊松比。由此，振动板36的位移不易受到层叠材料的伸缩的影响，因此，能够抑制因层叠材料的伸缩而使振动板36被损坏的情况。
图6所示的(100)面内的泊松比的最小值的取向是取向Dm，泊松比相距最小值为30％的取向是相对于晶体取向[011]而朝向晶体取向[010]偏移7度的取向D12以及相对于晶体取向[011]而朝向晶体取向[001]偏移7度的取向D12′。因此，短轴Gy的方向上的振动板36的泊松比的上述优选的范围也能够表现为相对于取向Dm而从取向D12至取向D12′的范围。
此外，虽然在本实施方式中，例示了将单晶硅基材的晶面(100)设为振动板36的表面(上表面)的情况，但是由于单晶硅是立方晶系，因此即使在将与晶面(100)等价的晶面亦即(010)面或者(001)面设为振动板36的表面(上表面)的情况下，也可以应用本实施方式的结构。即使晶面采用(010)面或者(001)面，泊松比与杨氏模量也会成为图6那样的形状。但是，在晶面为(010)面的情况下，将图6中作为基准的3个晶体取向[010]、[011]、[001]分别替换成晶体取向[-100]、[-101]、[001]来应用。另外，在晶面为(001)面的情况下，将图6的晶体取向[010]、[011]、[001]分别替换成晶体取向[010]、[-110]、[-100]来应用。如此，晶面(100)、(010)、(001)均等价，并且能够将这些面组统一标记为晶面{100}。
第二实施方式
对本发明的第二实施方式进行说明。对于在以下所例示的各个方式中作用和功能与第一实施方式相同的要素，则沿用在第一实施方式的说明中所使用的符号并适当地省略各自的详细的说明。虽然在第一实施方式中例示了由晶面为(100)面的单晶硅基材来形成振动板36的情况，但是在第二实施方式中，对由晶面为(110)面(与晶面垂直的晶面取向为[110])的单晶硅基材形成振动板36的情况进行例示。
图7是表示晶面为(110)面的单晶硅基材的(110)面内的泊松比与杨氏模量的各向异性的示例的曲线图。在图7中，泊松比的各向异性的曲线图由实线来表示，杨氏模量的各向异性的曲线图由虚线来表示。图7为极坐标，距离中心越远，则杨氏模量或者泊松比越大。
如图7所示，单晶硅基材的(110)面内的泊松比具有四个叶状的各向异性，杨氏模量具有大致长方形的各向异性。如图7所示，泊松比的各向异性与杨氏模量的各向异性不同，并且也与图6的形状不同。因此，在晶面为(110)面的单晶硅基材中，即使仅考虑杨氏模量而使振动板36的方向与晶面内的方向一致，根据该方向上的泊松比，也容易在振动板36中产生裂缝。
因此，与第一实施方式同样，在第二实施方式中，也采用如下方式，即，使振动板36的短轴Gy的方向上的泊松比被包含在晶面内的泊松比的最小值以上且小于平均值的范围内。具体而言，在图7所示的单晶硅基材的(110)面内，泊松比的最小值为大致0.1514，泊松比的平均值为大致0.24127。因此，短轴Gy的方向上的振动板36的泊松比能够表现为(110)面内的泊松比的最小值以上且小于0.24127的范围。另外，图7所示的(110)面内的泊松比的最小值的取向Dm是从晶体取向[-111]朝向[-112]偏移7度的取向，泊松比成为平均值的取向是相对于取向Dm而朝向晶体取向[-111]偏移20度的取向D21以及相对于取向Dm而朝向晶体取向[-112]偏移25度的取向D21′。因此，上述的第二实施方式的短轴Gy的方向上的振动板36的泊松比的范围也能够表现为相对于取向Dm而从取向D21至取向D21′的范围。
根据这样的第二实施方式，与第一实施方式同样，对振动板36的长轴Gx的方向的伸缩造成影响的短轴Gy的方向上的泊松比被抑制在最小值以上且小于平均值的较小的值。因此，即使振动板36因压电元件37的振动而向伸长的方向位移，与振动板36的短轴Gy的方向上的泊松比为高于平均值那样的较大的值的情况相比，由于振动板36欲在长轴方向上收缩的力减弱，因此长轴Gx的方向的收缩量会变少。如此，通过减小短轴Gy的方向的泊松比，而使长轴Gx的方向上的收缩量变小，并且在长轴Gx的方向上拉动振动板36的力减弱，因此例如在振动板36的沿长轴Gy的方向收缩的臂部362b的一部分(例如在俯视观察时振动板36与压力室C的边界、振动板36与压电元件37的边界等)处的应力集中也得以缓解，因此能够抑制振动板36中的裂缝的发生。
如图7所示，第二实施方式的振动板36使用晶面为(110)面的单晶硅晶片而被制造出。具体而言，以使振动板36的短轴Gy的方向上的泊松比被包含在上述单晶硅晶片的晶面内的泊松比的最小值以上且小于平均值的范围(从图7的取向D21至取向D21′的范围)内的方式，使振动板36的短轴Gy的方向与晶面内的晶体取向一致，并从上述单晶硅晶片切出振动板36，从而能够制造出第二实施方式的振动板36。
如上文所述，如果从抑制振动板36中的裂缝的发生的观点出发，则最优选为，将第二实施方式的短轴Gy的方向上的振动板36的泊松比设为最小值。因此，在将图7所示的晶面为(110)面的单晶硅基材的晶面设为振动板36的表面(上表面)的情况下，采用使振动板36的短轴Gy的方向与取向Dm一致的方式最为有效。
另外，在第二实施方式中，短轴Gy的方向上的振动板36的泊松比优选为0.1～0.2％，如果对其增加余量，则优选的范围能够被设为最小值以上且相距最小值为30％以下的范围，通过采用这种方式，从而能够不易受到层叠于振动板36上的层叠材料的影响。在图7所示的晶面为(110)面的单晶硅基材中，泊松比相距最小值相当于30％的数值大致为0.1968。因此，在第二实施方式中，短轴Gy的方向上的振动板36的泊松比在最小值以上且0.1968以下的范围是优选的范围。据此，即便振动板36的短轴Gy的方向上的泊松比超出0.1968的材料被层叠于振动板36上，也能够抑制伴随着该层叠材料的伸缩而发生的振动板36的不必要的变形。在上述优选的范围中，采用如下方式，即，短轴Gy的方向上的振动板36的泊松比小于层叠材料的泊松比。由此，振动板36的位移不易受到层叠材料的伸缩的影响，因此能够抑制因层叠材料的伸缩而使振动板36被损坏的情况。
图7所示的(110)面内的泊松比的最小值的取向是取向Dm，泊松比相距最小值为30％的取向是相对于取向Dm而朝向晶体取向[-111]偏移13度的取向D22以及相对于取向Dm而朝向[-112]偏移15度的取向D22′。因此，短轴Gy的方向上的振动板36的泊松比的上述优选的范围也能够表现为相对于取向Dm而从取向D22至取向D22′的范围。
此外，虽然在本实施方式中，例示了将单晶硅基材的晶面(110)设为振动板36的表面(上表面)的情况，但是由于单晶硅是立方晶系，因此即使在将与晶面(110)等价的晶面亦即(011)面或者(101)面设为振动板36的表面(上表面)的情况下，也可以应用本实施方式的结构。即便晶面采用(011)面或者(101)面，泊松比与杨氏模量也会成为图7那样的形状。但是，在晶面为(011)面的情况下，将图7中作为基准的7个晶体取向[-111]、[-112]、[001]、[1-12]、[1-11]、[1-10]、[1-1-1]分别替换成晶体取向[1-11]、[1-12]、[100]、[21-1]、[11-1]、[01-1]、[-11-1]来应用。另外，在晶面为(101)面的情况下，将图7的晶体取向[-111]、[-112]、[001]、[1-12]、[1-11]、[1-10]、[1-1-1]分别替换成晶体取向[11-1]、[12-1]、[010]、[-121]、[-1-11]、[-101]、[-1-11]来应用。如此，晶面(110)、(011)、(101)均等价，并且能够将这些面组统一标记为晶面{110}。
第三实施方式
对本发明的第三实施方式进行说明。在第三实施方式中，对关于第一实施方式以及第二实施方式所涉及的压电器件39的压电元件37的具体的结构例进行说明。图8为将第三实施方式所涉及的压电器件39放大后的剖视图和俯视图，并与图4相对应。图8的剖视图(图8的上侧的图)是沿X-Z平面而将压电器件39切断而得到的图，图8的俯视图(图8的下侧的图)是从Z方向对压电器件39进行观察的图。图9是图8所示的压电器件39的IX-IX剖视图。
如图8的剖视图以及图9的剖视图所示，第三实施方式的压电元件37为，使压电体层373夹设于相互对置的第一电极371与第二电极372之间的层叠体。图8的压电元件37通过对第一电极371与第二电极372之间施加电压，从而使被第一电极371与第二电极372夹持的压电体层373发生压电应变而位移。因此，在图8的结构中，第一电极371、第二电极372和压电体层373在俯视观察时相重叠的部分相当于图4的压电元件37。通过振动板36以与该压电体层373的压电应变联动的方式而进行振动，从而压力室C内的压力发生变动。
第一电极371针对每个压电元件37(每个喷嘴N)而单独地形成在振动板36的表面上。各第一电极371是沿着Y方向而延伸的电极。各第一电极371经由被引出至压电体层373的外侧的引线电极371A而连接于驱动IC62。各引线电极371A彼此被电连接，并且各第一电极371成为多个压电元件37的共用电极。第一电极371的材料优选为在对压电体层373进行成膜时不氧化而能够维持导电性的材料，例如优选使用以铂(Pt)、铱(Ir)等贵金属或者镧镍氧化物(LNO)等为代表的导电性氧化物。
在各第一电极371的表面(与振动板36相反的一侧的表面)上，针对每个压电元件37(每个喷嘴N)而单独地形成压电体层373与第二电极372。如图8所示，各第二电极372相对于第一电极371而被层叠于与振动板36相反的一侧，且各压电体层373以被第一电极371与第二电极372夹持的方式而层叠。各第二电极372是沿着Y方向而延伸的电极。各第二电极372经由被引出至压电体层373的外侧的引线电极372A而连接于驱动IC62。
压电体层373针对每个压力室C而以被图案化的方式形成。如图8所示，压电体层373的X方向上的宽度大于压力室C(开口342)的X方向上的宽度。因此，在压力室C的X方向上，压电体层373延伸至压力室C的外侧。因此，在压力室C的X方向上，第一电极371被压电体层373覆盖。
压电体层373例如是钙钛矿构造的晶体膜(钙钛矿型晶体)等的表示机电转换作用的强介电性陶瓷材料。此外，作为压电体层373的材料，并不局限于上述的材料，例如能够使用锆钛酸铅(PZT)等强介电性压电材料或在其中添加氧化铌、氧化镍或者氧化镁等的金属氧化物的材料，除此以外，并不限定于含铅的铅系的压电材料，也能够使用不含铅的非铅系的压电材料。
第二电极372被设置于压电体层373的与第一电极371为相反侧的面上，并构成与多个压电元件37相对应的独立电极。此外，第二电极372既可以直接设置于压电体层373上，也可以在压电体层373与第二电极372之间夹设有其他部件。作为第二电极372，期望采用可良好地形成与压电体层373的界面且能够发挥绝缘性以及压电特性的材料，例如优选使用铱(Ir)、铂(Pt)、钯(Pd)、金(Au)等贵金属材料以及以镧镍氧化物(LNO)为代表的导电性氧化物。另外，第二电极372也可以是层叠多个材料而成的物质。
此外，虽然本实施方式的压电元件37对将第一电极371设为多个压电元件37的共用电极且将第二电极372设为与多个压电元件37相对应的独立电极的情况进行了例示，但是并不限于该结构，也可以采用如下方式，即，将第二电极372设为多个压电元件37的共用电极，而将第一电极371设为与多个压电元件37相对应的独立电极。另外，虽然在上述实施方式中对以单一层构成振动板36的情况进行了例示，但是并不限于此，也可以由多层来构成。
虽然在上述实施方式中对以分体的方式构成压力室基板34和振动板36的情况进行了例示，但是并不限于此，例如也可以像图10所示的第三实施方式的改变例那样，将压力室基板34与振动板36形成为一体，并将压力室C与振动板36一次成型。在图10的结构中，通过按照上述晶体取向而选择性地将预定厚度的单晶硅基材中的与压力室C相对应的区域的厚度方向上的一部分去除，从而能够将压力室C与振动板36一次成型。另外，在图10的结构中，在压电元件37与振动板36之间设置有用于确保紧贴力的紧贴层376。图10的紧贴层376由氧化硅膜376A和氧化锆膜376B构成。氧化硅膜376A和氧化锆膜376B依次被层叠于振动板36上。由于紧贴层376与构成振动板36的单晶硅相比韧性较低，因此采用如下方式，即，尽可能地减薄，并且如图10所示而在俯视观察时与短轴Gy的方向的臂部362b重叠的部分处不形成紧贴层376。通过采用这种结构，从而与直至与臂部362b在俯视观察时重叠的部分为止而形成紧贴层376情况相比，臂部362b更容易发生变形，因此能够提高压电器件39的位移特性。
第四实施方式
对于本发明的第四实施方式进行说明。在第四实施方式中，对第一实施方式以及第二实施方式所涉及的压电器件39的压电元件37的其他结构例进行说明。图11是从Z方向对第四实施方式所涉及的压电器件39进行观察的情况下的俯视图。图12是图11所示的压电器件39的XII-XII剖视图。
如图11以及图12所示，第四实施方式的压力室C的内周345的形状在俯视观察时为具有沿着X方向的长轴Gx与沿着Y方向的短轴Gy的椭圆。第四实施方式的压电元件37以在俯视观察时不与压力室C的中心重叠而与压力室C的内周345重叠的方式被配置于压力室C的周缘部。在图11中，例示出压电元件37的整周以在俯视观察时与压力室C的内周345的整周重叠的方式而被形成为环状的情况。但是，压电元件37可以不与压力室C的内周345的整周重叠，而仅是与内周345的一部分重叠的结构。
第四实施方式的压电元件37是使压电体层373夹设于相互对置的第一电极371与第二电极372之间的层叠体。与上述的其他实施方式相同，第一电极371、第二电极372和压电体层373在俯视观察时相重叠的部分构成了压电元件37。图11所示的第一电极371与压电体层373在各压力室C的部分中以在俯视观察时与各压力室C的内周345的整周重叠的方式而被形成在振动板36的表面上。第一电极371与压电体层373未被形成在压力室C的中心处。第一电极371与压电体层373在各压力室C的部分以外而被形成在振动板36的整个表面上。但是，也可以采用如下方式，即，在各压力室C的部分以外，不形成第一电极371和压电体层373。在俯视观察时第一电极371与压电体层373的内周的形状为椭圆。
第二电极372针对每个压电元件37(每个喷嘴N)而独立地相对于第一电极371而被层叠在与振动板36相反的一侧。第二电极372以在俯视观察时与各压力室C的内周345的整周重叠的方式被配置。在俯视观察时，各第二电极372的内周的形状为椭圆，外周的形状是X方向长于Y方向的大致长方形。第四实施方式的振动板36是与第一实施方式、第二实施方式相同的单晶硅基材，并且与压力室基板34一体构成。
根据这种结构的第四实施方式的压电器件39，通过对第一电极371与第二电极372之间施加电压，从而使被第一电极371与第二电极372夹持的压电体层373产生压电应变而位移。通过振动板36以与该压电体层373的压电变形联动的方式而进行振动，从而压力室C内的压力发生变动。在第四实施方式中，振动板36中的与压力室C重叠的部分为振动区域P。
如图11所示，由于第四实施方式的振动区域P为椭圆，因此内含振动区域P的图11中由单点划线表示的最小的长方形Q的短轴成为振动区域P的短轴Gy，内含振动区域P的最小的上述长方形Q的长轴成为振动区域P的长轴Gx。在第四实施方式中，构成振动区域P的椭圆的长轴成为振动区域P的长轴Gx，椭圆的短轴成为振动区域P的短轴Gy。通过采用该振动板36的短轴Gy的方向上的泊松比被包含在晶面内的泊松比的最小值以上且小于平均值的范围内的方式，从而能够实现与第一实施方式、第二实施方式相同的效果。
改变例
以上所例示的方式以及实施方式可以以多样的形式进行变形。以下，对具体的变形方式进行例示。从以下的例示或上述的方式中任意地选择的两个以上的方式在相互不矛盾的范围内可以被适当地合并。
(1)虽然在上述的实施方式中，对使搭载有液体喷出头26的滑架242沿着X方向而反复地往返移动的串行头进行了例示，但是也可以将本发明应用于以使液体喷出头26跨及介质12的全宽的方式而排列的行式头。
(2)虽然在上述的实施方式中对利用了向压力室施加机械式的振动的压电元件的压电方式的液体喷出头26进行了例示，但是也可以采用利用通过加热而使压力室的内部产生气泡的发热元件的热方式的液体喷出头。
(3)除了被专用于印刷的设备之外，还可以在传真装置或复印机等各种设备中采用上述的实施方式所例示的液体喷出装置10。可是，本发明的液体喷出装置10的用途并不限定于印刷。例如，喷出颜色材料的溶液的液体喷出装置可作为形成液晶显示装置的彩色滤光片或形成有机EL(Electro Luminescence：电致发光)显示器、FED(面发光显示器)等的制造装置而被利用。另外，喷出导电材料的溶液的液体喷出装置也可以作为形成配线基板的配线或电极的制造装置而被利用。另外，也可以作为喷出作为液体的一种的生物体有机物的溶液的芯片制造装置而被利用。
符号说明
10…液体喷出装置；12…介质；14…液体容器；20…控制装置；22…输送机构；24…移动机构；242…滑架；244…无接头带；26…液体喷出头；32…流道基板；322…供给流道；324…连通流道；326…中间流道；34…压力室基板；342…开口；344…侧壁；345…内周；35…压力产生部；36…振动板；362a…能动部；362b…臂部；362c…固定部；37…压电元件；371…第一电极；371A…引线电极；372…第二电极；372A…引线电极；373…压电体层；376…紧贴层；376A…氧化硅膜；376B…氧化锆膜；38…配线连接基板；384…配线；385…配线；39…压电器件；40…壳体部件；42…凹部；43…导入口；52…喷嘴板；54…柔性基板；62…驱动IC；A…第一基板；B…第二基板；C…压力室；Gx…长轴；Gy…短轴；L1…第一列；L2…第二列；N…喷嘴；P…振动区域；R…液体贮留室；RA…空间；RB…空间；S…压力室；H…位移。

Claims (19)

1.一种压电器件，具备：
压力室；
压电元件；以及
振动板，其被配置于所述压力室与所述压电元件之间，
所述振动板具有泊松比根据晶面内的方向而有所不同的各向异性的单晶硅基材的晶面，
在所述振动板中于俯视观察时与所述压力室重叠的振动区域中，内含所述振动区域的最小的长方形的短轴方向上的所述振动板的泊松比被包含在，所述晶面内的泊松比的最小值以上且小于平均值的范围内。
2.一种压电器件，具备：
压力室；
压电元件；以及
振动板，其被配置于所述压力室与所述压电元件之间，
所述振动板具有泊松比根据晶面内的方向而有所不同的各向异性的单晶硅基材的晶面，
所述单晶硅基材是晶面为{100}面的基材，
在所述振动板中于俯视观察时与所述压力室重叠的振动区域中，内含所述振动区域的最小的长方形的短轴方向上的所述振动板的泊松比被包含在，所述晶面内的泊松比的最小值以上且小于0.18065的范围内。
3.如权利要求2所述的压电器件，其中，
所述短轴方向上的所述振动板的泊松比被包含在，所述晶面内的泊松比的最小值以上且0.0864以下的范围内。
4.一种压电器件，具备：
压力室；
压电元件；以及
振动板，其被配置于所述压力室与所述压电元件之间，
所述振动板具有泊松比根据晶面内的方向而有所不同的各向异性的单晶硅基材的晶面，
所述单晶硅基材是晶面为(100)面的基材，
在所述振动板中于俯视观察时与所述压力室重叠的振动区域中，内含所述振动区域的最小的长方形的短轴方向上的所述振动板的泊松比的取向被包含在，相对于所述晶面内的晶体取向[011]，而朝向晶体取向[010]偏移21度的取向至朝向晶体取向[001]偏移21度的取向的范围内。
5.如权利要求4所述的压电器件，其中，
所述短轴方向上的所述振动板的泊松比的取向被包含在，相对于所述晶面内的晶体取向[011]，而朝向晶体取向[010]偏移7度的取向至朝向晶体取向[001]偏移7度的取向的范围内。
6.一种压电器件，具备：
压力室；
压电元件；以及
振动板，其被配置于所述压力室与所述压电元件之间，
所述振动板具有泊松比根据晶面内的方向而有所不同的各向异性的单晶硅基材的晶面，
所述单晶硅基材是晶面为(010)面的基材，
在所述振动板中于俯视观察时与所述压力室重叠的振动区域中，内含所述振动区域的最小的长方形的短轴方向上的所述振动板的泊松比的取向被包含在，相对于所述晶面内的晶体取向[-101]，而朝向晶体取向[-100]偏移21度的取向至朝向晶体取向[001]偏移21度的取向的范围内。
7.如权利要求6所述的压电器件，其中，
所述短轴方向上的所述振动板的泊松比的取向被包含在，相对于所述晶面内的晶体取向[-101]，而朝向晶体取向[-100]偏移7度的取向至朝向晶体取向[001]偏移7度的取向的范围内。
8.一种压电器件，具备：
压力室；
压电元件；以及
振动板，其被配置于所述压力室与所述压电元件之间，
所述振动板具有泊松比根据晶面内的方向而有所不同的各向异性的单晶硅基材的晶面，
所述单晶硅基材是晶面为(001)面的基材，
在所述振动板中于俯视观察时与所述压力室重叠的振动区域中，内含所述振动区域的最小的长方形的短轴方向上的所述振动板的泊松比的取向被包含在，相对于所述晶面内的晶体取向[-110]，而朝向晶体取向[010]偏移21度的取向至朝向晶体取向[00-1]偏移21度的取向的范围内。
9.如权利要求8所述的压电器件，其中，
所述短轴方向的所述振动板的泊松比的取向被包含在，相对于所述晶面内的晶体取向[-110]，而朝向晶体取向[00-1]偏移7度的取向至朝向晶体取向[010]偏移7度的取向的范围内。
10.一种压电器件，具备：
压力室；
压电元件；以及
振动板，其被配置于所述压力室与所述压电元件之间，
所述振动板具有泊松比根据晶面内的方向而有所不同的各向异性的单晶硅基材的晶面，
所述单晶硅基材是晶面为{110}面的基材，
在所述振动板中于俯视观察时与所述压力室重叠的振动区域中，内含所述振动区域的最小的长方形的短轴方向上的泊松比被包含在，所述晶面内的泊松比的最小值以上且小于0.24127的范围内。
11.如权利要求10所述的压电器件，其中，
所述短轴方向上的泊松比被包含在，所述晶面内的泊松比的最小值以上且0.1968以下的范围内。
12.一种压电器件，具备：
压力室；
压电元件；以及
振动板，其被配置于所述压力室与所述压电元件之间，
所述振动板具有泊松比根据晶面内的方向而有所不同的各向异性的单晶硅基材的晶面，
所述单晶硅基材是晶面为(110)面的基材，
在所述振动板中于俯视观察时与所述压力室重叠的振动区域中，内含所述振动区域的最小的长方形的短轴方向上的所述振动板的泊松比的取向被包含在，相对于从所述晶面内的晶体取向[-111]朝向[-112]偏移7度的取向，而朝向所述[-111]偏移20度的取向至朝向所述[-112]偏移25度的取向的范围内。
13.如权利要求12所述的压电器件，其中，
所述短轴方向上的所述振动板的泊松比的取向被包含在，相对于从所述晶面内的晶体取向[-111]朝向[-112]偏移7度的取向，而朝向所述[-111]偏移13度的取向至朝向所述[-112]偏移15度的取向的范围内。
14.一种压电器件，具备：
压力室；
压电元件；以及
振动板，其被配置于所述压力室与所述压电元件之间，
所述振动板具有泊松比根据晶面内的方向而有所不同的各向异性的单晶硅基材的晶面，
所述单晶硅基材是晶面为(011)面的基材，
在所述振动板中于俯视观察时与所述压力室重叠的振动区域中，内含所述振动区域的最小的长方形的短轴方向上的所述振动板的泊松比的取向被包含在，相对于从所述晶面内的晶体取向[1-11]朝向[1-12]偏移7度的取向，而朝向所述[1-11]偏移20度的取向至朝向所述[1-12]偏移25度的取向的范围内。
15.如权利要求14所述的压电器件，其中，
所述短轴方向上的所述振动板的泊松比的取向被包含在，相对于从所述晶面内的晶体取向[1-11]朝向[1-12]偏移7度的取向，而朝向所述[1-11]偏移13度的取向至朝向所述[1-12]偏移15度的取向为止的范围内。
16.一种压电器件，具备：
压力室；
压电元件；以及
振动板，其被配置于所述压力室与所述压电元件之间，
所述振动板具有泊松比根据晶面内的方向而有所不同的各向异性的单晶硅基材的晶面，
所述单晶硅基材是晶面为(101)面的基材，
在所述振动板中于俯视观察时与所述压力室重叠的振动区域中，内含所述振动区域的最小的长方形的短轴方向上的所述振动板的泊松比的取向被包含在，相对于从所述晶面内的晶体取向[11-1]朝向[12-1]偏移7度的取向，而朝向所述[11-1]偏移20度的取向至朝向所述[12-1]偏移25度的取向的范围内。
17.如权利要求16所述的压电器件，其中，
所述短轴方向上的所述振动板的泊松比的取向被包含在，相对于从所述晶面内的晶体取向[11-1]朝向[12-1]偏移7度的取向，而朝向所述[11-1]偏移13度的取向至朝向所述[12-1]偏移15度的取向的范围内。
18.一种液体喷出头，其中，
具备权利要求1至权利要求17中任意一项所述的压电器件，
通过利用所述压电元件使所述振动板振动，而使所述压力室的压力发生变动，从而使被填充在所述压力室内的液体从喷嘴喷出。
19.一种液体喷出装置，其中，
具备权利要求1至权利要求17中任意一项所述的压电器件，
通过利用所述压电元件使所述振动板振动，而使所述压力室的压力发生变动，从而使被填充在所述压力室内的液体从喷嘴喷出。
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