JP2003008091A

JP2003008091A - ダイアフラム型圧電アクチュエータ及びインクジェットヘッド

Info

Publication number: JP2003008091A
Application number: JP2001192875A
Authority: JP
Inventors: Koio Ikeda; 鯉雄池田
Original assignee: Oki Data Corp
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2001-06-26
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2003-01-10

Abstract

(57)【要約】【課題】製作が容易でダイアフラムの変位量が大きく、
かつ、ダイアフラムの変位が高速なダイアフラム型圧電
アクチュエータを提供すること、及び、該ダイアフラム
型圧電アクチュエータを使用することによって、キャビ
ティの体積変化が大きく、かつ、高速で、インクの噴出
量が多く、小型化されたされるようにする。【解決手段】薄膜状の基板２１及び該基板２１上に形成
された薄膜状の圧電体２３を備えるダイアフラムと、該
圧電体２３の上面及び下面に取り付けられ、少なくとも
一方が複数の領域に分割された電極とを有するか、又
は、前記ダイアフラムの中央部と周縁部とで前記圧電体
の分極の向きが互いに逆になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイアフラム型圧
電アクチュエータ及びインクジェットヘッドに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェットヘッドにおいて
は、圧電体層を含むダイアフラムを備えるアクチュエー
タを使用し、前記ダイアフラムを湾曲させて変位させる
ことによってキャビティの容積を変化させて、インクを
噴射させるようになっている。この場合、前記ダイアフ
ラムの中央部付近にだけ電界が加わるように電極が配置
されている。そして、該電極に電圧を印加して、前記ダ
イアフラムを湾曲させて変位させるようになっている。

【０００３】図２０は従来のダイアフラム型圧電アクチ
ュエータを湾曲させた状態を示す断面図、図２１は従来
のインクジェットヘッドにおけるダイアフラム型圧電ア
クチュエータを湾曲させた状態を示す断面図である。

【０００４】図において１０はダイアフラム型の圧電ア
クチュエータであり、薄膜部１６を備える支持体１１及
び該支持体上に積層された圧電体１３を有する。そし
て、前記薄膜部１６及び該薄膜部１６に対応する圧電体
１３がダイアフラムを構成する。また、前記薄膜部１６
と圧電体１３との間、及び、圧電体１３の上面には図示
されない電極が形成される。

【０００５】そして、該電極に電圧を印加すると圧電体
１３に圧電歪（ひずみ）が生じて、すなわち、電気機械
エネルギー変換が行われて、図２０に示されるように、
ダイアフラムが湾曲して変位するようになっている。

【０００６】また、前記圧電アクチュエータ１０にノズ
ル孔が穿（せん）設されたノズル板１４を取り付ける
と、図２１に示されるようなインクジェットヘッド１２
を得ることができる。ここで、１５はインクが充填（て
ん）されるキャビティであり、圧電アクチュエータ１０
のダイアフラムが湾曲して変位することによって、図に
示されるように、容積が減少して、内部のインクをイン
ク孔から噴出する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のダイアフラム型圧電アクチュエータにおいては、ダ
イアフラムの変位量を大きくすることが困難であった。
このため、ダイアフラム型圧電アクチュエータを取り付
けたインクジェットヘッドの場合、キャビティの体積変
化が小さくなり、インクの噴出量が少なくなってしま
う。また、該インクの噴出量を確保しようとすると、ダ
イアフラムのサイズを大きくする必要があり、インクジ
ェットヘッドを小型化することができなかった。

【０００８】さらに、ダイアフラムのサイズを大きくす
ると、キャビティの体積変化を大きくすることができる
が、応答速度が低くなってしまう。すなわち、体積変化
量と応答速度とを同時に得ることができない。また、ダ
イアフラムを厚くすると、応答速度を高くすることはで
きるが、高電圧を印加する必要がある。

【０００９】そして、ダイアフラム型圧電アクチュエー
タにおいて、ダイアフラムの変位量を大きくし、かつ、
ダイアフラムの変位を高速にするためには、理想的な電
界を簡単に分布させることが必要である。このため、圧
電体の膜を基板上にパターニングする方法も提供されて
いるが、この場合、アクチュエータを製作するプロセス
が複雑になるとともに製作コストが高くなってしまう。
また、さらに高いパターニング精度を得ることも困難で
ある。

【００１０】本発明は、前記従来のダイアフラム型圧電
アクチュエータ及びインクジェットヘッドの問題点を解
決して、製作が容易でダイアフラムの変位量が大きく、
かつ、ダイアフラムの変位が高速なダイアフラム型圧電
アクチュエータを提供すること、及び、該ダイアフラム
型圧電アクチュエータを使用することによって、キャビ
ティの体積変化が大きく、かつ、高速で、インクの噴出
量が多く、小型化されたインクジェットヘッドを提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明のダ
イアフラム型圧電アクチュエータにおいては、薄膜状の
基板及び該基板上に形成された薄膜状の圧電体を備える
ダイアフラムと、前記圧電体の上面及び下面に取り付け
られ、少なくとも一方が複数の領域に分割された電極と
を有する。

【００１２】本発明の他のダイアフラム型圧電アクチュ
エータにおいては、さらに、薄膜状の基板及び該基板上
に形成された薄膜状の圧電体を備え、前記圧電体の上面
及び下面に取り付けられた電極を有し、前記圧電体は、
中央部と周縁部分とにおいて互いに逆向きに分極するよ
うに形成される。

【００１３】本発明のインクジェットヘッドにおいて
は、薄膜状の基板及び該基板上に形成された薄膜状の圧
電体を備えるダイアフラム、前記圧電体の上面及び下面
に取り付けられ、少なくとも一方が複数の領域に分割さ
れた電極、並びに、前記ダイアフラムの一方に形成され
たキャビティを備えるダイアフラム型圧電アクチュエー
タと、前記キャビティに対応する位置にノズルが設けら
れ、前記ダイアフラム型圧電アクチュエータに取り付け
られたノズル板とを有する。

【００１４】本発明の他のインクジェットヘッドにおい
ては、さらに、薄膜状の基板及び該基板上に形成された
薄膜状の圧電体を備えるダイアフラム、前記圧電体の上
面及び下面に取り付けられた電極、並びに、前記ダイア
フラムの一方に形成されたキャビティを備えるダイアフ
ラム型圧電アクチュエータと、前記キャビティに対応す
る位置にノズルが設けられ、前記ダイアフラム型圧電ア
クチュエータに取り付けられたノズル板を有し、前記圧
電体は、中央部と周縁部分とにおいて互いに逆向きに分
極するように形成される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１６】図１は本発明の第１の実施の形態における
ダイアフラム型圧電アクチュエータの断面図、図２は本
発明の第１の実施の形態におけるダイアフラム型圧電ア
クチュエータの斜視図である。

【００１７】図に示されるように、基板２１の片面に下
部電極２２、圧電体２３及び上部電極を堆（たい）積さ
せ、圧電体２３等が堆積されていない方の面から基板２
１にエッチング加工を施すことによってキャビティ２５
を形成して、ダイアフラム型圧電アクチュエータとして
のアクチュエータ２０を製作する。

【００１８】そして、該アクチュエータ２０は、インク
ジェットヘッドとして使用することもできるが、諸々の
粒子や波動を偏向させる用途として使用することもでき
る。例えば、ダイアフラム上に形成した鏡面に光を入射
させ、アクチュエータ２０を駆動させて反射光の方向を
偏向させることによって、表示デバイスや光スイッチと
して使用することができる。

【００１９】なお、一般に、インクジェットヘッドにお
いては、圧電体層を含むダイアフラムを備えるアクチュ
エータを使用し、該ダイアフラムを湾曲させて変位させ
ることによってキャビティの容積を変化させて、インク
を噴射させるようになっている。この場合、前記ダイア
フラムに配置される電極に電圧を印加して、前記ダイア
フラムを湾曲させて変位させるようになっている。

【００２０】そして、本実施の形態において、前記上部
電極は周縁上部電極２４と中央上部電極２７とに分離さ
れる。

【００２１】「従来の技術」において説明した従来のイ
ンクジェットヘッド１２においては、キャビティ１５の
容積を減少させてインクを噴出する場合、図２１に示さ
れるように、ダイアフラムの中央部を内側に凸に変形さ
せ、一方、ダイアフラムの周縁部を外側に凸に変形させ
るようになっている。

【００２２】この場合、圧電アクチュエータ１０の動作
を子細に観察すると、ダイアフラムの中央部の電極に電
圧を印加した時、圧電体１３の中央部に圧電歪が生じ、
ダイアフラムの中央部がキャビティ１５の内側に凸にな
るように湾曲することが分かる。

【００２３】その結果、ダイアフラムはキャビティ１５
の内側に向かって変位してキャビティ１５の容積が小さ
くなる。この時、ダイアフラムの周縁部は、ダイアフラ
ムの中央部の湾曲に起因して外側に凸になるように湾曲
することが観察される。すなわち、ダイアフラムの周縁
部は受動的に外側に凸になるように湾曲することが観察
される。

【００２４】このことから、本発明の発明者は、ダイア
フラムの周縁部に、ダイアフラムの中央部と逆向きの湾
曲を自発的に生じさせると、ダイアフラムの変位量を大
きくすることができ、キャビティ１５の容積変化をさら
に大きく得ることができることに想到した。

【００２５】そして、ダイアフラムの周縁部と中央部と
にそれぞれ互いに逆向きの湾曲を自発的に生じさせてキ
ャビティ１５の容積の大きな変化を得るためには、ダイ
アフラムの両領域の圧電体１３にそれぞれ独立した互い
に逆向きの圧電歪を生じさせればよいということを見出
した。また、ダイアフラムの周縁部だけに電界を与える
だけでも、従来におけるアクチュエータと同程度のキャ
ビティ１５の容積の変化を得ることができるが、大きな
キャビティ１５の容積変化を得るためにダイアフラムの
周縁部の制御された位置に電極を配置し、かつ、ダイア
フラムの中央部にも電極を併設することによって、極め
て大きなキャビティ１５の容積変化を得ることができる
ことも見出した。

【００２６】このような本発明の発明者の知見に基づ
き、本実施の形態においては前記上部電極を周縁上部電
極２４と中央上部電極２７とに分離して形成する。

【００２７】この場合、上面に数〔μｍ〕の深さまで高
濃度にボロン（Ｂ）をドープした（１００）又は（１１
０）単結晶シリコン基板から成る基板２１上の全面に、
下部電極２２として白金（Ｐｔ）等の金属を数十〔ｎ
ｍ〕堆積させる。さらに、前記下部電極２２上の全面に
ｃ軸が基板２１の法線方向に平行になるように圧電体２
３としてＰＺＴ膜を厚さ数〔μｍ〕でＭＯＣＶＤ法等で
堆積させる。

【００２８】そして、前記圧電体２３上に厚さ数十〔ｎ
ｍ〕の白金等の金属をダイアフラムの周縁部付近と中央
部付近とにそれぞれスパッタリング法で堆積させ、周縁
上部電極２４と中央上部電極２７とする。なお、上部電
極２４、２７のパターニングはリフトオフプロセスによ
る。

【００２９】そして、ダイアフラムの幅をｗ４とし、圧
電体２３の厚さをｄ１とすると、ダイアフラムの周縁部
の周縁上部電極２４のダイアフラム上に位置しない部分
の幅ｗ２を、０．５×ｄ１＜ｗ２となるようにする。また、ダイアフラムの周縁部の周縁
上部電極２４のダイアフラム上に位置する部分の幅ｗ１
を、０．０５×ｗ４＜ｗ１＜０．４５×ｗ４となるようにする。さらに、ダイアフラムの中央部の中
央上部電極２７の幅ｗ３を、０．０５×ｗ４＜ｗ３／２＜０．４５×ｗ４となるようにする。

【００３０】また、周縁上部電極２４のダイアフラム上
に位置しない部分の幅ｗ２が０．５×ｄ１に比べてはる
かに大きくても、ダイアフラムの大きな変形を得るため
の障害にはならないが、周縁上部電極２４のダイアフラ
ム上に位置しない部分の幅ｗ２が大きすぎると、上部電
極と下部電極２２との間の静電容量が大きくなり、アク
チュエータ２０を駆動させる時に駆動電源の負担が大き
くなったり、アクチュエータ２０の応答速度が低くなっ
たりしてしまう。

【００３１】ダイアフラムの中央部の中央上部電極２７
と周縁部の周縁上部電極２４との間に、圧電体２３の厚
さと同程度又はそれ以上の幅ｇ１の間隔を形成する。な
お、本実施の形態においては、下部電極２２がアクチュ
エータ２０の上部の全面に分布していて、上部電極が周
縁上部電極２４と中央上部電極２７とにパターニングさ
れているが、前記上部電極を全面電極とし、下部電極２
２を周縁電極と中央電極とにパターニングしてもよい。

【００３２】また、本実施の形態において、圧電体２３
としてＰＺＴをアクチュエータ２０の上部の全面に堆積
しているが、ＰＺＴをパターニングして、圧電歪を生じ
させるための応力を発生させる必要のない領域に、ＰＺ
Ｔが分布しないようにしてもよい。この場合、ダイアフ
ラムの剛性が小さくなって応答速度が低下するが、ダイ
アフラムの変位量が大きくなり、キャビティ２５の容積
変化が大きくなるという利点もある。

【００３３】次に、基板２１の裏面の全面にＳｉＯ₂膜
を形成し、フォトリソグラフィー法でキャビティになる
部分のＳｉＯ₂膜を除去してエッチング窓を形成する。
そして、基板２０の上面をワックスで保護して、ＫＯＨ
等のエッチャントを用いて前記エッチング窓からエッチ
ングを進行させると、エッチングレートの結晶面異方性
によって台形断面又は長方形断面のキャビティ２５が形
成されていく。

【００３４】ここで、基板２０上面近傍の厚さ数〔μ
ｍ〕の高濃度のボロン添加層は、エッチングレートが低
いので、エッチングされずに残留する。これにより、厚
さが数〔μｍ〕の単結晶シリコンから成る支持体薄膜部
２８、下部電極２２、圧電体２３、周縁上部電極２４及
び中央上部電極２７から構成されるダイアフラムが形成
される。

【００３５】そして、ＰＺＴ膜は、堆積させただけでダ
イアフラムの法線方向に自発分極が自然分極によって生
じ、圧電性を奏する場合がある。この場合、その自発分
極のダイアフラムの法線方向の成分の向きが、ダイアフ
ラム上で一様であり、かつ、自発分極の大きさが所望の
大きさである時は、ＰＺＴの分極処理を施す必要がな
い。しかし、そうでない時は、ダイアフラムの法線方向
に分極処理を施してＰＺＴに圧電性を与える必要があ
る。

【００３６】次に、前記構成のダイアフラム型圧電アク
チュエータの動作について説明する。

【００３７】図３は本発明の第１の実施の形態における
ダイアフラムを湾曲させた状態のアクチュエータの断面
図である。

【００３８】この場合、上部電極と下部電極２２との間
に電圧を印加すると、前記上部電極と下部電極２２とに
挟まれた圧電体２３には図における横方向に伸長又は収
縮するように応力が発生して圧電歪が生じ、ダイアフラ
ムが湾曲する。すなわち、圧電体２３であるＰＺＴが横
方向に伸張する向きの電圧を上部電極と下部電極２２と
の間に印加すると、上部電極が分布する領域のダイアフ
ラムが上に凸になるように湾曲し、逆向きの電圧を加え
ると上部電極が分布する領域のダイアフラムは下に凸に
なるように湾曲する。

【００３９】ここで、中央上部電極２７と下部電極２２
との間にダイアフラムがキャビティ２５の内側に凸、す
なわち、下に凸になるような向きの電圧を印加する。一
方、ダイアフラムの周縁上部電極２４と下部電極２２と
の間にダイアフラムがキャビティ２５の外側に凸、すな
わち、上に凸になるような向きの電圧を印加する。する
と、図３に示されるように、ダイアフラムが下方に変位
してキャビティ２５の容積は小さくなる。

【００４０】また、中央上部電極２７と下部電極２２と
の間及び周縁上部電極２４と下部電極２２との間に逆向
きの電圧を印加すると、ダイアフラムは上方に変位し
て、キャビティ２５の容積は大きくなる。

【００４１】なお、中央上部電極２７と下部電極２２と
の間及び周縁上部電極２４と下部電極２２との間に逆向
きの電圧を印加する手段は、一般的なものであり、その
説明を省略する。

【００４２】このように、ダイアフラムの周縁部及び中
央部に電極が形成されたアクチュエータ２０の場合、中
央部のダイアフラムだけに電界が加わるものと比較し
て、周縁部及び中央部の電極で圧電体２３に加わる電界
の大きさが同じである場合は、キャビティ２５の体積変
化を２倍以上にすることができることが、計算機シミュ
レーション及び変位測定実験から分かっている。

【００４３】次に、本実施の形態におけるダイアフラム
型圧電アクチュエータの製造例を示す。

【００４４】まず、上面に２〜３〔μｍ〕の深さまで高
濃度にボロンをドープした（１００）単結晶シリコン基
板を用い、該単結晶シリコン基板上面の全面に白金をス
パッタリングして下部電極２２を形成する。そして、該
下部電極２２の上面に圧電体２３としてＰＺＴ膜をＭＯ
ＣＶＤ法で堆積させ、前記圧電体２３の厚さｄ１を２〜
３〔μｍ〕とする。

【００４５】続いて、ＰＺＴ層にはダイアフラム法線方
向の分極を一様に自発分極によって発生させる。また、
ダイアフラムの幅ｗ４を２００〔μｍ〕とする。

【００４６】さらに、ダイアフラム上の上部電極の寸法
は、周縁上部電極２４のダイアフラム上に位置しない部
分の幅ｗ２を５０〔μｍ〕とし、ダイアフラム上に位置
する部分の幅ｗ１を２３〔μｍ〕とし、中央上部電極２
７の幅ｗ３を１０４〔μｍ〕とし、前記中央上部電極２
７と周縁上部電極２４との間の間隔ｇ１の幅を２５〔μ
ｍ〕とする。

【００４７】そして、結晶面選択性エッチングによって
支持体薄膜部２８の厚さを２〜３〔μｍ〕に成形加工す
る。

【００４８】これにより、本実施の形態におけるダイア
フラム型圧電アクチュエータとしてのアクチュエータ２
０を得ることができる。

【００４９】このようにして製造したアクチュエータ２
０において、下部電極２２に電位０〔Ｖ〕を与え、中央
上部電極２７に電位１４〔Ｖ〕を与えた場合、ダイアフ
ラムの中央の変位は０．１５〔μｍ〕であった。また、
周縁上部電極２４に電位−１４〔Ｖ〕を与えた場合も、
ダイアフラムの中央の変位は０．１５〔μｍ〕であっ
た。さらに、中央上部電極２７と周縁上部電極２４とに
同時にそれぞれ１４〔Ｖ〕と−１４〔Ｖ〕の電位を与え
た場合、ダイアフラムの中央の変位は０．３５〔μｍ〕
であった。すなわち、前記中央上部電極２７及び周縁上
部電極２４の両方に電圧を印加した場合の変位量は、前
記中央上部電極２７又は周縁上部電極２４のいずれかに
電圧を印加した場合の変位量の２．３倍である。

【００５０】このことから、本実施の形態におけるアク
チュエータ２０は、中央上部電極２７と下部電極２２と
の間及び周縁上部電極２４と下部電極２２との間にそれ
ぞれ逆向きの電圧を印加するので、ダイアフラムの中央
部だけに電極が形成されている前記従来の圧電アクチュ
エータ１０と比較して、ダイアフラムが大きく変位し
て、キャビティ２５の容積変化も大きくなることが分か
る。

【００５１】このように、本実施の形態においては、上
部電極をダイアフラムの中央部に位置する中央上部電極
２７と、周縁部に位置する周縁上部電極２４とに分離し
て、前記周縁上部電極２４及び中央上部電極２７の幅を
前述されたような値にする。

【００５２】そのため、ダイアフラムの変位量が大きく
なり、キャビティ２５の容積変化も大きくなるので、必
要な容積変化を得るための電圧を低くすることができ
る。

【００５３】また、ダイアフラムが小さくても、ダイア
フラムの変位量及びキャビティ２５の容積変化を大きく
することができるので、アクチュエータ２０を小型化す
ることができる。さらに、ダイアフラムの湾曲運動の応
答速度が高くなるので、共振周波数が高くなる。

【００５４】この場合、ダイアフラムの中央部だけ、又
は、周縁部だけに電極がある場合と比較して、ダイアフ
ラムの変位量が大きく、キャビティ２５の容積変化も大
きくすることができる。

【００５５】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有する
ものについては、その説明を省略する。また、本実施の
形態におけるダイアフラム型圧電アクチュエータの製造
方法については、前記第１の実施の形態におけるダイア
フラム型圧電アクチュエータの製造方法と類似してい
て、上部電極のパターンが異なるだけであり、その他の
点については同じである。

【００５６】図４は本発明の第２の実施の形態における
ダイアフラム型圧電アクチュエータの断面図、図５は本
発明の第２の実施の形態におけるダイアフラム型圧電ア
クチュエータの斜視図である。

【００５７】この場合、上部電極はダイアフラムの周縁
部の付近の周縁上部電極３４と中央部付近の中央上部電
極３７ａ、３７ｂとから成る。そして、中央上部電極３
７ａと中央上部電極３７ｂとの間には間隔ｇ３が設けら
れている。

【００５８】また、ダイアフラムの幅をｗ４とし、圧電
体２３の厚さをｄ２とすると、周縁上部電極３４のダイ
アフラム上に位置しない部分の幅ｗ２は、０．５×ｄ２
＜ｗ２になるようにする。

【００５９】また、周縁上部電極３４のダイアフラム上
に位置しない部分の幅ｗ２が０．５×ｄ２に比べてはる
かに大きくても、ダイアフラムの大きな変形を得るため
の障害にはならないが、周縁上部電極３４と下部電極２
２との間の静電容量が大きくなり、アクチュエータ３０
を駆動させる時に駆動電源の負担が大きくなったり、ア
クチュエータ３０の応答速度が低くなったりしてしま
う。

【００６０】一方、ダイアフラムの周縁上部電極３４の
ダイアフラム上に位置する部分の幅ｗ１を、０．０５×ｗ４＜ｗ１＜０．４５×ｗ４になるようにする。

【００６１】また、ダイアフラムの中央上部電極３７ａ
の幅ｗ５を、０．０５×ｗ４＜ｗ５＜０．４５×ｗ４になるようにし、ダイアフラムの中央上部電極３７ｂの
幅ｗ６を、０．０５×ｗ４＜ｗ６＜０．４５×ｗ４になるようにする。

【００６２】そして、ダイアフラムの中央上部電極３７
ａと周縁上部電極３４との間、及びダイアフラムの中央
上部電極３７ｂと周縁上部電極３４との間には、圧電体
２３の厚さｄ２と同程度かそれ以上の幅ｇ２の間隔を設
ける。

【００６３】次に、前記構成のダイアフラム型圧電アク
チュエータの動作について説明する。

【００６４】図６は本発明の第２の実施の形態における
ダイアフラムを湾曲させた状態のアクチュエータの断面
図である。

【００６５】この場合、圧電体２３の上下の電極間に電
圧を印加すると、該上下の電極に挟まれた圧電体２３に
は図における横方向に伸長又は収縮するように応力が発
生し、その結果、ダイアフラムが湾曲する。すなわち、
圧電体２３が横方向に伸張する向きの電圧を上部電極と
下部電極２２との間に印加すると、上部電極が分布する
領域のダイアフラムが上に凸になるように湾曲し、逆向
きの電圧を加えると上部電極が分布する領域のダイアフ
ラムは下に凸になるように湾曲する。

【００６６】ここで、ダイアフラムの中央上部電極３７
ａ、３７ｂにダイアフラムがキャビティ２５の内側に凸
になるような向きの電圧を印加し、ダイアフラムの周縁
上部電極３４にダイアフラムがキャビティ２５の外側に
凸になるように湾曲するような向きの電圧を印加する
と、キャビティ２５の容積は図６に示されるように小さ
くなる。

【００６７】また、この逆向きの電圧を印加すると、ダ
イアフラムの湾曲運動は逆の向きになり、キャビティ２
５の容積が大きくなる。

【００６８】なお、キャビティ２５の容積を小さくする
場合、すなわち、ダイアフラムを下方に変位させる場合
は、ダイアフラムの湾曲の向きは周縁上部電極３４で外
側に凸になるように、中央上部電極３７ａ、３７ｂで内
側に凸になるように各電極に電圧を印加する。

【００６９】このように、本実施の形態においては、ダ
イアフラムの湾曲の変曲点は周縁上部電極３４と中央上
部電極３７ａ、３７ｂとの間（幅ｇ２部）辺りに存在す
るが、この変曲点がダイアフラムの周縁部に程よく近い
とダイアフラムの変位量が大きくなり、キャビティ２５
の容積変化が大きくなる。

【００７０】したがって、ダイアフラムの中央部に無電
極部を設けて電極間の間隔ｇ２をダイアフラムの周縁部
の方に程よくずらして設けることによって、ダイアフラ
ムの湾曲の変曲点をダイアフラムの周縁部の近くに発生
させると、中央上部電極３７ａ、３７ｂの面積を増やす
ことなく、ダイアフラムの変位量を大きくすることがで
き、キャビティ２５の容積変化を大きくすることができ
る。

【００７１】また、中央上部電極３７ａ、３７ｂの面積
を増やす必要がないので、上部電極と下部電極２２との
間の静電容量を抑制することができ、アクチュエータ３
０の応答速度を高くしたり、アクチュエータ３０の駆動
のために必要な電流を抑えることができる。

【００７２】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。なお、第１及び第２の実施の形態と同じ構造
を有するものについては、同じ符号を付与することによ
ってその説明を省略する。また、本実施の形態における
ダイアフラム型圧電アクチュエータの製造方法について
は、前記第２の実施の形態におけるダイアフラム型圧電
アクチュエータの製造方法と類似していて、上部電極の
パターンが異なるだけであり、その他の点については同
じである。

【００７３】図７は本発明の第３の実施の形態における
ダイアフラム型圧電アクチュエータの断面図、図８は本
発明の第３の実施の形態におけるダイアフラム型圧電ア
クチュエータの斜視図である。

【００７４】この場合、ダイアフラムの周縁部には上部
電極は形成されず、中央部にだけ中央上部電極３７ａ、
３７ｂが形成される。そして、中央上部電極３７ａと中
央上部電極３７ｂとの間に間隔ｇ３が設けられる。

【００７５】また、ダイアフラムの幅をｗ４とし、中央
上部電極３７ａの幅をｗ５とし、中央上部電極３７ｂの
幅をｗ６とし、中央上部電極３７ａと中央上部電極３７
ｂとの間の間隔をｇ３とし、中央上部電極３７ａ、３７
ｂと前記間隔ｇ３とから成る線分の長さをｗ７とする。
そして、長さｗ７を、０．４×ｗ４＜ｗ７＜０．８×ｗ４になるようにし、間隔ｇ３を、０＜ｇ３＜０．９×ｗ７になるようにする。

【００７６】次に、前記構成のダイアフラム型圧電アク
チュエータの動作について説明する。

【００７７】図９は本発明の第３の実施の形態における
ダイアフラムを湾曲させた状態のアクチュエータの断面
図である。

【００７８】この場合、圧電体２３の上下の電極間に電
圧を印加すると、該上下の電極に挟まれた圧電体２３に
は図における横方向に伸長又は収縮するように応力が発
生し、その結果、ダイアフラムが湾曲する。すなわち、
圧電体２３が横方向に伸張する向きの電圧を中央上部電
極３７ａ、３７ｂと下部電極２２との間に印加すると、
中央上部電極３７ａ、３７ｂが分布する領域のダイアフ
ラムが上に凸になるように湾曲し、逆向きの電圧を加え
ると中央上部電極３７ａ、３７ｂが分布する領域のダイ
アフラムは下に凸になるように湾曲する。

【００７９】ここで、ダイアフラムの中央上部電極３７
ａ、３７ｂにダイアフラムがキャビティ２５の内側に凸
になるようにな向きの電圧を印加すると、キャビティ２
５の容積は図に示されるように小さくなる。

【００８０】また、この逆向きの電圧を印加すると、ダ
イアフラムの湾曲運動は逆の向きになり、キャビティ２
５の容積が大きくなる。

【００８１】なお、キャビティ２５の容積を小さくする
場合、すなわち、ダイアフラムを下方に変位させる場合
は、ダイアフラムの湾曲の向きが中央上部電極３７ａ、
３７ｂで内側に凸になるように各電極に電圧を印加す
る。

【００８２】このように、本実施の形態においては、ダ
イアフラムの湾曲の変曲点はダイアフラムの周縁部と中
央上部電極３７ａ、３７ｂとの間辺りに存在するが、こ
の変曲点がダイアフラムの周縁部に程よく近いとキャビ
ティ２５の容積変化が大きい。

【００８３】したがって、ダイアフラムの中央部に無電
極部を設けて前記変曲点をダイアフラムの周縁部に程よ
く近づけると、中央上部電極３７ａ、３７ｂの面積を増
やすことなく、ダイアフラムの変位量を大きくすること
ができ、キャビティ２５の容積変化を大きくすることが
できる。

【００８４】また、中央上部電極３７ａ、３７ｂの面積
を増やす必要がないので、中央上部電極３７ａ、３７ｂ
と下部電極２２との間の静電容量を抑制することがで
き、アクチュエータ４０の応答速度を高くしたり、アク
チュエータ４０の駆動のために必要な電流を抑えること
ができる。

【００８５】次に、本発明の第４の実施の形態について
説明する。なお、第１〜３の実施の形態と同じ構造を有
するものについては、その説明を省略する。また、本実
施の形態におけるアクチュエータの製造方法について
は、前記第１の実施の形態におけるアクチュエータの製
造方法と類似していて、圧電体５３の分極の分布が異な
るだけであり、その他の点については同じである。

【００８６】図１０は本発明の第４の実施の形態におけ
るダイアフラム型圧電アクチュエータの断面図、図１１
は本発明の第４の実施の形態におけるダイアフラム型圧
電アクチュエータの斜視図である。

【００８７】この場合、図１０に示されるように、ダイ
アフラムの中央上部電極２７に接する部分の圧電体５３
に分極Ｐ１を発生させ、周縁上部電極２４に接する部分
の圧電体５３に分極Ｐ２を発生させる。ここで、分極Ｐ
１と分極Ｐ２とは向きを逆にする。

【００８８】このような電極Ｐ１、Ｐ２を発生させるに
は、例えば、ダイアフラムの周縁部の圧電体５３とダイ
アフラムの中央部の圧電体５３とに、それぞれ逆向きの
強い電界を与えて分極処理を施す方法がある。なお、一
旦（たん）分極Ｐ１、Ｐ２を発生させた後であれば、中
央上部電極２７と周縁上部電極２４とは、必ずしも絶縁
している必要はなく、前記中央上部電極２７と周縁上部
電極２４とを一体化した上部電極を形成してもよい。

【００８９】次に、前記構成のダイアフラム型圧電アク
チュエータの動作について説明する。

【００９０】図１２は本発明の第４の実施の形態におけ
るダイアフラムを湾曲させた状態のアクチュエータの断
面図である。

【００９１】この場合、圧電体５３の上下の電極間に電
圧を印加すると、該上下の電極に挟まれた圧電体５３に
は図における横方向に伸長又は収縮するように応力が発
生し、その結果ダイアフラムが湾曲する。

【００９２】例えば、中央上部電極２７と周縁上部電極
２４とに電位−５〔Ｖ〕を与え、下部電極２２に電位０
〔Ｖ〕を与える。すると、圧電体５３の分極Ｐ１、Ｐ２
が図１０に示されるような向きなので、図１２に示され
るように、中央上部電極２７の辺りのダイアフラムは下
に凸になるように湾曲し、周縁上部電極２４の辺りのダ
イアフラムは上に凸になるように湾曲して、キャビティ
２５の容積が小さくなる。

【００９３】なお、分極Ｐ２の向きが分極Ｐ１の向きと
同じである場合、前述されたようなダイアフラムの歪と
同様な歪を生じさせるためには、下部電極２２に０
〔Ｖ〕を、中央上部電極２７に−５〔Ｖ〕を、周縁上部
電極２４に５〔Ｖ〕を与える必要がある。

【００９４】このように、本実施の形態においては、ダ
イアフラムの中央上部電極２７に接する部分の圧電体５
３に発生させる分極Ｐ１の向きと、周縁上部電極２４に
接する部分の圧電体５３に発生させる分極Ｐ２の向きと
が、互いに逆向きになるようになっている。そのため、
前記分極Ｐ１、Ｐ２が互いに同じ向きである場合には、
例えば、−５〔Ｖ〕、０〔Ｖ〕、５〔Ｖ〕の三つの電位
を与える必要があるのに対して、本実施の形態において
は、例えば、０〔Ｖ〕、−５〔Ｖ〕の二つの電位を与え
るだけでよい。

【００９５】したがって、上部電極と下部電極２２とに
電位を与えるための電源装置として、比較的低い電圧を
発生し、しかも、二つの電位を与えるだけの簡単な構造
の電源装置を使用することができる。

【００９６】次に、本発明の第５の実施の形態について
説明する。なお、第１〜４の実施の形態と同じ構造を有
するものについては、その説明を省略する。また、本実
施の形態におけるアクチュエータの製造方法について
は、前記第１の実施の形態におけるアクチュエータの製
作方法と類似していて、圧電体５３の表面の電極を形成
する方法と、該電極の形状が異なるだけであり、その他
の点については同じである。

【００９７】図１３は本発明の第５の実施の形態におけ
るダイアフラム型圧電アクチュエータの断面図、図１４
は本発明の第５の実施の形態におけるダイアフラム型圧
電アクチュエータの斜視図である。

【００９８】この場合、上部電極を周縁上部電極２４と
中央上部電極２７とに分割し、互いに絶縁させて形成す
るのと同じように、下部電極を中央下部電極６７と周縁
下部電極６２とに分割し、互いに絶縁させて形成する。
ここで、該下部電極６２を形成するには、まず、フォト
レジストを基板２１上に塗布してパターニングし、次
に、前記フォトレジストを含む基板２１全面上に電極材
料をスパッタリング法で堆積する。続いて、リフトオフ
法を使用して下部電極をパターニングして、互いに絶縁
した中央下部電極６７と周縁下部電極６２とを形成す
る。なお、その後は、前記第１の実施の形態と同様の製
造方法によってアクチュエータ６０を製造する。

【００９９】また、図１３に示されるように、中央下部
電極６７及び周縁下部電極６２の幅と、中央下部電極６
７と周縁下部電極６２との間隔の幅は、上部電極におけ
るこれらの幅（ｗ１〜ｗ３、ｇ１）と等しくする。

【０１００】さらに、圧電体６３の自発分極Ｐ３は、図
１３に示されるようにダイアフラムの中央部と周縁部と
で同じ向きになるように発生させる。

【０１０１】次に、前記構成のダイアフラム型圧電アク
チュエータの動作について説明する。

【０１０２】図１５は本発明の第５の実施の形態におけ
るダイアフラムを湾曲させた状態のアクチュエータの断
面図である。

【０１０３】この場合、圧電体６３の上下の電極間に電
圧を印加すると、該上下の電極に挟まれた圧電体６３に
は広さ方向に伸長又は収縮するように応力が発生し、そ
の結果ダイアフラムが湾曲する。

【０１０４】ここで、図１３に示されるように、圧電体
６３の自発分極Ｐ３が上向きで一様なので、中央下部電
極６７と比較して中央上部電極２７に低い電位を与え
て、ダイアフラムの中央部に上向きの電界を発生させ
る。また、周縁下部電極６２と比較して周縁上部電極２
４に高い電位を与えて、ダイアフラムの周縁部に下向き
の電界を発生させる。すると、ダイアフラムの中央部は
下に凸になるように湾曲し、ダイアフラムの周縁部は上
に凸になるように湾曲して、キャビティ２５の容積が小
さくなる。また、前記ダイアフラムの中央部及び周縁部
にそれぞれ逆向きの電界を発生させると、湾曲の向きは
逆になり、キャビティ２５の容積は大きくなる。

【０１０５】例えば、中央下部電極６７及び周縁上部電
極２４に０〔Ｖ〕を共通に固定的に与えて、これを第１
の電位とする。一方、中央上部電極２７及び周縁下部電
極６２に共通に与える電位を第２の電位とする。そし
て、第２の電位が負電位であり、例えば、−５〔Ｖ〕で
ある場合は、前述されたようにキャビティ２５の容積は
小さくなる。

【０１０６】なお、下部電極がダイアフラムの全面に分
布し、中央下部電極６７と周縁下部電極６２とが一体に
なっている場合、前述されたようにダイアフラムの歪み
を得るために、ダイアフラムの中央部と周縁部とで同様
な電界を得るためには、下部電極を０〔Ｖ〕とすると中
央上部電極２７に−５〔Ｖ〕を周縁上部電極２４に５
〔Ｖ〕を与える必要がある。

【０１０７】このように、本実施の形態においては、上
部電極を周縁上部電極２４と中央上部電極２７とに分割
し、互いに絶縁させて形成するのと同じように、下部電
極を中央下部電極６７と周縁下部電極６２とに分割し、
互いに絶縁させて形成するようになっている。そのた
め、下部電極とが一体になっている場合においては、例
えば、０〔Ｖ〕、−５〔Ｖ〕、５〔Ｖ〕の三つの電位を
を与える必要があるのに対して、本実施の形態において
は、例えば、０〔Ｖ〕、５〔Ｖ〕の二つの電位を与える
だけでよい。

【０１０８】したがって、上部電極と下部電極とに電位
を与えるための電源装置として、比較的低い電圧を発生
し、しかも、二つの電位を与えるだけの簡単な構造の電
源装置を使用することができる。

【０１０９】次に、本発明の第６の実施の形態について
説明する。

【０１１０】図１６は本発明の第６の実施の形態におけ
るインクジェットヘッドの一つのキャビティ部分の断面
図、図１７は本発明の第６の実施の形態におけるインク
ジェットヘッドのアクチュエータアレイ部の断面図、図
１８は本発明の第６の実施の形態におけるインク供給路
を備えるインクジェットヘッドの断面を示す第３の断面
図である。

【０１１１】図に示されるように、インクジェットヘッ
ドは、複数のアクチュエータ２０が連続するアクチュエ
ータアレイ部、複数のインク吐出ノズル７１が連続する
ノズル板部、及び、インクをアクチュエータ２０のキャ
ビティ２５に送り込むためのインク供給系等から成る。
そして、アクチュエータ２０のキャビティ２５がインク
加圧室になる。

【０１１２】この場合、インクジェットヘッドは、前記
第１〜第５の実施の形態において説明したようなアクチ
ュエータ２０、３０、４０、５０、６０、ノズル板７２
及びインク供給系などの部材から構成される。すなわ
ち、前記第１〜第５の実施の形態において説明したよう
なアクチュエータ２０、３０、４０、５０、６０のキャ
ビティ２５側に、吐出ノズル７１が穿設されたノズル板
７２を接着等の手段で取り付けることによって、図１６
に示されるようなインクジェットヘッドが構成される。

【０１１３】なお、一般に、インクジェットヘッドは複
数の吐出ノズル７１を有する。このような複数の吐出ノ
ズル７１を有するインクジェットヘッドは、図１７に示
されるように、複数のキャビティ２５を備える一体的に
形成された基板２１に、複数の吐出ノズル７１が穿設さ
れたノズル板７２を取り付けることによって得ることが
できる。すなわち、図１７に示されるようなインクジェ
ットヘッドは、アクチュエータ２０、３０、４０、５
０、６０を複数結合して、一体化したアクチュエータア
レイ部に複数の吐出ノズル７１が穿設されたノズル板７
２を取り付けることによって構成される。また、図１６
に示されるようなアクチュエータ２０、３０、４０、５
０、６０及び吐出ノズル７１が穿設されたノズル板７２
から成るインクジェットヘッドを複数結合して、一体化
したものであるとも言える。

【０１１４】そして、図１６に示されるようなインクジ
ェットヘッドは、それぞれ、図１８に示されるように、
インク加圧室としてのキャビティ２５にインク流入口７
４を介して連通するインク供給路７５を有する。これに
より、図示されないインクタンク等のインク供給源から
供給されるインクは、前記インク供給路７５及びインク
流入口７４を通って、キャビティ２５内に充填される。

【０１１５】次に、前記構成のインクジェットヘッドの
動作について説明する。

【０１１６】図１９は本発明の第６の実施の形態におけ
るインクジェットヘッドの動作を示す図である。

【０１１７】まず、インク供給源から供給されるインク
をインク供給路７５から吐出ノズル７１まで隙（すき）
間なく満たす。なお、インク供給路７５には常に適当な
圧力を有するインクを供給し続ける。そして、ダイアフ
ラムの上部電極及び下部電極に電圧を印加して、ダイア
フラムをキャビティ２５の外側に凸になるように湾曲さ
せ、すなわち、図１６における上方に変位させて、キャ
ビティ２５の容積を大きくする。これにより、インク供
給路７５からインクがキャビティ２５内に流入する。こ
の時、吐出ノズル７１の開口面積は微小であるので、イ
ンクの表面張力によって吐出ノズル７１が塞（ふさ）が
れるので、空気が吐出ノズル７１からキャビティ２５内
に流入して気泡が発生することがない。

【０１１８】次に、ダイアフラムの上部電極及び下部電
極に電圧を印加して、ダイアフラムをキャビティ２５の
内側に凸になるように湾曲させると、キャビティ２５の
容積が減少し、吐出ノズル７１からインク７６が吐出さ
れる。

【０１１９】なお、前記上部電極及び下部電極に電圧を
印加し、ダイアフラムを湾曲させてインク７６を吐出さ
せるキャビティ２５を適宜選択することによって、図１
９に示されるように、所定の吐出ノズル７１から選択的
にインクを吐出させることができる。そして、インクジ
ェットヘッドを図示されない印刷媒体上で運動させなが
ら、任意のタイミングでインクを選択的に吐出させるこ
とによって、印刷媒体上に所望の画像を形成する。

【０１２０】このように、本実施の形態におけるインク
ジェットヘッドは、前記第１〜５の実施の形態における
アクチュエータ２０、３０、４０、５０、６０を使用し
ているので、キャビティ２５の容積変化を大きくするこ
とができる。そのため、一度のインク吐出動作で吐出す
ることができるインク量の最大値を大きくすることがで
きる。したがって、高速印刷を行うことができ、また、
一度のインク吐出動作で吐出するインク量の最大値と最
小値との比も大きくなるので、色の濃度を高精度に印刷
することができる。すなわち、吐出可能なインク滴の体
積の最大値が大きくなる。したがって、吐出するインク
滴の大きさの範囲が広くなるので、高速印刷や高精度な
階調表現に適したものにすることができる。

【０１２１】また、所定のインク量を吐出するために必
要なキャビティ２５の容積が小さくてよいので、インク
ジェットヘッドを小型化することができ、駆動周波数を
高周波化することができる。

【０１２２】なお、前記第１〜５の実施の形態における
アクチュエータ２０、３０、４０、５０、６０を、諸々
の粒子や波動を偏向させる用途に使用する場合、ダイア
フラムそのものやダイアフラムに取り付けた反射板など
を前記粒子や波動の伝播経路に置くと、ダイアフラムの
大きな歪によって粒子や波動に大きな偏向を与えること
ができる。例えば、ダイアフラム上に形成した鏡面に光
を入射させ、アクチュエータを駆動させて反射光の方向
を大きく高速に偏向させることによって、高効率で高速
な表示デバイスや光スイッチに利用することができる。

【０１２３】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させ
ることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除す
るものではない。

【０１２４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ダイアフラム型圧電アクチュエータにおいては、
薄膜状の基板及び該基板上に形成された薄膜状の圧電体
を備えるダイアフラムと、前記圧電体の上面及び下面に
取り付けられ、少なくとも一方が複数の領域に分割され
た電極とを有するか、又は、前記ダイアフラムの中央部
と周縁部とで前記圧電体の分極の向きが互いに逆にな
る。

【０１２５】この場合、製作が容易でダイアフラムの変
位量が大きく、かつ、ダイアフラムの変位が高速なダイ
アフラム型圧電アクチュエータを得ることができる。

【０１２６】また、インクジェットヘッドにおいては、
薄膜状の基板及び該基板上に形成された薄膜状の圧電体
を備えるダイアフラム、該圧電体の上面及び下面に取り
付けられ、少なくとも一方が複数の領域に分割された電
極、又は、前記ダイアフラムの中央部と周縁部とで異な
る向きの分極分布、並びに、前記ダイアフラムの一方に
形成されたキャビティを備えるダイアフラム型圧電アク
チュエータと、前記キャビティに対応する位置にノズル
が設けられ、前記ダイアフラム型圧電アクチュエータに
取り付けられたノズル板とを有する。

【０１２７】この場合、キャビティの体積変化が大き
く、かつ、高速で、インクの噴出量が多く、小型化され
たインクジェットヘッドを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるダイアフラ
ム型圧電アクチュエータの断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態におけるダイアフラ
ム型圧電アクチュエータの斜視図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態におけるダイアフラ
ムを湾曲させた状態のアクチュエータの断面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態におけるダイアフラ
ム型圧電アクチュエータの断面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態におけるダイアフラ
ム型圧電アクチュエータの斜視図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態におけるダイアフラ
ムを湾曲させた状態のアクチュエータの断面図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態におけるダイアフラ
ム型圧電アクチュエータの断面図である。

【図８】本発明の第３の実施の形態におけるダイアフラ
ム型圧電アクチュエータの斜視図である。

【図９】本発明の第３の実施の形態におけるダイアフラ
ムを湾曲させた状態のアクチュエータの断面図である。

【図１０】本発明の第４の実施の形態におけるダイアフ
ラム型圧電アクチュエータの断面図である。

【図１１】本発明の第４の実施の形態におけるダイアフ
ラム型圧電アクチュエータの斜視図である。

【図１２】本発明の第４の実施の形態におけるダイアフ
ラムを湾曲させた状態のアクチュエータの断面図であ
る。

【図１３】本発明の第５の実施の形態におけるダイアフ
ラム型圧電アクチュエータの断面図である。

【図１４】本発明の第５の実施の形態におけるダイアフ
ラム型圧電アクチュエータの斜視図である。

【図１５】本発明の第５の実施の形態におけるダイアフ
ラムを湾曲させた状態のアクチュエータの断面図であ
る。

【図１６】本発明の第６の実施の形態におけるインクジ
ェットヘッドの一つのキャビティ部分の断面図である。

【図１７】本発明の第６の実施の形態におけるインクジ
ェットヘッドのアクチュエータアレイ部の断面図であ
る。

【図１８】本発明の第６の実施の形態におけるインク供
給路を備えるインクジェットヘッドの断面を示す第３の
断面図である。

【図１９】本発明の第６の実施の形態におけるインクジ
ェットヘッドの動作を示す図である。

【図２０】従来のダイアフラム型圧電アクチュエータを
湾曲させた状態を示す断面図である。

【図２１】従来のインクジェットヘッドにおけるダイア
フラム型圧電アクチュエータを湾曲させた状態を示す断
面図である。

【符号の説明】

２１基板２２下部電極２３、５３、６３電圧体２４、３４周縁上部電極２５キャビティ２７、３７ａ、３７ｂ中央上部電極６２周縁下部電極６７中央下部電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 41/18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薄膜状の基板及び該基板上に形成された薄
膜状の圧電体を備えるダイアフラムと、前記圧電体の上
面及び下面に取り付けられ、少なくとも一方が複数の領
域に分割された電極とを有することを特徴とするダイア
フラム型圧電アクチュエータ。
【請求項２】前記圧電体の上面又は下面に取り付けられ
た電極の少なくとも一方は、前記ダイアフラム中央に位
置する中央電極と前記ダイアフラム周縁部に位置する周
縁電極とに分割され、前記圧電体は、前記中央電極に対
応する部分と周縁電極に対応する部分とにおいて互いに
逆向きの圧電歪みを生じる請求項１に記載のダイアフラ
ム型圧電アクチュエータ。
【請求項３】前記ダイアフラムの中央部近傍に無電極部
を持つ請求項２に記載のダイアフラム型圧電アクチュエ
ータ。
【請求項４】前記圧電体の上面又は下面に取り付けられ
た電極の少なくとも一方は、前記ダイアフラム中央部に
位置する複数の中央電極に分割される請求項１に記載の
ダイアフラム型圧電アクチュエータ。
【請求項５】前記圧電体の上面又は下面に取り付けられ
た電極は、互いに対応するように中央部と周縁部に分割
され、前記圧電体は一方向に分極する請求項１に記載の
ダイアフラム型圧電アクチュエータ。
【請求項６】薄膜状の基板及び該基板上に形成された薄
膜状の圧電体を備え、前記圧電体の上面及び下面に取り
付けられた電極を有し、前記圧電体は、中央部と周縁部
分とにおいて互いに逆向きに分極するように形成される
ことを特徴とするダイアフラム型圧電アクチュエータ。
【請求項７】薄膜状の基板及び該基板上に形成された薄
膜状の圧電体を備えるダイアフラム、前記圧電体の上面
及び下面に取り付けられ、少なくとも一方が複数の領域
に分割された電極、並びに、前記ダイアフラムの一方に
形成されたキャビティを備えるダイアフラム型圧電アク
チュエータと、前記キャビティに対応する位置にノズル
が設けられ、前記ダイアフラム型圧電アクチュエータに
取り付けられたノズル板とを有することを特徴とするイ
ンクジェットヘッド。
【請求項８】前記圧電体の上面又は下面に取り付けられ
た電極の少なくとも一方は、前記ダイアフラム中央に位
置する中央電極と前記ダイアフラム周縁部に位置する周
縁電極とに分割され、前記圧電体は、前記中央電極に対
応する部分と周縁電極に対応する部分とにおいて互いに
逆向きの圧電歪みを生じる請求項７に記載のインクジェ
ットヘッド。
【請求項９】前記ダイアフラムの中央部近傍に無電極部
を持つ請求項８に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１０】前記圧電体の上面又は下面に取り付けら
れた電極の少なくとも一方は、前記ダイアフラム中央部
に位置する複数の中央電極に分割される請求項７に記載
のインクジェットヘッド。
【請求項１１】前記圧電体の上面又は下面に取り付けら
れた電極は、互いに対応するように中央部と周縁部に分
割され、前記圧電体は一方向に分極する請求項７に記載
のインクジェットヘッド。
【請求項１２】薄膜状の基板及び該基板上に形成された
薄膜状の圧電体を備えるダイアフラム、前記圧電体の上
面及び下面に取り付けられた電極、並びに、前記ダイア
フラムの一方に形成されたキャビティを備えるダイアフ
ラム型圧電アクチュエータと、前記キャビティに対応す
る位置にノズルが設けられ、前記ダイアフラム型圧電ア
クチュエータに取り付けられたノズル板を有し、前記圧
電体は、中央部と周縁部分とにおいて互いに逆向きに分
極するように形成されることを特徴とするインクジェッ
トヘッド。