JP2011031403A - アクチュエーター、液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液滴噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い信頼性を持つアクチュエーター、液体噴射ヘッドおよびそれらの製造方法並びに液体噴射装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るアクチュエーター５０は、振動板１０と、振動板１０の上方に、形成された第１導電部２０と、第１導電部２０の上方に形成された圧電体層３０と、圧電体層３０の上方であって、第１導電部２０の少なくとも一部とオーバーラップするように形成された第２導電部２１と、を含み、第１導電部２０および第２導電部２１の少なくとも一方が、電気的に絶縁された第１および第２導電層を有し、第１導電層２５は、第１駆動電圧範囲内における第１の駆動電圧が印加され、第２導電層２６は、第２駆動電圧範囲内における第２の駆動電圧が印加され、または接地される。
【選択図】図１

Description

本発明は、アクチュエーター、液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液滴噴射装置に関する。

例えば、画像記録装置およびディスプレー製造装置等に用いることができるインクジェットプリンター等の液滴噴射装置において、インク等の液滴を噴射するための液体噴射ヘッドに圧電素子を備えたアクチュエーターを用いること知られている。このようなアクチュエーターは、例えば、駆動信号等の電圧を印加することによってアクチュエーターの圧電体を変形させることにより、アクチュエーターが備える振動板を振動させることができる。このようなアクチュエーターを備えた液体噴射ヘッドによれば、例えばアクチュエーターの下方に形成された圧力室内の圧力をアクチュエーターの振動によって変化させることができる。これによって、液体噴射ヘッドは、ノズル孔から圧力室内に供給されたインクなどの液滴を噴射させることができる。

このような液体噴射ヘッドにおいて、アクチュエーターの圧電素子に繰り返し駆動信号を印加して、長期的に使用した場合、圧電素子の変位量が変化することが知られている。その結果、液体噴射ヘッドの吐出特性が変化し、信頼性を低下させるという課題が知られている（特許文献１）。このような課題から、例えば、比較的高い電圧の駆動パルスをアクチュエーターの圧電素子に印加するなどの処理を行い、圧電素子の変位特性を安定化させることによって液体噴射ヘッドの吐出特性を安定化させるエージング工程を行うことが必要とされている（特許文献１）。

特開２００４−２０２８４９号公報

本発明の様態の１つは、高い信頼性を持つアクチュエーターを提供することにある。

本発明の様態の１つは、高い信頼性を持つアクチュエーターを有する液体噴射ヘッドを提供することにある。

本発明の様態の１つは、上記液体噴射ヘッドを有する液滴噴射装置を提供することにある。

本発明の様態の１つは、高い信頼性を持つアクチュエーターの製造方法を提供することにある。

本発明の様態の１つは、高い信頼性を持つ液体噴射ヘッドの製造方法を提供することにある。

（１）本発明の様態の１つであるアクチュエーターは、
振動板と、
前記振動板の上方に、形成された第１導電部と、
前記第１導電部の上方に形成された圧電体層と、
前記圧電体層の上方であって、前記第１導電部の少なくとも一部とオーバーラップするように形成された第２導電部と、
を含み、
前記第１導電部および前記第２導電部の少なくとも一方が、電気的に絶縁された第１および第２導電層を有し、
前記第１導電層は、第１駆動電圧範囲内における第１の駆動電圧が印加され、
前記第２導電層は、第２駆動電圧範囲内における第２の駆動電圧が印加され、または接地される。

なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの（以下「Ａ」という）の「上方」に他の特定のもの（以下「Ｂ」という）を形成する」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ａ上に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ上に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。同様に、「下方」という文言は、Ａ下に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ下に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとする。

本発明によれば、高い信頼性を持つアクチュエーターを提供することができる。

（２）本発明の様態の１つにおいて、
前記第１および第２導電層は、交互に隣り合うように配置されてもよい。

（３）本発明の様態の１つにおいて、
前記第１駆動電圧範囲は、前記圧電体層の第１の抗電界を最小値とする電圧範囲であり、
前記第２駆動電圧範囲は、前記圧電体層の第２の抗電界を最大値とする電圧範囲であってもよい。

（４）本発明の様態の１つにおいて、
前記第１の駆動電圧の駆動波形は、前記第２の駆動電圧の駆動波形を反転させた波形であってもよい。

（５）本発明の様態の１つにおいて、
前記圧電体層の残留分極の方向を第１の方向としたとき、
前記第１の駆動電圧は、前記第１の方向に印加され、
前記第２の駆動電圧は、前記第１の方向と反対の第２の方向に印加されてもよい。

（６）本発明の様態の１つである液体噴射ヘッドは、
上記のいずれかのアクチュエーターを有する液体噴射ヘッドであって、
圧力室を有する基板を更に含み、
前記基板は、前記振動板の下方に形成され、
前記第１および第２導電部は、前記振動板の前記圧力室とオーバーラップする振動領域内に形成される。

本発明によれば、高い信頼性を持つ液体噴射ヘッドを提供することができる。

（７）本発明の様態の１つにおいて、
前記振動板の上の前記振動領域において前記圧電体層が延びる方向を第２の方向とし、前記第２の方向に対して直交する方向を第３の方向とするとき、
前記第１導電層は、前記第２の方向に延びる第１の部分と、前記第３の方向に延びる第２の部分とを有し、
前記第２導電層は、前記第２の方向に延びる第３の部分と、前記第３の方向に延びる第４の部分とを有していてもよい。

（８）本発明の様態の１つにおいて、
前記第２導電部は、前記第１導電層および前記第２導電層を有し、
前記第１導電層の前記第１の部分と、前記第２の導電層の前記第３の部分とが、前記第３の方向において隣り合うように配置されてもよい。

（９）本発明の様態の１つにおいて、
前記第２導電部は、前記第１導電層および前記第２導電層を有し、
前記第１導電層の前記第２の部分と、前記第２の導電層の前記第４の部分とが、前記第２の方向において隣り合うように配置されてもよい。

（１０）本発明の様態の１つにおいて、
前記第１導電部は、前記第１導電層および前記第２導電層を有し、
前記第１導電層の前記第１の部分と、前記第２の導電層の前記第３の部分とが、前記第３の方向において隣り合うように配置されてもよい。

（１１）本発明の様態の１つにおいて、
前記第１導電部は、前記第１導電層および前記第２導電層を有し、
前記第１導電層の前記第２の部分と、前記第２の導電層の前記第４の部分とが、前記第２の方向において隣り合うように配置されてもよい。

（１２）本発明の様態の１つにおいて、
前記第１導電部および前記第２導電部は、それぞれ前記第１導電層および前記第２導電層を有し、
前記第１導電層の前記第２の部分と、前記第２の導電層の前記第４の部分とが、前記第２の方向において隣り合うように配置されてもよい。

（１３）本発明の様態の１つである液体噴射装置は、
上記いずれかに記載の液体噴射ヘッドを有する。

本発明によれば、高い信頼性を持つ液体噴射装置を提供することができる。

（１４）本発明の様態の１つであるアクチュエーターの製造方法は、
第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面とを有した振動板を形成する工程と、
前記第１の面において第１導電部を形成する工程と、
前記第１導電部を覆うように圧電体層を形成する工程と、
前記圧電体層の一部を覆い、かつ、前記第１導電部の少なくとも一部とオーバーラップするように第２導電部を形成する工程と、
を含み、
前記第１導電部および第２導電部の少なくとも一方が、電気的に絶縁された第１および第２導電層から形成される。

本発明によれば、高い信頼性を持つアクチュエーターの製造方法を提供することができる。

（１５）本発明の様態の１つである液体噴射ヘッドの製造方法は、
圧力室を有する基板を形成する工程と、
前記基板の上方に形成される振動板であって、第１の面と、前記第１の面と反対側の前記基板と対向した第２の面とを有し、前記第１の面において、前記圧力室とオーバーラップする振動領域を有した振動板を形成する工程と、
前記第１の面の前記振動領域内に第１導電層を形成する工程と、
前記第１の導電層を覆うように圧電体層を形成する工程と、
前記圧電体層の一部を覆い、かつ、前記第１導電部の少なくとも一部とオーバーラップするように第２の導電層を形成する工程と、
を含み、
前記第１導電部および第２導電部の少なくとも一方が、電気的に絶縁された第１および第２導電層から形成される。

本発明によれば、高い信頼性を持つ液体噴射ヘッドの製造方法を提供することができる。

本実施形態に係るアクチュエーターの要部を模式的に示す断面図。 圧電体の変位量と印加電圧との関係を模式的に示すグラフ。 本実施形態に係るの駆動電圧の駆動波形を模式的に示すグラフ。 本実施形態に係るアクチュエーターの要部を模式的に示す回路図。 本実施形態に係る液滴噴射ヘッドを模式的に示す斜視図。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの要部を模式的に示す平面図。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの要部を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの要部を模式的に示す平面図。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの要部を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの要部を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの要部を模式的に示す平面図。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの要部を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの要部を模式的に示す平面図。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの要部を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの要部を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの要部を模式的に示す平面図。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの要部を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの要部を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの要部を模式的に示す平面図。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの要部を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの要部を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る液滴噴射装置を模式的に示す斜視図。 本実験例に係る圧電素子の変位量の経時変化を示すグラフ。

以下に、本発明を適用した実施形態の一例について図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の実施形態のみに限定されるものではない。本発明は、以下の実施形態およびその変形例を自由に組み合わせたものを含むものとする。

１． アクチュエーター
以下、図面を参照して、本実施形態に係るアクチュエーターについて説明する。

図１（Ａ）は、本実施形態に係るアクチュエーター５０の要部の構成を模式的に示す断面図である。図１（Ｂ）は、本実施形態に係るアクチュエーター５０の変形例を模式的に示す断面図である。図２は、圧電体の変位量（Ｓ）と印加電圧（Ｅ）との関係を模式的に示すグラフである。図３は、本実施形態に係る駆動電圧の駆動波形を模式的に示すグラフである。図４は、本実施形態に係るアクチュエーター５０の要部を模式的に示す回路図である。

図１（Ａ）に示すように、本実施形態に係るアクチュエーター５０は、第１の面１１と、第１の面１１と反対側の第２の面１２とを有する振動板１０と、第１の面１１の上方に、形成された第１導電部２０と、第１導電部２０の上方に形成された圧電体層３０と、圧電体層３０の上方であって、第１導電部２０の少なくとも一部とオーバーラップするように形成された第２導電部２１と、を含む。つまりは、図１（Ａ）に示すように、本実施形態に係るアクチュエーター５０は、第１導電部２０、第２導電部２１および圧電体層３０を有する圧電素子４０を含む。

振動板１０は、図１（Ａ）に示すように、第１導電部２０の下方に形成される。振動板１０は、第１導電部２０と対向した第１の面１１と、第１の面１１と反対の面である第２の面１２とを有する。振動板１０は、プレート状の部材であればよく、平面視上の形状（第１の面１１または第２の面１２を底面とした場合の平面視における形状）は特に限定されない。振動板１０の平面視の形状は、アクチュエーターの形状に合わせて適宜設計することができる。振動板１０の構造及び材料は、振動板１０が、弾性を有する限り、特に限定されない。例えば、振動板１０は、図示されないが、複数の膜の積層体で形成されていてもよい。このとき、振動板１０は、例えば、酸化ジルコニウムや酸化シリコンなどの絶縁膜、ニッケルなどの金属膜、ポリイミドなどの高分子材料膜等から選択される複数の膜の積層体であってもよい。

振動板１０は、圧電体層３０が変形（膨張または収縮）することによって力が加えられ、変形することができる。これにより、例えば振動板１０の第２の面１２に対向した対象物もしくは対象領域に対し、力学的に作用することができる。ここで、図１（Ａ）に示すように、振動板１０において、１方向に変位する１ユニットの圧電素子４０が上方に形成され、振動板１０が、連続して一体的に変位する領域をユニット領域１３と定義する。例えば、圧電素子４０が、インクジェットプリンター等の液体噴射装置の液体噴射ヘッドに用いられる場合は、ユニット領域１３は、振動板１０が、下方に形成された圧力室とオーバーラップし、一体的に変位することができる領域であってもよい。

第１導電部２０は、図１（Ａ）に示すように、振動板１０の第１の面１１の上方のユニット領域１３内に形成される。第１導電部２０は、図１（Ａ）に示すように、プレート状部材であってもよい。また、図１（Ｂ）に示すように、第１導電部２０は、第１の面１１の上方に並列に配置された複数の導電層から構成されていてもよい。詳細は後述される。第１導電部２０は、導電性を有した層からなり、アクチュエーター５０に含まれる圧電素子４０の下部電極を構成する。第１導電部２０の構造及び材料は、導電性を有する限り、特に限定されない。例えば、第１導電部２０は、単層で形成されていてもよい。あるいは、第１導電部２０は、複数の膜の積層体で形成されていてもよい。第１導電部２０は、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、金（Ａｕ）などのいずれかを含む金属層であってもよい。

また、図示はしないが、第１導電部２０は、ユニット領域１３の外へ延びるリード部に電気的に接続される。ユニット領域１３以外の導電層は、リード部であってもよい。リード部は、図示しない駆動電圧発生回路または接地回路に接続されていてもよい。第１導電部２０が、複数の導電層から構成される場合、複数の導電層が、それぞれのリード部と電気的に接続されていてもよい。

圧電体層３０は、図１（Ａ）に示すように、ユニット領域１３において、第１導電部２０の少なくとも一部を覆うように形成される。圧電体層３０の形状は特に限定されず、圧電体層３０は、所望の厚みに調整されることができる。圧電体層３０は、圧電特性を有した多結晶体からなる。圧電体層３０の構造及び材料は、圧電特性を有していればよく、特に限定されない。圧電体層３０は、公知の圧電材料から形成されればよく、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ_３）、チタン酸ビスマスナトリウム（（Ｂｉ、Ｎａ）ＴｉＯ₃）などを用いてもよい。

また、圧電体層３０は、製造された後に行われる分極処理によって、特定のベクトル量である残留分極（Ｐｒ）を有している。圧電体層３０の残留分極の分極方向は、特に限定されるものではなく、アクチュエーター５０の構成に対して適宜、分極処理によって任意の方向に規定されることができる。圧電体層３０の残留分極の分極方向は、電圧が印加される方向と平行である限り特に限定されず、例えば、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示される構成を有するアクチュエーター５０の場合、圧電体層３０の残留分極の分極方向は、第１の面１１から第２の面１２に対する法線方向（以下、「第１の方向１００」ともいう）であってもよい。

第２導電部２１は、図１（Ａ）に示すように、圧電体層３０の上方のユニット領域１３内に形成される。第２導電部２１は、図１（Ａ）に示すように、圧電体層３０の上方に並列に配置された複数の導電層から構成されていてもよい。詳細は後述される。第２導電部２１は、導電性を有した層からなり、圧電素子の上部電極を構成する。第２導電部２１の構造及び材料は、導電性を有する限り、特に限定されない。例えば、第２導電部２１は、単層で形成されていてもよい。あるいは、第２導電部２１は、複数の膜の積層体で形成されていてもよい。第２導電部２１は、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、金（Ａｕ）などのいずれかを含む金属層であってもよい。また、第１導電部２０と同じ構成を有していてもよい。

また、図示はされないが、第２導電部２１は、ユニット領域１３の外へ延びるリード部に電気的に接続されている。リード部は、図示しない駆動電圧発生回路または接地回路に接続されていてもよい。第２導電部２１が、複数の導電層から構成される場合、複数の導電層が、それぞれのリード部と電気的に接続されていてもよい。詳細は後述される。

図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、本実施形態に係るアクチュエーター５０において、第１導電部２０および第２導電部２１の少なくとも一方は、２以上の導電層から構成されていてもよい。以下に詳細を説明する。

図１（Ａ）に示すように、第２導電部２１の一方のみが、複数の導電層から構成されていている場合、第２導電部２１は、互いに電気的に絶縁された第１導電層２５および第２導電層２６から構成される。図１（Ａ）に示すように、第１導電層２５および第２導電層２６は、ユニット領域１３内において、隣り合うように並列に配置される。図示はされないが、第１導電層２５および第２導電層２６は、圧電体層３０の上方において平面視上（第２の面１２を底面とした場合の平面視）同じ方向に延びるように形成されてもよい。第１導電層２５および第２導電層２６がそれぞれ複数形成される場合、一の方向において交互に隣り合うように形成されてもよい。

また、図示されないが、第２導電部２１は、一対の第１導電層２５と第２導電層２６から構成されていてもよい。第１導電層２５および第２導電層２６の形状は特に限定されない。第１導電層２５および第２導電層２６は、同じ膜厚を有し、同じ構成および材料からなる導電層であってもよい。また、第１導電層２５および第２導電層２６は、互いに異なる膜厚を有し、異なる構造および材料からなる導電層であってもよい。

また、図示はされないが、第１導電層２０のみが複数の導電層、つまりは第１導電層２５および第２導電層２６から構成されていてもよい。

図１（Ｂ）に示すように、第１導電部２０および第２導電部２１が、複数の導電層から構成されていている場合、第１導電部２０および第２導電部２１は、互いに電気的に絶縁された第１導電層２５および第２導電層２６から構成される。図１（Ｂ）に示すように、第１導電層２５および第２導電層２６は、ユニット領域１３内において、隣り合うように並列に配置される。図示はされないが、第１導電層２５および第２導電層２６は、圧電体層３０の上方において平面視上（第２の面１２を底面とした場合の平面視）同じ方向に延びるように形成されていてもよい。また、図１（Ｂ）に示すように、第１導電部２０を構成する複数の導電層にオーバーラップするように第２導電部２１を構成する複数の導電層が配置される。例えば、第１導電部２０の第１導電層２５の上方には第２導電部２１の第２導電層２６がオーバーラップするように配置される。また、第１導電部２０の第２導電層２６の上方には第２導電部２１の第１導電層２５がオーバーラップするように配置される。つまりは、第１導電部２０および第２導電部２１を構成する第１導電層２５および第２導電層２６は同じの間隔のピッチで並列に配置され、かつ第１導電部２０と第２導電部２１との間で、第１導電層２５と第２導電層２６とが対向するように配置されればよい。

図１（Ａ）に示すように、第１導電部２０および第２導電部２１の一方のみが、第１導電層２５および第２導電層２６から構成される場合、第１導電層２５には、第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１が印加され、第２導電層２６には、第２駆動電圧範囲における第２駆動電圧２が印加される。また、図１（Ｂ）に示すように、第１導電部２０および第２導電部２１の両方が、第１導電層２５および第２導電層２６から構成される場合、第１導電層２５には、第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１が印加され、第２導電層２６は、接地される。これによれば、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、圧電体層３０のユニット領域１３内に、互いに隣接する第１駆動領域３３と第２駆動領域３４とを形成することができる。

以下に、図面を参照して第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１および第２駆動電圧範囲における第２駆動電圧２と、第１駆動領域３３および第２駆動領域３４と、の関係を説明する。

図２は、圧電特性を有する圧電体の変位量（Ｓ）と印加電圧（Ｅ）との関係を模式的に示すグラフであって、圧電体の所謂バタフライカーブである。図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１および第２駆動電圧範囲における第２駆動電圧２の駆動波形の一例を模式的に示すグラフである。

図２に示すように、圧電特性を有する圧電体は、分極量の極性が、陽極から陰極へ反転する境界の電圧値である第１抗電界（Ｅｃ１）と、陰極から陽極へ反転する境界の電圧値である第２抗電界（Ｅｃ２）と、を有する。また、印加される電圧の最大値をＥｍ１とし、最小値をＥｍ２とする。Ｅｍ１およびＥｍ２は、アクチュエーター５０の変位量を最大とする電圧値であってよい。言い換えれば、Ｅｍ１およびＥｍ２は、所望の変位量に対して適宜決定される。このとき、図２に示すように、Ｅｃ１以上、Ｅｍ１以下の電圧範囲を第１駆動電圧範囲Ｅ１（Ｅｃ１≦Ｅ１≦Ｅｍ１）とし、Ｅｍ２以上、Ｅｃ２以下の電圧範囲を第２駆動電圧範囲Ｅ２（Ｅｍ２≦Ｅ２≦Ｅｍ１）とすることができる。

図３（Ａ）に示すように、第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１は、第１駆動電圧範囲（Ｅｃ１≦Ｅ１≦Ｅｍ１）内において、駆動波形を有することができる。つまりは、駆動波形の最大値は、Ｅｍ１であり、最小値は、Ｅｃ１となる。ここで、駆動波形のパターンは特に限定されるものではなく、所望の動作を目的として、適宜決定されればよい。例えば、待機時に印加される共通電圧をＣｏｍ１（Ｅｃ１＜Ｃｏｍ１＜Ｅｍ１）とするとき、第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１は、Ｃｏｍ１から電圧をＥｍ１およびＥｃ１へ適宜変化する駆動パルスを形成すればよい。

図３（Ｂ）に示すように、第２駆動電圧範囲における第２駆動電圧２は、第２駆動電圧範囲（Ｅｍ２≦Ｅ１≦Ｅｃ２）内において、駆動波形を有することができる。つまりは、駆動波形の最大値は、Ｅｃ２であり、最小値は、Ｅｍ２となる。ここで、駆動波形のパターンは特に限定されるものではなく、所望の動作を目的として、適宜決定されればよい。例えば、待機時に印加される共通電圧をＣｏｍ２（Ｅｍ２＜Ｃｏｍ２＜Ｅｃ２）とするとき、第２駆動電圧範囲における第２駆動電圧２は、Ｃｏｍ２から電圧をＥｍ２およびＥｃ２へ適宜変化する駆動パルスを形成すればよい。また、第２駆動電圧範囲における第２駆動電圧２の波形は、第１駆動電圧１の波形を、電圧値が零の地点を反転軸とし、反転させた電圧パターンであってもよい。これによれば、第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１を印加された圧電体層３０の変位量（歪量）と、第２駆動電圧範囲における第２駆動電圧２を印加された圧電体層３０の変位量（歪量）と、を実質的に同一にすることができる。

圧電体層３０における第１駆動領域３３とは、第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１が、圧電体層３０の残留分極の分極方向と同じ方向に印加される領域をいう。また、圧電体層３０における第２駆動領域３４とは、第２駆動電圧範囲における第２駆動電圧２が、圧電体層３０の残留分極の分極方向に印加される領域、または第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１が、圧電体層３０の残留分極の分極方向と反対の方向に印加される領域をいう。

第１駆動領域３３における圧電体層３０の所定電圧値に対する変位量は、後述される実権例から明らかなように、経時的に減少する傾向を示す。また、本発明者は、第２駆動領域３４における圧電体層３０の所定電圧値に対する変位量は、第１駆動領域３３の変位量の経時的変化を異なる変化をし、逆相関の傾向を示すことを見出した（図２０参照）。以上より、第１駆動領域３３および第２駆動領域３４を、互いに隣接するように形成し、交互に隣り合うように形成することにより、アクチュエーター５０の全体としての変位量の経時変化を安定的にすることができる。この詳細は実験例において後述される。

図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、アクチュエーター５０は、第１駆動電圧発生回路２００、第２駆動電圧発生回路２１０および接地回路２２０を備えることができる。第１駆動電圧発生回路２００は、第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１を発生することができる。第２駆動電圧発生回路２１０は、第２駆動電圧範囲における第２駆動電圧２を発生することができる。第１駆動電圧発生回路２００および第２駆動電圧発生回路２１０と、圧電素子４０とは、第１導電部２０および第２導電部２１から延びるリード部によって電気的に接続される。ここで、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、第１駆動電圧発生回路２００と電気的に接続されたリード部を第１リード部２７とし、第２駆動電圧発生回路２１０と電気的に接続されたリード部を第２リード部２８とし、接地回路２２０（ＧＮＤ）に電気的に接続されたリード部を第３リード部２９とする。

本実施例に係るアクチュエーター５０が、例えば、図１（Ａ）に示される構成からなる場合、図４（Ａ）に示すように、第１導電層２５は、第１リード部２７によって、第１駆動電圧発生回路２００に電気的に接続される。

また、第２導電層２６は、第２リード部２８によって、第２駆動電圧発生回路２１０に電気的に接続される。また、第１導電部２０は、第３リード部２９によって、接地回路２２０に電気的に接続される。

また、本実施形態に係るアクチュエーター５０が、例えば、図１（Ｂ）に示される構成からなる場合、図４（Ｂ）に示すように、第１導電部２０および第２導電部２１に含まれる第１導電層２５は、第１リード部２７によって、第１駆動電圧発生回路２００に電気的に接続され、第１導電部２０および第２導電部２１に含まれる第２導電層２６は、第３リード部２９によって、接地回路２２０に電気的に接続される。

このように、本実施形態に係るアクチュエーター５０において、第１リード部２７〜第３リード部２９、第１駆動電圧発生回路２００および第２駆動電発生回路２１０並びに接地回路２２０は、アクチュエーター５０の第１導電部２０および第２導電部２１の構成によって適宜形成されることができる。

以上のいずれかの構成により、本実施形態に係るアクチュエーター５０の構成とすることができる。

本実施形態に係るアクチュエーター５０は、例えば、以下の特徴を有する。

本実施形態に係るアクチュエーター５０によれば、少なくとも一対の隣り合う第１駆動領域３３および第２駆動領域３４が、ユニット領域１３内の圧電素子４０に形成される。上述のように、第１駆動領域３３は、経時的に所定電圧値に対する変位量が減少する傾向を示し、第２駆動領域３４は、逆相関の傾向を示す。このように、第１駆動領域３３および第２駆動領域３４が圧電体層３０内において、隣り合うように形成されることによって、第１駆動領域３３および第２駆動領域３４の変位量の経時的な変化が、平均化される。その結果、所定電圧に対する圧電体層３０の全体としての変位量を、経時的に安定的なものとすることができる。よって、所定電圧に対する変位量が経時的に安定した高い信頼性を持つアクチュエーター５０を提供することができる。

また、本実施形態に係るアクチュエーター５０によれば、その製造工程において、圧電体層に対して所定数の駆動パルスを印加することで圧電素子４０の変位量を安定化させるエージング等の処理工程を必要としないアクチュエーター５０を提供することができる。

２． 液体噴射ヘッド
以下、図面を参照して、本実施形態に係る液体噴射ヘッドについて説明する。

図５は、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００の分解斜視図である。

図５に示すように、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００は、アクチュエーター５０を有する液体噴射ヘッドであって、圧力室６１を有する基板６０を更に含み、基板６０は、アクチュエーター５０の振動板１０の下方（第２の面１２の上方）に形成される。

基板６０は、図５に示すように、圧力室６１を有する。図５に示すように、基板６０は、圧力室６１の側壁を構成する壁部６２を有する。また、基板６０は、圧力室６１と供給路６３および連通路６４を介して連通したリザーバ６５を有していてもよい。リザーバ６５には、図示されない貫通孔が形成されてもよく、該貫通孔を通って外部からリザーバ６５内に液体が供給されてもよい。これによれば、リザーバ６５に液体を供給することによって、供給路６３および連通路６４を介して圧力室６１に液体を供給することができる。圧力室６１の形状は、特に限定されない。圧力室６１の形状は、例えば、平面視において平行四辺形であってもよく、矩形であってもよい。圧力室６１の数は特に限定されず、１つであってもよいし、複数設けられていてもよい。基板６０の材質は、特に限定されない。基板６０は、例えば、単結晶シリコン、ニッケル、ステンレス、ステンレス鋼、ガラスセラミックス等から形成されてもよい。

ノズル板７０は、図５に示すように、圧力室６１の下方に形成される。ノズル板７０は、プレート状の部材であって、ノズル孔７１を有する。ノズル孔７１は、圧力室６１に連通するように形成される。ノズル孔７１の形状は、液体を吐出することができる限り、特に限定されない。ノズル孔７１を介することで、圧力室６１内の液体を、例えば、ノズル板７０の下方に向けて吐出することができる。また、ノズル孔７１の数は特に限定されず、１つであってもよいし、複数設けられていてもよい。ノズル板７０の材質は、特に限定されない。ノズル板７０は、例えば、単結晶シリコン、ニッケル、ステンレス、ステンレス鋼、ガラスセラミックス等から形成されてもよい。

本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００は、図５に示すように、基板６０の上方にアクチュエーター５０を有する。本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００のアクチュエーター５０の要部に係る詳細な説明は後述される。

封止板８０は、図５に示すように、アクチュエーター５０の上方に形成される。封止板８０は、圧電素子４０を所定の空間領域に封止することができる封止領域８１を有している。封止領域８１は、圧電素子４０の振動運動を阻害しない程度の空間領域であればよい。封止板８０の構造及び材料は、特に限定されない。例えば、封止板８０は、例えば、単結晶シリコン、ニッケル、ステンレス、ステンレス鋼、ガラスセラミックス等から形成されてもよい。また、液体噴射ヘッド３００は、例えば、各種樹脂材料、各種金属材料からなり、上述された構成を収納することができる筐体を有していてもよい（図示せず）。

以下、図６（Ａ）および図６（Ｂ）を参照して、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００のアクチュエーター５０の要部の詳細について説明する。

図６（Ａ）は、液体噴射ヘッド３００に係る要部である振動板１０及び圧電素子４０のみを便宜的に示した平面図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す要部のＶＩＢ−ＶＩＢ線断面図である。

図６（Ａ）に示すように、振動板１０は、第１の面１１（図２（Ｂ）参照）において振動領域１５（図６（Ａ）の破線部分）を有する。振動領域１５は、第１の面１１の圧力室６１とオーバーラップする領域である。図６（Ａ）に示すように、振動領域１５は圧力室６１毎に形成されている。振動領域１５は、圧力室６１の平面視の形状と同じ形状を有する。このとき、振動領域１５は、アクチュエーター５０におけるユニット領域１３であってもよい。また、図６（Ｂ）に示すように、隣り合う振動領域１５の間で、基板６０の壁部６２とオーバーラップしている領域を非振動領域１６とする。

ここで、振動領域１５において圧力室６１の長手方向を第２の方向１２０とし、第２の方向に対して垂直な方向を第３の方向１３０とする。圧力室６１は、第３の方向１３０に沿って、所定の間隔で、複数形成されていてもよい。

第１導電部２０は、図６（Ａ）に示すように、振動領域１５内において、第２の方向１２０に延びるように形成される。図６（Ａ）に示すように、第１導電部２０は、第２の方向１２０における両端部である端部２０ａを有する。両端部２０ａの位置は、振動領域１５内であって、振動領域１５の短辺（第２の方向１２０に延びる長辺に挟まれる辺）にオーバーラップしない限り特に限定されない。図６（Ｂ）に示すように、第１導電部２０は、非振動領域１６の上に形成された導電層によって、隣り合う第１導電部２０が連続するように形成されていてもよい。つまりは、複数の圧電素子４０の下部電極が、連続して形成された共通下部電極であってもよい。

また、図６（Ａ）に示すように、第１導電部２０は、第３リード部２９によって、図示されない接地回路２３０に電気的に接続されていてもよい。また、図示はされないが、非振動領域１６に導電層を形成せずに、振動領域１５内のみに第１導電部２０を形成し、第１導電部２０と電気的に接続された第３リード部２９を所望の形状にて形成してもよい。

圧電体層３０は、図６（Ａ）に示すように、振動領域１５において、第２の方向１２０に延び、第１導電部２０を覆うように形成される。圧電体層３０は、図６（Ｂ）に示すように、振動領域１５内において、第３の方向１３０における両端部３０ａを有していてもよい。また、図示はされないが、圧電体層３０は、非振動領域１６内において、第３の方向１３０における両端部３０ａを有していてもよい。圧電体層３０は、図６（Ａ）に示すように、振動領域１５において第１導電部２０の少なくとも一部を覆うように形成されていればよく、第２の方向１２０に沿うように連続して延びていてもよいし、図示はされないが、振動領域１５内のみに形成されていてもよい。圧電体層３０の形状は特に限定されず、図６（Ｂ）に示すように、第１導電部２０の上方に上面３１を有し、上面３１と連続したテーパー状の側面３２を有していてもよい。また、図示はされないが、側面３２は、第１導電層２０の上面（第１の面１１上の面と対向する面）に至らずに、振動領域１５から非振動領域１６に連続して形成された圧電体層３０に連続していてもよい。

圧電体層３０は、製造された後に行われる分極処理によって、特定のベクトル量である残留分極（Ｐｒ）を有している。図６（Ｂ）に示すように、圧電体層３０の残留分極の分極方向は、電圧が印加される方向に平行な方向であれば特に限定はされない。例えば、圧電体層３０の残留分極の分極方向は、第１の面１１から第２の面１２に対する法線方向である第１の方向１００であってもよい。また、図示はされないが、圧電体層３０の残留分極の分極方向は、第１の方向１００と反対の方向（第２の面１２から第１の面１１に対する法線方向）であってもよい。

第２導電部２１は、図６（Ａ）に示すように、電気的に絶縁された第１導電層２５および第２導電層２６から形成される。図６（Ａ）に示すように、第１導電層２５および第２導電層２６は、振動領域１５内において第１導電部２０とオーバーラップし、圧電体層３０の一部を覆うように形成される。第１導電層２５および第２導電層２６の配線パターンは、圧電体層３０の上において第１導電部２０とオーバーラップする限り特に限定されない。

図６（Ａ）に示すように、第１導電層２５は、振動領域１５内において第２の方向１２０に延びる第１の部分２５ａと、第３の方向１３０に延びる第２の部分２５ｂとから構成されていてもよい。また、図６（Ａ）に示すように、第２導電層２６は、振動領域１５内において第２の方向１２０に延びる第３の部分２６ａと、第３の方向１３０に延びる第４の部分２６ｂとから構成されていてもよい。

本実施の形態においては、図６（Ｂ）に示すように、少なくとも一対の第１の部分２５ａおよび第３の部分２６ａが、第３の方向１３０に沿って隣り合うように、第１導電層２５および第２導電層２６が配置される。また、図６（Ｂ）に示すように、複数の第１の部分２５ａおよび第３の部分２６ａが、第３の方向１３０に沿って交互に隣り合うように配置されていてもよい。ここで、図６（Ａ）に示すように、第１導電層２５の第２の部分２５ｂは、第３の方向１３０において隣り合う第１導電層２５の第１の部分２５ａを電気的に接続する部分であってもよい。また、図６（Ａ）に示すように、第２導電層２６の第４の部分２６ｂは、第３の方向１３０において隣り合う第２導電層２６の第３の部分２６ａを電気的に接続する部分であってもよい。ここで、第２の部分２５ｂおよび第４の部分２６ｂの形状は、隣り合う第１の部分２５ａおよび隣り合う第３の部分２６ａを電気的に接続し得る限り特に限定されないため、第３の方向１３０に対して交差する方向に延びていてもよい（図示せず）。

第１導電層２５は、振動領域１５の外に延びる第１リード部２７に電気的に接続される。また、第２導電層２６は、振動領域１５の外に延びる第２リード部２８に電気的に接続される。図６（Ａ）に示すように、第１リード部２７および第２リード部２８は、それぞれ、第１導電層２５および第２導電層２６に対して同じ方向から延びていてもよいし、それぞれ反対方向に延びていてもよい。上述のように、第１リード部２７は、図示しない第１駆動電圧発生回路２００と電気的に接続され、第２リード部２８は、図示しない第２駆動電圧発生回路２１０と電気的に接続される（図４参照）。これによれば、第１導電層２５には、第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１が印加され、第２導電層２６には第２駆動電圧範囲における第２駆動電圧２が印加される。

図６（Ｂ）に示すように、圧電体層３０の残留分極の分極方向が、第１の方向１００である場合、接地される第１導電部２０と、第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１が印加される第２導電部２１の第１導電層２５とによって挟まれる圧電体層３０は、第１駆動領域３３となり、接地される第１導電部２０と、第２駆動電圧範囲における第２駆動電圧２が印加される第２導電部２１の第２導電層２６とによって挟まれる圧電体層３０は、第２駆動領域３４となる。ここで、圧電体層３０の残留分極の分極方向が第１の方向１００と反対である場合（第２の面１２から第１の面１１に対する法線方向である場合）、接地される第１導電部２０と、第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１が印加される第２導電部２１の第１導電層２５とによって挟まれる圧電体層３０は、第２駆動領域３４となり、接地される第１導電部２０と、第２駆動電圧範囲における第２駆動電圧２が印加される第２導電部２１の第２導電層２６とによって挟まれる圧電体層３０は、第１駆動領域３３となる。

以上によって、振動領域１５における圧電体層３０において、少なくとも一対の第１駆動領域３３および第２駆動領域３４が隣り合う構造を形成することができる。また、図６（Ｂ）に示すように、複数の第１駆動領域３３および第２駆動領域３４が、圧電体層３０において、交互に隣り合うように、配置されていてもよい。

以上のいずれかの構成により、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００の構成とすることができる。

本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００は、例えば、以下の特徴を有する。

本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００によれば、振動領域１５内の圧電素子４０において、少なくとも一対の第１駆動領域３３および第２駆動領域３４を、隣り合うように配置することができる。上述のように、第１駆動領域３３は、経時的に所定電圧値に対する変位量が減少する傾向を示し、第２駆動領域３４は、逆相関の傾向を示す。圧電体層３０内において、このような駆動領域が隣り合うように配置されることによって、アクチュエーター５０の動作時における全体としての変位量が、第１駆動領域３３および第２駆動領域３４のそれぞれの変位量を力学的に合成したものとして得られる。その結果、それぞれの駆動領域における変位量の経時変化が平均化され、所定電圧に対するアクチュエーター５０の全体としての変位量を、長期的に安定的なものとすることができる。よって、所定電圧値に対する変位量が経時的に安定することにより、長期的に所定の電圧値に対して吐出される液滴の体積が安定した（吐出特性が安定した）、高い信頼性を有する液体噴射ヘッド３００を提供することができる。

また、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００によれば、その製造工程において、圧電体層に対して所定数の駆動パルスを印加することで圧電素子４０の変位量を安定化させるエージング等の処理工程を省略することができ、製造工程を、より簡便な工程とすることができる。

２．２ 第１変形例
以下、図面を参照して、本実施の形態の第１変形例に係る液体噴射ヘッド３００について説明する。

図７（Ａ）は、本変形例に係る液体噴射ヘッド３００の要部である振動板１０および圧電素子４０のみを便宜的に示した平面図である。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示す要部のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線断面図である。図７（Ｃ）は、図７（Ａ）に示す要部のＶＩＩＣ−ＶＩＩＣ線断面図である。

本変形例では、第２導電部２１の構成において本実施の形態と異なる。以下に、第２導電部２１の構成について説明する。なお、本変形例に係る液体噴射ヘッドにおいて、本実施の形態と同様の構成およびその製造方法等は、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

第２導電部２１は、図７（Ａ）に示すように、本実施の形態に係る液体噴射ヘッド３００と同様に、電気的に絶縁された第１導電層２５および第２導電層２６から形成される。しかしながら、本変形例においては、図７（Ｂ）に示すように、少なくとも一対の第１導電層２５の第１の部分２５ａおよび第２導電層２６の第３の部分２６ａが、第２の方向１２０に沿って隣り合うように形成される点で、本実施の形態に係る液体噴射ヘッド３００と異なる。図７（Ｂ）に示すように、複数の第１の部分２５ａおよび第３の部分２６ａが、第２の方向１２０に沿って交互に隣り合うように配置されていてもよい。ここで、図７（Ａ）に示すように、第１導電層２５の第１の部分２５ａは、第２の方向１２０において隣り合う第２の部分２５ｂを電気的に接続する部分であってもよい。また、図７（Ａ）に示すように、第２導電層２６の第３の部分２６ａは、第２の方向１２０において隣り合う第４の部分２６ｂを電気的に接続する部分であってもよい。ここで、第１の部分２５ａおよび第３の部分２６ａの形状は、隣り合う第２の部分２５ｂおよび隣り合う第４の部分２６ｂを電気的に接続し得る限り特に限定されないため、第２の方向１２０に対して交差する方向に延びていてもよい（図示せず）。また、図７（Ａ）に示すように、第１導電層２５は、複数の第１の部分２５ａおよび第２の部分２５ｂからなる、所謂くし状の形状を有していてもよい。また、第２導電層２６は、複数の第３の部分２６ａおよび第４の部分２６ｂからなる、所謂くし状の形状を有していてもよい。

第２導電部２１を構成する第１導電層２５は、振動領域１５の外に延びる第１リード部２７に電気的に接続される。また、第２導電部２１を構成する第２導電層２６は、振動領域１５の外に延びる第２リード部２８に電気的に接続される。図７（Ａ）に示すように、第１リード部２７および第２リード部２８は、それぞれ同じ方向から延びていてもよいし、それぞれ反対方向に延びていてもよい。

図７（Ｂ）に示すように、圧電体層３０の残留分極の分極方向が、第１の方向１００である場合、接地される第１導電部２０と、第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１が印加される第２導電部２１の第１導電層２５とによって挟まれる圧電体層３０は、第１駆動領域３３となり、接地される第１導電部２０と、第２駆動電圧範囲における第２駆動電圧２が印加される第２導電部２１の第２導電層２６とによって挟まれる圧電体層３０は、第２駆動領域３４となる。ここで、圧電体層３０の残留分極の分極方向が第１の方向１００と反対である場合（第２の面１２から第１の面１１に対する法線方向である場合）、接地される第１導電部２０と、第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１が印加される第２導電部２１の第１導電層２５とによって挟まれる圧電体層３０は、第２駆動領域３４となり、接地される第１導電部２０と、第２駆動電圧範囲における第２駆動電圧２が印加される第２導電部２１の第２導電層２６とによって挟まれる圧電体層３０は、第１駆動領域３３となる。

以上によって、振動領域１５における圧電体層３０において、少なくとも一対の第１駆動領域３３および第２駆動領域３４が隣り合う構造を形成することができる。また、図７（Ｂ）に示すように、複数の第１駆動領域３３および第２駆動領域３４が、圧電体層３０において、交互に隣り合うように、配置されていてもよい。

以上、本変形例に係る液体噴射ヘッド３００によれば、振動領域１５内の圧電素子４０において、少なくとも一対の第１駆動領域３３および第２駆動領域３４を、隣り合うように配置することができる。

２．３ 第２変形例
以下、図面を参照して、本実施の形態の第２変形例に係る液体噴射ヘッド３００について説明する。

図８（Ａ）は、本変形例に係る液体噴射ヘッド３００の要部である振動板１０および圧電素子４０のみを便宜的に示した平面図である。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示す要部のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線断面図である。図８（Ｃ）は、図８（Ａ）に示す要部のＶＩＩＩＣ−ＶＩＩＩＣ線断面図である。

本変形例では、第１導電部２０および第２導電部２１の構成において本実施の形態と異なる。以下に、第１導電部２０および第２導電部２１の構成について説明する。なお、本変形例に係る液体噴射ヘッドにおいて、本実施の形態と同様の構成およびその製造方法等は、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

第１導電部２０は、図８（Ａ）に示すように、電気的に絶縁された第１導電層２５および第２導電層２６から形成される。

図８（Ａ）に示すように、第１導電層２５は、本実施の形態に係る液体噴射ヘッド３００の第２導電部２１と同様に、第２の方向１２０に延びる第１の部分２５ａと、第３の方向１３０に延びる第２の部分２５ｂとから構成されていてもよい。また、図８（Ａ）に示すように、第２導電層２６は、振動領域１５内において第２の方向１２０に延びる第３の部分２６ａと、第３の方向１３０に延びる第４の部分２６ｂとから構成されていてもよい。

本変形例においては、図８（Ｂ）に示すように、少なくとも一対の第１の部分２５ａおよび第３の部分２６ａが、第３の方向１３０に沿って隣り合うように、第１導電層２５および第２導電層２６が配置される。また、図８（Ｂ）に示すように、複数の第１の部分２５ａおよび第３の部分２６ａが、第３の方向１３０に沿って交互に隣り合うように配置されていてもよい。ここで、図８（Ａ）に示すように、第２の部分２５ｂは、第３の方向１３０において隣り合う第１の部分２５ａを電気的に接続する部分であってもよい。また、図８（Ａ）に示すように、第４の部分２６ｂは、第３の方向１３０において隣り合う第３の部分２６ａを電気的に接続する部分であってもよい。ここで、第２の部分２５ｂおよび第４の部分２６ｂは、隣り合う第１の部分２５ａおよび隣り合う第３の部分２６ａを電気的に接続し得る限り特に限定されないため、第３の方向１３０に対して交差する方向に延びていてもよい（図示せず）。

第１導電部２０を構成する第１導電層２５は、振動領域１５の外に延びる第１リード部２７に電気的に接続される。また、第１導電部２０を構成する第２導電層２６は、振動領域１５の外に延びる第２リード部２８に電気的に接続される。図８（Ａ）に示すように、第１リード部２７および第２リード部２８は、それぞれ同じ方向から延びていてもよいし、それぞれ反対方向に延びていてもよい。

第２導電部２１は、図８（Ａ）に示すように、振動領域１５（ユニット領域１３）内において、圧電体層３０の上方に、第２導電部２１を構成する第１導電層２５の第１の部分２５ａおよび第２導電層２６の第３の部分２６ａの少なくとも一部とオーバーラップするように形成される。図８（Ａ）に示すように、第２導電部２１は、振動領域１５において、第２の方向１２０に延びるように形成され、第２の方向１２０における両端部である端部２１ａを振動領域１５内に有していてもよい。図８（Ｂ）に示すように、第２導電部２１は、非振動領域１６の上に形成された導電層によって、隣り合う複数の第２導電部２１が連続するように形成されていてもよい。つまりは、複数の圧電素子４０の上部電極が連続して形成された共通上部電極であってもよい。

第２導電部２１は、振動領域１５の外に延びる第３リード部２９に電気的に接続される。また、図示はされないが、振動領域１５内のみに第１導電部２０を形成し、第１導電部２０を電気的に第３リード部２９に接続してもよい。

図８（Ｂ）に示すように、圧電体層３０の残留分極の分極方向が第１の方向１００である場合、接地される第２導電部２１と、第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１が印加される第１導電部２０の第１導電層２５とによって挟まれる圧電体層３０は、第２駆動領域３４となり、接地される第１導電部２０と、第２駆動電圧範囲における第２駆動電圧２が印加される第１導電部２０の第２導電層２６とによって挟まれる圧電体層３０は、第１駆動領域３３となる。ここで、圧電体層３０の残留分極の分極方向が第１の方向１００と反対方向（第２の面１２から第１の面１１に対する法線方向）である場合、接地される第２導電部２１と、第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１が印加される第１導電部２０の第１導電層２５とによって挟まれる圧電体層３０は、第１駆動領域３３となり、接地される第２導電部２１と、第２駆動電圧範囲における第２駆動電圧２が印加される第１導電部２０の第２導電層２６とによって挟まれる圧電体層３０は、第２駆動領域３４となる。

以上によって、振動領域１５における圧電体層３０において、少なくとも一対の第１駆動領域３３および第２駆動領域３４が隣り合う構造を形成することができる。また、図８（Ｂ）に示すように、複数の第１駆動領域３３および第２駆動領域３４が、圧電体層３０において、交互に隣り合うように、配置されていてもよい。

以上、本変形例に係る液体噴射ヘッド３００によれば、振動領域１５内の圧電素子４０において、少なくとも一対の第１駆動領域３３および第２駆動領域３４を、隣り合うように配置することができる。

２．４ 第３変形例
以下、図面を参照して、本実施の形態の第３変形例に係る液体噴射ヘッド３００について説明する。

図９（Ａ）は、本変形例に係る液体噴射ヘッド３００の要部である振動板１０および圧電素子４０のみを便宜的に示した平面図である。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示す要部のＩＸＢ−ＩＸＢ線断面図である。図９（Ｃ）は、図９（Ａ）に示す要部のＩＸＣ−ＩＸＣ線断面図である。

本変形例では、第１導電部２０および第２導電部２１の構成において本実施の形態と異なる。なお、本変形例に係る液体噴射ヘッドにおいて、本実施の形態と同様の構成は、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。また、第２導電部２１の構成についても、第２変形例の構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。よって、以下に、第１導電部２０の構成について説明する。

第１導電部２０は、図９（Ａ）に示すように、電気的に絶縁された第１導電層２５および第２導電層２６から形成される。

図９（Ａ）および図９（Ｃ）に示すように、第１導電層２５は、第２の方向１２０に延びる第１の部分２５ａと、第３の方向１３０に延びる第２の部分２５ｂとから構成されていてもよい。また、図９（Ａ）および図９（Ｃ）に示すように、第２導電層２６は、第２の方向１２０に延びる第３の部分２６ａと、第３の方向１３０に延びる第４の部分２６ｂとから構成されていてもよい。

本変形例においては、図９（Ｂ）に示すように、少なくとも一対の第２の部分２５ｂおよび第４の部分２６ｂが、第２の方向１２０に沿って隣り合うように、第１導電層２５および第２導電層２６が配置される。また、図９（Ｂ）に示すように、複数の第２の部分２５ｂおよび第４の部分２６ｂが、第２の方向１２０に沿って交互に隣り合うように配置されていてもよい。ここで、図９（Ａ）に示すように、第１の部分２５ａは、第２の方向１２０において隣り合う第２の部分２５ｂを電気的に接続する部分であってもよい。また、図９（Ａ）に示すように、第３の部分２６ａは、第２の方向１２０において隣り合う第４の部分２６ｂを電気的に接続する部分であってもよい。ここで、第１の部分２５ａおよび第３の部分２６ａの形状は、隣り合う第２の部分２５ｂおよび隣り合う第４の部分２６ｂを電気的に接続し得る限り特に限定されないため、第２の方向１２０に対して交差する方向に延びていてもよい（図示せず）。また、図９（Ａ）に示すように、第１導電層２５は、複数の第１の部分２５ａおよび第２の部分２５ｂからなる、所謂くし状の形状を有していてもよい。また、第２導電層２６は、複数の第３の部分２６ａおよび第４の部分２６ｂからなる、所謂くし状の形状を有していてもよい。

第１導電部２０を構成する第１導電層２５は、振動領域１５の外に延びる第１リード部２７に電気的に接続される。また、第１導電部２０を構成する第２導電層２６は、振動領域１５の外に延びる第２リード部２８に電気的に接続される。図９（Ａ）に示すように、第１リード部２７および第２リード部２８は、それぞれ同じ方向から延びていてもよいし、それぞれ反対方向に延びていてもよい。

図９（Ｂ）に示すように、圧電体層３０の残留分極の分極方向が第１の方向１００である場合、接地される第２導電部２１と、第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１が印加される第１導電部２０の第１導電層２５とによって挟まれる圧電体層３０は、第２駆動領域３４となり、接地される第１導電部２０と、第２駆動電圧範囲における第２駆動電圧２が印加される第１導電部２０の第２導電層２６とによって挟まれる圧電体層３０は、第１駆動領域３３となる。ここで、圧電体層３０の残留分極の分極方向が第１の方向１００と反対方向（第２の面１２から第１の面１１に対する法線方向）である場合、接地される第２導電部２１と、第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１が印加される第１導電部２０の第１導電層２５とによって挟まれる圧電体層３０は、第１駆動領域３３となり、接地される第２導電部２１と、第２駆動電圧範囲における第２駆動電圧２が印加される第１導電部２０の第２導電層２６とによって挟まれる圧電体層３０は、第２駆動領域３４となる。

以上によって、振動領域１５における圧電体層３０において、少なくとも一対の第１駆動領域３３および第２駆動領域３４が隣り合う構造を形成することができる。また、図８（Ｂ）に示すように、複数の第１駆動領域３３および第２駆動領域３４が、圧電体層３０において、交互に隣り合うように、配置されていてもよい。

以上、本変形例に係る液体噴射ヘッド３００によれば、振動領域１５内の圧電素子４０において、少なくとも一対の第１駆動領域３３および第２駆動領域３４を、隣り合うように配置することができる。

２．５ 第４変形例
以下、図面を参照して、本実施の形態の第４変形例に係る液体噴射ヘッド３００について説明する。

図１０（Ａ）は、本変形例に係る液体噴射ヘッド３００の要部である振動板１０および圧電素子４０のみを便宜的に示した平面図である。図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に示す要部のＸＢ−ＸＢ線断面図である。図１０（Ｃ）は、図１０（Ａ）に示す要部のＸＣ−ＸＣ線断面図である。

本変形例では、圧電体層３０、第１導電部２０および第２導電部２１の構成において本実施の形態と異なる。以下に、第１導電部２０および第２導電部２１の構成について説明する。なお、本変形例に係る液体噴射ヘッドにおいて、本実施の形態と同様の構成およびその製造方法等は、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

圧電体層３０は、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）に示すように、振動領域１５内に形成されてもよい。つまりは、圧電体層３０は、図１０（Ａ）に示すように、第３の方向１３０における両端部３０ａおよび第２の方向１２０における両端部３０ｂを振動領域１５内に
有していてもよい。

第１導電部２０および第２導電部２１は、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）に示すように、それぞれ、第１導電層２５および第２導電層２６から形成される。

図１０（Ａ）に示すように、第１導電層２５は、第２の方向１２０に延びる第１の部分２５ａと、第３の方向１３０に延びる第２の部分２５ｂとから構成されていてもよい。また、図１０（Ａ）および図１０（Ｃ）に示すように、第２導電層２６は、第２の方向１２０に延びる第３の部分２６ａと、第３の方向１３０に延びる第４の部分２６ｂとから構成されていてもよい。

本変形例においては、図１０（Ｂ）に示すように、少なくとも一対の第２の部分２５ｂおよび第４の部分２６ｂが、第２の方向１２０に沿って隣り合うように、第１導電層２５および第２導電層２６が配置さることによって、第１導電部２０および第２導電部２１が構成される。また、図１０（Ｂ）に示すように、複数の第２の部分２５ｂおよび第４の部分２６ｂが、第２の方向１２０に沿って交互に隣り合うように配置されていてもよい。ここで、図１０（Ａ）に示すように、第１の部分２５ａは、第２の方向１２０において隣り合う第２の部分２５ｂを電気的に接続する部分であってもよい。また、図１０（Ａ）に示すように、第３の部分２６ａは、第２の方向１２０において隣り合う第４の部分２６ｂを電気的に接続する部分であってもよい。ここで、第１の部分２５ａおよび第３の部分２６ａの形状は、隣り合う第２の部分２５ｂおよび隣り合う第４の部分２６ｂを電気的に接続し得る限り特に限定されないため、第２の方向１２０に対して交差する方向に延びていてもよい（図示せず）。また、図１０（Ａ）に示すように、第１導電層２５は、複数の第１の部分２５ａおよび第２の部分２５ｂからなる、所謂くし状の形状を有していてもよい。また、第２導電層２６は、複数の第３の部分２６ａおよび第４の部分２６ｂからなる、所謂くし状の形状を有していてもよい。

図１０（Ｂ）および図１０（Ｃ）に示すように、第１導電部２０を構成する第１導電層２５の第２の部分２５ｂが、第２の導電部２１を構成する第２導電層２６の第４の部分２６ｂとオーバーラップするように形成される。また、図１０（Ｂ）および図１０（Ｃ）に示すように、第１導電部２０を構成する第２導電層２６の第４の部分２６ｂが、第２の導電部２１を構成する第１導電層２５の第１の部分２５ｂとオーバーラップするように形成される。つまりは、第１導電部２０を構成する第１導電層２５が、第２導電部２１を構成する第２導電層２６とオーバーラップするように形成され、第１導電部２０を構成する第２導電層２６が、第２導電部２１を構成する第１導電層２５とオーバーラップするように形成される。

図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）に示すように、第１導電部２０および第２導電部２１を構成する第１導電層２５は、第１リード部２７に電気的に接続される。図１０（Ａ）に示すように、第１導電部２０および第２導電部２１を構成する第１導電層２５は、共通の第１リード部２７に接続されていてもよい。

図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）に示すように、第１導電部２０および第２導電部２１を構成する第２導電層２６は、第３リード部２９に電気的に接続される。図１０（Ａ）に示すように、第１導電部２０および第２導電部２１を構成する第２導電層２６は、共通の第３リード部２９に接続されていてもよい。

図１０（Ｂ）に示すように、圧電体層３０の残留分極の分極方向が第１の方向１００である場合、接地される第２導電部２１の第２導電層２６と、第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１が印加される第１導電部２０の第１導電層２５とによって挟まれる圧電体層３０は、第２駆動領域３４となり、接地される第１導電部２０の第２導電層２６と、第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１が印加される第２導電部２１の第２導電層２６とによって挟まれる圧電体層３０は、第１駆動領域３３となる。ここで、圧電体層３０の残留分極の分極方向が第１の方向１００に対して反対方向（第２の面１２から第１の面１１に対する法線方向）である場合、接地される第２導電部２１の第２導電層２６と、第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１が印加される第１導電部２０の第１導電層２５とによって挟まれる圧電体層３０は、第１駆動領域３３となり、接地される第１導電部２０の第２導電層２６と、第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１が印加される第２導電部２１の第２導電層２６とによって挟まれる圧電体層３０は、第２駆動領域３４となる。

以上によって、振動領域１５における圧電体層３０において、少なくとも一対の第１駆動領域３３および第２駆動領域３４が隣り合う構造を形成することができる。また、図１０（Ｂ）に示すように、複数の第１駆動領域３３および第２駆動領域３４が、圧電体層３０において、交互に隣り合うように、配置されていてもよい。

以上、本変形例に係る液体噴射ヘッド３００によれば、振動領域１５内の圧電素子４０において、少なくとも一対の第１駆動領域３３および第２駆動領域３４を、隣り合うように配置することができる。

２．６ 第５変形例
以下、図面を参照して、本実施の形態の第５変形例に係る液体噴射ヘッド３００について説明する。

図１１（Ａ）は、本変形例に係る液体噴射ヘッド３００の要部である振動板１０および圧電素子４０のみを便宜的に示した平面図である。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）に示す要部のＸＩＢ−ＸＩＢ線断面図である。図１１（Ｃ）は、図１１（Ａ）に示す要部のＸＩＣ−ＸＩＣ線断面図である。

本変形例では、圧電体層３０、第１導電部２０および第２導電部２１の構成において本実施の形態と異なる。以下に、第１導電部２０および第２導電部２１の構成について説明する。なお、本変形例に係る液体噴射ヘッドにおいて、本実施の形態と同様の構成およびその製造方法等は、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。また、圧電体層３０の構成についても、第４変形例の構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。よって、以下に、第１導電部２０および第２導電層２１の構成について説明する。

第１導電部２０および第２導電部２１は、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に示すように、それぞれ、第１導電層２５および第２導電層２６から形成される。

図１１（Ａ）に示すように、第１導電層２５は、第２の方向１２０に延びる第１の部分２５ａと、第３の方向１３０に延びる第２の部分２５ｂとから構成されていてもよい。また、図１１（Ａ）および図１１（Ｃ）に示すように、第２導電層２６は、第２の方向１２０に延びる第３の部分２６ａと、第３の方向１３０に延びる第４の部分２６ｂとから構成されていてもよい。

本変形例においては、図１１（Ａ）に示すように、少なくとも一対の第１の部分２５ａおよび第３の部分２６ａが、第３の方向１３０に沿って隣り合うように、第１導電層２５および第２導電層２６が形成される。また、図１１（Ｃ）に示すように、複数の第１の部分２５ａおよび第３の部分２６ａが、第３の方向１３０に沿って交互に隣り合うように配置されていてもよい。ここで、図１１（Ａ）に示すように、第２の部分２５ｂは、第３の方向１３０において隣り合う第１の部分２５ａを電気的に接続する部分であってもよい。また、図１１（Ａ）に示すように、第４の部分２６ｂは、第３の方向１３０において隣り合う第３の部分２６ａを電気的に接続する部分であってもよい。図１１（Ａ）に示すように、第２の部分２５ｂおよび第４の部分２６ｂは、振動領域１５の外に形成されてもよい。つまりは、振動領域１５内において、第１導電部２０および第２導電部２１は、第１の部分２５ａおよび第３の部分２６ａのみから構成されていてもよい。

また、第２の部分２５ｂおよび第４の部分２６ｂの形状は、隣り合う第１の部分２５ａおよび隣り合う第３の部分２６ａを電気的に接続し得る限り特に限定されないため、第３の方向１３０に対して交差する方向に延びていてもよい（図示せず）。

また、第１導電部２０を構成する第１導電層２５の第１の部分２５ａは、図１１（Ｂ）および図１１（Ｃ）に示すように、第２の導電部２１を構成する第２導電層２６の第３の部分２６ａとオーバーラップするように配置される。また、図１１（Ｂ）および図１１（Ｃ）に示すように、第１導電部２０を構成する第２導電層２６の第３の部分２６ａは、第２の導電部２１を構成する第１導電層２５の第１の部分２５ａとオーバーラップするように配置される。つまりは、第１導電部２０を構成する第１導電層２５が、第２導電部２１を構成する第２導電層２６とオーバーラップするように配置され、第１導電部２０を構成する第２導電層２６が、第２導電部２１を構成する第１導電層２５とオーバーラップするように配置される。

図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）に示すように、第１導電部２０および第２導電部２１を構成する第１導電層２５の第１の部分２５ａは、第１リード部２７に電気的に接続される。図１１（Ａ）に示すように、第１導電部２０および第２導電部２１を構成する第１導電層２５は、第１導電層２５の第２の部分２５ｂを介して共通の第１リード部２７に接続されていてもよい。

図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）に示すように、第１導電部２０および第２導電部２１を構成する第２導電層２６の第３の部分２６ａは、第３リード部２９に電気的に接続される。図１１（Ａ）に示すように、第１導電部２０および第２導電部２１を構成する第２導電層２６は第２導電層２６の第４の部分２６ｂを介して共通の第３リード部２９に接続されていてもよい。

図１１（Ｃ）に示すように、圧電体層３０の残留分極の分極方向が第１の方向１００である場合、第１導電部２０を構成する第２導電層２６の第３の部分２６ａと、第２導電部２１を構成する第１導電層２５の第１の部分２５ａとによって挟まれる圧電体層３０は、第１駆動領域３３となり、第１導電部２０を構成する第１導電層２５の第１の部分２５ａと、第２導電部２１を構成する第２導電層２６の第３の部分２６ａとによって挟まれる圧電体層３０は、第２駆動領域３４となる。ここで、圧電体層３０の残留分極の分極方向が第１の方向１００に対して反対方向（第２の面１２から第１の面１１に対する法線方向）である場合、第１導電部２０を構成する第２導電層２６の第３の部分２６ａと、第２導電部２１を構成する第１導電層２５の第１の部分２５ａとによって挟まれる圧電体層３０は、第２駆動領域３４となり、第１導電部２０を構成する第１導電層２５の第１の部分２５ａと、第２導電部２１を構成する第２導電層２６の第３の部分２６ａとによって挟まれる圧電体層３０は、第１駆動領域３２となる。

以上によって、振動領域１５における圧電体層３０において、少なくとも一対の第１駆動領域３３および第２駆動領域３４が隣り合う構造を形成することができる。また、図１０（Ｂ）に示すように、複数の第１駆動領域３３および第２駆動領域３４が、圧電体層３０において、交互に隣り合うように、配置されていてもよい。

以上、本変形例に係る液体噴射ヘッド３００によれば、振動領域１５内の圧電素子４０において、少なくとも一対の第１駆動領域３３および第２駆動領域３４を、隣り合うように配置することができる。

３． アクチュエーターおよび液体噴射ヘッドの製造方法
以下、図面を参照して、本実施形態に係るアクチュエーターおよび液体噴射ヘッドの製造方法について説明する。

図１２〜図１８は、本実施形態に係るアクチュエーター５０および液体噴射ヘッド３００の製造方法を模式的に示す断面図である。

本実施形態に係るアクチュエーターの製造方法は、図１２〜図１８に示すように、振動板１０を形成する工程と、第１の面１１において第１導電部２０を形成する工程と、第１導電部２０を覆うように圧電体層３０を形成する工程と、圧電体層３０の一部を覆い、かつ、第１導電部２０の少なくとも一部とオーバーラップするように第２導電部２１を形成する工程と、を含み、第１導電部２０および第２導電部２１の少なくとも一方が、電気的に絶縁された第１および第２導電層から形成される。

また、本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、図１２〜図１８に示すように、圧力室６１を有する基板６０を形成する工程と、基板６０の上方に形成される振動板１０であって、第１の面１１と、第１の面１１と反対側の基板６０と対向した第２の面１２とを有し、第１の面１１において、圧力室６１とオーバーラップする振動領域１５を有した振動板１０を形成する工程と、第１の面１１の振動領域１５内に第１導電部２０を形成する工程と、第１導電部２０を覆うように圧電体層３０を形成する工程と、圧電体層３０の一部を覆い、かつ、第１導電部２０の少なくとも一部とオーバーラップするように第２導電部２１を形成する工程と、を含み、第１導電部２０および第２導電部２１の少なくとも一方が、電気的に絶縁された第１および第２導電層から形成される。

本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、基板６０、ノズル板７０を形成するために用いられる材質が単結晶シリコン等を用いる場合と、ステンレス等を用いる場合とによって異なる。以下において、単結晶シリコンを用いた場合の液体噴射ヘッドの製造方法を一例として記載する。本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、特に以下の製造方法に限定されず、ニッケルやステンレス鋼、ステンレス等を材料として用いる場合は、公知の電鋳法等の工程を含んでいてもよい。また、各工程の先後は、以下に記載の製造方法に限定されるものではない。

まず、図１２（Ａ）に示すように、準備された単結晶シリコンからなる基板６０ａの上に、振動板１０を形成する。図１２（Ａ）に示すように、後述される製造工程において、基板６０ａの圧力室６１が形成される領域を領域６１ａとする。振動板１０は、公知の成膜技術によって形成される。図３（Ａ）に示すように、例えば、振動板１０は、弾性板を構成する弾性層１０ａをスパッタリング法等によって形成した後、絶縁層１０ｂを弾性層１０ａの上にスパッタリング法等によって形成してもよい。例えば、弾性層１０ａは酸化ジルコニウムを用い、絶縁層１０ｂは酸化シリコンを用いてもよい。ここで、第１の面１１において、領域６１ａとオーバーラップした領域を振動領域１５（ユニット領域１３）とする。

振動板１０を形成した後に、図１２（Ｂ）に示すように、振動板１０の第１の面１１上の振動領域１５に第１導電部２０を形成する。ここで、第１導電部２０は、実施の形態に応じて所望の形状にパターニングされる。例えば、第１導電部２０が第１導電層２５および第２導電層２６からなる場合、所望の形状を有する第１導電層２５および第２導電層２６がパターニングされる。なお、第１導電部２０の詳細な構成は、前述されているため、省略する。第１導電部２０は、公知の成膜技術によって形成されてもよい。例えば、白金、イリジウム等をスパッタリング法等によって積層することによって導電層（図示せず）を形成し、導電層を所定の形状にエッチングすることによって第１導電部２０を形成してもよい。また、第１導電部２０をパターニングする際に、同時に第１導電部２０に電気的に接続されるリード部を形成してもよい。

次に、図１３（Ａ）に示すように、第１導電部２０を覆うように圧電体層３０ｃを形成する。圧電体層３０ｃをパターニングすることによって、圧電体層３０が形成される。詳細は後述される。圧電体層３０ｃは、公知の成膜技術によって形成されてもよい。圧電体層３０ｃは、例えば、公知の圧電材料である前駆体を第１の面１１の上に塗布して加熱処理されて形成されてもよい。用いられる前駆体としては、加熱処理によって焼成した後、分極処理され、圧電特性を発生させるものであれば特に限定されず、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛等の前駆体を用いてもよい。

次に、図１４に示すように、圧電体層３０ｃがエッチングによって所望の形状にパターニングされる前に、圧電体層３０ｃを覆うように導電性を有するマスク層２１ｂを形成してもよい。マスク層２１ｂは、後述される第２導電部２１と同じ材料から形成された金属層である。図１５に示すように、マスク層２１ｂを形成後、圧電体層３０ｃがエッチングによりパターニングされ、圧電体層３０が所望の形成にパターニングされる。ここで、マスク層２１ｂを形成することによって、マスク層２１ｂがエッチング工程においてハードマスクとして作用するため、図１５に示すように圧電体層３０にテーパー状の側面３２を容易に形成することができる。なお、圧電体層３０の詳細な構成は、前述されているため、省略する。

図１６に示すように、圧電体層３０を覆うように導電層２１ｃが形成される。よって、導電層２１ｃは、第２導電部２１と同じ材料によって形成される。導電層２１ｃは、公知の成膜技術によって形成されてもよい。例えば、白金、イリジウム等をスパッタリング法等によって積層することによって導電層２１ｃを形成してもよい。マスク層２１ｂが形成されていた場合、マスク層２１ｂは、第２導電部２１と同じ材料を用いているため、マスク層２１ｂは導電層２１ｃと一体化することができる。

次に、図１７に示すように、導電層２１ｃをエッチングによって所望の形状にパターニングし、第２導電部２１を形成する。このとき、第２導電部２１は、振動領域１５内において圧電体層３０の一部を覆い、第１導電部２０とオーバーラップするようにパターニングされる。ここで、第２導電部２１は、実施の形態に応じて所望の形状にパターニングされる。例えば、第２導電部２１が第１導電層２５および第２導電層２６からなる場合、所望の形状を有する第１導電層２５および第２導電層２６がパターニングされる。なお、第２導電部２１の詳細な構成は、前述されているため、省略する。また、第２導電部２１をパターニングする際に、同時に第２導電部２１に電気的に接続されるリード部を形成してもよい。

以上のいずれかの方法により、アクチュエーター５０を製造することができる。

次に、図１８（Ａ）に示すように、封止領域８１が形成された封止板８０を圧電素子４０の上方より搭載する。ここで、圧電素子４０は、封止領域８１内に封止されることができる。封止板８０は、例えば、接着剤によって圧電素子４０を封止してもよい。次に、図１８（Ｂ）に示すように、基板６０ａを所定の厚みに薄くし、圧力室６１などを区画する。例えば、所定の厚みを有した基板６０ａに対し、所望の形状にパターニングされるようにマスク（図示せず）を振動板１０が形成された面と反対の面に形成し、エッチング処理することによって、圧力室６１、壁部６２、供給路６３、連通路６４およびリザーバ６５を区画する（図示せず）。以上によって、振動板１０の下方に圧力室６１を有した基板６０を形成することができる。基板６０を形成した後、図１８（Ｃ）に示すように、ノズル孔７１を有したノズル板７０を、例えば接着剤等により所定の位置に接合する。これによって、ノズル孔７１は、圧力室６１と連通する。

以上のいずれかの方法により、液体噴射ヘッド３００を製造することができる。なお、前述の通り、液体噴射ヘッド３００の製造方法は、上述の製造方法に限定されずに、基板６０およびノズル板７０を、電鋳法等を用いて一体形成してもよい。

本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、例えば、以下の特徴を有する。

本実施形態に係るアクチュエーター５０および液体噴射ヘッド３００の製造方法によれば、振動領域１５内の圧電素子４０において、少なくとも一対の第１駆動領域３３および第２駆動領域３４を、隣り合うように配置することができる。

以上によって、本実施形態に係るアクチュエーター５０および液体噴射ヘッド３００によれば、高い信頼性を持つアクチュエーターおよび液体噴射ヘッドを提供することができる。

４． 液体噴射装置
次に、本実施形態に係る液滴噴射装置について説明する。本実施形態に係る液滴噴射装置は、本発明に係る液体噴射ヘッドを有する。ここでは、本実施形態に係る液滴噴射装置１０００がインクジェットプリンターである場合について説明する。図１９は、本実施形態に係る液滴噴射装置１０００を模式的に示す斜視図である。

液滴噴射装置１０００は、ヘッドユニット１０３０と、駆動部１０１０と、制御部１０６０と、を含む。また、液滴噴射装置１０００は、装置本体１０２０と、給紙部１０５０と、記録用紙Ｐを設置するトレイ１０２１と、記録用紙Ｐを排出する排出口１０２２と、装置本体１０２０の上面に配置された操作パネル１０７０と、を含むことができる。

ヘッドユニット１０３０は、例えば、上述した液体噴射ヘッド３００から構成されるインクジェット式記録ヘッド（以下単に「ヘッド」ともいう）を有する。ヘッドユニット１０３０は、さらに、ヘッドにインクを供給するインクカートリッジ１０３１と、ヘッドおよびインクカートリッジ１０３１を搭載した運搬部（キャリッジ）１０３２と、を備える。

駆動部１０１０は、ヘッドユニット１０３０を往復動させることができる。駆動部１０１０は、ヘッドユニット１０３０の駆動源となるキャリッジモータ１０４１と、キャリッジモータ１０４１の回転を受けて、ヘッドユニット１０３０を往復動させる往復動機構１０４２と、を有する。

往復動機構１０４２は、その両端がフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸１０４４と、キャリッジガイド軸１０４４と平行に延在するタイミングベルト１０４３と、を備える。キャリッジガイド軸１０４４は、キャリッジ１０３２が自在に往復動できるようにしながら、キャリッジ１０３２を支持している。さらに、キャリッジ１０３２は、タイミングベルト１０４３の一部に固定されている。キャリッジモータ１０４１の作動により、タイミングベルト１０４３を走行させると、キャリッジガイド軸１０４４に導かれて、ヘッドユニット１０３０が往復動する。この往復動の際に、ヘッドから適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。

制御部１０６０は、ヘッドユニット１０３０、駆動部１０１０および給紙部１０５０を制御することができる。

給紙部１０５０は、記録用紙Ｐをトレイ１０２１からヘッドユニット１０３０側へ送り込むことができる。給紙部１０５０は、その駆動源となる給紙モータ１０５１と、給紙モータ１０５１の作動により回転する給紙ローラ１０５２と、を備える。給紙ローラ１０５２は、記録用紙Ｐの送り経路を挟んで上下に対向する従動ローラ１０５２ａおよび駆動ローラ１０５２ｂを備える。駆動ローラ１０５２ｂは、給紙モータ１０５１に連結されている。制御部１０６０によって供紙部１０５０が駆動されると、記録用紙Ｐは、ヘッドユニット１０３０の下方を通過するように送られる。

ヘッドユニット１０３０、駆動部１０１０、制御部１０６０および給紙部１０５０は、装置本体１０２０の内部に設けられている。

液滴噴射装置１０００では、本発明に係る液体噴射ヘッド３００を有することができる。本発明に係る液体噴射ヘッド３００は、上述のように、経時的に安定した吐出特性を有する。そのため、高い信頼性を有する液滴噴射装置１０００を得ることができる。

なお、上述した例では、液滴噴射装置１０００がインクジェットプリンターである場合について説明したが、本発明のプリンタは、工業的な液体吐出装置として用いられることもできる。この場合に吐出される液体（液状材料）としては、各種の機能性材料を溶媒や分散媒によって適当な粘度に調整したもの、または、メタルフレーク等を含むものなどを用いることができる。

上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。

５． 実験例
以下、本実験例を、図面および表を参照しながら説明する。

本発明者は、セラミックス圧電素子を実験試料として準備し、試料に第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１の電圧領域の耐久パルスを印加した場合の変位量の経時変化と、試料に第２駆動電圧範囲における第２駆動電圧２の電圧領域の耐久パルスを印加した場合の変位量の経時変化と、をプロットし、第１駆動領域３３と第２駆動領域３４とが１つの圧電素子ユニット内に隣り合うように形成された場合の合成変位量の経時変化をシュミレーションする実験を行った。

本実験例においては、チタン酸バリウムからなる圧電素子を本実験例の試料とした。圧電体層は、チタン酸バリウムのペレット形状のセラミックスを、例えば０．５〜０．８ｍｍの厚さに研磨した後、公知の手法、例えばスパッタ法またはスクリーン印刷によって電極を塗布した。電極の材料にはＡｇを用いた。Ａｇを塗布した後、７００℃の温度にて電極を焼付けた。分極処理は、シリコンオイルの中で、５ｋＶｍｍ^−１の電界を３分間程度印加して行った。特性の評価については、周波数１０Ｈｚ、室温でＰ−Ｅヒステリシスを測定し、残留分極Ｐｒおよび抗電界Ｅｃを求めた。本実験例に使用された圧電体層の抗電界Ｅｃは、−２Ｖおよび２Ｖであった。

以上より、第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１の電圧領域の耐久パルス（Ｐ１）は、−２≦Ｐ１≦３３の条件で設定された。第２駆動電圧範囲における第２駆動電圧２の電圧領域の耐久パルス（Ｐ２）は、−３３≦Ｐ２≦２の条件で設定された。

発明者は、実験試料として、上記条件により、圧電素子Ａから圧電素子Ｄの４つの試料を作成した。

発明者は、試料Ａ〜Ｄに対して、それぞれ、第１駆動電圧範囲における第１駆動電圧１の電圧領域の耐久パルス（Ｐ１）を印加する実験と、第２駆動電圧範囲における第２駆動電圧２の電圧領域の耐久パルス（Ｐ２）を印加する実験とを行った。ここで、Ｐ１およびＰ２を印加する際、試料の圧電体層の残留分極の方向に沿って印加された。つまりは、Ｐ１を印加された試料は、第１駆動領域３３のみの変位量の経時変化を示し、Ｐ２を印加された試料は、第２駆動領域３４のみの変位量の経時変化を示す。

まず、試料Ａ−Ｃに対してＰ１を印加した場合の試料Ａ−Ｃの変位量の経時変化を表２と図２０に示す。図２０は、本実験例の結果をプロットしたグラフであって、Ｐ１を印加した場合の試料Ａ−Ｃの変位量の経時変化は、一点破線によって示される。

図２０に示めすように、試料Ａ−Ｃは、実験開始後、変位量の減少傾向を示した。また、５０億ショット付近から、微増傾向を示した。

次に、試料Ａ、Ｂ、Ｄに対してＰ２を印加した場合の試料Ａ、Ｂ、Ｄの変位量の経時変化を表３と図２０に示す。図２０において、Ｐ２を印加した場合の試料Ａ、Ｂ、Ｄの変位量の経時変化は、破線によって示される。

図２０に示すように、試料Ａ、Ｂ、Ｄは、実験開始後、変位量の増加傾向を示した。また、５０億ショット付近から、微減傾向を示した。

以上のように、耐久パルスのＰ１またはＰ２を印加された試料は、その変位量が経時的に大きく変動した。しかしながら、図２０に示すように、Ｐ１を印加された試料とＰ２を印加された試料は、その変位量の変化において、お互いに逆相関の傾向を示した。

次に、Ｐ１が印加された試料Ａの変位量と、Ｐ２が印加された試料Ａの変位量の平均値を取り、第１駆動領域３３および第２駆動領域３４が互いに隣り合い、それぞれの変位量が力学的に合成された場合の変化を図２０に実線にてプロットした。試料Ｂについても同様の処理を行い図２０にプロットした。

図２０に示すように、圧電体層内に第１駆動領域３３および第２駆動領域３４が隣り合うように形成された場合の変位量の経時変化が最も安定的であることが確認された。これによれば、本発明に係るアクチュエーター５０の変位量の経時変化が安定的なものとなり、液体噴射ヘッド３００の吐出特性が安定し、信頼性が高まることが確認された。

また、Ｐ１を印加された試料の変位量は、長期的には微増傾向を示し、Ｐ２を印加された試料の変位量は、長期的には微減傾向を示すことから、変位量の初期変動のみならず、長期的な変位量も安定的となることが確認された。

１ 第１駆動電圧、２ 第２駆動電圧、１０ 基板、１１ 第１の面、
１２ 第２の面、１３ 第１領域、１５ 振動領域、２０ 第１導電部、
２０ａ 両端部、２０ｂ 両端部、２１ 第２導電部、２１ａ 両端部、
２１ｂ マスク層、２１ｃ 導電層、２５ 第１導電層、２５ａ 第１の部分、
２５ｂ 第２の部分、２６ 第２導電層、２６ａ 第３の部分、２６ｂ 第４の部分、
２７ 第１リード部、２８ 第２リード部、２９ 第３リード部、３０ 圧電体層、
３０ａ 両端部、３０ｂ 両端部、３０ｃ 圧電体層、３１ 上面、３２ テーパー面、
３３ 第１駆動領域、３４ 第２駆動領域、４０ 圧電素子、５０ アクチュエーター、
６０ 基板、６１ 圧力室、６２ 壁部、６３ 供給路、６４ 連通路、６５ リザーバ、７０ ノズル板、７１ ノズル孔、８０ 封止板、８１ 封止領域、
１００ 第１の方向、１２０ 第２の方向、１３０第３の方向、
２００ 第１駆動電圧発生回路、２１０ 第２駆動電圧発生回路、２２０ 接地回路、
３００ 液体噴射ヘッド、１０００ 液体噴射装置、
１０１０ 駆動部、１０２０ 装置本体、１０２１ トレイ、１０２２ 排出口、
１０３０ ヘッドユニット、１０３１ インクカートリッジ、１０３２ キャリッジ、
１０４１ キャリッジモータ、１０４２ 往復動機構、１０４３ タイミングベルト、１０４４ キャリッジガイド軸、１０５０ 給紙部、１０５１ 給紙モータ、
１０５２ 給紙ローラ、１０６０ 制御部、１０７０ 操作パネル

Claims (15)

1. 振動板と、
   前記振動板の上方に、形成された第１導電部と、
   前記第１導電部の上方に形成された圧電体層と、
   前記圧電体層の上方であって、前記第１導電部の少なくとも一部とオーバーラップするように形成された第２導電部と、
   を含み、
   前記第１導電部および前記第２導電部の少なくとも一方が、電気的に絶縁された第１および第２導電層を有し、
   前記第１導電層は、第１駆動電圧範囲内における第１の駆動電圧が印加され、
   前記第２導電層は、第２駆動電圧範囲内における第２の駆動電圧が印加され、または接地される、アクチュエーター。
2. 請求項１において、
   前記第１および第２導電層は、交互に隣り合うように配置される、アクチュエーター。
3. 請求項１または２において、
   前記第１駆動電圧範囲は、前記圧電体層の第１の抗電界を最小値とする電圧範囲であり、
   前記第２駆動電圧範囲は、前記圧電体層の第２の抗電界を最大値とする電圧範囲である、アクチュエーター。
4. 請求項１から３のいずれか１項において、
   前記第１の駆動電圧の駆動波形は、前記第２の駆動電圧の駆動波形を反転させた波形である、アクチュエーター。
5. 請求項１から４のいずれか１項において、
   前記圧電体層の残留分極の方向を第１の方向としたとき、
   前記第１の駆動電圧は、前記第１の方向に印加され、
   前記第２の駆動電圧は、前記第１の方向と反対の第２の方向に印加される、アクチュエーター。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載のアクチュエーターを有する液体噴射ヘッドであって、
   圧力室を有する基板を更に含み、
   前記基板は、前記振動板の下方に形成され、
   前記第１および第２導電部は、前記振動板の前記圧力室とオーバーラップする振動領域内に形成される、液体噴射ヘッド。
7. 請求項６において、
   前記振動板の上の前記振動領域において前記圧電体層が延びる方向を第２の方向とし、前記第２の方向に対して直交する方向を第３の方向とするとき、
   前記第１導電層は、前記第２の方向に延びる第１の部分と、前記第３の方向に延びる第２の部分とを有し、
   前記第２導電層は、前記第２の方向に延びる第３の部分と、前記第３の方向に延びる第４の部分とを有する、液体噴射ヘッド。
8. 請求項７において、
   前記第２導電部は、前記第１導電層および前記第２導電層を有し、
   前記第１導電層の前記第１の部分と、前記第２の導電層の前記第３の部分とが、前記第３の方向において隣り合うように配置される、液体噴射ヘッド。
9. 請求項７において、
   前記第２導電部は、前記第１導電層および前記第２導電層を有し、
   前記第１導電層の前記第２の部分と、前記第２の導電層の前記第４の部分とが、前記第２の方向において隣り合うように配置される、液体噴射ヘッド。
10. 請求項７において、
    前記第１導電部は、前記第１導電層および前記第２導電層を有し、
    前記第１導電層の前記第１の部分と、前記第２の導電層の前記第３の部分とが、前記第３の方向において隣り合うように配置される、液体噴射ヘッド。
11. 請求項７において、
    前記第１導電部は、前記第１導電層および前記第２導電層を有し、
    前記第１導電層の前記第２の部分と、前記第２の導電層の前記第４の部分とが、前記第２の方向において隣り合うように配置される、液体噴射ヘッド。
12. 請求項７において、
    前記第１導電部および前記第２導電部は、それぞれ前記第１導電層および前記第２導電層を有し、
    前記第１導電層の前記第２の部分と、前記第２の導電層の前記第４の部分とが、前記第２の方向において隣り合うように配置される、液体噴射ヘッド。
13. 請求項６ないし１２のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドを有する、液体噴射装置。
14. 第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面とを有した振動板を形成する工程と、
    前記第１の面において第１導電部を形成する工程と、
    前記第１導電部を覆うように圧電体層を形成する工程と、
    前記圧電体層の一部を覆い、かつ、前記第１導電部の少なくとも一部とオーバーラップするように第２導電部を形成する工程と、
    を含み、
    前記第１導電部および第２導電部の少なくとも一方が、電気的に絶縁された第１および第２導電層から形成される、アクチュエーターの製造方法。
15. 圧力室を有する基板を形成する工程と、
    前記基板の上方に形成される振動板であって、第１の面と、前記第１の面と反対側の前記基板と対向した第２の面とを有し、前記第１の面において、前記圧力室とオーバーラップする振動領域を有した振動板を形成する工程と、
    前記第１の面の前記振動領域内に第１導電層を形成する工程と、
    前記第１の導電層を覆うように圧電体層を形成する工程と、
    前記圧電体層の一部を覆い、かつ、前記第１導電部の少なくとも一部とオーバーラップするように第２の導電層を形成する工程と、
    を含み、
    前記第１導電部および第２導電部の少なくとも一方が、電気的に絶縁された第１および第２導電層から形成される、液体噴射ヘッドの製造方法。

Images