JP2012076387A

JP2012076387A - 液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び圧電アクチュエーター

Info

Publication number: JP2012076387A
Application number: JP2010224602A
Authority: JP
Inventors: Katsuto Shimada; 勝人島田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2010-10-04
Filing date: 2010-10-04
Publication date: 2012-04-19

Abstract

【課題】変位量を向上して、剥離等の破壊の発生を抑制することができる液体噴射ヘッド
、液体噴射装置及び圧電アクチュエーターを提供することを目的とする。
【解決手段】ノズル開口に連通する圧力発生室１２が形成された流路形成基板１０と、該
流路形成基板１０に設けられて下電極６０、該下電極６０上に形成された圧電体層７０及
び該圧電体層６０上に形成された上電極８０を有する圧電アクチュエーター３００と、を
具備し、前記上電極８０が複数の電極層８１、８２で構成され、当該上電極８０を構成す
る１つの前記電極層８１が圧縮応力を有すると共に、当該上電極８０を構成するその他の
電極層８２は、当該圧縮応力を有する前記電極層８１の圧縮応力よりも小さい圧縮応力を
有し、当該上電極８０全体の内部応力が圧縮応力を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び圧電アク
チュエーターに関する。

液体噴射ヘッド等に用いられる圧電素子は、電気機械変換機能を呈する圧電材料、例え
ば、結晶化した誘電材料からなる圧電体層を、２つの電極で挟んで構成されたものがある
。なお、液体噴射ヘッドの代表例としては、例えば、インク滴を吐出するノズル開口と連
通する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圧力
発生室のインクを加圧してノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘ
ッド等がある。また、インクジェット式記録ヘッドに搭載される圧電素子としては、例え
ば、振動板の表面全体に亘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
層をリソグラフィー法により圧力発生室に対応する形状に切り分けて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ある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１６３３８７号公報

しかしながら、圧電アクチュエーターの上電極の内部応力が比較的大きな圧縮応力だと
、圧電体層と上電極との間で剥離等の破壊が発生しやすいという問題がある。

また、圧電アクチェーターの上電極の内部応力が比較的大きな圧縮応力だと、圧電体層
の変形を阻害し、変位量が低下してしまうという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑み、変位量を向上して、剥離等の破壊の発生を抑制するこ
とができる液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び圧電アクチュエーターを提供することを目
的とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、ノズル開口に連通する圧力発生室が形成された流
路形成基板と、該流路形成基板に設けられて下電極、該下電極上に形成された圧電体層及
び該圧電体層上に形成された上電極を有する圧電アクチュエーターと、を具備し、前記上
電極が複数の電極層で構成され、当該上電極を構成する１つの前記電極層が圧縮応力を有
すると共に、当該上電極を構成するその他の電極層は、当該圧縮応力を有する前記電極層
の圧縮応力よりも小さい圧縮応力を有し、当該上電極全体の内部応力が圧縮応力を有する
ことを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、上電極の内部応力を比較的小さい圧縮応力にすることができるため、
同じ駆動電圧で大きな変位量を得ることができると共に、圧電体層と上電極との剥離等の
破壊を抑制することができる。

ここで、前記上電極が前記電極層として、前記圧電体層に接する第１上電極と、該第１
上電極上に設けられた第２上電極と、を具備し、前記第１上電極が、圧縮応力を有し、前
記第２上電極が、前記第１上電極よりも小さい圧縮応力を有することが好ましい。これに
よれば、圧電体層とは反対側の第２上電極の内部の圧縮応力を小さく又は引張応力にする
ことで、圧電アクチュエーターの変形を阻害する力をさらに弱めて、圧電アクチュエータ
ーの変位量を向上することができる。

また、前記第１上電極がイリジウムを主成分とする材料からなることが好ましい。これ
によれば、圧電体層に鉛が含まれている場合、第１上電極が鉛の拡散防止層として機能し
、圧電体層と上電極との間に鉛の異相が形成されるのを抑制して、さらに剥離等の破壊を
抑制することができる。

また、前記第２上電極がモリブデン、タンタル、ニッケル、銀、白金、クロム、ニオブ
、イリジウムからなる群から選択される材料を主成分とする材料からなることが好ましい
。これによれば、第１上電極よりも圧縮応力が小さい第２上電極を容易に形成することが
できる。

さらに本発明の他の態様は、上記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。
かかる態様では、圧電アクチュエーターの破壊を抑制して、液体噴射特性を向上するこ
とができる液体噴射装置を実現できる。

また、本発明の他の態様は、下電極と、該下電極上に形成された圧電体層と、該圧電体
層上に形成された上電極と、を具備し、前記上電極が複数の電極層で構成され、当該上電
極を構成する１つの前記電極層が圧縮応力を有すると共に、当該上電極を構成するその他
の電極層は、当該圧縮応力を有する前記電極層の圧縮応力よりも小さい圧縮応力を有する
ことを特徴とする圧電アクチュエーターにある。
かかる態様では、上電極の内部応力を比較的小さい圧縮応力にすることができるため、
同じ駆動電圧で大きな変位量を得ることができると共に、圧電体層と上電極との剥離等の
破壊を抑制することができる。

実施形態１に係る記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。実施形態１に係る記録ヘッドの要部拡大断面図である。実施形態１に係る記録ヘッドの要部拡大断面図である。一実施形態に係る記録装置の概略構成を示す図である。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であ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
図であり、図３及び図４は、要部拡大断面図である。

本実施形態の流路形成基板１０は、シリコン単結晶基板からなり、その一方の面には酸
化シリコンを主成分とする弾性膜５０が形成されている。

流路形成基板１０には、複数の圧力発生室１２が隔壁１１によって区画されて、その幅
方向に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向外側の領域
には連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、各圧力発生室１２毎に
設けられたインク供給路１４及び連通路１５を介して連通されている。連通部１３は、後
述する保護基板のリザーバー部３１と連通して各圧力発生室１２の共通のインク室となる
リザーバー１００の一部を構成する。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。なお、本実施形態では、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路１４
を形成したが、流路の幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、流
路の幅を絞るのではなく、厚さ方向から絞ることでインク供給路を形成してもよい。

なお、本実施形態では、流路形成基板１０には、圧力発生室１２、連通部１３、インク
供給路１４及び連通路１５からなる液体流路が設けられていることになる。

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
対側の端部近傍に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
熱溶着フィルム等によって固着されている。なお、ノズルプレート２０は、例えば、ガラ
スセラミックス、シリコン単結晶基板、ステンレス鋼等からなる。

一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、弾性膜５０が形成され、
この弾性膜５０上には、酸化ジルコニウムを主成分とする絶縁体膜５５が形成されている
。さらに、この絶縁体膜５５上には、下電極膜６０と、圧電体層７０と、上電極膜８０と
、が積層形成されて圧電アクチュエーター３００を構成している。ここで、圧電アクチュ
エーター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、圧電アクチュエーター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、図２及び図３に示すように、下電極膜６０を複数の圧力発生室１２に
相対向する領域に亘って連続して設けることで、複数の圧電アクチュエーター３００の共
通電極とし、上電極膜８０及び圧電体層７０を各圧電アクチュエーター３００毎に切り分
けることで、上電極膜８０を各圧電アクチュエーター３００の個別電極としている。すな
わち、圧電体能動部３２０は、パターニングされた下電極膜６０及び上電極膜８０によっ
て、圧力発生室１２に相対向する領域にのみ設けられていることになる。

また、本実施形態では、下電極膜６０を圧電アクチュエーター３００の共通電極とし、
上電極膜８０を圧電アクチュエーター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。なお、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５
及び下電極膜６０が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例え
ば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を設けずに、下電極膜６０のみが振動板として作用する
ようにしてもよい。また、圧電アクチュエーター３００自体が実質的に振動板を兼ねるよ
うにしてもよい。

圧電体層７０は、下電極膜６０上に形成される電気機械変換作用を示す圧電材料、特に
圧電材料の中でも一般式ＡＢＯ_３で示されるペロブスカイト構造を有する金属酸化物から
なる。圧電体層７０としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電体材
料や、これに酸化ニオブ、酸化ニッケル又は酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加した
もの等が好適である。具体的には、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ_３）、チタン酸ジルコン酸鉛
（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３）、ジルコニウム酸鉛（ＰｂＺｒＯ_３）、チタン酸鉛ランタン
（（Ｐｂ，Ｌａ），ＴｉＯ_３）、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ
，Ｔｉ）Ｏ_３）又は、マグネシウムニオブ酸ジルコニウムチタン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ
）（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ_３）等を用いることができる。圧電体層７０の厚さについては、製造
工程でクラックが発生しない程度に厚さを抑え、且つ十分な変位特性を呈する程度に厚く
形成する。圧電体層７０は、１〜５μｍ前後の厚さが好ましく、本実施形態では、１．３
μｍで形成した。また、圧電体層７０の製造方法としては、例えば、ゾル−ゲル法、ＭＯ
Ｄ（Metal-Organic Decomposition）法、スパッタリング法又はレーザーアブレーション
法等のＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法等で形成することができる。

上電極膜８０は、金属又は金属酸化物からなる複数の電極層が積層されて構成されたも
のである。本実施形態では、上電極膜８０は、電極層として、圧電体層７０側に設けられ
た第１上電極膜８１と、第１上電極膜８１上に設けられた第２上電極膜８２と、を具備す
る。

第１上電極膜８１は、導電性を有し、内部応力が圧縮応力を有する材料、例えば、イリ
ジウム（Ｉｒ）を主成分とする材料が挙げられる。

また、第２上電極膜８２は、導電性を有し、第１上電極膜８１の圧縮応力よりも低い圧
縮応力を有する材料、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉ
）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、イリジウム（Ｉｒ）
を主成分とする材料が挙げられる。本実施形態では、第２上電極膜８２として内部応力が
引張応力のニッケル（Ｎｉ）を用いた。ここで、第２上電極膜８２が第１上電極膜８１の
圧縮応力よりも低い圧縮応力を有するとは、第１上電極膜８１の圧縮応力よりも小さい圧
縮応力を有する場合と、内部応力として引張応力（圧縮応力が０）の場合と、を含むもの
である。また、第２上電極膜８２として、第１上電極膜８１と同じ材料（例えば、イリジ
ウム）を用いたとしても、その製造方法によって内部応力は変化するものであるため特に
問題がなく、同じ材料を用いることで２つの電極層の密着性が高く、電極層を単層で用い
る場合と略同じ抵抗値とすることができる。ちなみに、例えば、イリジウムをスパッタリ
ング法によって形成する場合、スパッタリング法で成膜する際の加熱温度を高くすること
や成膜後に加熱することで、イリジウムの内部応力を引張応力とすることができる。逆に
、スパッタリング法によって成膜する際の加熱を低温とすることで、イリジウムの内部応
力を圧縮応力とすることができる。

このような第１上電極膜８１と第２上電極膜８２とで構成される上電極膜８０は、全体
として内部応力が圧縮応力となるようになっている。すなわち、第２上電極膜８２が引張
応力を有する場合であっても、第１上電極膜８１の圧縮応力を完全に打ち消さない程度の
大きさである必要がある。

このように、上電極膜８０を内部応力が圧縮応力の第１上電極膜８１と、第１上電極膜
８１の圧縮応力よりも小さい圧縮応力を有する第２上電極膜８２とで構成することで、上
電極膜８０の全体の圧縮応力を小さくして、圧電アクチュエーター３００の変位特性を向
上することができる。すなわち、上電極膜として、第１上電極膜８１のみを単層で設けた
場合、上電極膜の全体の圧縮応力が大きくなり、圧電アクチュエーター３００を圧力発生
室１２側が凸となるように変位させた際に、変位する方向と圧縮応力の方向とが反対向き
となるため、変位を阻害してしまう。これに対して、本実施形態では、図４（ａ）に示す
ように、上電極膜８０が圧力発生室１２側が凸となるように変位した際に、上電極膜８０
の圧縮応力が比較的小さいため、変位の阻害を抑制して、同じ印加電圧で大きな変位量を
得ることができる。

また、本実施形態では、圧電体層７０とは反対側に配置された第２上電極膜８２の内部
応力を第１上電極膜８１の内部応力よりも小さく（圧縮応力を小さく又は引張応力）にす
ることで、大きな変位量を得ることができる。すなわち、図４（ｂ）に示すように、圧電
アクチュエーター３００を圧力発生室１２側に凸となるように変形させた際に、振動板か
ら最も遠い第２上電極膜８２には、外部から引っ張り方向に最も大きな応力が印加される
が、第２上電極膜８２の内部の圧縮応力を小さく又は引張応力とすることで、第２上電極
膜８２が圧電アクチュエーター３００の変位を阻害する力が弱くなり変位量を向上するこ
とができる。

また、圧電体層７０の内部応力が引張応力の場合、上電極膜８０として内部の圧縮応力
が比較的小さなものを用いることで、圧電体層７０と上電極膜８０との間で反対向きに作
用する応力が小さくなるため、圧電体層７０と上電極膜８０との間での層間剥離を抑制す
ることができる。ちなみに、上電極膜８０の第１上電極膜８１と第２上電極膜８２とは金
属からなるため、たとえ引張応力の第２上電極膜８２を設けたとしたとしても、密着力が
強く電極層間での層間剥離は発生し難い。

なお、上電極膜８０の圧縮応力を小さくするために、上電極膜８０の厚さを薄くするこ
とも考えられるが、導電性が低下すると共に、繰り返し駆動した際に上電極膜８０が破壊
されてしまうという問題がある。また、上電極膜８０を第２上電極膜８２のみで構成して
、上電極膜８０全体を引張応力にすることも考えられるが、上電極膜８０を引張応力にす
ると、圧電アクチュエーター３００を駆動していない状態で、圧電アクチュエーター３０
０が圧力発生室１２側に凸となるように変形してしまい、インク吐出特性が低下してしま
う。すなわち、上電極膜８０の全体の内部応力が圧縮応力としておくことで、図４（ａ）
に示すように、圧電アクチュエーター３００を駆動していない状態では、圧力発生室１２
とは反対側に凸となるように変形させ、圧電アクチュエーター３００を駆動した際に図４
（ａ）に示す状態から図４（ｂ）に示す状態まで大きく変形させることができ、優れたイ
ンク吐出特性を得ることができる。

また、第１上電極膜８１としてイリジウムを用いることで、第１上電極膜８１が圧電体
層７０に含まれる鉛の拡散防止層（鉛の上電極膜８０側への拡散防止）として機能し、鉛
の異相が形成されないため、圧電アクチュエーター３００を繰り返し駆動しても、上電極
膜８０の破壊が発生しないと考えられる。

このような圧電アクチュエーター３００の上電極膜８０には、例えば、金（Ａｕ）等か
らなるリード電極９０が設けられている。リード電極９０は、一端部が上電極膜８０に接
続されると共に、他端部が流路形成基板１０のインク供給路１４側まで延設され、延設さ
れた先端部は、後述する圧電アクチュエーター３００を駆動する駆動回路１２０と接続配
線１２１を介して接続されている。

このような圧電アクチュエーター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、リザーバー１００の少なくとも
一部を構成するリザーバー部３１を有する保護基板３０が接着剤３５を介して接合されて
いる。このリザーバー部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ー１００を構成して
いる。また、流路形成基板１０の連通部１３を圧力発生室１２毎に複数に分割して、リザ
ーバー部３１のみをリザーバーとしてもよい。さらに、例えば、流路形成基板１０に圧力
発生室１２のみを設け、流路形成基板１０と保護基板３０との間に介在する部材（例えば
、弾性膜５０、絶縁体膜５５等）にリザーバーと各圧力発生室１２とを連通するインク供
給路１４を設けるようにしてもよい。

また、保護基板３０の圧電アクチュエーター３００に対向する領域には、圧電アクチュ
エーター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。圧電素子保持部３２は、圧電アクチュエーター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。

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。

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、各圧電アクチュエーター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。

また、保護基板３０上には、並設された圧電アクチュエーター３００を駆動するための
駆動回路１２０が固定されている。この駆動回路１２０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１２０とリード電極９
０とは、ボンディングワイヤー等の導電性ワイヤーからなる接続配線１２１を介して電気
的に接続されている。

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
材料からなり、この封止膜４１によってリザーバー部３１の一方面が封止されている。ま
た、固定板４２は、比較的硬質の材料で形成されている。この固定板４２のリザーバー１
００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
ーバー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。

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、図示しない外部のインク供
給手段と接続したインク導入口からインクを取り込み、リザーバー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１２０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。

（実施例）
上述した実施形態１と同様に、第１上電極膜８１として内部応力が圧縮応力（１７００
ＭＰａ）のイリジウム（Ｉｒ）を１０ｎｍの厚さで形成し、第２上電極膜８２として内部
応力が引張応力（３００ＭＰａ）のニッケル（Ｎｉ）を４０ｎｍの厚さで形成し、これら
第１上電極膜８１と第２上電極膜８２とで構成される上電極膜８０を設けたものを実施例
の圧電アクチュエーターとした。

（比較例）
比較のため、上電極膜として、内部応力が圧縮応力（１７００ＭＰａ）のイリジウム（
Ｉｒ）を５０ｎｍの厚さで形成したものを比較例の圧電アクチュエーターとした。

（試験例）
これら実施例及び比較例の圧電アクチュエーターについて２５Ｖの電圧を印加して、そ
の変位量を測定した。なお、変位量の測定は、レーザードップラー変位計により測定した
。この結果、実施例の圧電アクチュエーターは、変位量が５３０ｎｍであったのに対し、
比較例の圧電アクチュエーターは、変位量が４８０ｎｍであった。この結果から分かるよ
うに、上電極膜８０として、内部応力が圧縮応力の第１上電極膜８１と、内部応力が引張
応力の第２上電極膜８２を設け、上電極膜８０の全体の内部応力が圧縮応力である実施例
の圧電アクチュエーターは、比較例のように引張応力を有する単層の上電極膜を設けた場
合に比べて、同じ印加電圧で高い変位量を得ることができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定
されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、流路形成基板１０としてシリコ
ン単結晶基板を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、結晶面方位が（１００）面
、（１１０）面等のシリコン単結晶基板を用いるようにしてもよく、また、ＳＯＩ基板、
ガラス等の材料を用いるようにしてもよい。

また、上述した実施形態１では、上電極膜８０として、圧電体層７０に接する第１上電
極膜８１と、第１上電極膜８１上に設けられた第２上電極膜８２とを設けるようにしたが
、特にこれに限定されず、例えば、第２上電極膜８２を圧電体層７０側に設けるようにし
てもよい。ただし、圧電体層７０として鉛を含有する材料を用いた場合、圧電体層７０に
接する電極層の材料によっては鉛の異相が形成される可能性があるため、鉛の異相が形成
されない材料、例えば、イリジウム（Ｉｒ）を用いるのが好ましい。また、上電極膜８０
を構成する第１上電極膜８１及び第２上電極膜８２等の電極層の数は、３層以上であって
もよく、電極層の１つが圧縮応力を有し、その他の電極層が圧縮応力よりも小さい圧縮応
力を有するものであれば、高い変位量を得ることができると共に剥離等の破壊を抑制する
ことができるという効果を奏する。

また、これらのインクジェット式記録ヘッドＩ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、インクジェット式記録装置に
搭載される。図５は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。

図５に示すインクジェット式記録装置IIにおいて、インクジェット式記録ヘッドＩ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。

そして、駆動モーター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ー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に巻き掛けられて搬送されるようになって
いる。

また、上述したインクジェット式記録装置IIでは、インクジェット式記録ヘッドＩ（ヘ
ッドユニット１Ａ、１Ｂ）がキャリッジ３に搭載されて主走査方向に移動するものを例示
したが、特にこれに限定されず、例えば、インクジェット式記録ヘッドＩが固定されて、
紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置
にも本発明を適用することができる。

また、上述した実施形態１では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘ
ッドを挙げて説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、イ
ンク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体
噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッ
ド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機Ｅ
Ｌディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）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が挙げられる。また
、液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置を挙げて説明したが、上述した他
の液体噴射ヘッドを用いた液体噴射装置にも用いることが可能である。

さらに、本発明は、インクジェット式記録ヘッドに代表される液体噴射ヘッドに搭載さ
れる圧電アクチュエーターに限られず、他の装置に搭載される圧電アクチュエーターにも
適用することができる。

Ｉインクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 II インクジェット式記録装
置（液体噴射装置）、１０流路形成基板（基板）、１２圧力発生室、１３連
通部、１４インク供給路、１５連通路、２０ノズルプレート、２１ノズ
ル開口、３０保護基板、３１リザーバー部、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、８１第１上電極膜（電極層）、８２第２上電極膜（電極層）、９０リ
ード電極、１００リザーバー、１２０駆動回路、３００圧電アクチュエータ
ー

Claims

ノズル開口に連通する圧力発生室が形成された流路形成基板と、該流路形成基板に設け
られて下電極、該下電極上に形成された圧電体層及び該圧電体層上に形成された上電極を
有する圧電アクチュエーターと、を具備し、
前記上電極が複数の電極層で構成され、当該上電極を構成する１つの前記電極層が圧縮
応力を有すると共に、当該上電極を構成するその他の電極層は、当該圧縮応力を有する前
記電極層の圧縮応力よりも小さい圧縮応力を有し、当該上電極全体の内部応力が圧縮応力
を有することを特徴とする液体噴射ヘッド。
前記上電極が前記電極層として、前記圧電体層に接する第１上電極と、該第１上電極上
に設けられた第２上電極と、を具備し、
前記第１上電極が、圧縮応力を有し、
前記第２上電極が、前記第１上電極よりも小さい圧縮応力を有することを特徴とする請
求項１記載の液体噴射ヘッド。
前記第１上電極がイリジウムを主成分とする材料からなることを特徴とする請求項１又
は２記載の液体噴射ヘッド。
前記第２上電極がモリブデン、タンタル、ニッケル、銀、白金、クロム、ニオブ、イリ
ジウムからなる群から選択される材料を主成分とする材料からなることを特徴とする請求
項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
請求項１〜４の何れか一項に記載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。
下電極と、該下電極上に形成された圧電体層と、該圧電体層上に形成された上電極と、
を具備し、
前記上電極が複数の電極層で構成され、当該上電極を構成する１つの前記電極層が圧縮
応力を有すると共に、当該上電極を構成するその他の電極層は、当該圧縮応力を有する前
記電極層の圧縮応力よりも小さい圧縮応力を有することを特徴とする圧電アクチュエータ
ー。